DE2148203A1 - Verfahren zur Herstellung einer Ntert.-Butoxycarbonylaminosäure - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Ntert.-ButoxycarbonylaminosäureInfo
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Description
PATENTANWÄLTE DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, DR. BRANDES, DR.-ING. HELD
EipL-PKys. Wolff
H/93
2H8203
MÖNCHEN 22 IQ, Sept. 1.971
THIERSCHSTRASSE 8 TELEFON: (0811) 293297
Reg.Nr. 123 137
Eastman Kodak Company, 343 State Street, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika
Verfahren zur Herstellung einer N-tert.-Butoxycarbonylamino
säure
209817/U57
2U8203
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung einer N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure.
N-blockierte AminBäuren, d.h. Aminosäuren mit einer Aminoschutzgruppe
,werden in großem Umfang auf dem Gebiet der Biochemie verwendet und als Schutzgruppe wird eine Reihe von verschiedenen
voluminösen Resten verwendet. Die Verwendung eines tert,-Butoxycarbonyl-Restes
als Aminoschutzgruppe ist von besonderer Bedeutung bei der Synthese von Polypeptiden aus Aminosäuren,
W insbesondere bei dem Verfahren "in fester Phase" von Merrifield
(vgl. R.B. Merrifield et al in "Anal. Chera.", 38, 1905 (1966),
und V.A. Majjar et al in "Biochem.", 5, 3765 (1966)).
Die N-tert.-Butoxycarbony!aminosäuren sind allgemein., unter
der Bezeichnung t-Boc-Aminsäuren bekannt und es sind auch bereits verschiedene Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben
worden. So ist es beispielsweise bekannt, t-Boc-Aminosäuren
durch Umsetzung einer Aminosäure mit t-Butylazidoformiat (vgl.
R. Schwyzer et al in "HeIv. Chira. Acta", 42, 2622 (1959))
oder mit t-Butylcyanoformiat (vgl. L.A. Carpino in "J. Am.
™ Chem. Soc", JJ2, 2725 (I960)) herzustellen. Es ist auch bereits
bekannt, t-Boc-Aminosäuren durch Umsetzung einer Aminosäure mit dhera Arylcarbonat von t-Butylalkohol, beispielsweise t-Butylphenylcarbonat
(vgl. L.A. Carpino in "J.Am.Chem.Soc",
22, 98 (1957)) oder t-Butyl-p-nitrophenylcarbonat (vgl. G.W.
Anderson et al in "J.Am.Chem·Soc", 2£>
6180 (1957)) oder t-Butyl-2,4,5-trichlorphenylcarbonat (vgl. die britische Patentschrift
1 166 403) herzustellen.
Diese bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die
9J 177 145 7
darin verwendeten Ausgängsmaterialien zum Teil nur schwer zugänglich und daher teuer sind und zum Teil gefährlich zu
handhaben sind, da sie unbeständig und höchst toxisch sind,
wie z.B. t-Butylazidoformiat und t-Butylcyanoformiat.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein verbessertes Verfahren
zut Herstellung von N-tert.-Butoxycarbonylarainosäuren anzugeben,
das leichter und billiger durchführbar ist als die bisher bekannten Verfahren und keinerlei Gefahren mit sich
bringt.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man ein Basenadditionssalz einer Aminosäure mit
O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat umsetzt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer H-tert.-Butoxycarbonylaminosäure, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man ein Basenadditionssalz einer Aminosäure
mit O-tert.-Butyl-S-phenyithiocarbonat umsetzt unter Bildung
der entsprechenden N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure.
Dieses Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren den bedeutenden Vorteil, daß das zur Herstellung der gewünschten
Aminosäuren verwendete O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
leicht zugänglich ist und nach verhältnismäßig einfachen Herstellungsverfahren aus leicht zugänglichen Ausgangsmaterialien
hergestellt werden kann, die im allgemeinen billiger sind als die zur Herstellung der in den bisher bekannten Verfahren
verwendeten Carbo-t-butoxylierungsmittel benötigten Ausgangsmaterialien.
Auch kann O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat ge-
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fahrlos gehandhabt werden, während die Verwendung von t-Butylazidoformiat
oder t-Butylcyanoformiat nach den bekannten Verfahren große Gefahren insofern mit sich bringt,
als diese Verbindungen instabil und höchst toxisch sind. Im Vergleich zu den Arylcarbonaten von Butylalkohol, die
bisher verwendet wurden, wird durch die erfindungsgemäße Verwendung von O-tert-Butyl-S-phenylthiocarbonat als Carbot-Butoxylierungsmittel
für Aminosäuren die Gewinnung und Abtrennung der tert.-Butoxycarbonylaminosäure (t-Boc-Aminosäure)
stark erleichtert und vereinfacht. Wenn z.B. O-tert,-Butyl-S-phenylthiocarbonat
als Carbo-t-butoxylierungstnittel verwendet wird, tritt als austretende Gruppe Thiophenol auf,
das unter den üblichen Reaktionsbedingungen zu Phenyldisulfid oxydiert wird, das in der normalerweise zur Entfernung des
überschüssigen Carbo-t-butoxylierungsmittels angewendeten Extraktionsstufe
entfernt wird. Wenn dagegen t-Butylphenylcarbonat
verwendet wird, so muß zur Entfernung des als Nebenprodukt
gebildeten Phenols eine zusätzliche Stufe durchgeführt werden und wenn t-Butyl-p-nitrophenylcarbonat oder t-Butyl-2,4,5-trichlorphenylcarbonat
verwendet wird, ist zur Umwandlung der austretenden phenolischen Gruppe in das freie
Phenol ebenfalls eine zusätzliche Neutralisationsstufe erforderlich.
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
besteht darin, Benzolthiol in Gegenwart eines Amins, wie z.B. Triäthylamin, Pyridin oder N,N-Dimethylanilin,
mit Phosgen umzusetzen unter Bildung von Phenylchlorthioformiat
und des Aminhydrochlorids und anschließend das Phenylchlorthioformiat mit t-Butylalkohol in Gegenwatt eines
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Amins umzusetzen unter Bildung von O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
und des Aminhydrochlorids.
Zur Herstellung der N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure wird
das O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat mit einem Basenadditionssalz
der entsprechenden Aminosäure umgesetzt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Aminosäuren
können als solche oder in Form ihrer Derivate, z.B. der Esterderivate, in der Peptidsynthese verwendet werden
und demgemäß umfaßt der hier verwendete Ausdruck "Aminosäure" sowohl die Aminosäuren selbst als auch deren Derivate, die
in der Peptidsynthese verwendet werden und aus diesem Grunde besonders von dem Schutz profitieren, der durch die Einführung
eines tert.-Butoxycarbonylrestes erzeugt wird.
Beispiele für Aminosäuren und ihre Derivate, die in dem Verfahren der Erfindung verwendet werden können, sind L-Phenylalanin,
L-Valin, S-Benzyl-L-fcystein, L-Alanin, L-Isoleucin,
L-Glutamin, L-Leucin, L-Methionin, L-Asparagin, L-Prolin,
L-Tyrosin, L-Serin, L-Nitroarginin, L-Tryptophan, L-Glutaminsäure,
Glycin, L-a-Aminobuttersäure, L-Asparaginsäure-ßbenzylester,
S-Benzyl-L-Cystein, S-CBZ-L-cystein, L-Glutaminsäure-a-benzylester,
L-Glutaminsäure-y-benzylester, L-Cystin,
Glycinmethylester, N -Benzyl-L-histidin, N -Tosyl-L-histidin,
L-Histidin, L-Histidinmethylester, L-Histidylhydrazid, L-Hydroxyprolin,
L-Lysin, a-CBZ-L-lysin, γ-CBZ-L-lysin, L-Methioninsulfoxyd,
L-Norleucin, L-Ornithin, N-p-Tosyl-L-arginin,
L-Threonin, £ -Trifluoracetyl-L-lysin, O-Benzyl-L-serin,
O-Benzyl-L-tyrosin und Asparagfinäure·
"CBZ" = Abkürzung für die"Carbobenzoxy-Gruppe". "N " = diese Abkürzung gibt an, daß die NH-Gruppe Lm
Imidazolring von Histidin durch die Benzyl gruppe
substituiert ist. 209817/1457
ORIGINAL INSPECTED
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Wie bereits oben angegeben, wird die Aminosäure bei der Durchführung
der umsetzung mit dem O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
in Form eines Basenadditionssalzes verwendet. Die Umsetzung kann unter Verwendung eines vorher hergestellten Basenadditionssalzes
durchgeführt werden, normalerweise ist es aber bequemer, lediglich die Base zu der die Aminosäure und das
O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat enthaltenden Reaktknsmischung
zuzugeben. Zu diesem Zweck können die verschiedensten Basen verwendet werden, z.B. Natriumhydroxyd, Anmoniumhydroxyd,
Triäthylamin, Tributylamin, 1,1,3,3-Tetramethylguanidin und
Benzyltrimethylammoniumhydroxyd. Die Base muß stark genug sein, so daß sie mit der Carbon säure funkt ion der Aminosäure
ein Salz bildet, sie sollte jedoch zu keiner Racemisierung der Aminosäure führen, da dies dazu führen würde, daß die erhaltene
t-Boc-Aminosäure optisch inaktiv und deshalb für die Verwendung in der Peptidsynthese ungeeignet wäre. Weitere Bedingungen
sind die, daß die Base nicht mit dem O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
reagieren sollte und daß ihr Additionssalz mit der Aminosäure in dem Reaktionsmedium ausreichend
löslich sein sollte. Alle diese Anforderungen werden nur selten erfüllt. So sind z.B. die Triäthylamin- und Tributylaminsalze
der Aminosäuren nicht immer so gut löslich, wie es erwünscht wäre, während Ammoniumhydroxyd die Neigung hat, mit
O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat zu reagieren. Benzyltrimethylammoniumhydroxyd
und 1,1,3,3-Tetramethylguanidin weisen diese Nachteile nicht auf und liefern sehr gute Ausbeuten
an dem Produkt, sie haben jedoch den Nachteil, daß sie in einigen Fällen die Aminosäure racemisieren können, wodurch ein
Verlust an optischer Aktivität des Produktes hervorgerufen wird. Dementsprechend können einige wenige Versuche erforderlich
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sein, um die Base herauszufinden, die für die Verwendung mit einer speziellen Aminosäure am besten geeignet ist.
Äminbasen sind in dem Verfahren der Erfindung besonders günstig, da sie die Oxydation des bei der Umsetzung gebildeten
Thiophenols zu Phenyldisulfid katalysieren und dadurch die Abtrennung des Nebenproduktes von dem Produkt erleichtern«
Das Amin sollte jedoch ein tertiäres Amin oder eine quaternäre Ammoniumverbindung sein, da primäre und sekundäre Amine
die Neigung haben, mit O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat zu reagieren.
O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat kann nach der folgenden
Reaktionsfolge hergestellt werdeni
9 V
SH+COC1,
-S-C-Cl
W °
s-C-Cl+<CH3)3COH
C(CH3)3
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Beispiel 1
In einen 2 Liter-Kolben, der in ein Trockeneiskühlbad gesetzt und mit einem Rührer, einem Thermometer und einem Gaseinlei-
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tungsrohr versehen worden war, wurden 220 g (2,0 Mol) Benzo 1-thiol
und 1200 ml Äthyläther gegeben. Die Lösung wurde auf 5°C abgekühlt und gerührt, während 240 g (2,4 Mol) Phosgen
eingeleitet wurden, wobei die Temperatur bei 5 bis 10 C gehalten wurde. Zu der erhaltenen Lösung wurden über einen
Zeitraum von einer Stunde 242 g (2,0 Mol) N, N-Dime thy !anilin
zugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur über Nacht
gerührt und das gebildete Ν,Ν-Dimethylanilinhydrochlorid
wurde von der Mischung abfiltriert. Das FiItrat wurde dann ™ zur Entfernung des Äthyläthers unter vermindertem Druck eingeengt
und man erhielt eine quantitative Ausbeute an rohem Phenylchlorthioformiat, das durch Destillation und Sammeln
der bei 87°C/4 mm siedenden Fraktion gereinigt wurde.
In einoimit einem Rührer, einem Thermometer, einem Rückflußkühler und einem Tropftrichter versehenen 5 Liter-Kolben
wurden 400 g (4,8 Mol) tert.-Butylalkohol, 400 g (5,1 Mol)
Pyridin und 1600 ml Chloroform gegeben. Zu der gerührten Lösung wurden mit Hilfe des Tropftrichters über einen Zeitraum von
_ zwei Stunden 620 g (3,6 Mol) des wie oben hergestellten destillierten
Phenylchlorthioformiats zugegeben. Die gerührte Mischung wurde drei Stunden lang unter Rückfluß gekocht und
dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Die erhaltene Lösung wurde zur Entfernung des bei der Umsetzung gebildeten Pyridinhydrochlorids
zweimal mit Wasser, einmal mit verdünnter Chlorwasserstoff säure, erneut mit Wasser und schließlich mit einer
verdünntenNatriumbicarbonatlösung gewaschen. Die Lösung wurde
über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft
und man erhielt 740 g O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat, das
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entspricht 97 % der theoretischen Ausbeute.
Die Umsetzung zwischen der Aminosäure und dem O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
wird vorzugsweise in Dimethylsulfoxyd oder einem anderen ähnlichen, stark polaren Lösungsmittel
durchgeführt. Dabei sollte das O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
in einem geringen stöchiometrisehen Überschuß, z.B.
in einer Menge von etwa 1,1 bis etwa 1,3 Hol pro Mol Aminosäure
verwendet werden, wobei das Molverhältnis von Base zu Aminosäure vorzugsweise etwa 2x1 betragen sollte.
Die Umsetzung der Aminosäure mit dem O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
kann je nach Wunsch innerhalb eines breiten Temperaturbereiches und innerhalb eines breiten Drukkbereiches
von Atmosphärenunterdmckbis Atmosphärenüberdruck durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatüren liegen gewöhnlich
innerhalb des Bereiches von etwa 25 bis etwa 65 C. Die zur Beendigung der Umsetzung erforderliche Zeit variiert von
einigen Stunden bis einigen Tagen, je nach verwendeter Aminosäure und Base und je nach angewendeter Reaktionstemperatur.
Die Abtrennung und Isolierung der N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure
wird leicht dadurch erzielt, daß man zu der Reaktionsmischung Wasser zugibt. Das als Nebenprodukt bei der Umsetzung
gebildete nicht-oxydierte Thiophenol wird durch Zugabe von
30 %igem Wasserstoffperoxyd zum Phenyldisulfid oxydiert, wobei
der pH-Wert durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure bei 8 bis 10 gehalten wird. Die Lösung wird zur Entfernung des Phenyldisulfids
und des nicht-umgesetzten O-tert.-Butyi-S-phenylthiocarbonats
mit Äthyläther extrahiert« Das Produkt wird
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2U8203 - ίο -
durch Umkristallisation gereinigt.
Beispiel 2
Beispiel 2
In einen Becher wurden 8,9 g (0,1 Mol) L-Alanin, 50 ml trokkenes
Dimethyltulfoxyd, 23 g (0,2 Mol) 1,1,3,3-Tetramethylguanidin
und 25 g (0,12 Mol) O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
eingeführt. Die Mischung wurde gerührt und in einem konstanten Temperaturbad bei 550C 20 Stunden lang erhitzt.
Zu der Lösung wurden 150 ml Eiswasser, die 3 ml konzentrierter Chlorwasserstoffsäure enthielten, zugegeben. Der pH-Wert
der Lösung wurde dann durch Zugabe einer 6 η Chlorwasserstoffsäure
lösung schnell auf einen Wert zwischen 8 und 10 gebracht. Dann wurde zu der Lösung 30 %iges Wasserstoffperoxyd zugetropft,
bis der pH-Wert nach jeder Zugabe nicht mehr anstieg. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zugabe einer 6 η Chlorwasserstoffsäurelösung
zwischen den Wasserstoffperoxydzugaben bei einem Wert zwischen 8 und 10 gehalten. Die Reaktionslösung
wurde zur Entfernung des Nebenproduktes Fhenyldisulfid mit zwei Portionen Äthyläther extrahiert, dann auf 00C abgekühlt,
mit Natriumchlorid gesättigt und mit einer konzentrierten Zitronensäure lösung auf einen pH-Wert von 3 gebracht. Die
Lösung wurde zur Gewinnung des Produktes mit vier Portionen Äthylacetat extrahiert. Die Extrakte wurden über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet und dann wurde das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt, wobei das Produkt N-tert.-Butoxycarbonyl-L-alanin
zurückblieb. Die Ausbeute an Rohprodukt betrug 16 g, das entspricht 84 % der theoretischen Menge.
Auf ähnliche Art und Weise wie in Beispiel 1 wurden 0,1 Mol
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- li -
der in der folgenden Tabelle I angegebenen Aminosäuren mit 0,11 Mol O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat und 0,2 Mol
1,1,3,3-Tetramethylguanidin umgesetzt unter Bildung der entsprechenden
N-t-Boc-Aminosäure. Als Reaktionslösungsmittel
wurde Dimethylsulfoxyd in der in der folgenden Tabelle I angegebenen Menge verwendet» Die Reaktionszeiten, Reaktionstemperaturen und Ausbeuten sind ebenfalls in der folgenden
Tabelle I angegeben.
| Aminosäure | Lösungs mittel |
Reaktions zeit |
bei | Reaktions temperatur |
Rohprodukt- Ausbeute in % |
| L-Phenyl- alanin |
150 ml | 24 Std. | bei | 35°C | 95 |
| L-Valin | 100 ml | 20 " | 25° | ||
| dann 3 Std. |
bei bei |
50° | 90 | ||
| S-Benzyl-L- cystein L-Alanin |
100 ml 50 ml |
24 Std. 20 " |
25° 60° |
75 84 |
|
| L-Isoleucin | 30 ml | 20 " dann 2 Std. |
25° 45° |
100 | |
| L-Glutamin | 50 ml | 20 Std. | 25° | 57 | |
| L-Leucin | 50 ml | 20 " | bei bei |
65° | 65 |
| L-Methionin | 50 ml | 20 " | bei bei |
55° | 60 |
| L-Asparagin | 50 ml | 3 " dann 20 Std. |
50° 25° |
65 | |
| N6-CBZ-L-lysin | 75 ml | 3 Std. dann 5 Tage |
55° 25° |
100 | |
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Fortsetzung von Tabelle I
| Aminosäure | Lösungs mittel |
Reaktions zeit |
bei bei |
Reaktions temperatur |
Rohprodukt Ausbeute in % |
| L-Tyrosin | 50 ml | 5 Tage | bei bei |
25° | 100 |
| L-Serin | 50 ml | 1 Std. dann 3 Tage |
50° 25° |
95 | |
| L-Nitro- arginin |
100 ml | 1 Std. dann 3 Tage |
40° 25° |
75 | |
| L-Tryptophan 50 ml | 2 Tage | 25° | 100 | ||
+ Im Falle von L-Tyrosin wurden 0,16 Mol Tetramethylguanidin
verwendet.
Die Umsetzung zwischen der Aminosäure und dem O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
kann auch in einer Mischung aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel,
der die Base zugegeben worden ist, durchgeführt werden. Das O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat sollte in einem geringen
stöchiometrisehen Oberschuß, z.B. in einer Menge von etwa
1,1 bis etwa 1,3 Mol pro Mol Aminosäure verwendet werden, während das Molverhältnis von Base zu Aminosäure zweckmäßig
innerhalb des Bereiches von etwa 1x1 bis etwa 2,5 3 1 beträgt.
Beispiele für für die Herstellung der Reaktionsmischung geeignete organische Lösungsmittel sind kurzkettige Alkanole,
wie z.B. Methanol, Äthanol, Isopropanol oder t-Butanol, Äther,
wie z.B. Tetrahydrofuran oder 1,4-Dioxan, Amide, wie z.B. NjN-Dimethylformamid, Sulfoxyde, wie z„B, Dimethylsulfoxyd,
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Nitrile, wie z.B. Acetonitril, sowie Ester, wie z.B. Äthylacetat. Obwohl das jeweils verwendete Lösungsmittel nicht
kritisch ist, ist eine vollständige Lösung der gesamten Ausgangsmaterialien in dem Reaktionsmedium erwünscht zur
Steigerung der hohen Ausbeute an Produkt.
Die Umsetzung zwischen der Aminosäure und dem O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
kann je nach Wunsch innerhalb eines breiten Temperaturbereiches und innerhalb eines breiten
Druckbereiches von Atmosphärenunterdruck bis Atmosphärenüberdruck
duchgeführt werden · Die Reaktionstemperatüren liegen
normalerweise innerhalb des Bereiches von etwa 35 bis 100, vorzugsweise von etwa 60 bis etwa 85 C. Die zur Beendigung
der Umsetzung erforderliche Zeit variiert von einigen Stunden bis einigen Tagen, je nach verwendeter Aminosäure
und je nach verwendeter Base und je nach angewendeter Reaktions temperatur.
Die Gewinnung der N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure erfolgt
leicht in der Weise, daß man die Reaktionsmischung durch Eindampfen einengt, das überschüssige O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
und das Phenyldisulfidnebenprodukt durch Extraktion entfernt und das Produkt durch Umkristallisation oder
über die Bildung seines Dicyclohexylaminsalzes reinigt.
Die praktische Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Das nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 erhaltene 0-tert.-Bu-
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tyl-S-phenylthiocarbonat wurde verwendet zur Herstellung
des t er t. -Butoxycarbony lder ivat s von L-Alanin, entsprechend
der folgenden Reaktionsgleichung:
2CH3-CHCOOH+2(CH3)3C-O-C-S-^ 7
NH2
Triäthylamin
2CH0-CHCOOH
3 I
3 I
NHCOC(CH3)3
-S-S-
Bei der Durchführung dieser Umsetzung wurden 0,05 Mol L-Alanin, 20 ml Triäthylamin und 0,057 Mol O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
zu einer Mischung aus 10 ml Wasser und 50 ml t-Butanol zugegeben und die Reaktionsmischung wurde
unter ständigem Rühren 18 Stunden lang auf 8O0C erhitzt»
Die erhaltene Lösung wurde zur Entfernung des größten Teils des Lösungsmittels bei vermindertem Druck eingeengt. Es
wurde Wasser in einer Menge von 50 ml zugegeben und die Mischung wurde zur Entfernung von Phenyldisulfid (das sich
durch Luftoxydation aus dem während der Umsetzung abgegebenen Benzolthiol gebildet hatte) und nicht—umgesetztem 0-tert,-Butyl-S-phenylthiocarbonat
zweimal mit kleinen Portionen Äthyläther extrahiert. Die extrahierte wässrige Schicht wurde
auf 0°C abgekühlt, mit Natriumchlorid gesättigt und der pH-Wert wurde mit wässriger Zitronensäure auf etwa 3 eingestellt.
2098Ί7/1457
2H8203
Das Produkt wurde mit zwei Fortionen Äthylacetat und dann
mit Äthyläther extrahiert. Die Extrakte wurden vereinigt, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und
die Lösungsmittel wurden bei vermindertem Druck entfernt, wobei das rohe tert.-Butoxycarbony!derivat von L-Alanin
zurückblieb, das durch Umkristallisation aus einer Mischung aus Äthyläther und Pe tr ο lather gereinigt wurde. Die Ausbeute
entsprach 40 % der Theorie.
Ähnlich wie in Beispiel 4 wurde L-Phenylalanin mit 0-tert,-Butyl-S-phenylthiocarbonat umgesetzt zur Herstellung der
entsprechenden N-t-Boc-Amino säure unter Verwendung einer
Mischung aus 20 ml Wasser und 50 ml 1,4-Dioxan als Reaktionslösungsmittel und bei einer Reaktions temperatur >ron 840C. Die
nach einer Reaktionszeit von 18 Stunden erhaltene Ausbeute entsprach 50 % der Theorie.
Ähnlich wie in Beispiel 4 beschrieben, wurde L-Prolin mit
O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat umgesetzt unter Bildung
der entsprechenden N-t-Boc-Aminosäure unter Verwendung einer
Mischung aus 12 ml Wasser und 75 ml t-Butanol als Reaktionslösungsmittel und bei einer Reaktionstemperatur von 65°C. Die
innerhalb einer Reaktionszeit von 16 Stunden erhaltene Ausbeute
entsprach 80 % der Theorie«
2098 17/145?
- 16 -Beispiel 7
Ähnlich wie in Beispiel 4 beschrieben, wurde L-Isoleucin
mit O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat umgesetzt unter
Bildung der entsprechenden N-t-Boc-Aminosäure unter Verwendung
einer Mischung aus 10 ml Wasser und 40 ml Äthanol als Reaktionslösungsmittel
und bei einer Reaktionstemperatur von 80°C. Die innerhalb einer Reaktionszeit von 24 Stunden erhaltene
Ausbeute entsprach 40 % der Theorie.
Ähnlich wie in Beispiel 4 beschrieben,wurde L-Tryptophan mit
O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat umgesetzt unter Bildung
der entsprechenden N-t-Boc-Aminosäure unter Verwendung einer
Mischung aus 20 ml Wasser und 50 ml t-Butanol als Reaktionslösungsmittel und bei einer Reaktionstemperatur von 80°C.
Die innerhalb einer Reaktionszeit von 64 Stunden erhaltene Ausbeute entsprach 60 % der Theorie.
Ähnlich wie in Beispiel 4 beschrieben, wurde Glycin mit 0-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
umgesetzt unter Bildung der entsprechenden N-t-Boc-Aminosäure unter Verwendung einer
Mischung aus 10 ml Wasser und 50 ml t-Butanol als Reaktionslösungsmittel und bei einer Reaktionstemperatur von 80°C.
Anstelle der in den Beispielen 4 bis 8 jeweils verwendeten 20 ml Triäthylamin wurden 9 ml 1,1,3,3-Tetramethylguanidin
verwendet. Die innerhalb einer Reaktionszeit von 72 Stunden
209817/U57
2U8203
- 17 erhaltene Ausbeute entsprach 60 % der Theorie·
Die Umsetzung zwischen der Aminosäure und dem O-tert,-Butyl-S-phenylthiocarbonat
kann auch in einem Lösungsmittel durchgeführt werden, zu dem die Base während des Verlaufs der
Umsetzung zugetropft wird. Der pH-Wert der Reaktionsmischung wird ständig beobachtet und die Base wird mit einer solchen
Geschwindigkeit zugetropft, daß der pH-Wert bei etwa 10 gehalten wird. Auf diese Weise wird die bei höheren pH-Werten
auftretende Racemisierung minimal gehalten· Die Reaktionsmischung wird dann wie in Beispiel 2 mit Wasserstoffperoxyd
behandelt und die gebildete N-t-Boc-Amino saure wird gewonnen.
Die folgenden Beispiele 10 und 11 erläutern die obige Umsetzung. Beispiel 10
Eine Mischung aus 15 g (0,1 Mol) L-Methionin, 100 ml Methanol und 25 ml (0,11 Mol) O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
wurde unter Rühren auf 40 bis 50 C erhitzt. Zu der Mischung wurde 1,1,3,3-Tetramethylguanidin mit einer solchen Geschwindigkeit
zugetropft, daß der pH-Wert der Lösung bei etwa 10 gehalten wurde. Nach sechs Stunden hat der pH-Wert
der Lösung aufgehört abzusinken, so daß die Zugabe von 1,1,3,3-Tetramethylguanidin
beendet wurde. Es waren etwa 11 g zugegeben worden. Die Lösung wurde dann über Nacht auf 400C erwärmt.
Sie wurde anscblLessend mit Wasserstoffperoxyd behandelt und wie in Beispiel 2 aufgearbeitet. Die Ausbeute an Rohprodukt
betrug 13 g, das entspricht 52 % der Theorie.
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2U8203
Ähnlich wie in Beispiel 10 wurden die in der folgenden Tabelle II angegebenen Aminosäuren und Basen in dem ebenfalls
angegebenen Lösungsmittel miteinander umgesetzt, wo· bei die ebenfalls angegebenen Ausbeuten erhalten warden.
Aminosäure
Lösungsmittel
L-Nitroarginin 75 % Methanol L-Leucin
Methanol
L-Glutaminsäure 75 % Methanol L-VaIin
L-Alanin
75 % Äthanol
75 % Methanol
| Base | Ausbeute in % |
| 1,1,3,3 -Tetrame- thylguanidin (TMG) |
60 |
| 40%ige Lösung von Benzyl tr ime thy lam- moniumhydroxyd in Methanol (Triton B) |
60 |
| 1,1,3,3-Tetrame- thylguanidin (TMG) |
68 |
| 1,1,3,3-Tetrame- thylguanidin (TMG) |
44 |
| 1,1,3,3-Tetrame- thylguanidin (TMG) |
65 |
| 1,1,3,3-Tetrame- thylguanidin (TMG) |
57 |
| 1,1,3,3-Tetrame- thylguanidin (TMG) |
34 |
| 40%iee Lösung von | 78 |
L-Phenylalanin 75 % Methanol S-Benzyl-L-cystein 75% Dioxan
L-Isoleucin Dimethyl- sulfo>, w
Benzyltrimethylammoniumhydroxyd
in Methanol (Triton B)
Die angegebenen Ausbeuten stellen Ausbeuten ar1 Rohprodukt dar,
das nach üblichen Verfahren, beispielsweise durch Umkristallisation, gereinigt werden kann. Die auf di«ssi Weise erhaltenen
und gereinigten Verbindungen wiesen eina gute optische Reinheit
auf ο
20981 7/U57
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung einer N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Basenadditionssalz einer Aminosäure mit O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
umsetzt unter Bildung der entsprechenden N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man {
eine Lösung der Aminosäure, der Base und des O-tert.-Butyl-S-phenylthiocarbonat
s in einem Lösungsmittel so lange erhitzt, bis sich die entsprechende N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure
gebildet hat und dann die erhaltene N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure
abtrennt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man nach dem Erhitzen der Lösung zu der Reaktionsmischung Wasser und Wasserstoffperoxyd zugibt, um das nicht-oxydierte
Thiophenol zu oxydieren, während man durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure
zu der Reaktionsmischung den pH-Wet bei 8 * Us 10 hält und die gebildete N-tert.-Butoxycarbonylaminosäure
abtrennt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dali man als Base ein teitLäres Amin verwendet.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base Triäthylamin oder 1,1,3,3-Tetramethylguanidin
verwendet.
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6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel eine Mischung aus Wasser und einen
kurzkettigen Alkanol oder Dimethylsulfoxyd verwendet.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung während der Umsetzung auf einer Temperatur
innerhalb des Bereiches von etwa 35 bis etwa 1000C hält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man
die Lösung während der Umsetzung auf einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 60 bis etwa 85 C hält.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung während der Umsetzung auf einer Temperatur
innerhalb des Bereiches von etwa 25 bis etwa 65 C hält.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Aminosäure L-Phenylalanin, L-Valin, S-Benzyl-L-cystein,
L-Alanin, L-Isoleucin, L-Glutamin, L-Leucin, L-Methionin,
L-Asparagin, N -CBZ-L-lysin, L-Tyrosin, L-Serin,
Li-Ni tr oar ginin, L-Tryptophan, L-Prolin oder Glycin verwendet.
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