WO1992022566A1 - Protected amino-acid unit, its preparation and its use - Google Patents

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WO1992022566A1
WO1992022566A1 PCT/EP1992/001280 EP9201280W WO9222566A1 WO 1992022566 A1 WO1992022566 A1 WO 1992022566A1 EP 9201280 W EP9201280 W EP 9201280W WO 9222566 A1 WO9222566 A1 WO 9222566A1
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PCT/EP1992/001280
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Ralf Bartl
Ronald Frank
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GESELLSCHAFT FüR BIOTECHNOLOGISCHE FORSCHUNG MBH (GBF)
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    • C07C271/08Esters of carbamic acids having oxygen atoms of carbamate groups bound to acyclic carbon atoms
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    • C07K1/061General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups
    • C07K1/063General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups for alpha-amino functions

Definitions

  • oligo- and polypeptides have become an important tool. They are used for the production of specific antibodies for immunoaffinity chromatography, identification of unknown gene products and the development of vaccines against pathogens, as peptide hormones and their analogs with agonistic or antagonistic activity, as model compounds in protein structure studies and many others.
  • peptides are oligomers or polymers (n to about 150) of amino acids linked via amide bonds (peptide bonds).
  • peptides are also understood to mean those which, in addition to the 20 natural L- ⁇ -amino acids, also contain non- ⁇ -, D- or chemically modified amino acids (any R).
  • the chemical synthesis of the peptides is carried out in stages
  • Carrier loads were also tested for various additives such as salts or urea during synthesis (e.g. F.C. Westall, A.
  • the object on which the invention is based is achieved by an amino acid building block for peptide synthesis, in which a hydrogen atom of the amino group to be incorporated into a peptide bond is protected by a temporary amino protecting group which can be split off under non-acidic conditions, this building block being characterized in this way is
  • Dipeptide building block acts, the hydrogen atom of the peptide bond can also be protected by such a further protective group, or
  • the oligopeptide building block acts, even one or all of the hydrogen atoms of the peptide bonds can be protected by such a further protective group.
  • the amino acid building block according to the invention can be a building block for a single amino acid, a dipeptide building block or an oligopeptide building block.
  • the amino group to be bound to a peptide bond can be an ⁇ or ⁇ -terminal amino group.
  • the temporary amino protecting group can be a
  • Act urethane group for example fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc).
  • the carboxyl group of the amino acid building block can be free, also protected or activated (active ester).
  • the amino acid building block according to the invention can be characterized by a further protective group (R '''- X-CH 2 -), which can be found under
  • the invention relates to a method for producing an amino acid building block for peptide synthesis, which is characterized in that one starts from a conventional amino acid building block in which a hydrogen atom of the amino group to be bound by a peptide bond is protected by a temporary amino protective group which is protected under non- acidic conditions, and the other hydrogen atom is free, and this usual amino acid building block of a Mannich reaction using an H-acidic compound (R '' '- XH), in which the acidic H atom with a heteroatom ( X) is linked to a lone pair of electrons, for example using an alcohol, a thioalcohol or a secondary amine.
  • amino acid building blocks according to the invention can be used for the amino acid building blocks according to the invention.
  • amino acid building block For the production of the amino acid building block according to the invention one can start from a common amino acid building block of the following general formula:
  • R-CO ⁇ -amino protecting group according to the state of the art, which can be split off under non-acidic conditions
  • R ' side chain of the AS
  • R " OH, active ester or protective group
  • R"' rest of the new protective group
  • X O, S, NR N (R N ⁇ H) etc.
  • Such a Mannich reaction can also be carried out with a fully protected di- or oligopeptide.
  • the new protective group is introduced both at the N-terminus and at the medium peptide bonds. This would convert an oligopepud fragment that was insoluble in the solvent used for peptide synthesis into a soluble form. The cleavage takes place as a reverse reaction.
  • the new amino acid was obtained as a rotation-inhibited conformer mixture of the CO-N bond (signal doubling in the NMR spectrum), but this is not important for peptide synthesis.
  • Fmoc-Gly-OH is advantageous as a lithium salt for the above. Regulation used. Fmoc- (Mom) Gly-OLi is obtained almost quantitatively.
  • the Fmoc-protected dipeptide is treated with approx. 300 ⁇ l 20% piperidine / DMF for 20 min and, after removing the solvent in vacuo, w. o. separated chromatographically
  • the (Ala) 13 was synthesized on cellulose disks with acid-labile benzyl linker (R. Frank, R. Döring, Tetrahedron, 44, 6031 (1988)), which were already loaded with Fmoc-Ala-OH. The remaining AS were coupled in 20 mM amino acid solution with about 4-fold excess for filter loading in DMF.
  • the final cleavage of the peptide was carried out with 95% TFA, 3% cysteine, 2% H 2 O.
  • the lyophilized product was then separated by HPLC and detected by FAB-MS.

Abstract

The invention concerns an amino-acid unit for use in peptide synthesis in which a hydrogen atom of the amino group entering into a peptide bond is protected by a temporary amino protection group which can be cleaved under non-acid conditions. It is characterized in that the second hydrogen atom of this amino group is protected by a further protection group which can be introduced by a Mannich reaction. The invention also relates to a method of preparing the said amino-acid unit and to its use in peptide synthesis.

Description

Geschützter Aminosäurebaustein, Herstellung und Verwendung  Protected amino acid building block, production and use
In der molekularbioiogischen und medizinischen Forschung sinü chemisch synthetisierte Peptide (Oligo- und Polypeptide) zu einem wichtigen Hilfsmittel geworden. Sie werden eingesetzt zur Herstellung spezifischer Antikörper für Iπununaffinitätschromatographie, Identifizierung unbekannter Genprodukte und Entwicklung von Vaccinen gegen Krankheitserreger, als Peptidhormone und deren Analoga mit agonistischer oder antagonistischer Wirkung, als Modellverbindungen in Proteinstrukturuntersuchungen u.v.a. In molecular biological and medical research, chemically synthesized peptides (oligo- and polypeptides) have become an important tool. They are used for the production of specific antibodies for immunoaffinity chromatography, identification of unknown gene products and the development of vaccines against pathogens, as peptide hormones and their analogs with agonistic or antagonistic activity, as model compounds in protein structure studies and many others.
Diese Peptide sind über Amidbindungen (Peptidbindungen) verknüpfte Oligo- bzw. Polymere (n bis etwa 150) von Aminosäuren. These peptides are oligomers or polymers (n to about 150) of amino acids linked via amide bonds (peptide bonds).
Figure imgf000003_0001
Figure imgf000003_0001
Im folgenden werden unter Peptiden auch solche verstanden, die außer den 20 natürlichen L-α-Aminosäuren auch Nicht-α-, D- bzw. chemisch modifizierte Aminosäuren (beliebiges R) enthalten. Die chemische Synthese der Peptide erfolgt stufenweise durch In the following, peptides are also understood to mean those which, in addition to the 20 natural L-α-amino acids, also contain non-α-, D- or chemically modified amino acids (any R). The chemical synthesis of the peptides is carried out in stages
Verknüpfung (Kopplung) geeignet geschützter Aminosäure-, Dioder Oligopeptidbausteine. Verschiedene Syntheseverfahren, die sich in der Art der Schutzgruppen und der Chemie der Bindungs- knüpfung unterscheiden, gehören zum Stand der Technik. Einen Überblick geben: Linking (coupling) of suitably protected amino acid, di or oligopeptide building blocks. Various synthetic processes that differ in the nature of the protective groups and the chemistry of the bond formation belong to the prior art. To give an overview:
- R. B. Merrifield, J. Am. Chem. Soc, 85, 2149 (1963) - R. B. Merrifield, J. Am. Chem. Soc, 85, 2149 (1963)
- E. Wünsch et al . in Houben-Weyl : Methoden der organischen  - E. Wünsch et al. in Houben-Weyl: Methods of Organic
Chemie, 4. Auflage, Band 15 (E. Müller, Herausgeber) Thieme, Stuttgart, 1974;  Chemistry, 4th edition, volume 15 (E. Müller, editor) Thieme, Stuttgart, 1974;
- G. Barany, R. B. Merrifield, The Peptides, Vol. 2 (E. Gross, J. Meienhofer, Eds) Academic Press, New York, 1979, p. 1  - G. Barany, R. B. Merrifield, The Peptides, Vol. 2 (E. Gross, J. Meienhofer, Eds) Academic Press, New York, 1979, p. 1
Im Verlauf vieler Synthesen kann es zu problematischen Abschnitten kommen, von denen an die Kopplungsausbeute rapide sinkt. Bei einzelnen Peptiden kann dies bereits nach sehr wenigen Kopplungen eintreten (schwierige Sequenzen). Verantwortlich für dieses Phänomen ist in erster Linie die Faltung der Peptidkette zu ß-Faltblattstrukturen durch intra- und intermolekulare Wasserstoffbrücken. Die N-terminalen Aminofunktionen sind dann für eine chemische Reaktion nicht mehr vollständig zugänglich. An der Faltung der Peptide sind die Amidprotonen der Peptidbindung maßgeblich beteiligt. (R. C. de L. Milton, S. C. F. Milton, P.In the course of many syntheses there can be problematic sections, from which the coupling yield drops rapidly. With individual peptides, this can occur after very few couplings (difficult sequences). This phenomenon is primarily responsible for the folding of the peptide chain into ß-sheet structures by intra- and intermolecular hydrogen bonds. The N-terminal amino functions are then no longer fully accessible for a chemical reaction. The amide protons of the peptide bond play a key role in the folding of the peptides. (R.C. de L. Milton, S.C. F. Milton, P.
A. Adams, J. Am. Chem. Soc, 112, 6039 (1990). A. Adams, J. Am. Chem. Soc. 112, 6039 (1990).
Bisher sind schon eine Reihe von Versuchen unternommen worden, die Ausbildung der ß-Faltblattstrukturen zu vermeiden. Neben der Variation von Temperatur, Lösungsmittel und geringere So far, a number of attempts have been made to avoid the formation of the β-sheet structures. In addition to the variation of temperature, solvent and lower
Trägerbeladungen wurden auch verschiedene Zusätze wie Salze oder Harnstoff während der Synthese getestet (z. B. F. C. Westall, A.Carrier loads were also tested for various additives such as salts or urea during synthesis (e.g. F.C. Westall, A.
B. Robinson, J. Org. Chem., 35, 2842 (1970) und R. C. de L. Milton et al. 1990, s.o.). B. Robinson, J. Org. Chem., 35, 2842 (1970) and R.C. de L. Milton et al. 1990, see above).
Das wirkungsvollste aber auch schwierigste Konzept zur Vermeidung der Wasserstoffbrücken setzt auf die chemische Modifizierung der Aminosäure mit einer zusätzlichen Schutzgrupe für das zweite N-, insbesondere αN-Proton (H. Eckert, C. Seidel, Angew. Chem., 98, 168 (1986)). Eine wichtige Voraussetzung für die Syntheseeignung ist die Ortogonalität der neuen Schutzgruppe zu den bereits verwendeten. Außerdem sollte sie keinen negativen Einfluß (sterisch oder elektronisch) auf die Aminofunktion haben. Diese Schutzgruppe bleibt dann während der Synthese erhalten und wird erst nach dem Aufbau des vollständigen Peptids abgespalten. The most effective but also the most difficult concept for avoiding the hydrogen bonds relies on the chemical modification of the amino acid with an additional protective group for the second N-, in particular αN-proton (H. Eckert, C. Seidel, Angew. Chem., 98, 168 (1986)). An important prerequisite for the synthetic suitability is the orthogonality of the new protective group to those already used. In addition, it should have no negative influence (steric or electronic) on the amino function. This protective group is then retained during the synthesis and is only cleaved off after the complete peptide has been built up.
Gemäß einer Ausführungsform wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Aminosäurebaustein für die Peptidsynthese gelöst, bei dem ein Wasserstoff-Atom der eine Peptidbindung einzugehenden Aminogruppe durch eine temporäre Aminoschutzgruppe geschützt ist, die unter nicht-sauren Bedingungen abgespalten werden kann, wobei dieser Baustein dadurch gekennzeichnet ist, According to one embodiment, the object on which the invention is based is achieved by an amino acid building block for peptide synthesis, in which a hydrogen atom of the amino group to be incorporated into a peptide bond is protected by a temporary amino protecting group which can be split off under non-acidic conditions, this building block being characterized in this way is
(a) daß das zweite Wasserstoff-Atom dieser Aminogruppe durch eine weitere Schutzgruppe geschützt ist, die durch eine MannichReaktion einführbar ist, und  (a) that the second hydrogen atom of this amino group is protected by a further protective group which can be introduced by a Mannich reaction, and
(b), sofern es sich bei dem Aminosäurebaustein um einen  (b) if the amino acid building block is a
Dipeptidbaustein handelt, auch das Wasserstoff-Atom der Peptidbindung durch eine derartige weitere Schutzgruppe geschützt sein kann, oder Dipeptide building block acts, the hydrogen atom of the peptide bond can also be protected by such a further protective group, or
(c), sofern es sich bei dem Aminosäurebaustein um einen  (c) if the amino acid building block is a
Oligopeptidbaustein handelt, auch ein bis alle Wasserstoff-Atome der Peptidbindungen durch eine derartige weitere Schutzgruppe geschützt sein können. The oligopeptide building block acts, even one or all of the hydrogen atoms of the peptide bonds can be protected by such a further protective group.
Bei dem erfindungsgemäßen Aminosäurebaustein kann es sich um einen Baustein für eine einzelne Aminosäure, um einen Dipeptidbaustein oder um einen Oligopeptidbaustein handeln. The amino acid building block according to the invention can be a building block for a single amino acid, a dipeptide building block or an oligopeptide building block.
Bei der eine Peptidbindung einzugehenden Aminogruppe kann es sich um eine α- oder ß-ständige Aminogruppe handeln. Bei der temporären Aminoschutzgruppe kann es sich um eine The amino group to be bound to a peptide bond can be an α or β-terminal amino group. The temporary amino protecting group can be a
Urethangruppe handeln, beispielsweise Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc).  Act urethane group, for example fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc).
Die Carboxylgruppe des Aminosäurebausteins kann frei, ebenfalls geschützt oder aktiviert {Aktivester) vorliegen. The carboxyl group of the amino acid building block can be free, also protected or activated (active ester).
Der erfindungsgemäße Aminosäurebaustein kann durch eine weitere Schutzgruppe (R'''-X-CH2-) gekennzeichnet sein, die unter The amino acid building block according to the invention can be characterized by a further protective group (R '''- X-CH 2 -), which can be found under
Verwendung von Formaldehyd und einer H-aziden Verbindung (R'''- X-H; R''': Rest der Mannich-Reaktionskomponente), bei der das azide H-Atom mit einem Heteroatom (X) mit freiem Elektronenpaar verknüpft ist, beispielsweise eines Alkohols (R'''-OH), eines Thioalkohols (R'"-SH) oder eines sekundären Amins (R'''-NRIVH; RIV : weiterer Rest der Mannich-Reaktionskomponente, kein Wasserstoff), mit Hilfe der Mannich-Reaktion einführ-bar ist. Use of formaldehyde and an H-acidic compound (R '''-XH;R''': rest of the Mannich reaction component), in which the acidic H atom is linked to a hetero atom (X) with a free electron pair, for example one Alcohol (R '''- OH), a thioalcohol (R'"- SH) or a secondary amine (R '''- NR IV H; R IV : further residue of the Mannich reaction component, no hydrogen), using the Mannich reaction can be introduced.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Aminosäurebausteins für die Peptidsynthese, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man von einem üblichen Aminosäurebaustein ausgeht, bei dem ein WasserstoffAtom der eine Peptidbindung einzugehenden Aminogruppe durch eine temporäre Aminoschutzgruppe geschützt ist, die unter nicht-sauren Bedingungen abgespalten werden kann, und das andere Wasserstoff-Atom frei ist, und diesen üblichen Aminosäurebaustein einer Mannich-Reaktion unter Verwendung einer H-aziden Verbindung (R'''-X-H), bei der das azide H-Atom mit einem Heteroatom (X) mit freiem Elektronenpaar verknüpft ist, beispielsweise unter Verwendung eines Alkohols, eines Thioalkohols oder eines sekundären Amins, unterwirft. According to a further embodiment, the invention relates to a method for producing an amino acid building block for peptide synthesis, which is characterized in that one starts from a conventional amino acid building block in which a hydrogen atom of the amino group to be bound by a peptide bond is protected by a temporary amino protective group which is protected under non- acidic conditions, and the other hydrogen atom is free, and this usual amino acid building block of a Mannich reaction using an H-acidic compound (R '' '- XH), in which the acidic H atom with a heteroatom ( X) is linked to a lone pair of electrons, for example using an alcohol, a thioalcohol or a secondary amine.
Die erfindungsgemäßen Aminosäurebausteine lassen sich zur The amino acid building blocks according to the invention can be used for
Peptidsynthese, insbesondere zur Peptidsynthese nach Merrifield und beispielsweise nach der Fmoc-tBu-Methode verwenden. Für das erfindungsgemäße Synthesekonzept wurden also Schutzgruppen auf der Basis aminomethylierter Verbindungen der allgemeinen Formel R'''-X-CH2- entwickelt. Darin bedeutet X ein Heteroatom mit freiem Elektronenpaar und R''' einen beliebigen Rest der Mannich-Reaktionskomponente. Diese Schutzgruppen können sauer abgespalten werden. Use peptide synthesis, especially for peptide synthesis according to Merrifield and for example according to the Fmoc-tBu method. Protective groups based on aminomethylated compounds of the general formula R ″ ″ - X-CH 2 - were therefore developed for the synthesis concept according to the invention. Here X denotes a heteroatom with a lone pair of electrons and R '''denotes any residue of the Mannich reaction component. These protective groups can be split off acidically.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Aminosäurebausteins kann man von einem üblichen Aminosäurebaustein der folgenden allgemeinen Formel ausgehen: For the production of the amino acid building block according to the invention one can start from a common amino acid building block of the following general formula:
R-CO-NH-CHR'-COOR'' R-CO-NH-CHR'-COOR ''
Die entstehende Aminosäure entspricht dann The resulting amino acid then corresponds
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0001
mit R-CO: α-Aminoschutzgruppe nach Stand der Teclinik, die unter nicht sauren Bedingungen abgespalten werden kann; R': Seitenkette der AS; R": OH, Aktivester oder Schutzgruppe; R"': Rest der neuen Schutzgruppe; X: O, S, NR N (RN≠ H) etc. with R-CO: α-amino protecting group according to the state of the art, which can be split off under non-acidic conditions; R ': side chain of the AS; R ": OH, active ester or protective group; R"': rest of the new protective group; X: O, S, NR N (R N ≠ H) etc.
Die Einführung der Schutzgruppe durch eine Mannich-Real-tion (z. B. M. Tramontini, L. Angiolini, Tetrahedron, 46, 1791 (.1.990) (Review)) erfolgt- nach dem folgenden Schema: The introduction of the protective group by a Mannich implementation (e.g. M. Tramontini, L. Angiolini, Tetrahedron, 46, 1791 (.1.990) (review)) is carried out according to the following scheme:
R C N CHR COR"
Figure imgf000008_0002
RCN CHR COR "
Figure imgf000008_0002
Prinzipiell läßt sich eine solche Mannich-Reaktion auch mit einem vollgeschützen Di- oder Oligopeptid durchführen. Dabei wird die neue Schutzgruppe sowohl am N-Terminus, als auch an den mittelsiändigen Peptidbindungen eingeführt. Damit ließe sich ein in den für die Peptidsynthese verwendeten Lösungsmittel unlösliches Oligopepudfragment in eine lösliche Form überführen. Die Abspaltung erfolg als Rückreaktion. In principle, such a Mannich reaction can also be carried out with a fully protected di- or oligopeptide. The new protective group is introduced both at the N-terminus and at the medium peptide bonds. This would convert an oligopepud fragment that was insoluble in the solvent used for peptide synthesis into a soluble form. The cleavage takes place as a reverse reaction.
Im Folgenden wird die Anwendung dieses Konzepts in der Fmoc-Strategie aufgezeigt (G. B. Ftelds, R. L. Noble, Int. J. Peptide Protein Res., 35, 161 (1990)). The application of this concept in the Fmoc strategy is shown below (G.B. Ftelds, R.L. Noble, Int. J. Peptide Protein Res., 35, 161 (1990)).
Figure imgf000008_0003
Beispiele für die Variationsvielfalt der Schutzgruppen sind
Figure imgf000008_0003
Examples of the diversity of the protective groups are
Fmoc-(Ptm)Gly-OH Ptm: Phenylthiomethyl- Fmoc- (Ptm) Gly-OH Ptm: phenylthiomethyl
Fmoc-(Ptm)Ala-OH Fmoc- (Ptm) Ala-OH
Fmoc-(Ptm)Val-OH  Fmoc- (Ptm) Val-OH
Fmoc-(Etm)Ala-OH Etm: Ethylthiomethyl- Fmoc- (Etm) Ala-OH Etm: ethylthiomethyl-
Fmoc-(Etm)Val-OH Fmoc- (Etm) Val-OH
Fmoc-(Mom)Gly-OH Mom: Methyloxymethyl- Fmoc- (Mom) Gly-OH Mom: Methyloxymethyl-
Fmoc-(Mom)Ala-OH Fmoc- (Mom) Ala-OH
Fmoc-(Bom)Val-OH Born: Benzyloxymethyl- die als farblose, zähe Öle erhalten werden. Zur vereinfachten linearen Schreibweise wird die zusätzliche c.N-Schutzgruppe in runden Klammern vor das Symbol für die Aminosäure gesetzt.  Fmoc- (Bom) Val-OH Born: Benzyloxymethyl- which are obtained as colorless, viscous oils. To simplify the linear notation, the additional c.N protective group is placed in parentheses in front of the symbol for the amino acid.
Bei der Einführung der neuen Schutzgruppe fällt die neue Aminosäure als rotationsgehindertes Konformerengemisch der CO-N-Bindung an (Signalverdopplung im NMR-Spektrum), was aber für die Peptidsynthese nicht von Belang ist. When the new protective group was introduced, the new amino acid was obtained as a rotation-inhibited conformer mixture of the CO-N bond (signal doubling in the NMR spectrum), but this is not important for peptide synthesis.
Die Einsetzbarkeit dieser Aminosäurederivate für die Peptidsynthese konnte durch die Darstellung eines vollständig geschützten Tripeptid gezeigt werden. Die Synthese des Fmoc-(Mom)Gly-(Mom)Gly-Val-OBz erfolgte in Lösung. The applicability of these amino acid derivatives for peptide synthesis was demonstrated by the presentation of a fully protected tripeptide. The Fmoc- (Mom) Gly- (Mom) Gly-Val-OBz was synthesized in solution.
Für die Untersuchungen der Kopplungsausbeuten im Verlauf der Synthese einer schwierigen Modelsequenz (Ala)13 wurde die Festphasensynthese herangezogen. Für die zweite α-N-Schutzgruppe wurde die Phenylthiomethyl-Gruppe (Ptm) gewählt. Während der Synthese mit konventionellem Fmoc-Ala-OH beobachtet man schnell einen allmählichen Ausbeuteabfall. Bei Verwendung der neuen, geschützten Aminosäure Fmoc-(Ptm)Ala-OH findet man unter gleichen Reaktionsbedingungen keine Ausbeuteverluste.
Figure imgf000010_0001
Solid phase synthesis was used to investigate the coupling yields in the course of the synthesis of a difficult model sequence (Ala) 13 . The phenylthiomethyl group (Ptm) was chosen for the second α-N protecting group. During the synthesis with conventional Fmoc-Ala-OH, a gradual drop in yield is quickly observed. When using the new, protected amino acid Fmoc- (Ptm) Ala-OH, no yield losses are found under the same reaction conditions.
Figure imgf000010_0001
Methoden Methods
Allgemeine Darstellung der Aminosäuren General representation of the amino acids
1 mmol konventionell geschützte Aminosäure (gegebenfalls als Alkalisalz mit kat. Mengen Citronensäure) werden mit ca. 3-6 fachem Überschuß Paraformaldehyd und ca. 10 fachem Überschuß H-acider Verbindung in einem gasdichten und druckstabilen Reaktionsgefäß eingeschlossen und 2 d bei 90-100 °C gerührt. Die Reinigung erfolgt durch Flüssigkeitschromatographie über C-18 Kieselgeimaterial in säurefreiem Acetonitril/Wassergradienten. Darstellung von Fmoc-(Mom)Gly-(Mom)Gly-Val-OBz 1 mmol of conventionally protected amino acid (optionally as an alkali salt with cat. Amounts of citric acid) are enclosed in a gas-tight and pressure-stable reaction vessel with about 3-6 times excess paraformaldehyde and about 10 times excess H-acidic compound and 2 d at 90-100 ° C stirred. The purification is carried out by liquid chromatography over C-18 silica material in acid-free acetonitrile / water gradient. Representation of Fmoc- (Mom) Gly- (Mom) Gly-Val-OBz
Fmoc-(Mom) Gly-OLi Fmoc- (Mom) Gly-OLi
Fmoc-Gly-OH wird vorteilhaft als Lithiumsalz für die o. a. Vorschrift eingesetzt. Fmoc- (Mom)Gly-OLi wird nahezu quantitativ erhalten.  Fmoc-Gly-OH is advantageous as a lithium salt for the above. Regulation used. Fmoc- (Mom) Gly-OLi is obtained almost quantitatively.
MS: C19H1 9NO5 (341) EI: m/e (%) = 341 (1, M+), 30 (2, M+-CH3OH), 266 ( <1, 309-CO2+H+), 178 (100, Fluorenyl) MS: C 19 H 1 9 NO 5 (341) EI: m / e (%) = 341 (1, M + ), 30 (2, M + -CH 3 OH), 266 (<1, 309-CO 2 + H + ), 178 (100, fluorenyl)
Fmoc-(Mom)Gly-Val-OBz Fmoc- (Mom) Gly-Val-OBz
48,6 μmol Fmoc-(Mom) Gly-OLi und 50 μmol HOBt werden in 200 μl DMF gelöst und mit 48,6 μmol DIPC 15 min voraktiviert. 121 μmol H-Val-OBz-HCl und 100 μmol DMAP werden in 200 μl DMF gelöst und beide Lösungen Vereinigt. Nach 1 h wird mit etwas Wasser versetzt und die Lösung im Vakuum eingedampft. Trennung durch Flüssigkeitschromatographie mit Acetonitril/ Wasser über C-18 Kieselgel ergibt ca. 50 % Dipeptid. MS: C31H34N2O6 (530) FAB-r: m/e (%) = 553 (1, M+ +Na), 531 (1. M +), 499 (12, M-CH3O-), 277 (10, 499-Fmoc), 179 (Fluorenyl) 48.6 μmol Fmoc- (Mom) Gly-OLi and 50 μmol HOBt are dissolved in 200 μl DMF and preactivated with 48.6 μmol DIPC for 15 min. 121 μmol H-Val-OBz-HCl and 100 μmol DMAP are dissolved in 200 μl DMF and both solutions are combined. After 1 h, a little water is added and the solution is evaporated in vacuo. Separation by liquid chromatography with acetonitrile / water over C-18 silica gel gives approx. 50% dipeptide. MS: C 31 H 34 N 2 O 6 (530) FAB-r: m / e (%) = 553 (1, M + + Na), 531 (1. M + ), 499 (12, M-CH 3 O-), 277 (10, 499-Fmoc), 179 (fluorenyl)
H-(Mom)Gly-Val-OBz H- (Mom) Gly-Val-OBz
Das Fmoc geschützte Dipeptid wird mit ca. 300 μl 20% Piperidin/DMF 20 min behandelt und nach Abziehen des Lösungsmittels im Vakuum w. o. chromatographisch getrennt The Fmoc-protected dipeptide is treated with approx. 300 μl 20% piperidine / DMF for 20 min and, after removing the solvent in vacuo, w. o. separated chromatographically
(quantitativ). (quantitatively).
MS: Cl6H24N2O4 (308) FAB+ : m/e = 277 (9, M-CH3O-), 265 (100, 277-CH2) MS: C 16 H 24 N 2 O 4 (308) FAB +: m / e = 277 (9, M-CH 3 O-), 265 (100, 277-CH 2 )
Fmoc-(Mom)Gly-(Mom)Gly-Val-OBz Fmoc- (Mom) Gly- (Mom) Gly-Val-OBz
70 μmol Fmoc-(Mom)Gly-OLi werden mit 2 eq. HOBt und 1, 1 eq. DIPC in 200 μl DMF 70 μmol Fmoc- (Mom) Gly-OLi are mixed with 2 eq. HOBt and 1, 1 eq. DIPC in 200 μl DMF
15 min voraktiviert und mit 23 μmol Dipeptid/200 μl DMF versetzt. Nach einer Stunde wird mit etwas Wasser versetzt und für die Analytik durch HPLC getrennt. Preactivated for 15 min and mixed with 23 μmol dipeptide / 200 μl DMF. After an hour, a little water is added and the mixture is separated by HPLC for analysis.
MS: C35H41N3O8 (631) FAB + : m/e = 556 (88, M+ + 2H-Phenyl). 334 (100. 556- Fluorenyl) MS: C 35 H 41 N 3 O 8 (631) FAB +: m / e = 556 (88, M + + 2H-phenyl). 334 (100.556-fluorenyl)
Darstellung der Ptm-AS Fmoc-(Ptm)Ala-OH Representation of the Ptm-AS Fmoc- (Ptm) Ala-OH
109,7 mg (0,33 mmol) Fmoc-Ala-OH-H2O, 50 mg (1.56 mmol) Paraformaldehyd und 400 μl Thiophenol werden wie oben umgesetzt. Chromatographie ergibt 40% Produkt als farbloses, zähes Öl. 109.7 mg (0.33 mmol) Fmoc-Ala-OH-H 2 O, 50 mg (1.56 mmol) paraformaldehyde and 400 μl of thiophenol are reacted as above. Chromatography gives 40% product as a colorless, viscous oil.
MS: C25Η23NO4S (433) FAB +: m/e = 456 (1, M++Na), 434 (2, M +H+), 324 (13, M+- Thiophenyl), 179 (100, Fluorenyl) MS: C 25 Η 23 NO 4 S (433) FAB +: m / e = 456 (1, M + + Na), 434 (2, M + H + ), 324 (13, M + - thiophenyl), 179 (100, fluorenyl)
Die Synthese des (Ala)13 erfolgte auf Cellulose-Disks mit säurelabilem Benzyllinker (R. Frank, R. Döring, Tetrahedron, 44, 6031 (1988)), die bereits mit Fmoc-Ala-OH beladen waren. Die Kopplung der übrigen AS erfolgte in 20 mM Aminosäurelösung mit ca. 4-fachem Überschuß zur Filterbeladung in DMF. The (Ala) 13 was synthesized on cellulose disks with acid-labile benzyl linker (R. Frank, R. Döring, Tetrahedron, 44, 6031 (1988)), which were already loaded with Fmoc-Ala-OH. The remaining AS were coupled in 20 mM amino acid solution with about 4-fold excess for filter loading in DMF.
Je 1 eq. der entsprechenden Aminosäure wurde mit 1,5 eq. HOBt und 1,2 eq. DIPC 15 min voraktiviert und auf die mit 10 μl Bromphenolblaulsg. (1 mg/1 ml DMF) angefärbten Filter gegeben. Nach einer Stunde Schwenken der Filter in der Reaktiorislsg. wurden die noch gefärbten Filter mit je DMF, CH2Cl2, DMF je dreimal gewaschen und erneut eine Stunde mit Aminosäurelsg. behandelt. Noch gefärbte Filter wurden nach erneutem Waschen mit 30 μl AcoO/DIPEA (1:1) in 100 μl DMF acetylieit. Anschließend wurden mit je 300 μl 20% Piperidin/DMF die Fmoc-Schutzgruppen gespalten. Zur Bestimmung der Koppiungs-ausbeuten wurde das Dibenzofluven-Piperidin in CH2Cl2 UV- Vermessen (e301 nm = 8550). 1 eq each. the corresponding amino acid was 1.5 eq. HOBt and 1.2 eq. DIPC preactivated for 15 min and mixed with 10 μl bromophenol blue g. (1 mg / 1 ml DMF) stained filter. After swiveling the filter in the reaction chamber for one hour. the still colored filters were washed three times each with DMF, CH 2 Cl 2 , DMF and again for one hour with amino acid sol. treated. Filters that were still colored were acetylieite after washing again with 30 μl AcoO / DIPEA (1: 1) in 100 μl DMF. The Fmoc protective groups were then cleaved with 300 μl of 20% piperidine / DMF each. To determine the coupling yields, the dibenzofluven-piperidine was measured in CH 2 Cl 2 UV (e 301 nm = 8550).
Die abschließende Abspaltung des Peptids erfolgte mit 95% TFA, 3% Cystein, 2% H2O. Das lyophilisierte Produkt wurde dann durch HPLC getrennt und durch FAB-MS nachgewiesen. The final cleavage of the peptide was carried out with 95% TFA, 3% cysteine, 2% H 2 O. The lyophilized product was then separated by HPLC and detected by FAB-MS.
Abkürzungverzeichnis List of abbreviations
Ac2O Essigsäureanhydrid Ac 2 O acetic anhydride
Born Benzyloxymethyl  Born benzyloxymethyl
DIPEA Diisopropylethylamin  DIPEA diisopropylethylamine
DMAP Dimethylaminopyridin  DMAP dimethylaminopyridine
DMF Dimethylformamid  DMF dimethylformamide
DIPC Diisopropylcarbodiimid  DIPC diisopropyl carbodiimide
EI Elektronenstoß-Ionisation  EI electron impact ionization
Etm Ethylthiomethyl  Etm ethylthiomethyl
FAB + Fast Atom Bombardment, positive Ionen FAB + Fast Atom Bombardment, positive ions
Fmoc 9-Fluorenylmethoxycarbonyl Fmoc 9-fluorenylmethoxycarbonyl
HOBt Hydroxybenzotriazol  HOBt hydroxybenzotriazole
HPLC High Performance Liquid Chromatographv HPLC High Performance Liquid Chromatograph
MS Massenspektroskopie MS mass spectroscopy
Mom Methyloxymethyl  Mom methyloxymethyl
NMR Nuaclear Magnetic Resonance  NMR Nuaclear Magnetic Resonance
Ptm Phenylthiomethyl  Ptm phenylthiomethyl
TFA Trifluoressigsäure  TFA trifluoroacetic acid
UV Ultravioiett-Spektroskopie UV ultraviolet spectroscopy
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Claims

Patentansprüche 1. Aminosäurebaustein für die Peptidsynthese, bei dem ein Wasserstoff-Atom der eine Peptidbindung einzugehenden Aminogruppe durch eine temporäre Aminoschutzgruppe geschützt ist, die unter nicht-sauren Bedingungen abgespalten werden kann, dadurch gekennzeichnet,  1. Amino acid building block for peptide synthesis, in which a hydrogen atom of the amino group to be incorporated into a peptide bond is protected by a temporary amino protecting group which can be split off under non-acidic conditions, characterized in that
(a) daß das zweite Wasserstoff-Atom dieser Aminogruppe durch eine weitere Schutzgrupe geschützt ist, die durch eine Mannich-Reaktion einführbar ist, und  (a) that the second hydrogen atom of this amino group is protected by a further protective group which can be introduced by a Mannich reaction, and
(b), sofern es sich bei dem Aminosäurebäustein um einen Di- peptidbaustein handelt, auch das Wasserstoffatom der Peptidbindung durch eine derartige weitere Schutzgruppe geschützt sein kann, oder  (b) if the amino acid unit is a dipeptide unit, the hydrogen atom of the peptide bond can also be protected by such a further protective group, or
(c), sofern es sich bei dem Aminosäurebaustein um einen Oligopeptidbaustein handelt, auch ein bis alle Wasserstoffatome der Peptidbindungen durch eine derartige weitere Schutzgruppe geschützt sein können.  (c) if the amino acid building block is an oligopeptide building block, one to all hydrogen atoms of the peptide bonds can also be protected by such a further protective group.
2. Aminosäurebaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Aminosäurebaustein um einen Baustein für eine einzelne Aminosäure, um einen Dipeptidbaustein oder um einen Oligopeptidbaustein handelt. 2. Amino acid building block according to claim 1, characterized in that the amino acid building block is a building block for a single amino acid, a dipeptide building block or an oligopeptide building block.
3. Aminosäurebaustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der eine Peptidbindung einzugehen sten Aminogruppe um eine alpha- oder beta-ständige Aminogruppe handelt. 3. amino acid building block according to claim 1 or 2, characterized in that it is to enter into a peptide bond Most amino group is an alpha or beta amino group.
4. Aminosäurebaustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadiαrch gekennzeichnet, daß es sich bei der temporären Aminoschutzgruppe um eine Urethangruppe handelt, beispielsweise Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc). 4. amino acid building block according to any one of the preceding claims, characterized in that the temporary amino protecting group is a urethane group, for example fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc).
5. Aminosäurebaustein nacή einem der vornergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Garboxylgruirpe des 5. amino acid block nacή one of the preceding claims, characterized in that the Garboxylgruirpe des
Aminosäurebausteins frei, ebenfalls geschützt oder aktiviert (Aktivester! vorliegt. ö. Aminosäurebaustein nach einem der vorhergenenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Schutzgruppe (R'''-X-CH2-). die unter Verwendung von Formaldehyd und einer H-aziden Verbindung (R'''-X-H; R''': Rest der Mannich-Reaktionskomponente), bei der das azide H-Atom mit einem Heteroatom (X) mit freiem Elektronenpaar verknüpft ist. beispielsweise eines Alkohols (R'''-OH), eines Thioalkohols (R'''-SH) oder eines sekundären Amins (R'''-NRIVH: R1V : weiterer Rest der Mannich- Reaktionskomponente, kein Wasserstoff), mit Hilfe der Mannich-Reaktion einführbar ist. Amino acid building block free, also protected or activated (active ester! Is present.) Amino acid building block according to one of the preceding claims, characterized by a further protective group (R '''- X-CH 2 -). Using formaldehyde and an H-acidic compound (R '''-XH;R''': rest of the Mannich reaction component), in which the acidic H atom is linked to a hetero atom (X) with a lone pair of electrons, for example an alcohol (R '''- OH) , a thioalcohol (R '''- SH) or a secondary amine (R''' - NR IV H: R 1V : further rest of the Mannich reaction component, no hydrogen), can be introduced using the Mannich reaction.
7. Verfahren zur Herstellung eines AminosäureDaustems für die Peptidsynthese. dadurch gekennzeichnet, daß man von einem üblichen Aminosäurebaustein ausgeht, bei dem ein Wasserstoff- Atom der eine Peptidbindung emzugenenden Aminogruppe durch eine temporäre Aminoschutzgruppe geschützt ist, die unter nicht-sauren Bedingungen abgespalten werden kann, und das andere Wasserstoff-Atom frei ist, und diesen üblichen Aminosäurebaustein einer Mannich-Reaktion unter Verwendung einer H- aziden Verbindung (R'''-X-H), bei der das azide H-Atom mit einem Heteroatom (X) mit freiem Elektronenpaar verknüpft ist. beispielsweise unter Verwendung eines Alkohols, eines Thioalkohols oder eines sekundären Amins, unterwirft. 7. Method for producing an amino acid digest for peptide synthesis. characterized in that one starts from a conventional amino acid building block in which one hydrogen atom of the amino group containing a peptide bond is protected by a temporary amino protecting group which can be split off under non-acidic conditions and the other hydrogen atom is free, and this usual amino acid building block of a Mannich reaction using an H-acidic compound (R '''- XH), in which the acidic H atom is linked to a heteroatom (X) with a lone pair of electrons. for example using an alcohol, a thioalcohol or a secondary amine.
8. Verwendung eines Aminosäurebausteins gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Peptidsynthese. 8. Use of an amino acid building block according to one of claims 1 to 6 for peptide synthesis.
9. Verwendung nach Anspruch 8 bei der Peptidsynthese nach Merrifield. 9. Use according to claim 8 in the peptide synthesis according to Merrifield.
10. Verwendung nach Anspruch 9 bei der Peptidsynthese nach Merrifield gemäß der Fmoc-tBu-Methode . 10. Use according to claim 9 in the peptide synthesis according to Merrifield according to the Fmoc-tBu method.
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