JP5670332B2 - ピペコリン酸リンカーおよび固体支持体についての化学へのその使用 - Google Patents
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Description
は、有機合成において用いられる固体支持体を表し、
Xは、存在しないか、または、−NR2−、−NR2−CO−、−S−CO−、−O−、−CO−NR2−、−S−、−CO−S−、−CO−O−、−O−CO−、−SO2−NR2−、もしくは−NR2SO2−(ここで、R2は、Hまたは(C1−C6)アルキル、有利にはHを表す)を表し(Xはスペーサーによって固体支持体から分離することができると理解される)、および
R1は、分枝(C3−C30)アルキル基、分枝(C3−C30)アルケニル基、分枝(C3−C30)アルキニル基、(C4−C12)単環式もしくは多環式炭化水素基、(C1−C6)アルキル−(C4−C12)単環式もしくは多環式炭化水素基、(C2−C6)アルケニル−(C4−C12)単環式もしくは多環式炭化水素基、または(C2−C6)アルキニル−(C4−C12)単環式もしくは多環式炭化水素基を表す]
を有する固相−リンカー組合せ(solid phase-linker combination)に関する。
(i)ポリスチレン(PS)ベースを含むマトリックスを有する、またはポリアミド(PL)もしくはポリエチレングリコールベース(PEG)を含むマトリックスを有する、ゼラチン状またはマクロ多孔性樹脂のビーズ、あるいはポリエチレングリコール−ポリスチレン(PEG−PS)またはポリエチレングリコール−ジメチルアクリルアミド(PEGA)タイプの複合支持体、および
(ii)SynPhase Lanterns(登録商標)(Mimotopes, Australia)(硬質非反応性ベースポリマー上へグラフト化された移動可能な表面ポリマーにより構成される、最大限の表面積、反応物の自由流動および洗浄液の迅速な排水を提供する独特の「ランタン」形状物)などのフィルムコーティング支持体
から選択される。
は上に定義される通りであり、R1はノルボルナ−2−イル−メチルであり、Xは−NH−CO−である)、
は上に定義される通りであり、R1はシクロヘキシルであり、Xは−NH−CO−である)および
は上に定義される通りであり、R1はアダマンチルであり、Xは−NH−CO−である)
から選択される式により表される。
R3はO保護基であり、
およびXは上に定義される通りである)
の固相リンカー組合せの脱保護の工程(d1)を含む方法にも関する。
、XおよびR1は上に定義される通りである)
の固相リンカー組合せと、式
の化合物との反応により得られる。有利には、R3は(C1−C6)アルキル、より有利にはメチルである。
(a1)Xを得るための、式
は上に定義される通りであり、preXは反応する固体支持体の官能基である)の官能基化固相と、式
の化合物の官能基Yとの反応、および
(b1)式(VI)の化合物のYと反応しなかった式(V)の固相リンカー組合せの官能基−preXの、適当なキャッピング基でのキャッピング
:により得られる。
から選択される式により表される。
(a2)本発明による式(I)の固相リンカー組合せとカップリングされたCOO保護アミノ酸を得るために、その固相リンカー組合せと、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているCOO保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(b2)固相リンカー組合せとカップリングされたアミノ酸をCOO脱保護する工程、
(c2)固相リンカー組合せとカップリングされたCOO保護ペプチドを得るために、工程(b2)において得られた固相リンカー組合せとカップリングされたCOO脱保護アミノ酸と、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているCOO保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(d2)所望により、ペプチド鎖を担持している固相リンカー組合せを得るために、必要なだけ工程(b2)および(c2)を繰り返す工程、
(e2)式(I)の固相リンカー組合せおよびペプチド鎖を回収するために、固相リンカー組合せとペプチド鎖との結合を開裂する工程
を含んでなる逆方向のNからCへのペプチド合成方法に関する。
(a3)本発明による式(I)の固相−リンカー組合せとカップリングされたN保護およびCOO保護アミノ酸を得るために、その固相リンカー組合せと、側鎖がヒドロキシル基、アミン基およびチオール基の中から選択される非保護基を担持するN保護およびCOO保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(b3)固相リンカー組合せへカップリングされたN脱保護COO保護アミノ酸を得るために、固相リンカー組合せへカップリングされたCOO保護アミノ酸をN脱保護する工程、
(c3)固相リンカー組合せとカップリングされたN保護COO保護ペプチドを得るために、カップリングされたN脱保護COO保護アミノ酸と、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているN保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(d3)工程(c3)において得られたカップリングされたCOO保護ペプチドをN脱保護する工程、
(e3)所望により、ペプチド鎖を担持している式(I)の固相リンカー組合せを得るために、必要なだけ工程(c3)および(d3)を繰り返す工程、
(f3)式(I)の固相リンカー組合せおよびペプチド鎖を回収するために、固相リンカー組合せとペプチド鎖との結合を開裂する工程
を含んでなるCからNへのペプチド合成方法に関する。
−ヒドロキシル基を担持するN保護およびCOO保護トレオニン、セリンおよびチロシン、
−アミン基を担持するN保護およびCOO保護リジン、オルニチン、ジアミノ酪酸およびジアミノプロピオン酸、および
−チオール基を担持するN保護およびCOO保護システイン、
−NおよびCOO保護アミノ酸トリプトファンおよびアルギニン
:からなる群から選択されるものである。
(a4)式
、X、R1およびR4は上記に定義される通りである)
の固相リンカー組合せを得るために、式
の化合物と、
本発明による式(I)の固相リンカー組合せとをカップリングする工程、
(b4)式
、X、R1およびR4は上記に定義される通りである)
の固相リンカー組合せを得るために、工程(a4)において得られた式(VIII)の固相リンカー組合せを処理する工程、
(c4)式(IX)の固相リンカー組合せへカップリングされたN保護アミノ酸を得るために、工程(b4)において得られた式(IX)の固相リンカー組合せと、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているN保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(d4)所望により、カップリングされたアミノ酸をN脱保護する工程、
(e4)所望により、式(IX)の固相リンカー組合せとカップリングされたN保護ペプチドを得るために、工程(d4)のN脱保護されたカップリングされたアミノ酸と、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているN保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(f4)所望により、レトロインベルソ型ペプチド鎖を担持している式(I)の固相リンカー組合せを得るために、必要なだけ工程(d4)および(e4)を繰り返す工程、
(g4)式(I)の固相リンカー組合せおよびペプチド鎖を回収するために、固相リンカー組合せとペプチド鎖との結合を開裂する工程
を含んでなるレトロインベルソ型ペプチド合成方法に関する。
シクロヘキサン1,4−ジカルボン酸(30.0mmol、5当量)およびHOBt(30.0mmol、5当量)を20mLのDMFに溶解させ、その後DIC(30.0mmol、5当量)を加え、混合物を10分間穏やかに攪拌した。次いで、それを5gのアミノメチル−PS樹脂((B)、これは式(V)の官能基化固体支持体(式中、preXはNH2である)に相当する)に加え(1.3mmol/g)、DCMで予備膨潤させ、反応混合物を6時間穏やかに振盪した(shacken)。濾過後、その樹脂をDMF、MeOH、およびDCMで洗浄し、真空下、室温で乾燥させた。カップリング効率はカイザー試験およびTNBS試験により確認した。最後に、その樹脂をAc2O/DCM(50/50 v/v)の混合物で処理し、DCMで3回洗浄し、樹脂((C)、式(III)(式中、X=−NH−CO−、R1=シクロヘキシル)の化合物に相当)を得た。
DIEA(30mmol、5当量)の存在下で活性化剤としてBOP(12mmol、2当量)およびHOBt(12mmol、2当量)を用いてピペコリン酸メチルエステルヒドロクロリド(2.33g、2当量)を樹脂へカップリングした。その反応混合物を2時間反応させ、そのプロセスをもう一度繰り返した。最後に、その樹脂をDMF、MeOH、およびDCMで洗浄し、樹脂((D)、式(II)(式中、X=−NH−CO−、R1=シクロヘキシルおよびR3=メチル)の化合物に相当)を得た。
ピペコリン酸誘導体結合樹脂(D)のメチルエステルを2M水酸化リチウム水溶液およびテトラヒドロフラン 30/70(v/v)の混合物中で室温で12時間加水分解した。樹脂(D)をH2O、MeOH、DCMで洗浄し、ピペコリン酸AM PS樹脂((A)、式(I)(式中、X=−NH−CO−およびR1=シクロヘキシル)の化合物に相当)(計算担持0.91mmol/g)を得た。
Pip−AM−PS樹脂結合アミノ酸メチルエステル(1g)を5mLの、2M LiOH水溶液およびテトラヒドロフラン(30/70、v/v)の混合物で処理した。その反応器を室温で12時間振盪し、その樹脂をH2O(3×)、THF(3×)、MeOH(3×)、DCM(2×)で洗浄し、最後に真空下で乾燥させた。
ピペコリン酸AM−PS樹脂(A)(200mg、0.182mmol、0.91mmol/g)を、BOP(239mg、100mM、540μmol、3当量)、DIEA(140mg、188μl、200mM、1.08mmol、6当量)、およびH−Phe−OMe(97mg、100mM、540μmol、3当量)を含有するDMFカップリング溶液5.4mLで膨潤させた。その樹脂を2時間穏やかに攪拌し、その後DMF(3×)、MeOH、DCM(2×)で洗浄した。その樹脂を穏やかに攪拌しながらTFAで90分間開裂した。樹脂を濾過し、TFA溶液を窒素下で蒸発させた。その残渣をアセトニトリル/水 1/1溶液に溶解させ、凍結乾燥させた。凍結乾燥後、TFA塩として25.6mg(収率48%、純度98%)の化合物5を得、LC/MSおよびHPLC分析に供した(RT=0.70分、MS ESI+[M+H]+m/z=180.3)。
ピペコリン酸AM−PS樹脂(A)(200mg、0.182mmol、0.91mmol/g)を、HATU(276mg、135mM、730μmol、4当量)、TMP(177mg、194μl、270mM、1.46mmol、8当量)、および2−アミノ安息香酸メチル(81mg、69μl、135mM、730μmol、4当量)を含有するDMFカップリング溶液5.4mLで膨潤させた。
ピペコリン酸AM−PS樹脂(A)(100mg、91μmol、0.91mmol/g)を、BOP(119mg、100mM、270μmol、3当量)、DIEA(70mg、94μl、200mM、540μmol、6当量)、およびピペラジン(21μl、23mg、100mM、270μmol、3当量)を含有するDMFカップリング溶液2.7mLで膨潤させた。その樹脂を2時間穏やかに攪拌し、その後DMF(3×)、MeOH、DCM(2×)で洗浄し、ピペラジン担持固相を得た。次いで、その樹脂を、m−トルオイルクロリド(56mg、48μl、135mM、365μmol、4当量)およびDIEA(127μl、94mg、270mM、730μmol、8当量)を含有するDCM溶液2.7mL中で2時間穏やかに振盪した。樹脂をDMF(3×)、MeOH、DCM(2×)で洗浄し、穏やかに攪拌しながらTFAで90分間開裂した。樹脂を濾過し、TFA溶液を窒素下で濃縮した。その残渣をアセトニトリル/水 1/1溶液に溶解させ、凍結乾燥させた。凍結乾燥後、TFA塩として11.8mg(収率41%、純度98%)の化合物7を得、LC/MSおよびHPLC分析に供した(RT=0.54分、MS ESI+[M+H]+m/z=205.1)
ピペコリン酸AM−PS樹脂(A)(250mg、225μmol、0.91mmol/g)を、BOP(298mg、100mM、675μmol、3当量)、DIEA(236mg、317μl、200mM、1.82mmol、6当量)、およびH−Leu−NH2(88mg、100mM、675μmol、3当量)を含有するDMFカップリング溶液6.75mLで膨潤させた。その樹脂を2時間穏やかに攪拌し、その後DMF(3×)、MeOH、DCM(2×)で洗浄した。次いで、その樹脂をピリジン(147μl、144mg、365mM、1.82mmol、8.1当量)およびBTIB(157mg、73mM、365μmol、1.62当量)を含有するDMF/H2O(80/20、v/v)溶液5mLで膨潤させ、1時間攪拌した。その後、その樹脂をDMF(3×)およびDCM(2×)で洗浄した。得られた樹脂を、BOP(398mg、150mM、0.9mmol、3当量)、DIEA(233mg、314μl、300mM、1.8mmol、6当量)およびFmoc−Phe−OH(349mg、150mM、0.9mmol、3当量)を含有するDMFカップリング溶液6mLで膨潤させた。その樹脂を2時間穏やかに攪拌し、その後DMF(3×)、MeOH、DCM(2×)で洗浄した。樹脂を最後に穏やかに攪拌しながらTFAで90分間開裂した。樹脂を濾過し、TFA溶液を窒素下で濃縮した。その残渣をアセトニトリル/水 1/1溶液に溶解させ、凍結乾燥させた。凍結乾燥後、TFA塩として60mg(収率46%、純度92%)の化合物11を得、LC/MSおよびHPLC分析に供した(RT=1.52分、MS ESI+[M+H]+m/z=472.6)。
ピペコリン酸ハンドルへのアミン構成単位の取り付けのために実施した簡単な反応順序に関して、本発明者らは、エステル結合によるアルコール誘導体の導入に類似反応条件を用いてよいことを記載した。概念実証として、本発明者らはリンカーへの取り付けを実施するためにアミノ酸側鎖を選択した。これらのアッセイではセリン側鎖の第一級アルコール官能基、トレオニンの第二級アルコールおよびチロシンのフェノール官能基を用いた。
ピペコリン酸AM−PS樹脂(A)(200mg、0.182mmol、0.91mmol/g)を、BOP(239mg、100mM、540μmol、3当量)、DIEA(140mg、188μl、200mM、540μmol、6当量)およびFmoc−Ser−OMe(184mg、100mM、540μmol、3当量)を含有するDMFカップリング溶液5.4mLで膨潤させた。その樹脂を2時間穏やかに攪拌し、その後DMF(3×)、MeOH、DCM(2×)で洗浄した。樹脂14を穏やかに攪拌しながらTFAで90分間開裂した。樹脂を濾過し、TFA溶液を窒素下で濃縮した。その残渣をアセトニトリル/水 1/1溶液に溶解させ、凍結乾燥させた。凍結乾燥後、18.2mg(収率30%、純度97%)の化合物15を得、LC/MSおよびHPLC分析に供した(RT=1.35分、MS ESI+[M+H]+m/z=342.0)
樹脂14(すなわち、Fmoc−Ser(pip−AM−PS樹脂)−OMe)(100mg、32μmol、0.32mmol/g)を、BOP(119mg、100mM、270μmol、8.4当量)、DIEA(70mg、94μl、200mM、540μmol、16.8当量)、およびFmoc−Ala−OH(84mg、100mM、270μmol、8.4当量)を含有するDMFカップリング溶液2.7mLで膨潤させた。その樹脂を2時間穏やかに攪拌し、その後DMF(3×)、MeOH、DCM(2×)で洗浄し、穏やかに攪拌しながらTFAで90分間開裂した。樹脂を濾過し、TFA溶液を窒素下で濃縮した。その残渣をアセトニトリル/水 1/1溶液に溶解させ、凍結乾燥させた。凍結乾燥後、8.4mg(アシル化ステップ収率:64%、全収率:19%、純度96%)のジペプチド16を得、LC/MSおよびHPLC分析に供した。(RT=1.26分、MS ESI+[M+H]+m/z=412.9)。
前記のアッセイにおいて用いた開裂手順は、側方アリールピペラジンシリーズライブラリー合成中の本発明者らの観察に基づき90分間の100%TFA処理であった(Zajdel et al., 2004)。しかしながら、ピペコリン酸リンカーの酸感受性を調査するために、さらなる調査を実施した。アミド結合については樹脂2、エステル結合については樹脂14および18の開裂のために実験を計画した。
この研究はピペコリン酸に基づく新しいリンカーの設計を提示する。酸処理においては、アミド結合またはエステルを開裂する、オキサゾリニウム−5−オン(ムンクノン(munchnone))中間体が関与する機構により第一級アミンまたはアルコールが溶液中に解離される。本発明者らは、担持カルボン酸官能基の活性化によりアミンおよびアルコールをアンカリングするピペコリン酸リンカーの有効性を立証した。速度論的開裂研究は、Fmocに基づく保護戦略におけるトリチルリンカーの代替手段として用いることができるこのリンカーの酸不安定性を明確に示した。逆方向のSPPS、擬ペプチド合成およびアミノ酸側鎖アンカリングの例は、この新しいリンカーの多用途性を示した。非常に簡単なアンカリング戦略に関して、ピペコリン酸ハンドルを介しての固体支持体への他の求核試薬の取り付け(attachment)を現在実験室で調査中である。
[参考文献]
Claims (16)
- 下記式:
は、有機合成において用いられる固体支持体を表し、
Xは、存在しないか、または−NR2−、−NR2−CO−、−S−CO−、−O−、−CO−NR2−、−S−、−CO−S−、−CO−O−、−O−CO−、−SO2−NR2−、もしくは−NR2SO2−(ここで、R2は、Hまたは(C1−C6)アルキルを表す)を表し(Xはスペーサーによって固体支持体から分離することができると理解される)、および
R1は、分枝(C3−C30)アルキル基、分枝(C3−C30)アルケニル基、分枝(C3−C30)アルキニル基、(C4−C12)単環式もしくは多環式シクロアルキル基、(C1−C6)アルキル−(C4−C12)単環式もしくは多環式シクロアルキル基、(C2−C6)アルケニル−(C4−C12)単環式もしくは多環式シクロアルキル基、または(C2−C6)アルキニル−(C4−C12)単環式もしくは多環式シクロアルキル基を表す]
を有する固相−リンカー組合せ。 - Xが、−NH−COまたは−CO−NH−である、請求項1に記載の式(I)の固相−リンカー組合せ。
- 第一級アミン、第二級アミン、芳香族アミン、アルコール、フェノールおよびチオールの間で選択される官能基のカップリングのための、請求項1〜3のいずれか一項に記載の式(I)の固相−リンカー組合せの使用。
- 逆方向のNからCへのペプチド合成のため、またはCからNへのペプチド合成のため、または擬ペプチド合成もしくはレトロインベルソ型ペプチド合成のための、請求項1〜3のいずれか一項に記載の式(I)の固相−リンカー組合せの使用。
- 小有機分子の合成のための、請求項1〜3のいずれか一項に記載の式(I)の固相−リンカー組合せの使用。
- 逆方向のNからCへのペプチド合成方法であって、以下の連続的工程:
(a2)請求項1〜3のいずれか一項に記載の式(I)の固相リンカー組合せとカップリングされたCOO保護アミノ酸を得るために、その固相リンカー組合せと、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているCOO保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(b2)固相リンカー組合せとカップリングされたアミノ酸をCOO脱保護する工程、 (c2)固相リンカー組合せとカップリングされたCOO保護ペプチドを得るために、工程(b2)において得られた固相リンカー組合せとカップリングされたCOO脱保護アミノ酸と、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているCOO保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(d2)所望により、ペプチド鎖を担持している固相リンカー組合せを得るために、必要なだけ工程(b2)および(c2)を繰り返す工程、
(e2)式(I)の固相リンカー組合せおよびペプチド鎖を回収するために、固相リンカー組合せとペプチド鎖との結合を開裂する工程
を含んでなる、方法。 - 工程(e2)の前または後に、ペプチド鎖のアミノ酸側鎖を脱保護する、および/またはペプチド鎖をCOO脱保護するさらなる工程(f2)を含んでなる、請求項8に記載の逆方向のNからCへのペプチド合成方法。
- カップリング工程(a2)および/または(c2)が、アミノ酸エピマー化を回避するために、ジメチルホルムアミドなどの溶媒中2,4,6 トリメチルピリジンの存在下で、N−[(ジメチルアミノ)−1H−1,2,3−トリアゾロ−[4,5−b]ピリジン−1−イル−メチレン]−N−メチルメタンアミニウムヘキサフルオロホスフェートN−オキシド活性化の下で行われる、請求項8または9に記載の逆方向のNからCへのペプチド合成方法。
- CからNへのペプチド合成方法であって、以下の連続的工程:
(a3)請求項1〜3のいずれか一項に記載の式(I)の固相−リンカー組合せとカップリングされたN保護およびCOO保護アミノ酸を得るために、その固相リンカー組合せと、側鎖がヒドロキシル基、アミン基およびチオール基の中から選択される非保護基を担持するN保護およびCOO保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(b3)固相リンカー組合せへカップリングされたN脱保護COO保護アミノ酸を得るために、固相リンカー組合せへカップリングされたCOO保護アミノ酸をN脱保護する工程、
(c3)固相リンカー組合せとカップリングされたN保護COO保護ペプチドを得るために、カップリングされたN脱保護COO保護アミノ酸と、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているN保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(d3)工程(c3)において得られたカップリングされたCOO保護ペプチドをN脱保護する工程、
(e3)所望により、ペプチド鎖を担持している式(I)の固相リンカー組合せを得るために、必要なだけ工程(c3)および(d3)を繰り返す工程、
(f3)式(I)の固相リンカー組合せおよびペプチド鎖を回収するために、固相リンカー組合せとペプチド鎖との結合を開裂する工程
を含んでなる、方法。 - 工程(f3)の前または後に、ペプチド鎖のアミノ酸側鎖を脱保護する、および/またはペプチド鎖をCOO脱保護するさらなる工程(g3)を含んでなる、請求項11に記載のCからNへのペプチド合成方法。
- 側鎖が工程(a3)の非保護基を有するNおよびCOO保護アミノ酸が、
−ヒドロキシル基を有するN保護およびCOO保護トレオニン、セリンおよびチロシン、
−アミン基を有するN保護およびCOO保護リジン、オルニチン、ジアミノ酪酸およびジアミノプロピオン酸、および
−チオール基を有するN保護およびCOO保護システイン、
からなる群から選択される、請求項11または12に記載のCからNへのペプチド合成方法。 - レトロインベルソ型ペプチド合成方法であって、以下の連続的工程:
(a4)式
、X、およびR1は請求項1に定義される通りであり、R4は反応性官能基が保護されているアミノ酸の側鎖を表す)
の固相リンカー組合せを得るために、式
請求項1〜3のいずれか一項に記載の式(I)の固相リンカー組合せとをカップリングする工程、
(b4)式
、X、R1およびR4は上記に定義される通りである)
の固相リンカー組合せを得るために、工程(a4)において得られた式(VIII)の固相リンカー組合せを処理する工程、
(c4)式(IX)の固相リンカー組合せへカップリングされたN保護アミノ酸を得るために、工程(b4)において得られた式(IX)の固相リンカー組合せと、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているN保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(d4)カップリングされたアミノ酸をN脱保護する工程、
(e4)式(IX)の固相リンカー組合せとカップリングされたN保護ペプチドを得るために、工程(d4)のN脱保護されたカップリングされたアミノ酸と、アミノ酸側鎖の反応性官能基が保護されているN保護アミノ酸とをカップリングする工程、
(f4)所望により、レトロインベルソ型ペプチド鎖を担持している式(I)の固相リンカー組合せを得るために、必要なだけ工程(d4)および(e4)を繰り返す工程、
(g4)式(I)の固相リンカー組合せおよびペプチド鎖を回収するために、固相リンカー組合せとペプチド鎖との結合を開裂する工程
を含んでなる、方法。 - 工程(g4)の前または後に、ペプチド鎖のアミノ酸側鎖を脱保護する、および/またはペプチド鎖をN脱保護するさらなる工程(h4)を含んでなる、請求項14に記載のレトロインベルソ型ペプチド合成方法。
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