PL198326B1 - Nowa pochodna kwasu bursztynowego oraz sposób jej wytwarzania - Google Patents

Abstract

1. Nowa pochodna kwasu bursztynowego o nazwie kwas β , β ',β "-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowy o wzorze 1.

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy nowej pochodnej kwasu bursztynowego o nazwie kwas βJ3',e-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowy o wzorze 1 przedstawionym na rysunku. Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania nowego kwasu β ,e',e-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowego. Heksakwas ten może służyć jako rdzeń sześciowiązalnego podłoża dendrymerycznego do syntezy peptydów według algorytmu N >C na stałej, rozpuszczalnej lub nierozpuszczalnej matrycy.

Polimery dendrymerycze, stanowiące przestrzenny, uporządkowany, zbudowany z mezoskopowych wiązań kowalencyjnych system, powstają na bazie małej cząsteczki zwanej rdzeniem inicjującym przez powtarzający się ciąg następujących po sobie reakcji, co prowadzi do powstania warstw o nieciągłej budowie. Warstwy wewnętrzne dendrymerów mogą służyć jako endoreceptory. Reakcje warstw zewnętrznych wykorzystywane są w badaniu procesów immunologicznego rozpoznania. Biokoniugaty dendrymerów i substancji aktywnych biologicznie wykorzystywane są w transporcie terapeutyków przez błony komórkowe i diagnostyce. Dendrymery znalazły zastosowanie jako rozpuszczalne podłoża do syntez peptydów co wiąże się z ich unikatowymi własnościami, a mianowicie: wysokim obciążeniem podłoża rzędu 5-10 mval/g, możliwością prowadzenia syntezy w roztworze, prostą strukturą, trudną rozpuszczalnością w pospolitych rozpuszczalnikach umożliwiającą usuwanie podłoża po odszczepieniu produktu przez proste sączenie oraz co bardzo ważne możliwością regeneracji.

W literaturze przedmiotu nie jest znany heksakwas o nazwie - kwas β,e',e-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowy o strukturze przedstawionej wzorem 1, który jest przedmiotem wynalazku. Kwas β ,e',e-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowy nie rozpuszcza się w metanolu, eterze dietylowym i eterze naftowym co umożliwia wydzielenie go z mieszaniny zawierającej ten kwas (podłoże) i odszczepiany peptyd przez wytrącenie tymi rozpuszczalnikami i powtórne użycie.

Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania nowej pochodnej kwasu bursztynowego, który polega na reakcji soli wapniowej kwasu maleinowego, otrzymywanej in situ z bezwodnika kwasu maleinowego i wodorotlenku wapnia w roztworze wodnym, z tris-(2-aminoetylo)aminą.

Przy czym w celu wyodrębnienia wolnego kwasu β,e',e-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowego z soli wapniowej traktuje się roztwór soli kwasami organicznymi lub nieorganicznymi, tworzącymi z jonami wapnia nierozpuszczalne w wodzie sole o iloczynie rozpuszczalności poniżej 6,0-10 (pL>4,2). Reakcja wodnego roztworu soli wapniowej kwasu maleinowego i tris-(2-aminoetylo)aminy - (tren'u) przebiega pod ciśnieniem atmosferycznym przy dostępie powietrza ale wymaga wielogodzinnego ogrzewania (72 godziny) pod chłodnicą zwrotną. W atmosferze argonu reakcja w tych samych warunkach kończy się po 52 godzinach. Korzystnie reakcję prowadzi się w naczyniu ciśnieniowym, w temperaturze 130-170°C w ciągu 3-10 godzin.

Wydajność i czystość kwasu β ^'^-tris^-aminoetylo^mino^ribursztynowego jest ściśle uzależniona od temperatury, ciśnienia i atmosfery w jakiej prowadzona jest reakcja, zaś czas reakcji od temperatury.

Zaletą sposobu według wynalazku jest wytwarzanie kwas β Jfl^-tris^-aminoetylojamino^ribursztynowego z wydajnością przekraczającą 90% i czystością powyżej 98% - oznaczoną metodą chromatografii cienkowarstwowej.

Zalety podłóż dendrymerycznych to: możliwość syntezy w roztworze przy wyższym stężeniu reagentów jak w przypadku innych rozpuszczalnych podłóż, możliwość charakteryzacji związków pośrednich metodami spektroskopowymi ¹H- i ¹³C-NMR bez odszczepiania ich od podłoża, możliwość zaprojektowania sieci dendrymeru, tak aby wykazywał pożądane właściwości.

Sposób wytwarzania nowej pochodnej kwasu bursztynowego jest przedstawiony w przykładach wykonania oraz na rysunku na którym wzór 2 przedstawia schemat reakcji wytwarzania heksakwasu.

P r z y k ł a d I.

Do reaktora wprowadza się roztwór zawierający 14,71 g (0,15 Mola) bezwodnika kwasu maleinowego w 130 cm3 wody destylowanej i 11,12 g (0,15 Mola) wodorotlenku wapnia a następnie do uzyskanej zawiesiny soli wapniowej kwasu maleinowego, dodaje się 7,31 g (7,5 cmi³; 0,05 Mola) tris-(2-aminoetylo)aminy - (tren'u). Mieszając, ogrzewa się mieszaninę reakcyjną pod chłodnicą zwrotną do umiarkowanego wrzenia do przereagowania tren'u (TLC) co trwa 72 godziny. Mieszanina reakcyjna początkowo ma postać papki, po około 65-68 godzinach ogrzewania powstaje zielonkawożółty, przezroczysty roztwór bez osadu. W wyniku traktowania go węglem, na gorąco, otrzymuje się słomkowożółty przesącz o pH~9, który zakwasza się stężonym kwasem siarkowym (96%) do pH = 2,5. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej odsącza się osad CaSO4, przemywa go na sączku wodą dePL 198 326 B1 stylowaną i bezbarwny przesącz zadaje się 60 cm³ metanolu. Produkt wydziela się w postaci białej gumy. Ciekłą warstwę dekantuje się a do osadu dodaje 50 cmi³ metanolu i rozciera go pod metanolem. Gumowaty osad bardzo szybko przekształca się w biały, drobnokrystaliczny proszek, który odsącza się i przemywa na sączku kolejno; metanolem, niewielką ilością acetonu i eterem. Po wysuszeniu w próżni nad P₂O₅ otrzymuje się 23,07 g (93,0%) kwasu β,e',e-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowego o temperaturze topnienia >360°C, i danych analitycznych:

TLC (SiO₂60F2₅₄; n - BuOH: Py: H₂O: AcOH = 4: 3: 3: 7 v/v; ninhydryna):

R_f ⁺ = 0,30 (jedna plama).

Chromatografia bibułowa: (Filtak FN - 7,140 - 150 g/m2; EtOH: H2O = 7:3 v/v; ninhydryna):

Rf+ = 0,46 (jedna plama).

IR ⁽KBr^): 1393^,01 ⁽COOH)^; 1628^,2 ⁽NH)^; 1718^,06 ⁽COOH) cm^-1.

P r z y k ł a d II

Reakcję prowadzi się analogicznie jak w przykładzie I z tym, że w atmosferze argonu. Tris-(2-aminoetylo)amina przereagowuje w ciągu 52 godzin (TLC). Po zakwaszeniu mieszaniny reakcyjnej stężonym H₂SO4 otrzymuje się 28,13 g (113,8%) produktu zanieczyszczonego CaSO4. Surowy produkt oczyszcza się przez rozpuszczenie w minimalnej ilości wody destylowanej, odwirowanie nierozpuszczonego siarczanu wapnia i odparowanie zdekantowanej warstwy wodnej w próżni do sucha. Dwukrotne powtórzenie procedury oczyszczania daje czysty, pozbawiony siarczanu wapnia produkt. Wydajność procesu wynosi 22,3 g (90,1%), temperatura topnienia >360°C. Dane analityczne (TLC, chromatografia bibułowa i IR) pokrywają się z danymi analitycznymi z przykładu I.

P r z y k ł a d III

Mieszaninę 7,35 g (75 mMoli) bezwodnika kwasu maleinowego, 5,56 g (75 mMoli) Ca(OH)₂ i 3,65 g (3,75 cmi³; 25,0 mMoli) tren'u w 50 cm3 wody destylowanej ogrzewa się mieszając w naczyniu ciśnieniowym w 150°C w ciągu 5 godzin. Otrzymany jasnożółty, homogeniczny roztwór o pH~9 zakwasza się po ochłodzeniu do temperatury pokojowej stężonym kwasem siarkowym do pH=2,5. Wydzielony osad CaSO4 odsącza się i przemywa na sączku wodą destylowaną. Przezroczysty przesącz zadaje się 60 cm3 metanolu i rozciera go pod metanolem. Powstały biały, drobnokrystaliczny proszek odsącza się, przemywa na sączku metanolem, eterem i suszy w próżni nad P₂O₅. Otrzymuje się 12,3 g (99,1%) czystego produktu o temperaturze topnienia >360°C i danych analitycznych;

TLC (SiO₂60F₂₅4; n - BuOH: Py: H₂O: AcOH = 4: 3: 3: 7 v/v; ninhydryna):

Rf+ = ^0,31 (jedna ^plama).

Chromatografia bibułowa: (Filtak FN - 7,140 - 150 g/m2; EtOH: H₂O = 7:3 v/v; ninhydryna):

Rf+ = 0,46 (jedna plama).

IR⁽KBr^): 1386^,02 ⁽COOH)^; 1629^,1 ⁽NH)^; 1718^,97 ⁽COOH) cm^-1.

¹HNMR (300 mHz, D₂O, TMS) δ: 2,80 (m., 6H, CH₂); 3,27 (t, 3H, J=15,0 Hz, CH); 3,82 (m., 12H, J=3,0 Hz, CH₂) ppm.

P r z y k ł a d IV.

Mieszaninę 7,35 g (75,0 mMola) bezwodnika kwasu maleinowego, 5,56 g (75,0 mMola) Ca(OH)₂ i 3,65 g (3,75 cm3, 25,0 mMoli) tris-(2-aminoetylo)aminy w 50 cm3 wody ogrzewa się mieszając w naczyniu ciśnieniowym w 150°C w ciągu 5,5 godziny. Powstały jasnożółty, homogeniczny roztwór o pH~9 po ochłodzeniu do temperatury 50-55°C zadaje się gorącym roztworem, 9,5 g (75,0 mMola) krystalicznego kwasu szczawiowego w 10,0 cm3 wody do uzyskania pH=4. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej wydzielony drobnokrystaliczny osad szczawianu wapnia odwirowuje się a przezroczystą ciecz zdekantowaną znad osadu, zadaje się 60 cm3 metanolu. Wydzielający się w postaci białej gumy produkt rozciera się do uzyskania krystalicznego proszku. Proszek odsącza się i rozciera ponownie w 50 cm3 metanolu. Biały, drobnokrystaliczny produkt odsącza się, przemywa na sączku kolejno; metanolem, eterem dietylowym i suszy w próżni nad P₂O₅. Otrzymuje się 12,35 g (99,5%) czystego produktu o temperaturze topnienia >360°C i danych analitycznych:

TLC (SiO₂60F₂₅4; n - BuOH: Py: H₂O: AcOH = 4: 3: 3: 7 v/v; ninhydryna):

Rf+ = ^0,32 (jedna ^plama).

Chromatografia bibułowa: (Filtak FN - 7,140 - 150 g/m2; EtOH: H₂O = 7:3 v/v; ninhydryna):

Rf+ = 0,46 (jedna plama).

IR ⁽KBr^): 1393^,0 ⁽COOH)^; 1628^,1 ⁽NH)^; 1718^,04 ⁽COOH) cm^-1.

Claims (4)

1. Nowa pochodna kwasu bursztynowego o nazwie kwas 3,3',3-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowy o wzorze 1.

2. Sposób wytwarzania nowej pochodnej kwasu bursztynowego przedstawionej wzorem 1 o nazwie kwas β ,3',3-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowy, znamienny tym, że tris-(2-aminoetylo)aminę poddaje się reakcji z wytworzoną in situ solą wapniową kwasu maleinowego, otrzymaną z bezwodnika kwasu maleinowego i wodorotlenku wapnia w roztworze wodnym.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w naczyniu ciśnieniowym w temperaturze 130-170°C w ciągu 3-10 godzin.

4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że w celu wyodrębnienia wolnego kwasu β,3',3-tris[(2-aminoetylo)amino]tribursztynowego, roztwór soli wapniowej traktuje się kwasami organicznymi lub nieorganicznymi, tworzącymi z jonami wapnia nierozpuszczalne w wodzie sole o iloczynie rozpuszczalności poniżej 6,0-10'⁵ (pL>4,2).