PL194414B1

PL194414B1 - Method of obtaining N α-urethane derivatives of Nδ-tert-butoxycarbonyl L-ornitin

Info

Publication number: PL194414B1
Application number: PL345912A
Authority: PL
Inventors: Barbara Rzeszotarska; Elżbieta Masiukiewicz; Stanisław Wiejak
Original assignee: Politechnika Opolska; Univ Opolski
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2007-05-31

Abstract

Sposób wytwarzania N a -uretanowych pochodnych N d -tert-butoksykarbonylo-L-ornityny z kom- pleksu miedzi(II) N d -tert-butoksykarbonylo-L-lizyny, znamienny tym, ze kompleks miedzi(II) N d -tert- -butoksykarbonylo-L-ornityny zwilza sie acetonem, a nastepnie wprowadza sie w nadmiarze wodny roztwór weglanu sodu, dodaje 8-hydroksychinoline i miesza w temperaturze pokojowej, az do uzyska- nia jednolitej zielonej barwy osadu chinolinianu miedzi(II), po czym dodaje sie mieszanine: N-hydroksysukcynimidu, wody, weglanu sodu, acetonu i mrówczanu, miesza sie w temperaturze po- kojowej, az do przereagowania N d -tert-butoksykarbonylo-L-ornityny, a po odsaczeniu chinolinianu miedzi(II) i odparowaniu acetonu warstwe wodna ekstrahuje sie rozpuszczalnikiem organicznym nie rozpuszczajacym soli sodowych pochodnych uretanowych N d -tert-butoksykarbonylo-L-ornityny i prze- prowadza sie sól sodowa pochodnych uretanowych N d -tert-butoksykarbonylo-L-ornityny w kwas. PL PL PLMethod for the preparation of N α -urethane derivatives of N d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine from the copper (II) complex N d -tert-butoxycarbonyl-L-lysine, characterized by the copper (II) N d -tert- complex -butoxycarbonyl-L-ornithine is wetted with acetone, then an excess of aqueous sodium carbonate solution is added, 8-hydroxyquinoline is added and stirred at room temperature until a uniform green color of copper (II) quinolinate precipitate is obtained, then added the mixture of: N-hydroxysuccinimide, water, sodium carbonate, acetone and formate is stirred at room temperature until N d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine reacts, and after draining the copper (II) quinolinate and evaporating the acetone, the aqueous layer is extracted with an organic solvent that does not dissolve the sodium salts of the N d-tert-butoxycarbonyl-L-ornithine urethanes and the sodium salt of the urethane derivatives N d -tert-butoxycarbonyl L-ornithine is converted to the acid. PL PL PL

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania N “-uretanowych pochodnych N^d-tertbutoksykarbonylo-L-ornityny w szczególności N“-benzyloksykarbonylo-N^d-tert-buto-ksykarbonylo-L-ornityny i N“-fluorenylometoksykarbonylo- N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny, przeznaczonych do syntezy leków o rozległym spektrum działania, a także użytecznych w syntezie peptydów.The present invention relates to N "-uretanowych ^d -tertbutoksykarbonylo of N-L-ornithine in particular N" ^{N-benzyloxycarbonyl-d} -tert-ksykarbonylo-L-ornithine and N ^"d -fluorenylometoksykarbonylo- N-tert-butoxycarbonyl- L-ornithine, intended for the synthesis of drugs with a wide spectrum of action, and also useful in the synthesis of peptides.

Znany z publikacji E. Masiukiewicz, B. Rzeszotarska, J. Szczerbaniewicz „A one-pot synthesis of N“-benzyloxycarbonyl-N^v-t-butoxycarbonyl-L-ornithine and L-lysine” w Organic Preparation and Procedures International” 24, 1992, 191 polega na rozłożeniu kompleksu miedziowego(II) N^d-tertbutoksykarbonylo-L-ornityny i acylowaniu węglanem benzylo-8-chinolilowym N^d-pochodnej ornityny, bez jej wyodrębniania ze środowiska reakcji. W sposobie tym do osadu kompleksu miedziowego(II) N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny dodaje się 1 M wodorotlenku sodowego, wersenianu disodowego i wody i miesza się przez 2,5 godziny, a po zatężeniu mieszaniny do połowy objętości wprowadza się węglan benzylo-8-chinolilowy w dimetyloformamidzie. Po kilkunastu godzinach rozpuszczalniki odparowuje się, a pozostałość rozpuszcza w wodzie i ekstrahuje octanem etylu. Warstwę wodną zakwasza się 2 M kwasem solnym do pH 3 i produkt ekstrahuje octanem etylu. Warstwę octanową przemywa się solanką, suszy siarczanem(VI) sodu i odparowuje rozpuszczalnik, a pozostałość krystalizuje się z octanu etylu i heksanu.Known from the publication of E. Masiukiewicz, B. Rzeszotarska, J. Szczerbaniewicz "A one-pot synthesis of N" -benzyloxycarbonyl-N ^v -t-butoxycarbonyl-L-ornithine and L-lysine "in Organic Preparation and Procedures International" 24, 1992, 191 consists in the decomposition of the copper (II) complex of N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine and acylation with benzyl-8-quinolyl carbonate of the N ^d- derivative of ornithine without isolating it from the reaction environment. In this process, 1 M sodium hydroxide, disodium edetate and water are added to the precipitate of the copper (II) complex of N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine and stirred for 2.5 hours, and after concentrating the mixture to half its volume, the carbonate is introduced. benzyl-8-quinolyl in dimethylformamide. After several hours, the solvents are evaporated off, and the residue is dissolved in water and extracted with ethyl acetate. The aqueous layer is acidified with 2M hydrochloric acid to pH 3 and the product is extracted with ethyl acetate. The acetate layer is washed with brine, dried with sodium sulfate and the solvent is evaporated, and the residue is crystallized from ethyl acetate and hexane.

W chemii peptydów i białek powszechnie znane sposoby syntezy N “-uretanowych pochodnych N^d-tert-butoksy-karbonylo-L-ornityny polegają na syntezie kompleksu miedziowego(II) N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny, a następnie rozłożeniu kompleksu miedziowego(II) N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny, wyodrębnieniu N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny i wprowadzeniu osłony uretanowej za pomocą odpowiedniego odczynnika.In peptide and protein chemistry, the commonly known methods for the synthesis of N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine N "-urethane derivatives are based on the synthesis of the copper complex (II) N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine, followed by the decomposition of the copper complex. (II) N ^d -tert-butoxycarbonyl L-ornithine, isolating the N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine and introducing a urethane sheath with a suitable reagent.

W znanych sposobach do rozkładu kompleksu miedziowego(II) N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny używa się najczęściej siarkowodoru lub wersenianu disodowego, a w celu uniknięcia niepożądanych reakcji ubocznych reakcję prowadzi się w atmosferze azotu. Siarkowodór jest odczynnikiem silnie toksycznym, a wersenian disodowy jest kompleksonem trudno rozpuszczalnym i kompleksowanie miedzi przeprowadza się w dużych rozcieńczeniach. Osłonę uretanową wprowadza się najczęściej za pomocą chloromrówczanów lub węglanów aktywnych. Chloromrówczany mają tę wadę, że przebiegowi reakcji w pożądanym kierunku towarzyszy wiele reakcji ubocznych niepożądanych. Węglany aktywne natomiast syntetyzuje się w odrębnym etapie syntetycznym z chloromrówczanów, co wydłuża proces otrzymania końcowego produktu i podwyższa znacznie koszty jego wytwarzania. Używany węglan benzylo-8-chinolilowy jest słabo reaktywny i wymaga środowiska dimetyloformamidu, który spełnia rolę rozpuszczalnika i katalizatora. Dimetyloformamid ma wysoką temperaturę wrzenia, co utrudnia proces usunięcia go z mieszaniny poreakcyjnej. Wytwarzanie N “-uretanowych pochodnych N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny znanymi sposobami jest co najmniej dwuetapowe, czasochłonne, pracochłonne i bardzo kosztowne, a przy tym niebezpieczne.In the known methods for decomposition of the copper complex (II) ^d N-t-butoxycarbonyl-L-ornithine is commonly used hydrogen sulphide or disodium edetate, and in order to avoid undesired side reactions the reaction is carried out in a nitrogen atmosphere. Hydrogen sulfide is a highly toxic reagent, disodium edetate is a sparingly soluble complexone and copper complexation is carried out in high dilutions. The urethane shield is usually introduced with chloroformates or activated carbonates. The chloroformates have the disadvantage that many undesirable side reactions are associated with the reaction going in the desired direction. Active carbonates, on the other hand, are synthesized in a separate synthetic step from chloroformates, which extends the process of obtaining the final product and significantly increases its production costs. The benzyl-8-quinolyl carbonate used is slightly reactive and requires a dimethylformamide medium that acts as a solvent and catalyst. Dimethylformamide has a high boiling point, which makes it difficult to remove it from the reaction mixture. The preparation of N "-urethane derivatives of N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine by known methods is at least two-step, time-consuming, labor-consuming, and very expensive, and at the same time dangerous."

Istota wynalazku polega na tym, że kompleks miedzi(II) N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny zwilża się acetonem, a następnie wprowadza się w nadmiarze wodny roztwór węglanu sodu, dodaje 8-hydroksychinolinę i miesza w temperaturze pokojowej, aż do uzyskania jednolitej zielonej barwy osadu chinolinianu miedzi(II), po czym dodaje się mieszaninę: N-hydroksysukcynimidu, wody, węglanu sodu, acetonu i mrówczanu, miesza się w temperaturze pokojowej, aż do przereagowania N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny, a po odsączeniu chinolinianu miedzi(II) i odparowaniu acetonu warstwę wodną ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym nie rozpuszczającym soli sodowych pochodnych uretanowych N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny i przeprowadza się sól sodową pochodnych uretanowych N^d-tert-butoksykarbonylo-L-ornityny w kwas.The essence of the invention lies in the fact that the copper (II) N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine complex is moistened with acetone, then an excess of aqueous sodium carbonate solution is added, 8-hydroxyquinoline is added and stirred at room temperature until it is obtained. uniform green color of the precipitate of copper (II) quinolinate, then the mixture of: N-hydroxysuccinimide, water, sodium carbonate, acetone and formate is added, stirred at room temperature until N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine reacts, and After filtering off the copper (II) quinolinate and evaporating the acetone, the aqueous layer is extracted with an organic solvent that does not dissolve sodium salts of N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine urethanes and the sodium salt of N ^d -tert-butoxycarbonyl-L-ornithine urethanes is converted into acid.

Główną zaletą sposobu według wynalazku jest uproszczenie procesu, co pozwala zsyntezować diuretanowe pochodne ornityny w jednym bezpiecznym etapie syntetycznym. Użyty wodny roztwór węglanu sodu w nadmiarze pozwala na wytworzenie alkalicznego środowiska reakcji, w którym chinolinian miedzi(II) jest trwały i prawie nierozpuszczalny. Użyta 8-hydroksychinolina do uwalniania N“-tertbutoksykarbonylo-L-ornityny z jej kompleksu miedziowego(II) daje bardzo trwały w środowisku wodnym kompleks z miedzią(II), co umożliwia zastosowanie w obecności tego kompleksu mieszaniny acylującej sporządzonej z odpowiedniego chloromrówczanu i N“-hydroksysukcynimidu, w której chloromrówczan daje jednoznacznie pozytywny przebieg reakcji bez niepożądanych produktów ubocznych. Aceton jako rozpuszczalnik jest cieczą łatwą do oddzielenia po zakończeniu reakcji. Wytwarzanie N“-uretanowych pochodnych N^d-terf-butoksykarbonylo-L-ornityny sposobem według wynalazkuThe main advantage of the method according to the invention is the simplification of the process, which allows the synthesis of diurethane derivatives of ornithine in one safe synthetic step. The excess sodium carbonate solution used allows the formation of an alkaline reaction medium in which copper (II) quinolinate is stable and almost insoluble. The 8-hydroxyquinoline used to release N "-tert-butoxycarbonyl-L-ornithine from its copper (II) complex gives a very stable in the aqueous environment a complex with copper (II), which allows the use of an acylating mixture in the presence of this complex made of the appropriate chloroformate and N" -hydroxysuccinimide, in which the chloroformate gives a clearly positive reaction without undesirable by-products. Acetone as a solvent is a liquid that is easy to separate after completion of the reaction. Preparation of N "-urethane derivatives of N ^d -terf-butoxycarbonyl-L-ornithine by the method of the invention"

PL 194 414 B1 jest bardzo proste, możliwe do wykonania w krótkim czasie, mniej pracochłonne oraz tańsze w porównaniu ze znanymi sposobami. Produkt jednorodny chemicznie otrzymuje się z wydajnością przekraczającą 90%.It is very simple, possible to implement in a short time, less labor-intensive and cheaper in comparison with the known methods. A chemically homogeneous product is obtained with a yield exceeding 90%.

Przykład 1Example 1

Do 10,52 g kompleksu miedziowego(II) N^d-fe/f-butoksykarbonylo-L-ornityny dodaje się 40 ml acetonu i miesza przez 15 minut. Następnie wprowadza się 80 ml 10% wodnego roztworu węglanu sodu i 5,98 g 8-hydroksychinoliny i miesza w temperaturze pokojowej przez 1 godzinę, po czym dodaje mieszaninę sporządzoną z: 5,06 g N-hydroksysukcynimidu, 24 ml wody, 2,33 g węglanu sodu, 40 ml acetonu i 6,20 ml chloromrówczanu benzylu. Po 1 godzinie mieszania w temperaturze pokojowej odsącza się chinolinian miedzi(II) i przemywa wodą. Z przesączu odparowuje się pod zmniejszonym ciśnieniem aceton, a pozostałą warstwę wodną ekstrahuje 3-krotnie chlorkiem metylenu porcjami po 50 ml i wykwasza 1 M roztworem kwasu solnego do pH3. Produkt ekstrahuje się do octanu etylu, a warstwę organiczną przemywa 50 ml 0,25 M kwasu solnego i solanką, suszy się bezwodnym siarczanem^) sodu i krystalizuje z octanu etylu i heksanu. Diuretanową pochodną w ilości 13,86 g otrzymuje się z wydajnością 95%, jednorodną chromatograficznie w układzie: chloroform : metanol : kwas octowy = 95:5:3; R_f = 0,60.To 10.52 g of the complex of copper (II) N ^d -fe / f-butoxycarbonyl-L-ornithine was added to 40 ml of acetone and stirred for 15 minutes. Then 80 ml of 10% aqueous sodium carbonate solution and 5.98 g of 8-hydroxyquinoline are introduced and stirred at room temperature for 1 hour, then a mixture made of: 5.06 g of N-hydroxysuccinimide, 24 ml of water, 2.33 g of sodium carbonate, 40 ml of acetone and 6.20 ml of benzyl chloroformate. After stirring for 1 hour at room temperature, the copper (II) quinolinate is filtered off and washed with water. Acetone was evaporated from the filtrate under reduced pressure, the remaining aqueous layer was extracted three times with methylene chloride in 50 ml portions and acidified with 1 M hydrochloric acid solution to pH3. The product is extracted into ethyl acetate and the organic layer is washed with 50 ml of 0.25 M hydrochloric acid and brine, dried over anhydrous sodium sulfate and crystallized from ethyl acetate and hexane. The diurethane derivative in the amount of 13.86 g is obtained in 95% yield, chromatographically homogeneous in the following system: chloroform: methanol: acetic acid = 95: 5: 3; R _f = 0.60.

Temperatura topnienia diuretanowej pochodnej wynosi 100,5: 100,1 °C.The melting point of the diurethane derivative is 100.5: 100.1 ° C.

HPLC: kolumna Alltech Alltima C₁₈, 5pm, 150x4,6 mm, faza ruchoma: A-0,1% TFA; B-acetonitryl; A:B = 50:50. T_R = 5,12, jednorodność 100%, λ 210nm.HPLC: Alltech Alltima C ₁₈ column, 5 [mu] m, 150 x 4.6 mm, mobile phase: A-0.1% TFA; B-acetonitrile; A: B = 50:50. T _R = 5.12, homogeneity 100%, λ 210nm.

N“-benzyloksykarbonylo-N^d-fe/f-butoksykarbonylo-L-ornityna jest substancją o wzorze sumarycznym C₁₈H₂₆N₂O₄ i masie molowej 366,42 g/mol, która zawiera z obliczenia: 59,00% węgla, 7,15% wodoru, 7,65% azotu, a z oznaczenia: 58,95% węgla, 7,21% wodoru i 7,53% azotu.N "-benzyloxycarbonyl-N ^d -fe / f-butoxycarbonyl-L-ornithine is a substance with the formula C ₁₈ H ₂₆ N ₂ O ₄ and a molecular weight of 366.42 g / mol, which contains from the calculation: 59.00% carbon , 7.15% hydrogen, 7.65% nitrogen, and from the determination: 58.95% carbon, 7.21% hydrogen and 7.53% nitrogen.

Przykład 2Example 2

Do 10,52 g kompleksu miedziowego(II) N^d-fe/f-butoksykarbonylo-L-ornityny dodaje się 40 ml acetonu i miesza przez 15 minut. Następnie dodaje się 80 ml 10% wodnego roztworu węglanu sodu i 5,98 g 8-hydroksychinoliny, a całość miesza się w temperaturze pokojowej. Po upływie 1 godziny do reaktora wprowadza się mieszaninę sporządzoną z: 4,86 g N-hydroksysukcynimidu, 24 ml wody, 2,24 g węglanu sodu, 40 ml acetonu i 9,92 g chloromrówczanu fluorenylometylowego i miesza się przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej. Uzyskany chinolinian miedzi(II) odsącza się, przemywa wodą, a z przesączu odparowuje aceton pod zmniejszonym ciśnieniem. Warstwę wodną ekstrahuje się 3 porcjami toluenu, po 50 ml każda. Sól sodową N“-fluorenylometoksykarbonylo-N^d-fe/f-butoksykarbonylo-L-ornityny ekstrahuje się do octanu etylu, a warstwę organiczną przemywa 0,5 M kwasem solnym i solanką, suszy się bezwodnym siarczanem(VI) sodu, a rozpuszczalnik odparowuje. Do pozostałości dodaje się 80 ml octanu etylu i odparowuje rozpuszczalnik. Ponownie dodaje się 80 ml octanu etylu, a wytrącony osad rozpuszcza się na gorąco. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej dodaje się 120 ml heksanu i pozostawia w lodówce w temperaturze 5°C przez kilkanaście godzin. Otrzymuje się 16,72 g semihydratu N“-fluorenylometoksykarbonylo-N^d-fe/f-butoksykarbonylo-L-ornityny z 94% wydajnością chromatograficznie jednorodnego w układzie: chloroform : metanol : kwas octowy = 95:5:3; Rf = 0,57.To 10.52 g of the complex of copper (II) N ^d -fe / f-butoxycarbonyl-L-ornithine was added to 40 ml of acetone and stirred for 15 minutes. Then 80 ml of 10% aqueous sodium carbonate solution and 5.98 g of 8-hydroxyquinoline are added and the mixture is stirred at room temperature. After 1 hour, a mixture made of: 4.86 g of N-hydroxysuccinimide, 24 ml of water, 2.24 g of sodium carbonate, 40 ml of acetone and 9.92 g of fluorenylmethyl chloroformate is introduced into the reactor and stirred for 1 hour at room temperature. . The resulting copper (II) quinolinate is filtered off, washed with water, and the filtrate is evaporated off acetone under reduced pressure. The aqueous layer is extracted with 3 portions of toluene, 50 ml each. The sodium salt of N "-fluorenylmethoxycarbonyl-N ^d -fe / f-butoxycarbonyl-L-ornithine is extracted into ethyl acetate, and the organic layer is washed with 0.5 M hydrochloric acid and brine, dried with anhydrous sodium sulfate, and the solvent is evaporated off . 80 ml of ethyl acetate are added to the residue and the solvent is evaporated off. 80 ml of ethyl acetate are again added and the precipitate formed is dissolved while hot. After cooling to room temperature, 120 ml of hexane are added and left in the refrigerator at 5 ° C for several hours. Yield: 16.72 g semihydratu N "N--fluorenylometoksykarbonylo ^d -fe / f-butoxycarbonyl-L-ornithine in 94% yield chromatographically homogeneous in the system of chloroform: methanol: acetic acid = 95: 5: 3; Rf = 0.57.

Temperatura topnienia produktu wynosi 104: 106,5°C.The melting point of the product is 104: 106.5 ° C.

HPLC: kolumna Alltech Alltima C₁₈, 5pm, 150x4,6 mm, faza ruchoma: A-0,1% TFA; B-acetonitryl; A:B = 50:50. T_R = 14,37, jednorodność 100%, λ 210nm.HPLC: Alltech Alltima C ₁₈ column, 5 [mu] m, 150 x 4.6 mm, mobile phase: A-0.1% TFA; B-acetonitrile; A: B = 50:50. T _R = 14.37, homogeneity 100%, λ 210nm.

Semihydrat N“-fluorenylometoksykarbonylo-N^d-fe/f-butoksykarbonylo-L-ornityny jest substancją o wzorze sumarycznym C₂₅H₃₀N₂O₆ • 1/2H₂O i masie molowej 463,54 g/mol, która zawiera z obliczenia: 64,78% węgla, 6,74% wodoru, 6,04% azotu, a z oznaczenia: 64,49% węgla, 6,96% wodoru i 5,94% azotu.N "-fluorenylmethoxycarbonyl-N ^d -fe / f-butoxycarbonyl-L-ornithine semihydrate is a substance with the formula C ₂₅ H ₃₀ N ₂ O ₆ • 1 / 2H ₂ O and a molecular weight of 463.54 g / mol, which contains Calculation: 64.78% carbon, 6.74% hydrogen, 6.04% nitrogen, and from the assay: 64.49% carbon, 6.96% hydrogen and 5.94% nitrogen.

Claims

Patent claim

A process for preparing N "-uretanowych of N ^d -th / i-butoxycarbonyl-L-ornithine with copper (II) ^d -th N / i-butoxycarbonyl-L-lysine, characterized in that the complex of copper (II) N ^s - tert-butoxycarbonyl-L-ornithine is moistened with acetone, then an excess of aqueous sodium carbonate solution is added, 8-hydroxyquinoline is added and stirred at room temperature until a uniform green color of copper (II) quinolinate precipitate is obtained, then the mixture is added : N-hydroxysuccinimide, water, sodium carbonate, acetone and formate are stirred at room temperature until N ^d -te / t-butoxycarbonyl-L-ornithine reacts, and after filtering off the copper (II) quinolinate and evaporating the acetone, the aqueous layer is extracted an organic solvent not dissolving the sodium salts of derivatives of N ^d -th urethane / i-butoxycarbonyl-L-ornithine and converted to the sodium salt derivatives of the urethane ^d -th N / i-butoxycarbonyl-L-ornithine acid.