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Pentadekapeptide mit adrenocorticotroper Wirkung und Verfahren zu
ihrer Herstellung Gegenstand der Erfindung sind Peptide der allgemeinen Formel I
worin X Lysin oder Ornithin und n eine Zahl zwischen 2 und 6 bedeuten.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung
der Verbindungen der Formel I, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Peptid
der allgemeinen Formel II
in der zur tert.-Butyl bedeutet, mit Peptiden der allgemeinen Formel III H-Lys(Boc)-Pro-Val-Gly-Lys(Boc)-Lys(Boc)-X(Boc)-NH-(CH2)n-NH-Boc,
III in der Boc tert.-Butyloxycarbonyl bedeutet und X und n die oben genannte Bedeutung
besitzen, mit Dicyclohexylcarbodiimid in Anwasenheit von akticvieren Komponenten,
deren pK-Wert zwischen 4,0 und 8,0 liegt, wie 4-Nitrophenol, 2.4.5-Trichlorphenol,
Phentachlorphenol, Thiophenol, 4-Chlorth jophenol, 4-Nitrothiophenol,
N-Hydroxysuccinimid,
N-Hydroxyphthalimid, Saccharin, N-Hydroxybenzotriazol oder 3-Hydroxy-4-oxo-3 .4.
-dihydro- 1.2. 3-benzotriazin kondensiert und anschließend die Schutzgruppen mit
starken Säuren wie Trifluoressigsäure oder Salzsäure abspaltet.
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Das Ausgangsprodukt der Formel II wird durch Umsetzung des bekannten
Hexapeptids H-Glu(OBut)-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH mit 4-Hydroxyphenylpropionyl-Ser-Met-PT,
hergestellt, das seinerseits aus dem ebenfalls bekannten H-Ser-Met-OCH3 durch Umsetzung
mit 4-Hydroxyphenylpropionsäure und Dicyclohexylcarbodiimid und Überführen des 4-Hydroxyphenylpropionyl-Ser-Met-OCH3
ins Hydrazid und Azid leicht zugänglich ist.
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Die Peptide der allgemeinen Formel III werden durch Umsetzung des
bekannten Hexapeptids Z-Lys(Boc)-Pro-Val-Gly-Lys(Boc)-Bys(Boc)-OH mit den neuen
Verbindungen der allgemeinen Formel IV H-X-NH-(CH2)n-NH-Boc,- IV worin X, Boc und
n die oben genannte Bedeutung besitzen, in Anwesenheit von Dicyclohexylcarbodiimid
und 1-flydroxy-benzotriazol und anschließende hydrogenolytische Abspaltung der Z-Schutzgruppe
erhalten (Z = Benzyloxycarbonyl).
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Die Kondensation der beiden Peptid-Bruchstücke wird so ausSeführt,
daß man die Verbindung der Formel II zusammen mit der Verbindung der Formel III
in einem Lösungsmittel wie Dimethylformalnid, Dimethylacetamid, Phosphosäure - tris-dime
thylamid, Tetramethylharnstoff, N-Methyl-pyrrolidon, Pyridin oder einem Gemisch
dieser Lösungsmittel löst, mindestens 1 Äquivalent,
bevorzugt 2
- 4 Xquivalente einer aktive Ester bildenden Verbindung zugibt und dann als Kondensationsmittel
ein Carbodiimid, bevorzugt Dicyclohexylcarbodiiinid, in 2 - 5 molarer Menge einträgt.
Als Verbindungen zur Bildung aktiver Ester kommen Hydroxy-, Mercapto- oder Iminoverbindungen
mit einem -Wert zwischen 4.0 und 8.0 infrage. Insbesondere werden die in der Peptidchemie
üblichen Verbindungen wie Nitrophenol, 2.4.5-Trichlorphenol, Pentachlorphenol, Pentafluorphenol,
N-Hydroxysuccinimid, N-Hydroxyphthalimid, Thiophenol, 4-Chlorthiophenol, 4-Nitrothiophenol
oder Saccharin, ferner 1-Hydroxybenzotriazol, kernsubstituierte 1-Hydroxybenzotriazole
oder 3-Hydroxy-4-oxo-3,4-dihydrp-1.2.3-benzotriazin verwendet Die Peptide der Formel
III müssen bei dieser Kondensation als Salze einer starken Säure, beispielsweise
als Benzolsulfonate, Toluolsulfonate oder Chloride vorliegen.
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Man rührt in Abhängigkeit von der zugesetzten Verbindung 3 Stunden
bis 5 Tage bei Raumtemperatur. Es kann auch bei etwas niedrigerer Temperatur, z.B.
bei 0° oder bei mäßig erhöhter Temperatur, bis etwa 600 C, gearbeitet werden, wobei
sich die Reaktionszeit entsprechend verlängert bzw. verkürzt.
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Nach beendeter Kondensation filtriert man gegebenenfalls vom ausgeschiedenen
Harnstoff, z.B. Dicyclohexylharnstoff, ab und fällt die rollen Reaktionsprodukte
durch Zugabe eines Lösungsmittels, in dem die Peptide praktisch unlöslich sind,
wie z.B. ether oder Essigester, aus. Die Kondensationsprodukte erden dann zur Abspaltung
s Schutzgruppen für etwa eine Stunde in Trifluoressigäsure, die vorteilhaft etwas
Wasser und Thioglycolsäure enthält und auch Salzs'ure enthalten kann, gelöst. Nach
bebeendeter Reaktion fällt man die von Schutzgruppen befreiten Peptide der allgemeinen
Formel I durch Zugabe von Äther aus.
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Weitere Reinigung kann in bekannter Weise, z.B. durch Chromatographie
an Carboxymethylcellulose, erreicht werden.
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Die erfindungsgemäßen Peptide stellen basisch substituierte Amide
von N -4-Hydroxyphenylpropionyl-pentadekapeptiden dar, deren Aminosäuresequenz der
des natürlichen Corticotropins.
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(ACTH) eng verwandt ist und eine überraschend hohe adrenocorticotrope
Wirkung besitzen.
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Es ist bekannt, daß Peptide die bis auf die Sequenz der ersten 16
Aminosäuren des natürlichen ACTH verkürzt sind, noch etwa 1 % ACTH-Aktivität, bezogen
auf natürliches ACTH, besitzen, sofern sie als Amide vorliegen. Bei weiterer Verkürzung
auf die ersten 15 Aminosäuren sinkt - wie auch bekannt ist - die biologische Aktivität
auf 0,1 - 0,2 %, d.h. auf einen kaum mehr meßbaren Betrag ab. Um so überraschender
ist die hohe adrenocorticotrope Wirkung, welche die erfindungsgemäßen Pentadekapeptide
mit 140 - 160 I.E./mg, gemessen im Sayers-Test nach subcutaner Applikation nach
dem 3. internat. Standard erreichen. Sie stehen damit dem natürlichen ACTH in ihrer
biologischen Wirkung nicht nach.
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Da das Anknüpfen auch nur einer einzigen Aminosäure an ein Peptid
mit einem erheblichen Aufwand an Arbeit und.Material verbunden ist, bedeutet jede
Verkürzung der Peptidkette einer biologisch aktiven Verbindung unter Erhaltung der
biologischer Aktivität einen bedeutenden technischen Fortschritt.
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Die neuen Verbindungen besitzen das Wirkungsspektrum des natürlichen
ACTH und können daher in der Therapie wie dieses verwendet werden.
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Die erfindungsgemäßen Peptide werden als Salze physiologisch ve: träglicher
Säuren wie z.B. Essigsäure, Salzsäure, Schwefelscture Phosphorsäure oder organischer
Sulfosäuren eingesetzt. Sie könn auch als Komplexe in Verbindung mit Zink-Ionen,
insbesondere al schwerlöslicher Zinlc-Phosphat-Komplex; weiterhin in Verbindung
mit
Substanzen wie Polyphloretin-phosphat oder Phytinsäure mit oder ohne Zusatz von
ganz oder teilweise acylierter, R gegebenenfalls teilabgebauter Gelatine wie z.B.
Haemaccel oder desaminierter Gelatine verwendet werden.
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Die genannten Komplexe dienen dazu, mit den erfindungsgemäßen Peptiden
einen Depoteffekt zu erzielen.
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Beispiele Beispiel 1 4-Hydroxyp-henylpropionyl-ser-Met-Glu-His-phe-Arg-Trp-G
Lys-Pro-Val-Gly-Lys-Lys-NH-(BH2)4-NH2-acetat, aq.
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a) Z-Lys(Boc)-NH-(CH2)4-NH-Boc 7,0 g (31 mMol) Boc-NH-(CH2)4-NH2-HCl
und 4.2 ml (30 mMol) Triäthylamin werden in 100 ml Dimethylformamid mit 16.8 g (30
mMol) Z-Lys(Boc)-OTCP 20 Stunden bei 200 C gerührt. Man filtriert von Triäthylammoniumchlorid
ab und dampft das Filtrat i. Vak. zur Trockne ein. Der Rückstand wird in Essigester
aufgenommen, bei O C mit 2n Citronensäure, in Bicarbonat und H20 gut geschüttelt
und über Natriumsulfat getrocknet. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels wird der
Rückstand zweimal aus Isopropanol-Ather umkristallisiert.
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Ausbeute: 14.1 g (83 ), Schmelzpunkt: 83 - 850 c.
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C28H46N4O7.H2O (568.7) Ber. C 59.12 H 8.52 N 9.86 Gef.-C 59.2 H 8.6
N 9.6 b) H-Lys(Boc)-NH-(CH2)4-NH-Boc-Tosylat Man hydriert 11,4 g der nach a) hergestellten
Z-Verbindung in 80 ml Methanol unter Zugabe von methanolischer Toluolsulfonsäure
bei pH 5. Nach beendeter Reaktion wird vom Katalysator abfiltriert, das Methanol
i. Vak. abdestilliert und der Rückstand mit Ather verrieben. Zur Reinigung wird
in warmem Isopropanol gelöst und mit Äther ausgefällt. Ausbeute: 10.3 g (88 %).
Zur Analyse wird nochmals aus Isopropanol/Äther umgefällt.
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C27H48N408S (588.8) Ber. N 9.51 S 5.45 Gef. N 9.6 S 5.5
c)
Z-Lys(Boc)-Pro-Val-Gly-Lys(Boc)-Lys(Boc)-Lys(Boc)-NH-(CH2)4-NH-Boc 10.9 g (10 mMol)
Z-Lys(Boc)-Pro-Val-Gly-Lys(Boc)-Lys(Boc)-OH und 5.89 g (10 mMol) Boc-NH-(CH2)4-BH2-Tosylat
werden in 100 ml Dimethylformamid mit 12.8 ml (10 mMol) N-Äthylmorpholin und 2.7
g (20 mMol) 1-Hydroxybenzotriazol versetzt. Bei 100 C gibt man 2.2 g Dicyclohexylcarbodiimid
(11 mMol) zu. Man läßt auf Raumtemperatur kommen und rührt noch 3 Stunden, destilliert
das Lösungsmittel i. Vak. ab, digeriert den Rückstand mit in Bicarbonat und Wasser
und kristallisiert ihn nach Trocknen aus Acetonitril um.
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Ausbeute: 10.6 g (74.2 ), Schmelzpunkt: 150 - 155° C (unter Aufschäumen).
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[α]D20 : -24.0° (c = 1 in Dimethylformamid) C73H125N13P19-H2O
(1506.9) Ber. C 58.20 H 8.49 N 12.07 H20 1.20 Gef. C 58.2 H 8.4 N 2.4 H2O 1.3 d)
H-Lys(Boc)-Pro-Val-Gly-Lys(Boc)-Lys(Boc)-Lys(Boc)-NH-(CH2)4-NH-Boc-Tosylat-dihydrat
15.1 g (10 mMol) der nach c) hergestellten Z-Verbindung wurden in 300 ml Methanol
in Anwesenheit von Pd katalytisch hydriert, wobei unter Zugabe von methanolischer
Toluolsulfosäure pH 5 eingehalten wurde. Nach beendeter Rea-ktion wurde das Methanol
abdestilliert und der Rückstand aus Pyridin/ Ether und Methanol/Wasser umgefällt.
Das zunächst ausfallende öl wurde nach kurzer Zeit fest. Ausbeute: 12.1 g (77,5
%).
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c72H127N13020S.2 H20 (1562.9) Ber. C 55.15 H 8.45 N 11.64 s 2.05
Gef. C 55.4 H 8.6 N 11.6 s 1.8
e) Nα-4-Hydroxyphenylpropionyl-Ser-Met-OCH3
17 g (56 mMol) H-Ser-Met-OCH3.HCl werden in 250 ccm wasserfreiem Methylenchlorid
gelöst. Man gibt 7.8 com (56 mMol) Triäthylamin und 9, g (59 mMol) 4-Hydroxyphenylpropionsäure
zu, kühlt auf -10°C und versetzt mit der Lösung von 12.9 g (62 mMol) Dicyclohexylcarbodiimid
in 50 ccm Methylenchlorid.
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Nach 15 Stunden Rühren bei Raumtemperatur wird vom Niederschlag (10.6
g Dicyclohexylharnstoff) abgesaugt, zur Trockne eingeengt und der Rückstand in 70
ccm Methanol gelöst. Man filtriert von weiteren 2.0 g Harnstoff ab, die zurückbleiben.
Das Filtrat wird wiederum eingedampft und der Rückstand in 50-proz. Äthanol aufgenommen.
Dabei bleiben 3.6 g Unlösliches zurück, das verworfen wird. Das Filtrat wird durch
Destillation i. Vak. von Athanol befreit, das Reaktionsprodukt in Essigester aufgenommen.
Nach Ausschütteln mit ln HCl ünd Bicarbonat wäscht man mit Wasser, trocknet über
Natriumsulfat und bringt i. Vak. zur Trockne.
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Ausbeute: 17.6 g (79 %) harziger Rückstand.
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f) N - 4-Hydroxyphenylpropionyl-Ser-Met-N2H3 17.6 g (44 mMol) des
Methylesters werden in 150 ccm Methanol gelöst. Man versetzt mit 6.5 ccm (130 lol)
Hydrazinhydrat, läßt über Nacht bei Raumtemperatur stehen und filtriert den ausgefallenen
Niederschlag ab. Nach Umkristallisieren aus 50-proz. Dimethylacetamid und Trocknen
i. Hochvak. über P205 bei 600 C erhält man 12.7 g (72 %) Hydrazid.
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[α]D20: - 28.8° (c = 1 in 90 -proz. Essigsäure)
C17H26N405S
(399) Ber. C 51.3 H 6.5 N 14.0 s 8.0 Gef. C 51.3 H 6.8 N 14.o s 8.1 g) Nα-4-Hydroxyphenylpropionyl-Ser-Met-Glu(OBut)-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH,
3 H20 3.0 g (7.5 mMol) des nach f) hergestellten Hydrazids werden in 15 ccm Dimethylformamid
gelöst. Man kühlt auf -10° C, fügt 3.3 com 4.5n HCl zu und tropft dann bei -10°C
die Lösung von 0.54 g (7.8 mMol) NaNO2 in wenig Wasser unter Rühren zu. Man hält
noch 10 Minuten bei -10°C, gibt einige Körnchen Harnstoff zu und rührt noch 2 Minuten
bei derselben Temperatur weiter. Nun wird mit 25 ccm vorgekühltem Essigester und
0.7 ccm Triäthylamin versetzt. Man trennt die untere Phase ab, extrahiert diese
noch zweimal mit etwas Essigester, vereinigt den Essigester mit der Oberphase, wäscht
diese mit 10-proz. NaCl-Lösung, trocknet übe Na2SO4 und dampft auf 20 ccm ein. Nun
gibt man die Lösung von 4.82 g (5 mMol) H-Glu(OBut)-His-Phe-Arg-Trp-Gly-OH, 1,5
CH3COOH in 35 ccm Dimethylformamid (0° C) zu. Die vereinigten Lösungen stehen 20
Stunden bei2 - 4°C. Dann fällt man mit 700 ccm Essigester 4.3 g rohes Oktapeptid
aus, das zur Reinigung mit 60-proz. Methanol ausgekocht wird. Ausbeute: 3.3 g (50
%).
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C60H80N14O14S.3H2O (1307.5) Dr. C 55.14 H 6.63 N 15.00 Gef. C 55.1
H 6.8 N 15.0 h) 1.506 g (1 mMol) des nach d) hergestellten Heptapeptid-Tosylats
werden mit 1.50 g (1.1 mMol) des nach g) herge stellten Oktapeptids in 20 ccm Dimethylformamid
gelöst.
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Nach Zugabe von 310 mg (2 mMol) 1-Hydroxybenzotriazol löst man 1.26
g (6 mMol) Dicyclohexylcarbodiimid in 15 ccm Dimethylformamid, gibt bei Raumtemperatur
1/3 dieser Lösung zu, nach 70 Minuten ein weiteres Drittel und nach weiteren 30
Minuten das letzte Drittel. Nach 3 Stunden Rühren fällt man mit 300 com ether 2.8
g rohes, noch geschütztes Peptid aus. Zur Reinigung wird aus Isopropanol/ Acetonitril
umkristallisiert. Ausbeute: 2.4 g.
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Die Verbindung wird durch einstündiges Stehen in 90-proz.
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Trifluoressigsäure, die etwas Thioglycolsäure enthält, von den Schutzgruppen
befreit und durch Zugabe von Äther ausgefällt. Ausbeute: 2.3 g Peptid-Trifluoracetat.
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Die Verbindung ist meist genügend rein. Wenn erforderlich, kann sie
durch Chromatographie an Carboxymethylcellulose in bekannter Weise weitergereinigt
werden.
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[α]D21: -65° # 2° (c = 0,5 in 1 proz. Essigsäure) Aminosäureanalyse:
Ser0.80Glu1.01Pro0.92Gly2.00 Val1.03Met.094Phe1.02Lys4.02 His0.97Arg0.96
Beispiel
2 Nα-4-Hydroxyphenylpropionyl-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-Gly-Lys-Lys-Orn-NH-CH2-CH2-NH2-acetat.
aq.
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a) Z-Orp(Boc)-NH-CH2-CH2-NH-Boc 48.7 g Z-Orn(Boc)-ONP (0.1 Mol) und
21.6 g (o.ll Mol) NH2-CH2-CH2-NH-Boc.HCl werden analog Beispiel 1 a) in Anwesenheit
von 14.1 ml N-Athyl-morpholin in Dimethylformamid miteinander umgesetzt. Nach Aufarbeitung
erhält man 30.84 g (75.5 %) vom Schmelzpunkt 1260 C.
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C25H40N4O7 (508.6) Ber. C 59.00 H 7.93 N 11.00 Gef. c 58.7 H 8.1
N 10.8 b) H-Orn(Boc)-NH-CH2-CH2-NH-Boc. Toslyat Man hydriert 15.3 g Z-Verbindung
analog Beispiel 1 b) unter Überführung in das Tosylat. Ausbeute: 12.2 g (74,4 %).
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c) Z-Lys(Boc)-Pro-Val-Gly-Lys(Boc)-Lys(Boc)-Orn(Boc)-NH-(CH2)2-NH-Boc
5.47 g (10 mMol) der nach b) hergestellten Verbindung wer den analog Beispiel 1
c) mit 10.9 g (10 mMol) Z-Hexapeptid umgesetzt. Ausbeute: XQ33 g (70.3 %).
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C70H110N13O19.H2O (1464.8) Ber. G 57.36 H 8.32 N 9.56 Gef G 57.2
H 8.4 N 9.4
d) Man hydriert die Z-Verbindung analog Beispiel 1
d) und erhält 8.6 g (81.6 %) Tosylat. Hiervon werden 1.5 g (1 mMol) mit 1.5 g (1.1
mMol) des nach Beispiel 1 g) hergestellten Oktapeptids analog Beispiel 1 h) umgesetzt
und nach Isolierung von den Schutzgruppen befreit. Reinigung analog Beispiel 1 h).
Ausbeute: 1.28 g EocJ 22 : 64° + 20 (c = 0.5 in 1-proz. Essigsäure) Aminosäureanalyse:
Ser0.85Glu1.01Pro0.98Gly2.00Val0.97 Met0.92Phe1.01Lys + Orn4.03His1.00 Arg0.99
Beispiel
3 Nα-4-Hydroxyphenylpropionyl-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-Gly-Lys-Lys-NH-(CH2)6-NH2-acetat,
aq.
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a) Z-Lys(Boc)-NH-(CH2)6-NH-BOc Analog Beispiel 1 a) werden 16.8 g
Z-Lys(Boc)-CTCP mit 7.7 g NH2-(CH2)6-NH-Boc-HCl umgesetzt.
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Ausbeute: 12.7 g (70.8 ), Schmelzpunkt: 78 - 800 C.
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C30H50N4O7.H20 (596.7) Ber. c 60.40 H 8.78 N 9.39 Gef. c 60.6 H 8.6
N 9.3 b) Nach Hydrieren unter gleichzeitiger Uberführung in das Tosylat analog Beispiel
1 b) erhält man 9.4 g (72,3 %) H-Lys(Boc-)-NH-(CH2)6-NH-Boc - Tosylat.
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c) 6.2 g (lo mMol) der nach b) hergestellten Verbindung werden analog
Beispiel 1 c) mit 10.9 g Z-Hexapeptid umgesetzt.
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Ausbeute: 7.95 K (70 %).
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C75H129N13O19.H2= (1534.9) Ber. c 58.65 H 8.Go N 11.86 Gef. c 58.5
ii 8.4 N 11.9
d) Die nach c) hergestellte Verbindung wird analog
Beispiel 1 d) katalytisch hydriert und ins Tosylat überführt. 1.6 g des Tosylats
werden analog Beispiel 1 h) mit 1.5 g (1.1 mMol) des nach Beispiel 1 g) hergestellten
Oktapeptids umgesetzt. Ausbeute nach Abspalten der Schutzgruppen und Reinigung:
1.50 g [α]D21 21 - 62°# 20 (c = 0.5 in l-proz. Essigsäure) Aminosäureanalyse:
Ser0.81Glu1.00Pro0.95Gly2.00 Val1.01Met0.93Phe1.02Lys3.99 His0.97Arg0.98
Beispiel
4 Allgemeine Vorschrift zur Herstellung der Bis-Boc-diaminoalkane und der Mono-Boc-diaminalkan-hydrochloride
a) 131 g (I Mol) Boc-NH-NH2 werden in 600 ml Dioxan bei O C mit 200 ml 5n HCl versetzt.
Bei +5° C werden 70 g NaN02 in 180 ml Wasser innerhalb 10 - 15 Minuten unter Rühren
eingetragen. Man rührt 15 Minuten bei Raumtemperatur nach.
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Zu dieser Lösung gibt man 0.5 Mol Diaminoalkan in 150 ml Dioxan,
fügt 140 ml Triäthylamin zu und riihrt 24 Stunden bei 500 c. Dann wird i. Vak. vom
Lösungsmittel befreit.
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Die zurückbleibenden Kristalle werden mit Wasser digeriert und aus
Isopropanol umkristallisiert.
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Hergestellte Verbindung Boc-NH-(CH2)n-NH-Boc Schmelzpun.t Ausbeute
n = 2 140 - 143°C 75.7% 3 108 - 112°C 69.8% 4 135 - 137°C 78.4 % 5 91 - 93° C 70.3
% 6 103 - 1050 c 76.6 % b) 0.5 Mol dieser Verbindungen werden in 1.2 Ltr. 2n HC1
in Äther suspendiert und 3 Stunden bei Raumtemperatur unter Feuchtigkeitsausschluß
gerührt. (Bei den Verbindungen mit n = 5 und 6 genügen 1 - 2 Stunden.) Der ungelöste
Anteil stellt das gesuchte Ivlono-Boc-diaminoalkanhydrochlorid dar. Durch Eindampfen
des Filtrats erhält man
unumgesetztes Ausgangsprodukt zurück. Unter
Berücksichtigung des zurückgewonnenen Ausgangs produktes ist die Ausbeute fast quantitativ.
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Reinheitsprüfung durch Dünnschichtchromatographie auf Fertigplatten
Merck (Silicagel); Laufmittel: n-Butanol -Eisessig - Wasser ( 3 : 1 : 1 ) RF Bis-Boc-Verb.
0.9 Mono-Boc-Verb. 0.4 - 0.6 Diamin 0.1