JPH05112524A - ヒドロキシプロリン誘導体の精製法 - Google Patents

ヒドロキシプロリン誘導体の精製法

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JPH05112524A
JPH05112524A JP27299291A JP27299291A JPH05112524A JP H05112524 A JPH05112524 A JP H05112524A JP 27299291 A JP27299291 A JP 27299291A JP 27299291 A JP27299291 A JP 27299291A JP H05112524 A JPH05112524 A JP H05112524A
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JP
Japan
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hydroxyproline
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diethyl ether
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JP27299291A
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English (en)
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Akira Nagai
朗 永井
Yasuo Yamamoto
保雄 山本
Yoshiaki Harushima
嘉章 春島
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】4−ヒドロキシプロリン含有ペプチドの化学的
合成を可能とする、アミノ基及びヒドロキシ基が保護さ
れた4−ヒドロキシプロリンの活性エステル誘導体の精
製法を提供する。 【構成】シリカゲルをジエチルエーテルを用いてカラム
(内径30×長さ300mm)に充填する。次いで、粗
精製の非結晶状のFmoc-Hyp(t-Bu)-ODhbtをエーテルに溶
かし、この溶解液を上記のカラムに負荷し、窒素ガス加
圧下にジエチルエーテルを約30分かけて流す。流出液
を分取し、各分画液中の成分が単一であることをシリカ
ゲル薄層クロマトグラフィーで確認する。目的物を含む
分画を集め、減圧下にエーテルを留去し、デシケータ
中、減圧下に乾燥して、非結晶固体状の精製物(収率:
74.9%)を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、4−ヒドロキシプロリ
ン(Hypとも略す)含有ペプチドの化学的合成を可能
とする、アミノ基及びヒドロキシ基が保護された4−ヒ
ドロキシプロリンの活性エステル誘導体の精製法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】イ貝、フジツボ等の貝類の分泌する接着
性タンパク質はポリテトラフロオロエチレン等の低エネ
ルギー表面に対して強い接着力をもっている。この接着
性タンパク質に豊富に含まれている構成アミノ酸の一つ
は4−ヒドロキシプロリンで、4−ヒドロキシプロリン
は接着機構に深く関与していると推定されている。ま
た、4−ヒドロキシプロリンは高等動物の神経に生理活
性を示すペプチド、例えば海ヘビの神経毒のペプチド等
にも多量含まれている。そのため、4−ヒドロキシプロ
リンを含有するペプチドは医薬品への応用も期待され
る。このように、4−ヒドロキシプロリンを含むペプチ
ドを通常のアミノ酸を含むペプチドと同様に化学的に合
成する技術は新しい接着剤や医薬品を開発する上で強く
望まれていた。
【0003】アミノ酸を原料として化学合成法でペプチ
ドを合成する場合、脱水縮合反応に関与しないアミノ酸
の主鎖のアミノ基及びカルボキシル基、側鎖のアミノ
基、カルボキシル基、ヒドロキシ基等の官能基を種々の
保護基を用いて保護し、必要に応じて中間生成物から保
護基を外して(脱保護)、その後の反応に関与させるこ
とが必要である。脱水縮合反応に関与しないアミノ基、
カルボキシル基又はヒドロキシ基等の官能基を保護した
アミノ酸と、脱水縮合反応に関与しないアミノ基、カル
ボキシル基又はヒドロキシ基等の官能基を保護した他の
アミノ酸を脱水縮合反応(ペプチド結合)させる場合
は、通常、活性エステル法と呼ばれる方法が用いられ
る。
【0004】活性エステル法としてはジシクロヘキシル
カルボジイミド等のカップリング試薬の存在下にペンタ
フルオロフェノール又は式(II)
【化2】 で表される3−ヒドロキシ−3,4−ジヒドロ−4−オ
キソベンゾトリアジン(Dhbt−OHと略す)等の電
子吸引性化合物を反応させる方法が知られている。
【0005】電子吸引性化合物としてペンタフルオロフ
ェノールを用いる方法は、キスファルディー(L. Kisfa
ludy)らによって固相ペプチド合成に適用された(Synt
hesis,1983,325;同、1986,303)。これによると、主鎖
のアミノ基をt−ブトキシカルボニル基又はFmoc基で保
護したのち、ジオキサン又は酢酸エチル等の溶媒中、等
モルのペンタフルオロフェノール及びジシクロヘキシル
カルボジイミドと反応させ、アミノ酸のペンタフルオロ
フェニル誘導体を得ている。
【0006】また、電子吸引性化合物としてDhbtを
用いる方法は、ケーニッヒ(W.Koenig)らによって開発
され(Chem. Ber., 1970, 103, 2034-2040)、アセルト
ン(E. Atherton)ら、カメロン(L. Cameron)ら、ゴ
ッダード(P. Goddard)らによって、固相ペプチド合成
に適用された(J. Chem. Soc. Chem. Commun.,1986, p.
1763;同、1987, p.270;同、1988, p.1025)。これら
によると、主鎖のアミノ基をt−ブトキシカルボニル基
又はFmoc基で保護したのち、テトラヒドロフラン中で等
モルのDhbt−OH及びジシクロヘキシルカルボジイ
ミドを反応させてアミノ酸のDhbt誘導体を得てい
る。
【0007】いっぽう、4−ヒドロキシプロリンの主鎖
のアミノ基へのFmoc基の導入は、ラパトサニス(L. Lap
atsanis)らによって初めてなされた(Synthesis, 198
3, 671-673)。また、4−ヒドロキシプロリン、セリン
及びスレオニン等の側鎖のヒドロキシ基はベンジル基、
置換ベンジル基及びtert−ブチル基等の保護基で保
護されることが知られている(E. Wunsch et al:Chem.
Ber.,1968,101,3659)。
【0008】いっぽう、合成物を精製する方法として
は、吸着剤を充填したカラムクロマトグラフィーによる
方法や再結晶による方法が一般的にはよく使用される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アミノ基及び
ヒドロキシ基が保護された4−ヒドロキシプロリンのD
hbtやペンタフルオロフェノール等の活性エステルは
反応性が高く、また結晶化しにくい物質である。そのた
め、再結晶による方法はとれず、また、操作に長時間を
要する通常のカラムクロマトグラフィーの方法では操作
中に目的物が分解し、収量が著しく低下する。本発明
は、化学的に合成した、アミノ基及びヒドロキシ基が保
護された4−ヒドロキシプロリンの活性エステル誘導体
を、分解・損失させることなく、短時間に精製・分離す
る方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、化学合成
により得られた反応液中の式(I)で表される、アミノ
基及びヒドロキシ基が保護された4−ヒドロキシプロリ
ンの活性エステル誘導体を、担体を充填したカラムで精
製する方法を種々検討したところ、加圧下で、短時間に
目的物を展開、溶出すれば、ほとんど分解・損失するこ
とはなく、純度の高い、アミノ基及びヒドロキシ基が保
護された4−ヒドロキシプロリンの活性エステル誘導体
が得られることを見出し、本発明を完成した。すなわ
ち、本発明は、担体を充填したカラムに被精製物を負荷
したのち、加圧下に展開することを特徴とする、下記の
一般式(I)
【化3】 〔式(I)中、Qは酸素原子又は硫黄原子を示し、Rは
直鎖状もしくは分枝状の低級アルキル基、アリール基、
p−ニトロフェニル基、1,3,5−トリクロロフェニ
ル基、ペンタクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニ
ル基、2,4−ジニトロフェニル基、スクシンイミディ
ル基、フタルイミディル基、ピペリジニル基、5−ノル
ボルネン−2,3−ジカルボキシイミディル基、8−キ
ノリル基、2−ピリジル基、o−ヒドロキシフェニル
基、o−(フェナンシルオキシ)−フェニル基、1−ベ
ンゾトリアジル基又は3,4−ジヒドロ−4−オキソ−
1,2,3−ベンゾトリアゾール−3−イル基を示す〕
で表されるアミノ基及びヒドロキシ基が保護された4−
ヒドロキシプロリンの活性エステル誘導体の精製法に関
する。
【0011】本発明で用いられる担体としては、有機物
の精製によく用いられるシリカゲル、アルミナ等の無機
質吸着剤があるが、これらの中でシリカゲル(弱酸性)
が最も好ましい。担体は、通常のカラムをつくる方法で
先ず常圧でカラムに充填する。次に、そのカラムに目的
物を含む反応液を負荷し、そののち窒素、ヘリウム等の
不活性ガスで圧力をかけながら、展開溶媒を流す。
【0012】展開溶媒としては、酢酸エチル、ジエチル
エーテル、n−ヘキサン、あるいはこれらの2種以上の
混合液を用いることができる。
【0013】このとき、窒素、ヘリウム等の不活性ガス
によって加える圧力は、目的物が10分〜2時間、好ま
しくは20分〜1時間の時間内に目的物が溶出されるよ
うに、数気圧以内、通常は0.5〜2気圧とするのがよ
い。目的物が溶出されるまでに要する時間が10分未満
では目的物と不純物の分離が不十分であり、2時間を越
えると目的物の分解を無視できない。
【0014】目的物である式(I)のアミノ基及びヒド
ロキシ基が保護された4−ヒドロキシプロリンの活性エ
ステル誘導体を含む液は、N−(9−フルオレニルメト
キシカルボニル)−4−ヒドロキシプロリン(Fmoc−ヒ
ドロキシプロリン)を溶媒中、カップリング試薬の存在
下に電子吸引性化合物を加え、−30℃〜0℃で1〜2
4時間撹拌し、反応させて調製した式(III)
【化4】 で表されるN−(9−フルオレニルメトキシカルボニ
ル)−4−ヒドロキシプロリン誘導体にイソブチレンを
触媒量の硫酸の存在下で反応させて得られる。
【0015】この際に用いるFmoc−ヒドロキシプロリン
は、ラパトサニス(L. Lapatsanis)らの方法(Synthes
is, 1983, 671-673)によっても得られるが、アンモニ
ア又はアミン類でpHを8〜12に保ちつつ、4−ヒド
ロキシプロリン溶液にFmoc化剤のN−(9−フルオレニ
ルメチル)−N−スクシンイミディルカーボネートを反
応させ、反応液から有機溶媒抽出、pH調整、再結晶等
によって得てもよい。
【0016】
【実施例】
実施例1 N−(9−フルオレニルメトキシカルボニル)−4−t
ert−ブトキシプロリン−3,4−ジヒドロ−4−オ
キソ−1,2,3−ベンゾトリアジン−3−イル エス
テル〔Fmoc-Hyp(t-Bu)-ODhbt〕の合成及び精製 N−(9−フルオレニルメトキシカルボニル)−L−4
−ヒドロキシプロリン3,4−ジヒドロ−4−オキソ−
1,2,3−ベンゾトリアジン−3−イル エステル8.
1g(16.2ミリモル)を容器にとり、塩化メチレン
40mlに溶かし、ドライアイス−メタノールで冷却し
ながらイソブチレン18.2g(20倍当量)及び濃硫
酸0.2mlを加えた。容器を密封し、温度を室温とし
て、2日間撹拌した。減圧下にイソブチレン及び塩化メ
チレンを除いたのち、これに食塩水70ml及びエチル
エーテル100mlを加えて振り混ぜ、エーテル層を回
収した。このエーテル抽出を更に2回(70ml、50
ml)繰り返した。エーテル抽出液を合わせて、無水硫
酸ナトリウム上で乾燥し、減圧下にエーテルを留去した
のち、デシケータ中、減圧下に乾燥して、非結晶固体状
の生成物8.3gを得た。これをシリカゲル(メルク社
製のキーゼルグール60F254)の薄層クロマトグラフ
ィー(展開溶媒:ジエチルエーテル)で分析したところ
Rf=0.79の目的生成物のほかに、未反応物のスポ
ットも検出された。
【0017】そこで、シリカゲル60(メルク社製)1
80gをジエチルエーテルを用いて、カラム(内径30
×長さ300mm)に充填した。次いで、上記の非結晶
状生成物をジエチルエーテルに溶解し、この溶解液を上
記のカラムに負荷し、窒素ガス加圧(約1気圧)下にジ
エチルエーテルを流した。流出液を分取し、各分画液中
の成分が単一であることをシリカゲル薄層クロマトグラ
フィーで確認した。目的物を含む分画を集め、減圧下に
エーテルを留去し、デシケータ中、減圧下に乾燥して、
非結晶固体状の精製物6.72g(収率:74.9%)
を得た。
【0018】得られた精製物の分析結果は次の通り。 高速液体クロマトグラフィー:図1 赤外吸収スペクトル(KBr錠剤法):図21 H核磁気共鳴スペクトル(250MHz,d6−DMS
O ,ppm):δ8.4〜δ8.3(m,2H),δ
8.2〜δ8.1(m,1H),δ8.2〜δ8.1
(m,1H),δ8.0〜δ7.9(m,2H),δ
7.7〜δ7.6(m,2H),δ7.5〜δ7.3
(m,4H),δ5.1〜δ4.8(m,1H),δ
4.5〜δ4.2(m,4H),δ3.7〜δ3.2
(m,2H),δ2.5〜δ2.4(m,2H),δ
1.2(d,9H) 旋光度[α](25℃,DMF,c=0.440g/d
l,L=10.0cm):−104.72
【0019】これらの結果から、得られた精製物は式
(IV)で表されるN−(9−フルオレニルメトキシカル
ボニル)−4−tert−ブトキシプロリン 3,4−
ジヒドロ−4−オキソ−1,2,3−ベンゾトリアジン
−3−イル エステルであることを確認した。
【化5】
【0020】なお、高速液体クロマトグラフィーはカラ
ムとしてマイクロボンダスフェア5μC18−100Å
(3.9mm×150mm、ウォーターズ社製)を装着
したウォーターズ社製の600シリーズを使用し、展開
液は水/アセトニトリル(50:50、容量比)から1
00%アセトニトリルへの連続濃度勾配液(カーブタイ
プ6)、流速は1.0ml/min、検出波長は254
nmで分析した。また、1H核磁気共鳴スペクトルは核
磁気共鳴装置(ブルカー社製、AC−250型)を用
い、赤外吸収スペクトルは赤外分析装置(日立製270
−50型)により測定した。
【0021】比較例 途中まで実施例1と同様に合成して得たFmoc-Hyp(t-Bu)
-ODhbt粗生成物2.36gをシリカゲル60(メルク社
製)を充填したカラム(内径40mm、長さ225m
m)に負荷したのち、酢酸エチル/n−ヘキサン(容量
比で2:1)を展開溶媒として、常圧で溶出した。この
とき、シリカゲル中の粗生成物はカラム内を展開するに
つれ、カラム内が黄色を帯びるように変色した。これは
Fmoc-Hyp(t-Bu)-ODhbtの分解を示すものである。展開溶
媒を6時間流し、流出液を分取し、各分画液を薄層クロ
マトグラフィーで分析したが、目的物のFmoc-Hyp(t-Bu)
-ODhbtを含む分画は単一スポットではなく、他の分解物
に起因するスポットが見られた。
【0022】
【発明の効果】本発明により、4−ヒドロキシプロリン
含有ペプチドの化学的合成を可能とする新規な、アミノ
基及びヒドロキシ基が保護された4−ヒドロキシプロリ
ンの活性エステル誘導体を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法より得られたN−(9−フルオレ
ニルメトキシカルボニル)−4−tert−ブトキシプ
ロリン 3,4−ジヒドロ−4−オキソ−1,2,3−
ベンゾトリアジン−3−イル エステルの高速液体クロ
マトグラムである。
【図2】本発明の方法より得られたN−(9−フルオレ
ニルメトキシカルボニル)−4−tert−ブトキシプ
ロリン 3,4−ジヒドロ−4−オキソ−1,2,3−
ベンゾトリアジン−3−イル エステルの赤外吸収スペ
クトクルである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】担体を充填したカラムに被精製物を負荷し
    たのち、加圧下に展開することを特徴とする、下記の一
    般式(I) 【化1】 〔式(I)中、Qは酸素原子又は硫黄原子を示し、Rは
    直鎖状もしくは分枝状の低級アルキル基、アリール基、
    p−ニトロフェニル基、1,3,5−トリクロロフェニ
    ル基、ペンタクロロフェニル基、ペンタフルオロフェニ
    ル基、2,4−ジニトロフェニル基、スクシンイミディ
    ル基、フタルイミディル基、ピペリジニル基、5−ノル
    ボルネン−2,3−ジカルボキシイミディル基、8−キ
    ノリル基、2−ピリジル基、o−ヒドロキシフェニル
    基、o−(フェナンシルオキシ)−フェニル基、1−ベ
    ンゾトリアジル基又は3,4−ジヒドロ−4−オキソ−
    1,2,3−ベンゾトリアゾール−3−イル基を示す〕
    で表されるアミノ基及びヒドロキシ基が保護された4−
    ヒドロキシプロリンの活性エステル誘導体の精製法。
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