WO2012123553A1 - Synthese chemischer verbindungen an fester phase - Google Patents

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WO2012123553A1
WO2012123553A1 PCT/EP2012/054600 EP2012054600W WO2012123553A1 WO 2012123553 A1 WO2012123553 A1 WO 2012123553A1 EP 2012054600 W EP2012054600 W EP 2012054600W WO 2012123553 A1 WO2012123553 A1 WO 2012123553A1
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solid phase
chemical compound
preparation
reaction chamber
production
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Hugo Ziegler
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Hugo Ziegler
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/04—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers
    • C07K1/042—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers characterised by the nature of the carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/04—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers
    • C07K1/045—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers using devices to improve synthesis, e.g. reactors, special vessels

Definitions

  • the invention relates to a process for preparing a chemical compound, in particular an oligomeric or macromolecular compound, to the solid phase, an apparatus for carrying out this process, a solid phase for use in this process or in this apparatus, the use of this apparatus for Implementation of this method and the use of this solid phase in this method or in this device.
  • an oligomeric or macromolecular compound according to the invention z.
  • a bio-oligomer or polymer such as an oligo- or poly-saccharide or -nucleotide or in particular an oligo- or poly-peptidic compound to understand.
  • Such a peptidic compound is optionally substituted and z.
  • the bound to the support during the synthesis of the chemical product is cleaved from the solid phase, then if desired, subject to purification and / or be analyzed biologically, chemically and / or physically and then can be used for its further use.
  • the resin to which the growing compound is attached via a linker is filtered off after each coupling step and washed with solvent to remove excess reagents and by-products. This cleaning method for growing, z.
  • peptidic compound was much easier and faster than the usual Umkristallisati- on each of the products formed after the coupling steps products.
  • the invention provides, inter alia, a method and an apparatus which make it possible to use a chemical compound, in particular a peptidic compound, in a larger amount, eg. B. kilogram scale, produce.
  • An object of the invention is a process for the preparation of a chemical compound on the solid phase, characterized in that a) a solid phase, the basic structure of which is a band with linkers for a chemical reaction, and n reaction chambers, where n is the total number of production steps taking place during the preparation of the chemical compound on the solid phase,
  • step d) after completion of the manufacturing step of step c) of the process, the strip is transported to a next reaction chamber,
  • step f) after completion of the manufacturing step of step e) of the process, the strip is again transported to a next reaction chamber,
  • step g) of the process is a manufacturing step
  • step (2) always follows a transport step from step g) of the process to a production step of step g) of the process
  • the linkers for a chemical reaction are either attached to the strip itself or are located on polymer beads (beads) which are fastened to the strip, preferably tightly packed, in particular tightly packed, next to one another. the band carrying linkers either on one side only or on both sides.
  • the arrangement of the linker on beads is preferred because when using beads because of their spherical shape, the surface available for the linker is greater, which advantageously leads to a higher loading density.
  • the beads may also have another suitable shape with a large surface, z. B. be egg-shaped.
  • the tape is a polymer film which consists either of a polymer other than, or preferably of the same polymer as, the polymer beads (beads).
  • polymers for the polymer film / the beads are all customarily used, optionally modified, polymers suitable, for.
  • the tape can also be used in another suitable form, for.
  • a film fabric, membrane or fleece.
  • a preparation step of stage c), stage e) or stage g) of the process is, for example, B. selected from the
  • a preparation step may also involve, prior to starting the actual preparation of a chemical compound on the solid phase, the appropriate preparation of the tape, e.g. B. its sources, washing or otherwise activation.
  • a reaction chamber contains one or more than one agent, the z. B. is selected from the group, be consisting of a solvent, a reagent and a synthesis aid (eg a catalyst).
  • Suitable solvents, reagents or synthesis auxiliaries are all substances customarily used for the preparation of a corresponding chemical compound.
  • the inventive method allows the microwaves to transfer their energy to all reaction centers, since z.
  • the microwave generator, z. As a magnetron, klystron, transistor or electronic oscillator or a traveling wave tube or diode, may be located inside or outside a reaction chamber.
  • the preparation step of step c) of the process is the coupling step of a suitable reagent to the linker.
  • the production steps to be carried out in these reaction chambers are carried out simultaneously by adding e.g.
  • the residence time of the band in a given reaction chamber can, for. B. by the dimensioning of the respective reaction chamber and / or the transport speed of the belt can be controlled.
  • the necessary residence time of the tape in a particular reaction chamber, in which a carried out under microwave action manufacturing step takes place, for. B. also be influenced by adjusting the corresponding microwave power.
  • the chemical compound to be produced is a peptidic compound, in particular a compound selected from the group consisting of an optionally substituted peptide, an optionally substituted peptide derivative, an optionally substituted peptide mimetic and an optionally substituted protein, in particular a peptide.
  • Another object of the invention is a device for carrying out the inventive method for preparing a chemical compound on the solid phase, characterized in that the device is a solid phase whose basic structure is a band with linkers for a chemical reaction, n reaction chambers, wherein n is the total number of manufacturing steps carried out during the preparation of the chemical compound on the solid phase, a means for the transport of the solid phase through the n reaction chambers and a means that allows at least one of during the preparation of the chemical compound the solid phase running steps under microwave exposure contains.
  • this additionally contains an agent which makes it possible to carry out one or more production steps with stirring.
  • Another object of the invention is a solid phase as defined above or in any one of claims 1 to 6.
  • Another object of the invention is a solid phase as defined in claim 15 for use in a method as defined in claims 1 to 13 or in a device as defined in claim 14.
  • Another object of the invention is the use of a device as defined above or in claim 14 for carrying out a method as defined in claims 1 to 13.
  • Another object of the invention is the use of a solid phase as defined in claim 15 or claim 16 in a method as defined in claims 1 to 13 or in a device as defined in claim 14.
  • a band covered with suitable linkers is introduced into a first reaction chamber in which the reagent, e.g. B. dissolved in a solvent, is present.
  • the reagent then undergoes a chemical reaction with the functional group of the linkers under microwave action. If necessary, the reaction mixture can be stirred by means of a magnetic agitator.
  • the tape is then transported to a second chamber where it is washed and / or otherwise prepared for the next coupling step, e.g. B. freed of a protecting group and / or activated, is, depending on the synthesis protocol, one or more other chambers can be used.
  • next production step is then carried out, in which the next reagent is coupled to the intermediate bound to the linker, again under microwave action. This procedure is repeated until the desired compound is built up on the belt, always with one transport step following one production step. In the last reaction chamber, the desired compound is split off from the resin. Subsequently, the isolation of the compound and, optionally, one or more post-operations done.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer chemischen Verbindung, insbesondere einer oligomeren oder makromolekularen Verbindung, an der festen Phase, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, eine feste Phase zur Verwendung in diesem Verfahren oder in dieser Vorrichtung, die Verwendung dieser Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie die Verwendung dieser festen Phase in diesem Verfahren oder in dieser Vorrichtung.

Description

Synthese chemischer Verbindungen an fester Phase
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer chemischen Verbindung, insbesondere einer oligomeren oder makromolekularen Verbindung, an der festen Phase, eine Vor- richtung zur Durchführung dieses Verfahrens, eine feste Phase zur Verwendung in diesem Verfahren oder in dieser Vorrichtung, die Verwendung dieser Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie die Verwendung dieser festen Phase in diesem Verfahren oder in dieser Vorrichtung. Unter einer oligomeren oder makromolekularen Verbindung ist erfindungsgemäss z. B. ein Bio-Oligomer oder -Polymer, wie ein Oligo- oder Poly-Saccharid oder -Nukleotid oder insbesondere eine oligo- oder poly-peptidische Verbindung, zu verstehen. Eine solche peptidische Verbindung ist gegebenenfalls substituiert und z. B. ein Peptid, Peptidderivat, Peptid- mimetikum oder Protein. Ohne den Begriff der„oligomeren oder makromolekularen Verbin- dung" einzuschränken, wird nachfolgend der Einfachheit halber vielfach nur der Begriff der „peptidischen Verbindung" verwendet.
Seit Emil Fischer's bahnbrechenden Entdeckungen zu Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts wurden die Methoden zur Synthese von peptidischen Verbindungen kontinuierlich verbessert. So wurden selektiv entfernbare Schutzgruppen entwickelt, effizientere und nützlichere Kupplungsreagenzien bereitgestellt und Totalsynthesen von biologisch aktiven peptidischen Verbindungen durchgeführt. Einen Überblick über gängige chemische Syntheseverfahren für peptidische Verbindungen bietet beispielsweise S. B. H. Kent, Ann. Rev. Biochem., 1988, 57, 957 - 989.
Durch die Einführung von unlöslichen Harzen („Resins") als Synthesehilfsmittel (R. B. Merri- field, J. Am. Chem. Soc, 1963, 85, 2149 - 2154) konnten der Syntheseprozess vereinfacht und die Synthesegeschwindigkeit erhöht werden. Solche Harze, typischerweise organische Polymere, die z. B. in Form von kleinen Kügelchen („Beads") vorliegen, bilden in der Festphasen- Chemie die sogenannte feste Phase, wobei unter Festphasenchemie üblicherweise eine chemische Veränderung in einem heterogenen Medium, z. B. an in einem Solvens dispergierten Polymer-Beads, verstanden wird. Das Syntheseziel ist dabei nicht, die physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Polymers selbst zu verändern, sondern an dem polymeren Träger ein chemisches Produkt, z. B. eine peptidische Verbindung, zu bilden. Nachdem seine, oftmals vielstufige, Synthese abgeschlossen ist, wird das während der Synthese an den Träger gebundene chemische Produkt von der festen Phase abgespalten, kann anschliessend gewünschtenfalls einer Aufreinigung unterzogen und / oder biologisch, chemisch und / oder physikalisch analysiert werden und lässt sich sodann seiner weiteren Verwendung zuführen. Zuvor, also während der Synthese der chemischen, z. B. peptidischen, Verbindung, wird das Harz, an welches die wachsende Verbindung über einen Linker gebunden ist, nach jedem einzelnen Kupplungsschritt abfiltriert und mit Solvens gewaschen, um überschüssige Reagenzien und Nebenprodukte zu entfernen. Diese Reinigungsmethode für die wachsende, z. B. peptidische, Verbindung war wesentlich einfacher und schneller als die übliche Umkristallisati- on jedes einzelnen der nach den Kupplungsschritten gebildeten Produkte. Weitere Verbesserungen des Syntheseprozesses für peptidische Verbindungen konnten durch den Einbezug der Mikrowellentechnik erreicht werden. Die erste derartige Synthese im Jahre 1992, noch in einem Haushalts-Mikrowellengerät durchgeführt, ergab bei Zuführung von 10 % der verfügbaren Mikrowellenleistung und einer Reaktionstemperatur von 55 °C eine 2- bis 4- fache Reaktionsbeschleunigung, allerdings bei (für Haushaltsgeräte typischer) schlechter Reproduzierbarkeit. Bei der mikrowellenaktivierten Synthese des ACP-Peptids wurden 1997 bei einer Reaktionstemperatur von 60 °C eine 3-fache Reaktionsbeschleunigung sowie eine höhere Reinheit festgestellt. 2003 wurde das Mikrowellen-Laborsystem„Discover" (CEM Corporation, Matthews, NC, US) vorgestellt, das bei einer optimalen Reaktionstemperatur von 60 °C reproduzierbare Synthesen für reine peptidische Verbindungen unter 10- bis 20-facher Reaktionsbeschleunigung ermöglichte. Inzwischen ist der Einsatz der Mikrowellentechnik etabliert, da unter Mikrowelleneinwirkung deutlich kürzere Reaktionszeiten und eine aufgrund von stark verminderter Nebenproduktbildung wesentlich einfachere Reinigung der Produkte resultieren. Zudem werden oftmals gerade sehr schwierig darstellbare und / oder sehr lange Sequenzen gut synthetisierbar, was vor allem auf die Eliminierung der Aggregationsproble- matik hydrophober Peptidketten zurückzuführen sein dürfte. So wird z. B. mit Mikrowellenaktivierung schon gemäss Standardprotokollen (d. h. ohne Optimierung) bei der Synthese des schwierig darstellbaren 42mers Amyloid-beta 42 eine Rohprodukt-Reinheit von 69 % erreicht, während ohne Mikrowellenaktivierung eine Reinheit von lediglich 10 % resultiert. Trotz thermischer Effekte kommt es unter Mikrowelleneinwirkung zu einer Unterdrückung der Racemi- sierung, und auch andere klassische Nebenreaktionen, wie die Aspartimidbildung, können bei
Einsatz der Mikrowellentechnik durch Optimierung der Reaktionsbedingungen minimiert werden. Aufgrund der zunehmenden Verbreitung der Mikrowellentechnik werden zudem die Protokolle für die Synthesen immer weiter verfeinert und optimiert. Mittlerweile sind sowohl manuelle als auch voll automatisierte Mikrowellen-Laborsysteme kommerziell verfügbar. Für die manuelle Synthese von peptidischen Verbindungen findet z. B. das„Discover SPS" (CEM Corporation) Anwendung, in dem Ansatzgrössen bis zu 3 mmol realisierbar sind. Ein durch- schnittlicher Kupplungszyklus (einschliesslich der Waschvorgänge) dauert mit diesem System ungefähr 10 Minuten, so dass pro Stunde bis zu 6 Aminosäuren gekuppelt werden können. Mit steigender Kettenlänge wird die Verwendung eines automatisierten Systems, z. B. des „Liberty" (CEM Corporation), sinnvoll, nicht zuletzt aufgrund der höheren Zuverlässigkeit. Mit dem System„Mars" (CEM Corporation) können Synthese und Abspaltung auf 96 Well-Platten oder ähnlichen geeigneten Anordnungen parallel erfolgen.
Diese stetigen Weiterentwicklungen haben die Ausbeuten in den einzelnen Syntheseschritten kontinuierlich verbessert, so dass die synthetisierbaren peptidischen Verbindungen inzwischen bis zu ungefähr 150 Aminosäurebausteine aufweisen können. Nach wie vor stellt jedoch die Synthese einer peptidischen Verbindung in grösserer Menge, z. B. im Kilogramm-Massstab, bedingt durch die Arbeits- und Zeitaufwändigkeit des Syntheseprozesses, vor allem die schwierige Aufreinigung der Produkte, ein herausforderndes und teures Unterfangen dar. Insbesondere besitzt auch die Mikrowellentechnik bei ihrer Anwendung während der Synthese von peptidischen Verbindungen an Polymer-Beads den grossen Nachteil, dass den Mikrowellen nur eine beschränkte Eindringtiefe in die Masse der polymeren Kügelchen zur Verfügung steht. Die Energie der Mikrowellen ist an der Oberfläche der polymeren Masse am grössten und nimmt mit zunehmendem Eindringen in tiefere Schichten stark ab. Der Versuch, diesen Effekt durch starkes mechanisches Rühren der Masse der polymeren Kügelchen zu umgehen, hat keinen Erfolg, da hierdurch die feste Phase teilweise zerstört wird. Auch deshalb sind bisher nur Mikrowellen-Synthesesysteme im Handel, die für eine Synthese im niedrigen Millimol- Massstab ausgelegt sind. Diese Nachteile sind von besonderer Tragweite im Hinblick auf den steigenden Bedarf an peptidischen Verbindungen, hat doch z. B. die Anzahl peptidischer Verbindungen, welche als Wirkstoffe für pharmazeutische oder kosmetische Anwendungen ver- wendet werden, in den letzten zehn Jahren überdurchschnittlich stark zugenommen, verglichen mit der Gesamtzahl der Wirkstoffe. Da sich derzeit zahlreiche peptidische Verbindungen im Stadium der Entwicklung befinden, kann zudem erwartet werden, dass Zahl und Anteil entsprechender Wrkstoffe weiter ansteigen werden und damit auch der Bedarf an peptidischen Verbindungen weiter wachsen wird.
Um diese Nachteile zu überwinden, stellt die Erfindung unter anderem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung, welche ermöglichen, eine chemische Verbindung, insbesondere eine peptidische Verbindung, in grösserer Menge, z. B. im Kilogramm-Massstab, herzustellen. Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer chemischen Verbindung an der festen Phase, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine feste Phase, deren Grundstruktur ein Band mit Linkern für eine chemische Reaktion ist, und n Reaktionskammern, wobei n die Gesamtzahl der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte ist, bereitgestellt werden,
b) sodann das Band in eine erste Reaktionskammer transportiert wird,
c) anschliessend in dieser ersten Reaktionskammer der erste der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte durchgeführt wird,
d) nach Abschluss des Herstellungsschritts von Stufe c) des Verfahrens das Band in eine nächste Reaktionskammer transportiert wird,
e) anschliessend in dieser nächsten Reaktionskammer der nächste der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte durchgeführt wird,
f) nach Abschluss des Herstellungsschritts von Stufe e) des Verfahrens das Band wiederum in eine nächste Reaktionskammer transportiert wird,
g) anschliessend der Herstellungsschritt von Stufe e) des Verfahrens und der Transportschritt von Stufe f) des Verfahrens jeweils (n minus 3)-mal wiederholt werden,
h) anschliessend in der letzten Reaktionskammer der Herstellungsschritt der Abspaltung der chemischen Verbindung von der festen Phase durchgeführt wird,
i) sodann die chemische Verbindung aus der letzten Reaktionskammer isoliert wird und j) gewünschtenfalls anschliessend eine so erhältliche chemische Verbindung in eine andere chemische Verbindung überführt, eine so erhältliche chemische Verbindung in Salzform in die freie Form oder in eine andere Salzform überführt, eine so erhältliche chemische Verbindung in freier Form in eine Salzform überführt und / oder eine so erhältliche chemische Verbindung in Form eines Gemisches von Isomeren in ein spezielles Isomerengemisch oder in ein reines
Isomer aufgetrennt wird,
mit der Massgabe, dass
(1) der erste Schritt von Stufe g) des Verfahrens ein Herstellungsschritt ist,
(2) immer ein Transportschritt von Stufe g) des Verfahrens auf einen Herstellungsschritt von Stufe g) des Verfahrens folgt,
(3) der letzte Herstellungsschritt von Stufe g) des Verfahrens, welcher der (n minus 1)-te der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte ist, derjenige Herstellungsschritt ist, welcher dem Herstellungsschritt der Abspaltung der chemischen Verbindung von der festen Phase unmittelbar vorausgeht, und (4) mindestens einer der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte unter Mikrowelleneinwirkung durchgeführt wird. Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind die Linker für eine chemische Reaktion entweder auf dem Band selbst befestigt oder sie befinden sich auf Polymer-Kügelchen (Beads), die auf dem Band, vorzugsweise dicht gepackt, insbesondere dichtest gepackt, nebeneinander angeordnet, befestigt sind, wobei das Band entweder nur auf einer Seite oder auf beiden Seiten Linker trägt. Die Anordnung der Linker auf Beads ist bevorzugt, da bei Verwendung von Beads wegen deren Kugelform die für die Linker verfügbare Oberfläche grösser ist, was vorteilhafterweise zu einer höheren Beladungsdichte führt. Ausser Kugelform können die Beads auch eine andere geeignete Form mit grosser Oberfläche aufweisen, z. B. eiförmig sein.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens ist das Band eine Polymerfolie, die entweder aus einem anderen Polymer als, oder vorzugsweise aus demselben Polymer wie, die Polymer-Kügelchen (Beads) besteht. Als Polymere für die Polymerfolie / die Beads sind alle dafür üblicherweise verwendeten, gegebenenfalls modifizierten, Polymere geeignet, z. B. ein Polyacrylamid, Polyacrylat, Polyacryl- nitril, Polyamid, Polycarbonat, Polyester, Polyethersulfon, Polyethylen, Polyimid, Polypropylen, Polystyrol, Polysulfon, Polytetrafluorethylen oder Polyvinylchlorid, ein entsprechendes Copoly- mer oder Cellulose.
Ausser in der erfindungsgemäss bevorzugten Form einer Folie kann das Band auch in einer anderen geeigneten Form verwendet werden, z. B. als Film, Gewebe, Membran oder Vlies.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens ist ein Her- Stellungsschritt von Stufe c), Stufe e) oder Stufe g) des Verfahrens z. B. ausgewählt aus der
Gruppe, bestehend aus einem Vorbereitungsschritt (z. B. einem Aktivierungsschritt), einem Kupplungsschritt, einem Aufarbeitungsschritt (z. B. einem pH-Wert-Einstellungsschritt) und einem Reinigungsschritt (z. B. einem Waschschritt). Ein Vorbereitungsschritt kann auch, vor dem Beginn der eigentlichen Herstellung einer chemischen Verbindung an der festen Phase, die geeignete Vorbereitung des Bandes betreffen, z. B. dessen Quellen, Waschen oder anderweitige Aktivierung.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens enthält eine Reaktionskammer ein oder mehr als ein Agens, das z. B. ausgewählt ist aus der Gruppe, be- stehend aus einem Lösemittel, einem Reagens und einem Synthesehilfsstoff (z. B. einem Katalysator).
Als Lösemittel, Reagenzien oder Synthesehilfsstoffe kommen alle für die Herstellung einer ent- sprechenden chemischen Verbindung üblicherweise verwendeten Substanzen in Betracht.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein oder mehr als ein Herstellungsschritt in einer Reaktionskammer unter Rühren, z. B. mittels eines magnetischen Rührwerks, durchgeführt.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens wird der mindestens eine unter Mikrowelleneinwirkung durchgeführte Herstellungsschritt z. B. ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Vorbereitungsschritt von Stufe c), Stufe e) oder Stufe g) des Verfahrens, einem Kupplungsschritt von Stufe c), Stufe e) oder Stufe g) des Verfahrens und dem Abspaltungsschritt von Stufe h) des Verfahrens.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt den Mikrowellen, ihre Energie auf alle Reaktionszentren zu übertragen, da z. B. die polymeren Kügelchen (Beads), vorzugsweise dicht gepackt, insbesondere dichtest gepackt, nebeneinander angeordnet auf dem Band befestigt sind. Der Mikrowellengenerator, z. B. ein Magnetron, Klystron, Transistor oder elektronischer Oszillator oder eine Wanderwellenröhre oder Diode, kann sich innerhalb oder ausserhalb einer Reaktionskammer befinden.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens ist der Her- Stellungsschritt von Stufe c) des Verfahrens der Kupplungsschritt eines geeigneten Reagens an den Linker.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens werden in zwei oder mehr als zwei, insbesondere in allen n, verschiedenen Reaktionskammern die in diesen Reaktionskammern durchzuführenden Herstellungsschritte gleichzeitig durchgeführt, indem z.
B. das Band fortlaufend, insbesondere in gleichmässigen Schritten oder vorzugsweise kontinuierlich, in Richtung der n-ten Reaktionskammer gleichzeitig durch die entsprechende Anzahl von Reaktionskammern transportiert wird, in denen an den jeweiligen Bandabschnitten die für die Herstellung der gewünschten chemischen Verbindung jeweils benötigten Herstellungs- schritte gleichzeitig ablaufen, wodurch die Automatisierung einer erfindungsgemäss durchge- führten Synthese und die erfindungsgemässe Herstellung von grösseren Mengen einer chemischen Verbindung ermöglicht werden.
Die Verweilzeit des Bandes in einer bestimmten Reaktionskammer kann z. B. durch die Di- mensionierung der betreffenden Reaktionskammer und / oder die Transportgeschwindigkeit des Bandes gesteuert werden. Zusätzlich kann die nötige Verweilzeit des Bandes in einer bestimmten Reaktionskammer, in welcher ein unter Mikrowelleneinwirkung durchgeführter Herstellungsschritt abläuft, z. B. auch durch Anpassung der entsprechenden Mikrowellenleistung beeinflusst werden.
Durch geeignete Massnahmen werden z. B. Menge, Konzentration und Reinheit der Lösemittel, Reagenzien oder Synthesehilfsstoffe in den Reaktionskammern gesteuert.
Gemäss besonderen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens ist die herzu- stellende chemische Verbindung eine peptidische Verbindung, insbesondere eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem gegebenenfalls substituierten Peptid, einem gegebenenfalls substituierten Peptidderivat, einem gegebenenfalls substituierten Pep- tidmimetikum und einem gegebenenfalls substituierten Protein, insbesondere ein Peptid. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung einer chemischen Verbindung an der festen Phase, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine feste Phase, deren Grundstruktur ein Band mit Linkern für eine chemische Reaktion ist, n Reaktionskammern, wobei n die Gesamtzahl der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufen- den Herstellungsschritte ist, ein Mittel für den Transport der festen Phase durch die n Reaktionskammern und ein Mittel, das es ermöglicht, mindestens einen der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte unter Mikrowelleneinwirkung durchzuführen, enthält. Gemäss besonderen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung enthält diese zusätzlich ein Mittel, das es ermöglicht, einen oder mehr als einen Herstellungsschritt unter Rühren durchzuführen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine feste Phase wie vorstehend oder in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine feste Phase wie in Anspruch 15 definiert zur Verwendung in einem Verfahren wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert oder in einer Vorrichtung wie in Anspruch 14 definiert. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Vorrichtung wie vorstehend oder in Anspruch 14 definiert für die Durchführung eines Verfahrens wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer festen Phase wie in An- spruch 15 oder Anspruch 16 definiert in einem Verfahren wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert oder in einer Vorrichtung wie in Anspruch 14 definiert.
Das nachfolgende Beispiel dient der Illustration der Erfindung und schränkt diese nicht ein. Beispiel
Für den ersten Herstellungsschritt wird ein mit geeigneten Linkern belegtes Band in eine erste Reaktionskammer eingeführt, in welcher das Reagens, z. B. gelöst in einem Solvens, vorliegt. Das Reagens geht dann unter Mikrowelleneinwirkung mit der funktionellen Gruppe der Linker eine chemische Reaktion ein. Bei Bedarf kann die Reaktionsmischung mit Hilfe eines magne- tischen Rührwerks gerührt werden. Das Band wird danach in eine zweite Kammer transportiert, in welcher es gewaschen und / oder anderweitig für den nächsten Kupplungsschritt vorbereitet, z. B. von einer Schutzgruppe befreit und / oder aktiviert, wird, wobei je nach Syntheseprotokoll auch eine oder mehrere weitere Kammern Verwendung finden können. Nach dem Transport in eine nächste Kammer erfolgt dann der nächste Herstellungsschritt, in welchem das nächste Reagens an das an den Linker gebundene Zwischenprodukt gekuppelt wird, wiederum unter Mikrowelleneinwirkung. Dieses Prozedere wird wiederholt, bis die gewünschte Verbindung am Band aufgebaut ist, wobei immer ein Transportschritt auf einen Herstellungsschritt folgt. In der letzten Reaktionskammer wird die gewünschte Verbindung vom Harz abgespalten. Anschliessend erfolgen die Isolierung der Verbindung und gegebenenfalls eine oder mehrere Nachoperationen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer chemischen Verbindung an der festen Phase, dadurch gekennzeichnet, dass
a) eine feste Phase, deren Grundstruktur ein Band mit Linkern für eine chemische Reaktion ist, und n Reaktionskammern, wobei n die Gesamtzahl der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte ist, bereitgestellt werden,
b) sodann das Band in eine erste Reaktionskammer transportiert wird,
c) anschliessend in dieser ersten Reaktionskammer der erste der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte durchgeführt wird,
d) nach Abschluss des Herstellungsschritts von Stufe c) des Verfahrens das Band in eine nächste Reaktionskammer transportiert wird,
e) anschliessend in dieser nächsten Reaktionskammer der nächste der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte durchgeführt wird,
f) nach Abschluss des Herstellungsschritts von Stufe e) des Verfahrens das Band wiederum in eine nächste Reaktionskammer transportiert wird,
g) anschliessend der Herstellungsschritt von Stufe e) des Verfahrens und der Transportschritt von Stufe f) des Verfahrens jeweils (n minus 3)-mal wiederholt werden,
h) anschliessend in der letzten Reaktionskammer der Herstellungsschritt der Abspaltung der chemischen Verbindung von der festen Phase durchgeführt wird,
i) sodann die chemische Verbindung aus der letzten Reaktionskammer isoliert wird und j) gewünschtenfalls anschliessend eine so erhältliche chemische Verbindung in eine andere chemische Verbindung überführt, eine so erhältliche chemische Verbindung in Salzform in die freie Form oder in eine andere Salzform überführt, eine so erhältliche chemische Verbindung in freier Form in eine Salzform überführt und / oder eine so erhältliche chemische Verbindung in Form eines Gemisches von Isomeren in ein spezielles Isomerengemisch oder in ein reines Isomer aufgetrennt wird,
mit der Massgabe, dass
(1) der erste Schritt von Stufe g) des Verfahrens ein Herstellungsschritt ist,
(2) immer ein Transportschritt von Stufe g) des Verfahrens auf einen Herstellungsschritt von Stufe g) des Verfahrens folgt,
(3) der letzte Herstellungsschritt von Stufe g) des Verfahrens, welcher der (n minus 1)-te der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Her- Stellungsschritte ist, derjenige Herstellungsschritt ist, welcher dem Herstellungsschritt der Abspaltung der chemischen Verbindung von der festen Phase unmittelbar vorausgeht, und (4) mindestens einer der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte unter Mikrowelleneinwirkung durchgeführt wird.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Linker auf dem Band selbst befestigt sind oder sich auf Polymer-Kügelchen (Beads) befinden, die auf dem Band befestigt sind.
3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymer-Kügelchen (Beads) auf dem Band dicht gepackt, insbesondere dichtest gepackt, nebeneinander angeordnet sind.
4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Band aus einer Polymerfolie besteht.
5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymer-Kügelchen (Beads) und die Polymerfolie aus demselben Polymer bestehen.
6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band auf einer Seite oder auf beiden Seiten Linker trägt.
7. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Herstellungsschritt von Stufe c), Stufe e) oder Stufe g) des Verfahrens ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Vorbereitungsschritt, einem Kupplungsschritt, einem Aufarbeitungsschritt und einem Reinigungsschritt.
8. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine unter Mikrowelleneinwirkung durchgeführte Herstellungsschritt ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Vorbereitungsschritt von Stufe c), Stufe e) oder Stufe g) des Verfahrens, einem Kupplungsschritt von Stufe c), Stufe e) oder Stufe g) des Verfahrens und dem Abspaltungsschritt von Stufe h) des Verfahrens.
9. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reak- tionskammer ein oder mehr als ein Agens enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Lösemittel, einem Reagens und einem Synthesehilfsstoff.
10. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehr als ein Herstellungsschritt in einer Reaktionskammer unter Rühren durchgeführt wird.
1 1 . Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Her- Stellungsschritt von Stufe c) des Verfahrens der Kupplungsschritt eines geeigneten Reagens an den Linker ist.
12. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in zwei oder mehr als zwei, insbesondere in allen n, verschiedenen Reaktionskammern die in diesen Reaktionskammern durchzuführenden Herstellungsschritte gleichzeitig durchgeführt werden.
13. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Verbindung eine peptidische Verbindung, insbesondere eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem gegebenenfalls substituierten Peptid, einem gegebe- nenfalls substituierten Peptidderivat, einem gegebenenfalls substituierten Peptidmimetikum und einem gegebenenfalls substituierten Protein, insbesondere ein Peptid, ist.
14. Vorrichtung für die Durchführung eines Verfahrens wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert zur Herstellung einer chemischen Verbindung an der festen Phase, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Vorrichtung eine feste Phase, deren Grundstruktur ein Band mit Linkern für eine chemische Reaktion ist, n Reaktionskammern, wobei n die Gesamtzahl der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte ist, ein Mittel für den Transport der festen Phase durch die n Reaktionskammern, ein Mittel, das es ermöglicht, mindestens einen der während der Herstellung der chemischen Verbindung an der festen Phase ablaufenden Herstellungsschritte unter Mikrowelleneinwirkung durchzuführen, und gegebenenfalls ein Mittel, das es ermöglicht, einen oder mehr als einen Herstellungsschritt unter Rühren durchzuführen, enthält.
15. Feste Phase wie in den Ansprüchen 1 bis 6 definiert.
16. Feste Phase wie in Anspruch 15 definiert zur Verwendung in einem Verfahren wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert oder in einer Vorrichtung wie in Anspruch 14 definiert.
17. Verwendung einer Vorrichtung wie in Anspruch 14 definiert für die Durchführung eines Verfahrens wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert.
18. Verwendung einer festen Phase wie in Anspruch 15 oder Anspruch 16 definiert in einem Verfahren wie in den Ansprüchen 1 bis 13 definiert oder in einer Vorrichtung wie in Anspruch 14 definiert.
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