HU189936B - Process for preparing compounds containing carboxylic and amide groups, particularly peptides - Google Patents

Description

A találmány tárgya új eljárás kát, karbonsavamid-csoporton keresztül kapcsolódó szerves csoportot tartalmazó vegyületek különösen peptidek előállítására.

Karbonsavamid- ás peptidkötések kialakítására számos eljárás ismert (Houben-Weyl, Methoden dér organischen Chemie, XV kötet, II. rész, 1-364 oldal; Angew. Chemie 92, 129 (1980)]. Ezek az eljárások különböző eredménnyel mind arra irányulnak, hogy a peptidszintézis racemizálódásmentes legyen, egyszerűen, enyhe reakciókörülmények között legyen kivitelezhető, a termék nagy kitermeléssel, könnyen hozzáférhető kiindulási anyagokból legyen előállítható.

Az 56 618 számú európai közrebocsátási irat olyan eljárást ismertet karbonsavamidok előállítására, mely szerint a karboxil-ceoportot tartalmazó vegyületet dialkil-foszfinsavanhidrid jelenlétében szabad aminocsoportot tartalmazó vegyülettel reagáltatják. A reakció során szabaddá váló dialkil-foszf insavat a reakció kezdetén a reakcióelegyhez adagolt feleslegben alkalmazott szerves bázissal vagy bázikus pufferrel kötik meg.

A találmányunk szerinti eljárással új gazdaságos ezintázisutat dolgoztunk ki kát, karboneavamid-csoporton keresztül kapcsolódó szerves csoportot tartalmazó vegyületek előállítására.

Azt tapasztaltuk, hogy két, karbonsavamid-csoporton keresztül kapcsolódó szerves csoportot tartalmazó vegyületeket, különösen oligopeptideket a későbbiekben megadott enyhe reakciókörülmények között 95%-ot is elérő kitermeléssel állíthatunk elő, ha kívánt esetben védett aminocsoportot tartalmazó vegyületet, legfeljebb ötszörös moláris feleslegű di(l-4 szénatomos alkil)- foszfinsavanhidrid jelenlétében kívánt esetben védett karboxilcsoportot tartalmazó vegyülettel reagáltatunk inért szerves oldószerben, vagy víznek és szerves oldószernek homogén vagy heterogén elegyében -5 ’C és 30 ’C közötti hőmérsékleten. Az új eljárásra az jellemző, hogy a reakció alatt a reakcióelegy hidrogénion-koncentrációját tercier amin vagy vizes alkálifém-hidroxid-oldat adagolásával 5-10 értéken (látszólagos pH-érték) tartjuk.

A védőcsoportok a peptidszintézist követően ismert módon hasíthatók le.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott di(l-4 szénatomos alkil)-foszfinsavanhidrideket az (I) általános képlet jellemzi. A képletben R jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport. Az R szubsztituensek lehetnek azonosak vagy különbözőek. Előnyösek azok az anhidridek, amelyekben a foszforatom azonosan van helyettesítve.

A találmány szerinti alkalmazott di(l-4 szénatomos alkil)-foszfinsavanhidridek színtelen folyadékok. Szobahőmérsékleten stabilak és csökkentett nyomáson bomlás nélkül desztillálhatok. A legtöbb esetben jól oldódnak nem-vizes oldószerekben, különösen lipid-oldószerekben, igy kloroformban vagy metilén-kloridban, de poláros oldószerekben is, igy dimetil-formamidban vagy dimetil-acetamidban.

A di(l—4 szénatomos alkil)-foszfinsavanhidridek példáiként megemlítjük a következő vegyületeket; metil-etil-foszfinsavanhidrid, metil-propil-foszfinsavanhidrid, metil-butil-foszfineavanhidrid, dietil-foezfinsavanhidrid, di-n-propil-foezfineavanhidrid, di- n-butil-foszfinsavanhidrid

A di(l—4 szénatomos alkil)-foszfinsavanhidrideket ismert módon állíthatjuk elő például úgy, hogy a di(l-4 szénatomos alkil)-foszfinsav-kloridot di(l—4 szénatomos alkil)-foszfinsav-alkilészterrel reagáltatjuk 150-160 ’C hőmérsékleten (Houben-Weyl, Methoden dér Organischen Chemie, G. Thieme Kiadó Stuttgart 1963, XII. kötet, 266 és azt követő oldalai). Különösen előnyösek azok az eljárások, amelyekben di(l—4 szénatomos alkil)-foszfinsavat, ennek sóját vagy észterét foszgár.nel reagáltatjuk (2 129 583 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás és 2 225 545 számú német szövetségi köztársaságból! közrebocsátási irat).

A találmány szerinti eljárást előnyösen kevert-vizes, egy- vagy kétfázisú rendszerben, szűk pH-tartományon belül, előnyöeen állandó pH-érték mellett folytatjuk le. A reakcióelegy pH-értéke 5-10 lehet, előnyösen semleges vagy gyengén savas közegben dolgozunk. Különösen előnyös az 5,0 és 7,0 közötti pH-érték. Lefolytathatjuk azonban a szintézist gyengén lúgos közegben is. A pH-értéket előnyösen tömény vizes alkálifém-hidroxid-oldattal állítjuk be, de használhatunk szerves tercier aminokat., Így N-etil-morfolínt, trietil-amint vagy legfeljebb 6 szénatomos trialkil-aminokat is.

A találmány szerinti eljárásiban az oligopeptidek előállítására kiindulási anyagként egyrészt védett karboxil-csoporttal rendelkező amirosavat vagy peptidet, másrészt védett aminocsoporttal rendelkező aminosaval vagy peptidet alkalmazunk.

A karboxiicsoport védelmére minden, a peptidszintéziseknél ismert védőcsoport alkalmazható. Különösen alkalmasak egyenes vagy elágazó szánláncú alifás alkoholok, igy metanol, etanol vagy terc-butanol észterei. Ugyancsak alkalmazhatók aralifás alkoholok, igy a fcenzil-alkohol vagy a difenil-metil-karbinol észterei is.

Az aminocsoport védelmére szintén a peptidszintézisekböl ismert védöcsoportok használhatok. Különösen alkalmas a benziloxikarbonil-csoport és a terc-butoxi-karbonilcsoporl.

Oldószerként a peptidszintézisekböl ismert inért oldószerek, például metilén-klorid, kloroform, dimetil-formamid, dimetil-acetamid, dioxán vagy tetrahidrofurán alkalmazhatók.

Ha a reakciót egy fázisban, kevert-vizes rendszerben folytatjuk le, akkor víznek és vízzel elegyedő szerves oldószernek az elegyét, például víznek és dioxánnak, tetrahidrofuránnak, dimetil-formamidnak vagy dimelil-acetamidnak az elegyét alkalmazhatjuk. Ilyen rendszer alkalmazása különösen túlnyomórészt vízoldható peptidek kapcsolásánál előnyös.

Ha a reakciót két fázisban, kevert-vizes rendszerben folytatjuk le, például etil-acetátot, propil-acetátot, n-butil-acetátot, raetilón-kloridot, glikol-dimetil-ótert, 3-metil-tetrahidrofuránt vagy kloroformot használhatunk vízzel alkotott heterogén rendszerben.

A reakció szobahőmérsékleten általában megfelelő sebességgel, azaz legfeljebb 3 óra alatt megy végbe. Enyhe melegítés nem hat károsan a reakcióra. Magasabb reakcióhőmérséklsten, mintegy 30 ’C felett a racemizálódási veszély miatt nem célszerű dolgozni. A reakcióhőméreéklet előnyösen 0-30 ’C, különösen 5-25 ’C.

A találmány szerinti eljárással először válik lehetővé, hogy a bevitt bázis felhasználása révén közel állandó pH-érték mellett kövessük a reakció lefolyását. A reakciót ezért előnyösen öníró pH-berendezésben folytatjuk le a karboxíl-komponenet, amin-komponensl és a difi-4 szénatomos alkil)-foszfinsavanhidridet tartalmazó kervert-vizes reakcióelegy erélyes keverése közben. A bázísfelhasználást regisztráló kiírószerkezet az idő függvényében olyan görbét mutat, amely a reakció vége felé aszimptotikusan halad (1. ábra).

A találmány szerinti eljárással a szintézis végpontja könnyen felismerhető.

Megjegyezzük, hogy a kevert-vizes rendszerben a találmányunk szerint mért „látszólagos pH-érték a rendszer valódi pH-értékétól eltérő.

Ha a di(l-4 szénatomos alkil)-foszfinsav megkötésére ismert módon puffer-oldatokat használunk, a reakcióelegy anyalúgjában törvényszerűen szervetlen savakkal képzelt sófeleslegek jelentkeznek. Ezek megnehezítik a kondenzálóezerből keletkező di< 1—4 szénatomoe alkil)-foBzfinsav visszanyerését és szennyvízproblémák is felléphetnek.

Ha a találmány szerinti eljárásnak ennél a változatánál bázisként alkálifém-hidroxidot használunk, a reakció során keletkező alkálifémsók a szerves tercier bázisokkal képződött sókhoz képest könnyebben elválaszthatók a reakciótermékeknek alkálikus oldatból történő, vízzel csak korlátozottan elegyedő lipoidfázissal végrehajtott extrahálása során, mivel nagy hidrofilitásúak. (gy elkerülhető az is, hogy a lipoidfázis extrahált tercier bázissal legyen szennyezett.

A találmány szerinti eljárás egyszerűen kivitelezhető, az eljárás során a peptideket nagy optikai tisztaságban, nagy kitermeléssel kapjuk. Az eljárás ezen kivül gazdaságos és környezetkímélő.

A di(l-4 szénatomos alkil)-foszfinsavanhidridek kis molekulájúak, könnyen előállíthatok és tisztíthatók, súlyegységre számítva nagymennyiségű reakcióképes csoportot tartalmaznak ée jó a lipofilitásuk. A di(I-4 szénatomos Blkil)-foflzfinsavanhidridek és a hozzájuk tartozó di(l-4 szénatoinos alkil)-foszfinsavak lipoidoldheitók. így a vizoldható peptidek egy első kicsapási lépés után megfelelő lipoid-oldószerrel kinyerhetők.

A peptidszintézis során a di( 1-4 szénatoinos alkil)-foszfinsavanhidridekböl keletkező di(l-4 szénatomos alkil)- foszfinsav a szintézis során visszamaradó oldatból visszanyerhető. Nagymennyiségű vizes szintézis-anyalúgból a di(l-4 s:;énatomoB alkil)-foszfineavak oldószerrel, így kloroformmal vagy izobutanollal extrahálhatók, majd desztillációval izolálhatók. Ebből a szempontból különösen lényeges, hogy a di(l-4 szénatomos alkil)-foszfinsavak vákuumban bomlás nélkül desztillálhatók. A kapott di(l-4 szénalomos alkil)-foszfinsavak ezt követően a 2 225 545 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat szerint könnyen ismét di(l-4 szénalomos alkil)-foszfinsavanhidridekké alakíthatók.

Az előzőekben leírt kevert-vizes eljárásnál a szerves bázis alkálifém-hidroxid-oldattal helyettesíthető, ez az előzőekben leírt, a di(l-4 szénatomos alkil)-foszfinsavaknak a szintézist kővető feldolgozását lényegesen leegyszerűsíti. Ebben az, esetben az extrakciós lépésre nincs szükség. A di(l—4 szénatomos alkil)-foszfinsavat a szabaddá válása után közvetlenül a lepárolt ezin tézis-anyag lúgból desztillálhatjuk le vagy pedig kétfázisú rendszer esetén a lipoidfázis elválasztása utón savanyítással és extrakcióval nyerhető ki a vizes fázisból. A vizes fázisban ekkor a szervetlen BÓk maradnak.

I. példa

Benziloxikarbonil-glicil-glicin-etil-észter

10,5 g (0,05 mól benziloxikarbonil-glicin 120 ml etil-acetétban készített oldatához keverés közben -5 ’C hőmérsékleten hozzáadunk 7,0 g (0,05 mól) H-Gly-OCHj.HCl-t. A kapott ezuszpenzióhoz hozzácsepegtetünk 20 g metíl-etil-foszfinsnvanhídrídet. A reakcióelegy pH-értékét 0-10 ’C hómérsékleten autotitrálor segítségével, 4n nátrium-hidroxid-oldat hozzócsepegletésével 7,0-ra állítjuk be és a nagysebességű keveróvel kevert reakcióelegy pH-értékét ezen az értéken tartjuk, míg az autotilrátorra kapcsolt írószerkezet a nátrium-hidroxid-oldal felhasználásának az időtengely felé való aszimptotikus közeledését mutatja. Ez mintegy 60 perc alatt következik be. Az etil-acetátos fázist elválasztjuk, kétszer 50 ml telített nétrium-hidrogón-karbonát-oldattal extrahál-36 juk, vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk és az oldószer lepárlása után (vákuum-lepárlás, szobahőmérséklet) 12,25 g (84%) Z-dipeptid-észtert kapunk, op. 81 ’C.

2. példa

Benziloxikarbonil-fenil-alanin-ciklohexil-amid

3,0 g (0,01 mól) Z-Phe-OH-t és 1,0 g (0,01 mól, 1,2 ml) ciklohexil-amint feloldunk 20 ml tetrahidrofurán és 5 ml viz elegyében. A reakcióelegyet lehűtjük -5 ’C hőmérsékletre és keverés közben hozzáadunk 4 g metil-etil-foezfinsavanhidridet, a reakcióelegy pH-értékét 4 n nátrium-hidroxid-oldattal 6,0-ra állítjuk be és a nátrium-hidroxid-oldat adagolását az 1. példában leírtak szerint végezzük, miközben az összes reakcióidőt állandó értéken tartjuk. 60 perc elteltével - mint az a nátrium-hidroxid-oldat felhasználásából látható - a reakció gyakorlatilag befejeződik. A reakcióelegyet vákuumban, szobahőmérsékleten bepároljuk, felvesszük etil-acetátban és az etil-acetátos oldatot 5%-os kálium-hidrogén-szulfál-oldattal, telített nátrium-hidrogén-karbonát-oldattal és vízzel mossuk, vízmentes nátrium-szulfát felett szárítjuk és az oldószernek vákuumban, szobahőmérsékleten történd lepárlása, majd a kapott terméknek vákuumban történő szárítása után (foszfor-pentoxidon) 3,0 g cím szerinti terméket kapunk, op. 167 ’C, [«P’o = -3,0’ (c = 1,

DMF).

3. példa

Z-Trp-Gly-OCHa

3,35 g (0,01 mól) Z-Trp-OH-t feloldunk 20 ml izopropil-acetátban, hozzáadunk 1,25 g (0,01 mól) H-Gly-OCHa-t, a kapott szuszpenziót erélyes keverés közben lehűtjük -5 ’C hőmérsékletre és ezen a hőmérsékleten a pH-értéknek egyidejűleg 4 n nátrium-hidroxid-oldatnak aulotitrátorból való adagolásával

5,7-re történő beállítása mellett hozzáadunk 4,0 ml metil-etil-foszfinsavanhidridet. A reakciót a fázisok erélyes összekeverése közben 60 perc alatt fejezzük be. Az izopropil-acetátos fázist elválasztjuk ás a 2. példában leirt módon feldolgozzuk. Kitermelés: 3,53 g (86%), («lo” = -13,5’ (c = 0,1 jégecet).

4. példa

Z-Phe-Arg-Trp-Gly-OCHj

2,26 g (0,005 mól) Z-Phe-Arg-OH 25 ml izopropil-acetátban készített oldatához hozzáadunk 1,55 g (0,005 mól) H-Trp-Gly-OCHa.HCl-t és a kapott ezuszpenziót erélyes keverés közben lehűtjük -5 ’C hőmérsékletre. A kapott reakcióelegyhez hozzácsepegtetünk 2 ml metil-etil-foszfinsavsnhidridet miközben a pH-értéket nátrium-hidroxid-oldattal az 1. példában leírtak szerint állandó 5,2 értéken tartjuk. 15 perc elteltével a reakcióelegy hőmérsékletét hagyjuk szobahőmérsékletre felmelegedni. 70 perc elteltével a reakció gyakorlatilag befejeződik. Ez a nétrium-hidroxid-oldatnak az idő függvényében történő felhasználásából látható. Az izopropil-acetátos fázist elválasztjuk, vízzel és telített nátrium-hidrogén-karbonát-oldattal mossuk és a reakcióterméket a szárított oldatból vákuumban szobahőmérsékleten történő lepárlással és a visszamaradó anyag absz. dietil-éteres digerálásával izoláljuk.

Etanol/éter elegyéből történő átkristályosltás utána a kitermelés 3,0 g (84,5%), [<x]^loo = -25,7’ (c = 0,1, DMF).

5. példa

Z- L y s (Boc)-Val-Ty r-OCHj

1,91 g (0,005 mól) Z-Lys(Boc)-OH-t feloldunk 25 ml, vízzel telített butil-acetátban, hozzáadunk 1,65 g (0,005 mól) H-Val-Tyr-OCHa.HCl-t és a reakcióelegy pH-órtékét gyors keverés közben 4 n nálrium-hidroxid-oldattal az 1. példában leirtak szerint 7,0 értékre állítjuk be, hozzáadunk 5 g metil-etil-fcezfinsavanhidridet és a pH-értéket reakció egész ideje alatt (70 perc) a megadott értéken tartjuk. A reakció első 10 percében a reakcióelegy hőmérsékletét -5 ’C és 0 ’C között tartjuk, majd hagyjuk szobahőmérsékletre felmelegedni. A végterméket tartalmazó butil-acetátos fázist a 2. példában leírtak szerint dolgozzuk fel.

Etanol/éter elegyéből történő átkrietdlyositás után a ' kitermelés: 3,0 g (91%), [oc]”» = -25 ’C (c - 1, etanol).

6. példa

Z-Gly-Leu-Arg-OCHj

642 g Z-Gly-Leu-OH és . 449 mg H-Arg-OMe.HCl 3 ml dimetil-acetamid és 0,5 ml viz elegyében készített oldatát 1,3 ml metil-etil-foszfinsavanhidriddel elegyítjük és a reakció alatt a reakcióelegy pH-értékél N-etil-morfolin és viz elegyővel (1:1, térf/tórf) pH-berendezés segítségével 7,2 értéken tartjuk. 40 perc elteltével a kiirószerkezet szerint a reakció befejeződött. A reakcióelegyet a 2. példában leirtak szerint dolgozzuk fel, de az acetétos fázist nem extraháljuk 5%-os kálium-hidrogán-azulfét-oldattal.

Kitermelés: 700 mg (71%), [ocP’d = -24,4’ (c = 1, CHiOH).

7. példa

Z-Asp-(OBu')-Phe-NHj

Az 1. póldban leírtakkal analóg módon Z- 5 -Asp(OBu‘)-OH-t H-Phe-NHí-vel reagáltatunk, azzal az eltéréssel, hogy a reakcióelegy pH-értékét 8,0-on tartjuk és a reakciót 100 percig folytatjuk.

Kitermelés: 85%, op. 162 ’C, [oc]e = -33,9“ 10 (c = 1; EtOH) [összehasonlításként E. Wünsch és K. H. üeimer, Hoppé Seylere Z. Physiol. Chem. 353, 1246 (1972) szerint: kitermelés

94%, op 158-159 ’C, Μ» = -30,7’ (c = 1, EtOH)] 15

8. példa

Z-Phe-Gly-OEt 20

Az 1. példában leírtakkal analóg módon Z-Phe-OH-t H-Gly-OEt-tel reagáltatunk, azzal az eltéréssel, hogy a reakcióelegy pH-értékét

5,5-ön tartjuk és a reakciót 2 órán át foly- 25 tatjuk.

Kitermelés: 86%, op. 109 ’C, [λ]β = 17’ (c = 2; EtOH) [összehasonlításként G. W. Anderson, R. W. Young, J. Am. Chem. Soc. 74, 5307 szerint: kitermelés 53%, op. 109-110 ’C, 30 [oc]b = -16’ (c = 2, EtOH)]

9. példa

Z-Gly-Phe-Gly-OEt _ rajz

Az 1. példában leírtakkal analóg módon Z-Gly-Phe-OH-t H-Gly-OEt-tel reagáltatunk, azzal az eltéréssel, hogy a reakcióelegy pH-értékét 6,0-n tartjuk ée a reakciót 2,5 órán át folytatjuk, valamint oldószerként butil-acetátot alkalmazunk.

Kitermelés: 95%, op. 118-119 ’C, [«]o = -11,9’ (c = 2; EtOH) [összehasonlításként G. W. Andereon, F. M. Callahen, J. Am. Chem. Soc, 80, 2902 szerint: kitermelés 76%, op. 119’, [ocjj, - -11,6’ (c = 2; EtOH)]

Claims (1)

1. Szabadalmi igénypont

   Eljárás két, karbonsavamid-csoporlon keresztül kapcsolódó szerves csoportot tartalmazó vegyületek előállítására kívánt esetben védett, karboxilcsoportct tartalmazó vegyületeknek kívánt esetben védett aminocsoportot tartalmazó vegyületekkel legfeljebb ötszörös moláris feleslegű di(l-4 szénátomos alkil)-foszfinsavanhidrid jelenlétében inért szerves oldószerben vagy víznek és szerves oldószernek homogén vagy heterogén elegyében -5 ’C és 30 ’C közötti hőmérsékleten való reagáltatásával, majd a funkciós csoportok védelmére adott esetben bevitt védőcsoportok lehasltásával, azzal jellemezve, hogy a reakcióelegy látszólagos pH-értékét a reakció alatt szerves tercier amin vagy vizes alkálifém-hidroxid-oldat. adagolásával 5-10 értéken tartjuk.