DE19635768A1 - Methacryloyl-Gruppen enthaltende polymere Trägersysteme, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Festphasenreaktionen - Google Patents
Methacryloyl-Gruppen enthaltende polymere Trägersysteme, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in FestphasenreaktionenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein neues polymeres Trägermaterial, das die Methacryloyl-Gruppe in
folgender allgemeinen Formel enthält
worin
F ein natürliches, halbsynthetisches oder synthetisches polymeres Trägermaterial bedeutet,
R¹ und R² gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Halogen bedeuten,
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeuten,
S eine Verknüpfungsgruppierung (Spacer) bedeutet, ausgewählt unter Alkylen, -NH-, -NR-, oder -O- (Ester), und
X eine zur Verknüpfung geeignete Gruppe, ausgewählt unter Hydroxyl, Halogen, Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, Alkoxy, Thioether, Amido oder Acyloxy, wobei Acyl den Rest einer Carbonsäure darstellt,
und die Methacryloyl-Gruppe über die Carbonylgruppe gebunden ist, eignet sich für Reaktionen zur Synthese organischer Verbindungen, insbesondere für eine Synthese von geschützten und ungeschützten Peptiden, Oligosacchariden, Glycopeptiden, Nucleotiden oder Proteinen an löslichen oder unlöslichen Trägermaterialien.
F ein natürliches, halbsynthetisches oder synthetisches polymeres Trägermaterial bedeutet,
R¹ und R² gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Halogen bedeuten,
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeuten,
S eine Verknüpfungsgruppierung (Spacer) bedeutet, ausgewählt unter Alkylen, -NH-, -NR-, oder -O- (Ester), und
X eine zur Verknüpfung geeignete Gruppe, ausgewählt unter Hydroxyl, Halogen, Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, Alkoxy, Thioether, Amido oder Acyloxy, wobei Acyl den Rest einer Carbonsäure darstellt,
und die Methacryloyl-Gruppe über die Carbonylgruppe gebunden ist, eignet sich für Reaktionen zur Synthese organischer Verbindungen, insbesondere für eine Synthese von geschützten und ungeschützten Peptiden, Oligosacchariden, Glycopeptiden, Nucleotiden oder Proteinen an löslichen oder unlöslichen Trägermaterialien.
Die Erfindung betrifft Festphasensysteme, die Methacryloyl-Gruppen als Ankergruppierungen
enthalten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Synthese organischer
Verbindungen, insbesondere von geschützten und ungeschützten Peptiden, Oligosacchariden,
Glycopeptiden, Nucleotiden und Proteinen.
Die gezielte Synthese von organischen Verbindungen an polymeren Trägern gewinnt angesichts
der zunehmenden Anforderungen an Pharmaka, Lebensmittelzusatzstoffe und andere Wirkstoffe
hinsichtlich der Selektivität der Wirkung, der Verträglichkeit und der biologischen Abbaubarkeit stark an
Bedeutung (zum Stand der organischen Festphasensynthese vgl. z. B. J. S Früchtel u. G. Jung,
Angew. Chem. 108, 4001 (1996); Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35, 17-42 (1996)). Trotz der nunmehr
hoch entwickelten gentechnologischen Techniken gilt dies auch für die chemische Synthese z. B. von
Peptiden, durch die allein z. B. Peptide mit nicht-natürlichen Bausteinen und Strukturelementen
zugänglich sind.
Für den chemischen Aufbau von Peptiden bedeutete die Einführung der Festphasensynthese nach
R. B. Merrifield (R. B. Merrifield, J. Chem. Soc. 85, 2149 (1963)) einen großen Fortschritt. Das gilt trotz
der inzwischen erkannten Probleme, die bei diesen Festphasen-Peptidsynthesen hinsichtlich der
Reinheit der synthetisierten Produkte immer wieder auftreten.
Als Ankergruppierung zur Befestigung der C-terminalen Aminosäure auf dem Träger dienen
verschiedenste Systeme, die nach erfolgter Synthese eine Abspaltung des Peptids hydrogenolytisch,
photolytisch, unter basischen Bedingungen oder acidolytisch erlauben. Eine selektive Abspaltung vom
Träger ohne gleichzeitige Abspaltung der Aminosäureseitenketten-Schutzgruppen ist unter diesen
Bedingungen nicht möglich. Es entstehen vielmehr an den Drittfunktionen voll oder teilweise
entschützte Peptide, die daher für weitere peptidchemische Aufbaureaktionen nicht mehr benutzt
werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Trägersystemen zur Synthese
organischer Verbindungen, insbesondere zur Festphasensynthese von Peptiden, Glycopeptiden,
Oligonucleotiden und Oligosacchariden, bei denen die Produkte selektiv und unter solchen milden
Bedingungen vom polymeren Träger abgespalten werden können, daß Schutzgruppen auf den
Endprodukten verbleiben und Nebenreaktionen der Ankerverbindung mit den Endprodukten in Lösung
weitgehend unterbleiben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Methacryloyl-Gruppen enthaltendes polymeres
Trägersystem gemäß Anspruch 1, in dem die Methacryloyl-Gruppen an ein lösliches oder unlösliches,
synthetisches oder natürliches Polymer gebunden sind, mit der allgemeinen Formel (I).
Die Art des Spacers richtet sich dabei vor allem nach dem ausgewählten Trägermaterial. X kann
eine Hydroxyl, Halogen, eine Sulfonat-, eine Phosphonat-, eine Azido-, eine Amino-, eine Thioether-,
eine Alkoxygruppe sein, worin Alkyl der Rest eines Nucleotids oder Saccharids sein kann, eine Amido- oder
eine Acyloxygruppe sein, worin Acyl den Rest einer Carbonsäure oder den Rest RCO-, mit R als
einen organischen Rest bezeichnet, und RCO- insbesondere der geschützte oder ungeschützte Rest
einer Aminosäure, eines Peptids, Glycopeptids, sein kann. Unter einem Peptidrest kann hierbei auch
ganz allgemein der Rest eines Proteins, z. B. ein Enzym verstanden werden.
Für das natürliche oder synthetische polymere Trägermaterial geht man vorzugsweise von einem
solchen Trägermaterial aus, das funktionelle Gruppen aufweist, die sich gut für die Umsetzung mit der
die Methacrylgruppierung tragenden Verbindung eignen, wobei sich die die Spacergruppierung S
während dieser Umsetzung ausbilden oder auch bereits teilweise oder auch ganz Bestandteil
(Substituent) des Trägers sein kann.
Das Trägermaterial ist vorzugsweise ein organisches oder anorganisches Polymeres, z. B. ein
synthetisches, halbsynthetisches oder natürliches Polymeres, wie z. B. Polystyrol, Cellulose,
Polyacrylamide, Methacrylate, Dextrane, aber auch feste Basismaterialien, die mit einem für die
Verknüpfung mit den Methacryloylgruppen geeigneten Material überzogen sind, wie z. B. mit einem
geeigneten Polymeren oder einem vernetzten Protein. Das Basismaterial kann z. B. Glas, Kieselgel
oder auch ein Kunstharz sein. Für das Trägermaterial und als Überzug geeignete organische Polymere
sind vorzugsweise Polyacrylamide, Polyethylenglycol, und insbesondere Polystyrol.
Zur Ausbildung einer geeigneten Spacergruppierung S kann es zweckmäßig sein, z. B. ein mit
Aminomethylgruppen substituiertes Polystyrol einzusetzen; im erfindungsgemäßen Festphasensystem
sind die Aminomethylgruppierungen dann vorzugsweise durch die Gruppierung
-S-CO-C[=CR¹R²]-CR³R⁴-X substituiert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 zur Herstellung
von erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), worin X eine zur Verknüpfung
geeignete Gruppe, ausgewählt unter Hydroxyl, Halogen, Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, Alkoxy,
Thioether, Amido oder Acyloxy, wobei Acyl den Rest einer Carbonsäure darstellt, bedeutet, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein polymeres Trägermaterial, das zur Verknüpfung mit der
Methacryloyl-Gruppe -CO-C[=CR¹R²]-CR³R⁴-X geeignete funktionelle Gruppe A enthält, mit einer
Verbindung B-CO-C[=CR¹R²]-CR³R⁴-X umsetzt, worin A und B Atomgruppierungen bedeuten, die unter
Kondensation und/oder Addition und Ausbildung einer Verknüpfung zwischen festem Trägermaterial
und Methacryloyl-Gruppierung miteinander reagieren.
Zweckmäßige Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 9 und 10.
Bei den Resten A und B handelt es sich um solche Gruppierungen, die unter Kondensation
und/oder Addition und Ausbildung einer Verknüpfung zwischen polymerem Trägermaterial und
Methacryloyl-Gruppe miteinander reagieren. Solche Gruppen sind vorzugsweise die in Kondensations- und
Additionsreaktionen üblicherweise verwendete Gruppen, z. B. Aminogruppen, z. B. in Form einer
Aminomethylgruppe, Halogen, Estergruppierungen, Nitrilgruppen usw. Die Kondensations- und/oder
Additionsreaktionen können in der Regel auf an sich bekannte Weise, z. B. unter Abspaltung von
Wasser, Halogenwasserstoff usw. durchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird z. B. ein Aminomethylgruppen (Gruppe A) enthaltendes
Polystyrol mit einer substituierten Merthacrylsäure oder einer terminal methacryloylisch substituierten
Carbonsäure oder einem Carbonsäurederivat unter Bildung einer Amidgruppierung umgesetzt. Eine
substituierte Merthacrylsäure ist z. B. 5-Brommethyl-acrylsäure (B = OH, X = Br), eine C-terminal
methacryloylisch substituierte Carbonsäure ist z. B. 5-Brommethyl-4-oxo-hex-5-en-säure
(B = HOOC-(CH₂)₂-, X = Br).
Weitere allylisch ungesättigte Carbonsäuren sind z. B. 4-Halogenmethyl-, 4-Hydroxymethyl-,
4-Acyloxymethyl- oder 4-Sulfonyloxymethyl-Acrylsäure.
Die Umsetzung mit den geschützten Aminosäuren, Peptiden, Glycopeptiden, Nucleotiden,
Sacchariden, Carbonsäuren oder deren Derivate oder Salzen erfolgt wie allgemein in der Merrifield-Fest
phasen-Technik üblich. Als Schutzgruppen können alle bekannten Schutzgruppen dienen.
Die Abspaltung der Produkte vom Träger erfolgt unter milden, nahezu neutralen Bedingungen wie
verdünnt nucleophilen Medien, wozu beispielsweise Piperidin oder Morpholin in verschiedenen
Lösungsmitteln zählen, oder durch Edelmetallkatalyse, wie z. B. durch Katalyse mit Verbindungen der
Platinmetalle wie Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt (B. Blankemeyer-Menge u. R. Frank Tetrahedron Lett. 29, 5871
(1988); F. Guib´, O. Dangles, G. Balavoine u. A. Loffet Tetrahedron Lett. 30, 2641 (1989)), die sowohl
N-Amino-Schutzgruppen wie auch Seitenkettenschutzgruppen von Peptiden und Oligosacchariden
selektiv auf dem Produkt belassen. Ein Anspruch besteht daher auch bezüglich der Synthese
geschützter Peptidfragmente unter Verwendung der erfindungsgemäßen Festphasensysteme.
Die erfindungsgemäßen Festphasensysteme lassen sich neben ihrer Verwendung in der
Festphasen-Technik (Merrifield-Technik) zur Peptidsynthese oder Glycopeptidsynthese auch als
Festphasen in anderen Festphasen-Techniken einsetzen, z. B. zur Synthese von Oligonucleotiden, die
sich gegebenenfalls enzymatisch weiter verlängern lassen, z. B. zur Synthese von bestimmten
DNA-Sequenzen, zu Sequenzanalysen, aber auch bei Reaktionen, bei denen Enzyme, katalytisch wirkende
Lewissäuren, Redoxsysteme und dergleichen durch Immobilisierung infolge Adsorption, Polymerisation,
Pfropfung usw. in eine feste Form gebracht werden, was die Dosierung, Wiederaufarbeitung und
Abtrennung von Reaktionsprodukten erleichtert. Daneben ist auch eine Anwendung in
Festbettverfahren möglich (vgl. z. B. Römpps-Lexikon, 8. Auflage, Seite 1263 und 2543).
Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen
Festphasensystemen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihrer Verwendung beschrieben, ohne ihren
Umfang darauf einzuschränken.
Zur Synthese von Polymeren der allgemeinen Formel I können verschiedene Wege beschritten
werden. Das prinzipielle Vorgehen wird an einem kommerziell erhältlichen (Nova-Biochem. 0,7 mg
Cl₂/g) chlormethyliertem Polystyrol gezeigt, das zunächst in bekannter Weise (A. R. Mitchell u. Mitarb.,
J. Am. Chem. Soc. 98, 7337 (1976)) mit Phtalimid-Kalium über das Phtaloyl-amido-Derivat in das
Amino-methyl-polystyrol 1 überführt wird. Alternativ kann das Phtaloyl-amido-Derivat ebenfalls in
bekannter Weise (R. B. Merrifield u. Mitarb., Tetrahedron Lett. 42, 3795 (1976)) aus geeignet
vernetztem Polystyrol durch Umsetzung mit N-Chlormethyl-phtalimid hergestellt werden.
1 wird aus dem Phtaloyl-amido-Derivat durch Umsetzung mit Hydrazin in Ethanol erhalten (A. R.
Mitchell u. Mitarb., J. Am. Chem. Soc. 98, 7337 (1976)).
Das aminomethylierte Polystyrol 1 wird nun, als Beispiel für polymere Träger mit Aminogruppen, in
Verbindungen der allgemeinen Formel I umgewandelt, indem es mit Methacroylverbindungen oben
beschriebener Ausführung umgesetzt wird. Als Beispiel ist nachfolgend die Umsetzung des Harzes 1
mit α-Brommethyl-acrylsäure 2 (K. Ramarajan, K. Ramalingam, D. J. O′Donnell u. K. D. Berlin, Org.
Synth. Coll. Vol. 7, 210 (1990)) beschrieben. Die Verknüpfung erreicht man z. B. mit Hilfe von
Dicyclohexylcarbodiimid (DCC), mit DCC/Hydroxybenzotriazol (Hobt) in CH₂Cl₂, DMF (vgl. W. König u.
R. Geiger, Chem. Ber. 103, 788 (1970)) oder anderen bekannten Reaktionen zur Bildung von
Säureamiden (Beispiel 1).
Statt der α-Brommethyl-acrylsäure 2 können in gleicher Weise an der Doppelbindung substituierte
Derivate eingesetzt werden, z. B. α-Brommethyl-crotonsäure. Ebenso erhält man in analogen
Reaktionen mit hydroxymethylierten Polymeren anstelle von 1 analog die zu 3 entsprechenden Ester.
Die Verbindung 3 ist ein Beispiel für Substanzen der allgemeinen Formel I, worin X = Br ist. Auf
analoge Weise lassen sich ausgehend von einer Verbindung 1 Verbindungen der Formel I darstellen, in
denen X die Bedeutung Halogen, Hydroxyl, Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, Alkoxy, Thioether,
Amido oder Acyloxy hat, wobei Acyl der Rest einer Carbonsäure oder der Rest RCO mit R als einem
organischen Rest ist.
Durch Reaktion von N-geschützten Aminosäuren 4 (z. B. R′′ = Boc) mit Harzen des Typs 3 werden
die C-terminalen Aminosäuren des zu synthetisierenden Peptids oder Glycopeptids an den polymeren
Träger angekoppelt. Die dabei gebildeten Kopplungsprodukte, wie z. B. 5, entsprechen der allgemeinen
Formel I (Beispiel 2 für Phenylalanin, R′ = CH₂-C₆H₅). Die Ausbeuten liegen je nach
Aminosäure-Überschuß bei bis zu 100%.
Von der in 5 als (substituierter) Methacrylester an den polymeren Träger gebundenen Aminosäure
kann die N-terminale Schutzgruppe selektiv abgespalten werden. Im Falle der
tert-Butyloxycarbonyl(Boc)-Gruppe (z. B. in 5) gelingt dies durch Behandeln mit Trifluoressigsäure (Beispiel
4). Die Ester-Bindung an den Träger bleibt dabei völlig stabil.
Aus den gebundenen Aminosäure-hydrosalzen, wie 6, wird mit tertiären Basen die freie
Aminoverbindung erhalten.
Durch Reaktion der Salze, insbesondere der Natrium-Salze, von selektiv blockierten Nucleotid- oder
Saccharid-Bausteinen 7 (z. B. R′ = C(CH₃)₂, R′′ = TBDPSi) mit Harzen des Typs 3 werden die
Saccharid-Bausteinen des zu synthetisierenden Oligosaccharids, Oligonucleotids oder Glycopeptids an
den polymeren Träger angekoppelt. Die dabei gebildeten Kopplungsprodukte, wie z. B. 8, entsprechen
der allgemeinen Formel I (X = Alkoxy, Beispiel 3 für Methyl-2,3-O-isopropyliden-6-O-tert-bu
tyldiphenylsilyl-α-D-Manp). Die Ausbeuten liegen je nach Saccharid-Überschuß bei bis zu 100%.
Von dem in 8 als (substituierter) Methacrylether an den polymeren Träger gebundenen Saccharid-Bau
stein können die temporären Schutzgruppen selektiv abgespalten werden. Im Falle der
tert-Butyldiphenylsilyl(TBDPSi)-Gruppe (z. B. in 8) gelingt dies durch Behandeln mit Trifluoressigsäure
(Beispiel 8). Die Methacrylether-Bindung an den Träger bleibt dabei völlig stabil.
An diesen N-deblockierten Substanzen wird nun der Aufbau der Peptidkette nach den in der
Festphasensynthese bekannten Methoden (s. M. Mutter u. D. Bellof; Helv. Chim. Acta 67, 2009-2016
(1984) und M. Schnölzer, P. Alewood, A. Jones, D. Alewood u. S. B. H. Kent, Int. J. Peptide Protein
Res. 40, 1 (1992)) durchgeführt. So erhält man z. B. aus 6 nach Deprotonierung und Kupplung mit
Nα-Boc-Asparginsäure das gebundene Dipeptid 9 (Beispiel 5).
Durch Fixierung von Nα-Boc-Phenylalanin am erfindungsgemäßen polymeren Träger, wie vom Typ
3, und durch neun anschließende Synthesecyclen, bestehend aus N-terminaler Schutzgruppenab
spaltung, Freilegung der terminalen Aminogruppe und Kettenverlängerung mit den jeweiligen
Boc-Aminosäuren wurde das geschützte Decapeptid 10, ein Fragment der HIV-Protease, in festphasen
gebundener Form synthetisiert (Beispiel 6). Die terminale Boc-Schutzgruppe wurde auf dem Peptid
belassen.
Als weiteres veranschaulichendes Beispiel wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das
folgende Myoglobin-Fragment in festphasengebundener Form 11 aufgebaut (Beispiel 7).
Durch Fixierung von Methyl-2,3-O-isopropyliden-6-O-(tert.-butyl-diphenyl-sily-α-D-Manp am
erfindungsgemäßen polymeren Träger, wie vom Typ 3, und durch zwei anschließende Synthesecyclen,
bestehend aus Schutzgruppenabspaltung und Kettenverlängerung mit Trichloracetimido-2-deoxy-2-N-phta
loyl-3,4,6-tri-O-acetyl-β-D-Glcp unter der Wirkung von TMSOTf (Trimethylsilyl
trifuormethansulfonat) wurde das Disaccharid 12 in festphasengebundener Form synthetisiert (Beispiel
8).
Das besondere Merkmal der erfindungsgemäßen polymeren Träger und der damit durchgeführten
Festphasenpeptidsynthesen ist die Anbindung der Aminosäuren, Peptide, Monosaccharide,
Oligosaccharide, Glycopeptide und Nucleotide als methacrylische Ester bzw. Ether (z. B. in 5, 6, 8, 9,
10, 11, 13). Daraus ergibt sich als entscheidender Vorteil, daß die synthetisierten Peptide,
Glycopeptide, Oligosaccharide und Oligonucleotide unter sehr milden, praktisch neutralen Bedingungen
vom Träger abgespalten werden können. Man erreicht diese Abspaltung z. B. durch Behandeln der
polymergebundenen Derivate mit verdünnt nucleophilen Medien, wozu beispielsweise Morpholin oder
Piperidin gehört, oder katalytischen Mengen eines Palladium(0)-Katalysators unter Sauerstoffausschluß
in Tetrahydrofuran oder anderen Lösungsmittelsystemen in Gegenwart eines geeigneten Nucleophils,
wie Dimedon oder einer anderen leicht deprotonierbaren CH-aziden Verbindung. Die Reaktion ist bei
Raumtemperatur in der Regel in wenigen Minuten bis Stunden vollständig abgelaufen. Durch die
außerordentlich milden Abspaltbedingungen bleiben selbst empfindliche Strukturen (z. B. glycosidische
Bindungen) und Schutzgruppen, wie z. B. die Boc- und Z-Schutzgruppen im abgelösten Peptid (z. B. 9,
10, 11), oder die Acetyl- und Phtaloyl-Schutzgruppe im Oligosaccharid (z. B. 13) zuverlässig erhalten.
Die abgelösten Produkte, wie z. B. 14 (Beispiel 9), 15 (Beispiel 10), 16 (Beispiel 11) und 17
(Beispiel 12), können dadurch selektiv und partiell geschützt in guten Ausbeuten isoliert werden. Sie
sind deshalb sofort zu weiteren Synthesen, wie gezielten Fragmentkondensationen, einsetzbar. Sie
können natürlich auch von den restlichen Schutzgruppen befreit werden.
Die erfindungsgemäßen Träger, wie z. B. 3, die die Festphasensynthese von Peptiden,
Glycopeptiden und Oligosacchariden über Ester- und Etherbindungen an den Träger gebundene
Bausteine ermöglichen, haben damit entscheidende Vorteile:
Die Produkte sind einfach davon abzuspalten und sie erlauben eine effektive, racemisierungsfreie Ankupplung des C-terminalen Bausteins. Die Festphasenpeptid- und Oligosaccharidsynthese kann mit säurelabilen Aminoschutzgruppen bzw. allgemein temporären Schutzgruppen durchgeführt werden. Die Abspaltung der synthetisierten Peptiden, Glycopeptiden und Oligosacchariden ist unter nahezu neutralen Bedingungen sehr effektiv möglich; dabei werden empfindliche Strukturelemente, wie z. B. Glycosidbindungen und Säure- (z. B. Trt) und die meisten basenlabilen (z. B. OAc) Schutzgruppen, nicht angegriffen.
Die Produkte sind einfach davon abzuspalten und sie erlauben eine effektive, racemisierungsfreie Ankupplung des C-terminalen Bausteins. Die Festphasenpeptid- und Oligosaccharidsynthese kann mit säurelabilen Aminoschutzgruppen bzw. allgemein temporären Schutzgruppen durchgeführt werden. Die Abspaltung der synthetisierten Peptiden, Glycopeptiden und Oligosacchariden ist unter nahezu neutralen Bedingungen sehr effektiv möglich; dabei werden empfindliche Strukturelemente, wie z. B. Glycosidbindungen und Säure- (z. B. Trt) und die meisten basenlabilen (z. B. OAc) Schutzgruppen, nicht angegriffen.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne ihren Umfang darauf
einzuschränken.
2 g Aminomethyl-polystyrol 1 (1,3 mmol NH₂/g Harz; 2,6 mmol) werden in 15 ml absolutem
Dichlormethan zusammen mit 702 mg (5,2 mmol) HOBt gequollen. Dazu wird eine Lösung von 2,45 g
(7,8 mmol) α-Brommethyl-acrylsäure-anhydrid in 15 ml abs. Dichlormethan gegeben, in-situ dargestellt
aus 2,57 g (15,6 mmol) α-Brommethyl-acrylsäure und 1,61 g (7,8 mmol) Dicyclohexylcarbodiimid in
10 ml Dichlormethan durch Reaktion bei 20° für 30 min. Nach 1 h Schwenken bei Raumtemperatur
bestätigt der Kaiser-Test die vollständige Reaktion. Schließlich wird das Harz mehrmals mit DMF, DCM
und Diethylether gewaschen, bevor es im Vakuum getrocknet wird.
Zu 5 g (5,46 mmol Bromid) Brommethacroyl-funktionalisiertem Polystyrol, gequollen in 20 ml abs.
Dichlormethan, werden 27,29 mmol DIEA und 7,24 g (27,29 mmol) Nα-tert.-Butyloxycarbonyl-L-phe
nylalanin gegeben. Nach 1 h Schwenken bei Raumtemperatur schüttet man die Mischung in eine
Lösung von 5 ml DIEA in 30 ml Methanol. Nach 30 min wird filtriert und mit Methanol gewaschen. Nach
dem Trocknen kann das Harz zur Synthese eingesetzt werden; Beladung 0,92 mmol/g Boc-Phe.
1,89 g (4 mmol) Methyl-2,3-O-isopropyliden-6-O-(tert.-butyl-diphenyl-silyl)-α-D-Mannopyranose
werden in 10 ml abs. Tetrahydrofuran gelöst und mit 93,6 mg (3,9 mmol) Natriumhydrid versetzt. Nach
6 h bei Raumtemperatur gibt man 1 g (1,09 mmol) Brommethacroyl-funktionalisierte Polystyrol,
vorgequollen in 10 ml DCM, dazu. Nach 1 h Schwenken bei Raumtemperatur schüttet man die
Mischung in eine Lösung von 1 ml DIEA in 6 ml Methanol. Nach 30 min wird filtriert und mit Methanol
gewaschen. Nach dem Trocknen kann das Harz zur Synthese eingesetzt werden; Beladung
0,70 mmol/g Methyl-2,3-O-isopropyliden-6-O-(tert.-butyl-diphenyl-silyl)-α-D-Mannopyranose.
Die folgenden beiden Beispiele zeigen den typischen Reaktionscyclus, der bei Peptid-,
Glycopeptid- und Oligosaccharidsynthesen an erfindungsgemäßen Trägersystemen mit
methacryloylischen Ankergruppen bei jeder Kettenverlängerung durchgeführt wird.
Das nach Beispiel 4 synthetisierte Nα-Boc-Phe-(α-oxymethylen-acryloyl-aminomethyl)-polystyrol 5
(500 mg; 0,42 mmol Boc-Gruppen) wird mit 5 ml 55%iger (v/v) Trifluoressigsäure in abs.
Dichlormethan bei Raumtemperatur 1 h geschüttelt. Nach Filtration wird 5mal mit abs. Dichlormethan
gewaschen. Das nun vorliegende Hydro-trifluoracetat des polymergebundenen Phenylalanins 6 kann
direkt zur Kupplung mit der nächsten Aminosäure eingesetzt werden.
129 mg des nach Beispiel 4 hergestellten polymergebundenen Phenylalanins 6 werden in 3 ml abs.
Dichlormethan mit einer Lösung voraktiviertem Na-Boc-Asparagin(Xanthenyl) behandelt. Diese Lösung
wird erhalten, indem man 1 mmol Nα-Boc-Asparagin(Xanthenyl) mit 1 mmol Dicyclohexylcarbodiimid
und 1 mmol 1-Hydroxybenzotriazol 30 min bei Raumtemperatur in 5 ml Dimethylformamid stehen läßt.
Nachdem diese Lösung voraktivierter Aminosäure zu 6 gegeben wurde, werden 2 mmol
Diisopropyl-ethylamin dazugegeben und es wird 15 min bei RT geschüttelt. Das polymergebundene
Dipeptid 9 wird abfiltriert, mit Dichlormethan, Dimethylformamid und wiederum Dichlormethan
gewaschen und getrocknet.
Analog Beispiel 4 und 5 wird das Decapeptid 10 erhalten, indem diese Synthesecyclen 9mal mit
den entsprechenden Nα-geschützten Aminosäuren wiederholt werden.
Analog Beispiel 4 und 5 wird das Decapeptid 11 erhalten, indem diese Synthesecyclen 9mal mit
den entsprechenden Na-geschützten Aminosäuren wiederholt werden.
Zu 500 mg (0,35 mmol) 8 in 6 ml Dioxan gibt man 3 ml 40%ige TFAaq. Nach 8 h Schütteln bei 25°
wird das Harz filtriert und abwechselnd mit Wasser, MeOH, DMF, DCM und Et₂O gewaschen.
Anschließend wird das nun vorliegende Harz in 7,5 ml abs. Dichlormethan gequollen und unter Argon
1,02 g (1,75 mmol) Trichloracetimido-2-deoxy-2-O-phtaloyl-3,4,6-O-tri-O-acetyl-α-D-Glcp 12
dazugegeben. Nachdem auf 0° abgekühlt wurde, werden 161 µl (0,875 mmol) Trimethylsilyl
trifluormethansulfonat dazugegeben, und 6 h bei 25° geschüttelt. Anschließend wird das Harz
abgesaugt und abwechselnd mit MeOH, DMF, DCM und Et₂O gewaschen, bevor i. Vak. getrocknet
wird.
Das nach Beispiel 5 hergestellte Festphasensystem wird 60 min mit einer Mischung aus 1 ml
Acetonitril und 10 µl Piperidin behandelt. Anschließend werden 10 µl Eisessig dazugegeben und vom
Träger abfiltriert. Nach Filtration durch Kieselgel und Einengen i. Vak. erhält man das Dipeptid 14 in
einer Ausbeute von 93%. Das Produkt besitzt nach HPLC und Ionspray-MS mehr als 97%ige Reinheit.
Das nach Beispiel 6 hergestellte Festphasensystem wird 60 min mit einer Mischung aus 1 ml
Dichlormethan/Dimethylformamid/Trifluorethanol (1 : 1 : 1 v/v) und 10 µl Morpholin behandelt.
Anschließend werden 10 µl Eisessig dazugegeben und vom Träger abfiltriert. Nach Filtration durch
Kieselgel und Einengen i. Vak. erhält man das Decapeptid 15 in einer Ausbeute von 85%. Das Produkt
besitzt nach HPLC und Ionspray-MS mehr als 95%ige Reinheit.
Das nach Beispiel 7 hergestellte Festphasensystem wird 60 min mit einer Mischung aus 1 ml
Dichlormethan/Dimethylformamid/Trifluorethanol (1 : 1 : 1 v/v) und 10 µl Diethylamin behandelt.
Anschließend werden 10 µl Eisessig dazugegeben und vom Träger abfiltriert. Nach Filtration durch
Kieselgel und Einengen i. Vak. erhält man das Decapeptid 16 in einer Ausbeute von 89%. Das Produkt
besitzt nach HPLC und Ionspray-MS mehr als 95%ige Reinheit.
Das nach Beispiel 8 hergestellte Festphasensystem wird 6 h mit einer Mischung aus 1 ml
Dichlormethan/Dimethylformamid/Trifluorethanol (1 : 1 : 1 v/v) und 10 µl Morpholin behandelt.
Anschließend werden 10 µl Eisessig dazugegeben und vom Träger abfiltriert. Nach Filtration durch
Kieselgel und Einengen i. Vak. erhält man das Disaccharid 17 in einer Ausbeute von 84%. Das Produkt
besitzt nach HPLC und Ionspray-MS mehr als 95%ige Reinheit.
Claims (14)
1. Methacryloyl-Gruppen enthaltende polymere Trägersysteme, in dem die Methacryloyl-Gruppen
an ein Trägermaterial gebunden sind, mit der allgemeinen Formel
worin
F ein natürliches, halbsynthetisches oder synthetisches polymeres Trägermaterial bedeutet,
R¹ und R² gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Halogen bedeuten,
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeuten,
S eine Verknüpfungsgruppierung (Spacer) bedeutet, ausgewählt unter Alkylen, -NH-, -NR-, oder -O- (Ester), und
X eine zur Verknüpfung geeignete Gruppe, ausgewählt unter Hydroxyl, Halogen, Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, Alkoxy, Thioether, Amido oder Acyloxy, wobei Acyl den Rest einer Carbonsäure darstellt.
F ein natürliches, halbsynthetisches oder synthetisches polymeres Trägermaterial bedeutet,
R¹ und R² gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Halogen bedeuten,
R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeuten,
S eine Verknüpfungsgruppierung (Spacer) bedeutet, ausgewählt unter Alkylen, -NH-, -NR-, oder -O- (Ester), und
X eine zur Verknüpfung geeignete Gruppe, ausgewählt unter Hydroxyl, Halogen, Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, Alkoxy, Thioether, Amido oder Acyloxy, wobei Acyl den Rest einer Carbonsäure darstellt.
2. Festphasensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Acylrest RCO- der
geschützte oder ungeschützte Rest einer Aminosäure, eines Peptids, Glycopeptids, Nucleotids,
Saccharids, einer Hydroxycarbonsäure, einer Dicarbonsäure oder einer Tricarbonsäure ist.
3. Festphasensystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste
Trägermaterial ein natürliches oder unnatürliches organisches oder anorganisches Polymeres ist.
4. Festphasensystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das feste
Trägermaterial ein festes Basismaterial ist, das mit einem für die Verknüpfung mit den
Methacryloyl-Seitenketten geeigneten Material überzogen ist.
5. Festphasensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere oder
das für die Verknüpfung mit den Methacryloyl-Seitenketten geeignete Material ein vernetztes Polystyrol
ist.
6. Festphasensystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol eine
Aminomethylgruppe trägt.
7. Festphasensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es an den
Aminomethylgruppen die Gruppierung -CO-C[=CR¹R²]-CR³R⁴-X trägt, worin X und R¹, R², R³ und R⁴
die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt.
8. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I nach einer der
Ansprüche 1 bis 7, worin X Hydroxyl, Halogen, eine Azido-, eine Sulfonatgruppe, eine
Phosphonatgruppe, eine Aminogruppe, eine Alkoxygruppe, eine Thioethergruppe, eine Amidogruppe
oder eine Acyloxygruppe in der Bedeutung eines Säurerestes einer aliphatischen Carbonsäure ist,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein polymeres Trägermaterial, das zur Verknüpfung mit der
Methacryloylgruppierung -CO-C[=CR¹R²]-CR³R⁴-X geeignete funktionelle Gruppen A enthält, mit einer
Verbindung B-CO-C[=CR¹R²]-CR³R⁴-X umsetzt, worin A und B Atomgruppierungen bedeuten, die unter
Kondensation und/der Addition und Ausbildung einer Verknüpfung zwischen polymeren Trägermaterial
und Methacryloylgruppierung miteinander reagieren.
9. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere,
funktionelle Gruppen A enthaltende Trägermaterial ein aminomethyliertes Polystyrol ist, das mit einer
substituierten Merthacrylsäure oder einer terminal methacryloylisch substituierten Carbonsäure oder
einem Carbonsäurederivat unter Bildung einer Amidgruppierung umgesetzt wird.
10. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Methacryloyl-Gruppe α-Halogenmethyl-, α-Hydroxymethyl-, α-Azidomethyl-, α-Acyloxymethyl-,
α-Sufonyloxymethyl-, α-Alkoxymethyl- oder α-Phosphonmethyl-Acrylsäure ist.
11. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, worin X eine Acyloxygruppe bedeutet, in der Acyl den Rest einer Carbonsäure oder
den Rest RCO-, mit R als einen organischen Rest bezeichnet, und RCO- insbesondere der geschützte
oder ungeschützte Rest einer Aminosäure, eines Peptids oder Glycopeptids sein kann, dadurch
gekennzeichnet, daß man ein Festphasensystem der allgemeinen Formel I, worin X Hydroxyl, Halogen,
Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, eine Thioether-, eine Alkoxygruppe sein, worin Alkyl der Rest
eines Nucleotids oder Saccharids sein kann, Amido oder Acyloxy, wobei Acyl den Rest einer
Carbonsäure darstellt, bedeutet, mit geschützten Aminosäuren, Peptiden, Glykopeptiden, Sacchariden,
Nukleotiden oder Derivaten oder Salzen davon, umsetzt und gegebenenfalls die Schutzgruppen
abspaltet.
12. Verfahren zur Synthese von ungeschützten und geschützten Peptiden, Oligosacchariden,
Glycopeptiden, Nucleotiden oder Proteinen, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Verbindung der
allgemeinen Formel I, worin X eine Acyloxy- oder Alkoxygruppe bedeutet, in der Acyl den Rest einer
Carbonsäure oder den Rest RCO-, mit R als einen organischen Rest bezeichnet, und RCO- ins
besondere der geschützte oder ungeschützte Rest einer Aminosäure, eines Peptids, Glycopeptids
und Alkoxy der Rest eines Alkohols und insbesondere der geschützte oder ungeschützte Rest eines
Nucleotids oder Saccharids bedeutet, den Acyl- oder Alkoxyrest in Gegenwart von Nucleophilen oder,
insbesondere wenn X eine Acyloxygruppe bedeutet, mit katalytischen Mengen einer
Palladiumverbindung in verschiedenen Lösungsmitteln abspaltet.
13. Verwendung eines Festphasensystems der allgemeinen Formel I nach einem der Ansprüche 1
bis 7, worin X Hydroxyl, Halogen, Sulfonat, Phosphonat, Azido, Amino, Alkoxy, Thioether, Amido oder
Acyloxy, wobei Acyl den Rest einer Carbonsäure darstellt, für Festphasenreaktionen.
14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Festphasenreaktion eine
Festphasensynthese von Peptiden, Glycopeptiden, Proteinen, Oligosacchariden oder Oligonucleotiden
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996135768 DE19635768A1 (de) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Methacryloyl-Gruppen enthaltende polymere Trägersysteme, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Festphasenreaktionen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996135768 DE19635768A1 (de) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Methacryloyl-Gruppen enthaltende polymere Trägersysteme, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Festphasenreaktionen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19635768A1 true DE19635768A1 (de) | 1998-03-05 |
Family
ID=7804529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996135768 Withdrawn DE19635768A1 (de) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Methacryloyl-Gruppen enthaltende polymere Trägersysteme, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Festphasenreaktionen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19635768A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100360580C (zh) * | 1998-06-24 | 2008-01-09 | 阿温蒂斯药物公司 | α,β-不饱和链烯酸化合物的制备方法 |
CN113058577A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-02 | 苏州大学 | 糖肽富集材料及其制备方法和富集方法 |
-
1996
- 1996-09-04 DE DE1996135768 patent/DE19635768A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100360580C (zh) * | 1998-06-24 | 2008-01-09 | 阿温蒂斯药物公司 | α,β-不饱和链烯酸化合物的制备方法 |
CN113058577A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-02 | 苏州大学 | 糖肽富集材料及其制备方法和富集方法 |
CN113058577B (zh) * | 2021-03-17 | 2024-01-19 | 苏州大学 | 糖肽富集材料及其制备方法和富集方法 |
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