CH501654A - Verfahren zur Herstellung von halogenwasserstoffsauren Salzen von N-Carboxyargininanhydrid oder von N-Carboxyhistidinanhydrid - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von halogenwasserstoffsauren Salzen  von N-Carboxyargininanhydrid oder von N-Carboxyhistidinanhydrid    Gegenstand der vorliegenden Eirfindung ist ein Ver  fahren zur Herstellung von halogenwasserstoffsauren  Salzen von N-Carboxyargininanhydrid oder von     N-Car-          boxyhistidinanhydrid;    dieses Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass man ein Halogenierungsmittel mit der  entsprechenden Aminosäure, deren a-Aminogruppe mit  einer Alkoxycarbonyl- oder einer     Aralkoxycarbonylgrup-          pe    substituiert ist, die sterisch frei und fähig ist, während  der Umsetzung ein Elektronenpaar abzugeben umsetzt.  



  Diese erfindungsgemäss erzeugten halogenwasser  stoffsauren Salze sind neue Substanzen und zur Herstel  lung von Arginin oder Histidin oder diese beiden Amino  säuren enthaltenden Peptiden nützlich.  



  Frühere Versuche, Säureadditionssalze von     N-Carbo-          xyargininanhydrid    herzustellen, waren nicht erfolgreich.  Das klassische Verfahren, bei dem     N-Carboxyaminosäu-          reanhydrid    durch Umsetzung einer Aminosäure mit  Phosgen gebildet werden, ist mit Arginin vollständig un  befriedigend, da praktisch kein gewünschtes Produkt  gebildet wird.  



  Es ist nun gefunden worden, dass die gewünschten  Verbindungen durch Umsetzung eines     Halogenierungs-          mittels    mit Arginin oder Histidin bei guter Ausbeute her  gestellt werden können, vorausgesetzt dass die     a-Amino-          funktion    der Aminosäure durch ein hemmendes Mittel  Gehemmt wird, das sterisch frei und imstande ist, eine  positivere Ladung aufzunehmen, indem es im Verlauf der  Umsetzung ein Elektronenpaar abgibt.  



  Die beim     erfindungsgemässen    Verfahren gewöhnlich  verwendeten Halogenierungsmittel umfassen eine be  kannte Klasse Halogenierungsmittel vom bei der Her  stellung von Säurechloriden und Säurebromiden allge  mein verwendeten Typus. Dazu gehören z.B.     Thionyl-          chlorid    und Thionylbromid, Phosphorpentachlorid und  Phosphorpentabromid. Unter diesen wird aus Gründen,  die nachstehend näher dargelegt werden,     Phosphortribro-          mid    bevorzugt.

      Zu den Sperrmitteln, die verwendet werden können  Gehören zweckmässig z.B. bis zu 8 Kohlenstoffatomen  enthaltende Alkoxycarbonyl- und     Aralkoxycarbonyl-          Gruppen,    die dank der Tatsache, dass das Kohlenstoff  atom der Alkoxy- oder Aralkoxy-Gruppe, die an ein  Sauerstoffatom gebunden ist, durch mindestens 2 Was  serstoffatome substituiert ist, sterisch ungehindert sind.  Nicht nur muss dieses Kohlenstoffatom sterisch frei sein,  sondern die Gruppe muss imstande sein, durch Abgabe  eines Elektronenpaares im Verlauf der     Umsetzungen    po  sitiver zu werden.

   Die bevorzugte     Alkoxycarbonyl-Grup-          pe    ist Methoxycarbonyl, da es am leichtesten erhältlich  ist, doch können auch andere Alkoxycarbonyl-Gruppen  verwendet werden. Typische Alkoxycarbonyl-Gruppen,  die sich als Sperrgruppen im erfindungsgemässen Verfah  ren eignen, sind z.B. Äthoxycarbonyl-, Propoxycarbonyl,  Isobutoxycarbonyl oder Isoamyloxycarbonyl. Die bevor  zugte Aralkoxycarbonyl-Gruppe ist Benzoxycarbonyl,  doch können auch andere Aralkoxycarbonyl-Gruppen,  insbesondere substituierte Benzoxycarbonyl-Gruppen,  wie z.B.

   Methyl- oder Äthylbenzoxycarbonyl-,     Methoxy-          oder    Äthoxybenzoxycarbonyl- oder Chlor- oder     Brom-          benzoxycarbonyl-Gruppen,    verwendet werden.     Substi-          tuenten    im Benzylteil üben ihre elektronische Wirkung am  Günstigsten aus, wenn sie sich in para-Stellung befinden,  doch ist dies nicht wesentlich.  



  Die erwünschten Sperrgruppen sind von den entspre  chenden Chloriden oder Bromiden, zweckmässig     Benzyl-          oxycarbonylchlorid    oder Methoxycarbonylbromid, abge  leitet. Wird ein Chlorid verwendet, so erhält man ein salz  saures Salz. Bromide führen zu Bromwasserstoffsalzen;  p-Nitrobenzyloxycarbonylchlorid und ähnliche, bei denen  der     Substituent    in der     Benzylgruppe    eine starke induktive  Wirkung ausübt, können im     erfindungsgemässen    Verfah  ren als Quellen von Sperrgruppen verwendet werden.  



  Der genaue Verlauf der Umsetzung, durch welche  erfindungsgemäss die Verbindungen hergestellt werden,  wird nicht ganz verstanden, doch wird angenommen, dass      die Umsetzung über eine Zwischenverbindung vor sich  geht, die im Fall von durch ein Benzyloxycarbonyl ge  sperrtem Arginin, durch folgende Strukturformel darge  stellt werden kann:  
EMI0002.0000     
    obwohl  kann.  Die positive Ladung, die auf einen  in der cyclischen Struktur hindeutet, wird durch eine  Einbusse an Elektronen der Benzylgruppe neutralisiert,  die sich als Carboniumion abspaltet und ihrerseits durch  ein Halogenidiom das vom Halogenierungsmittel befreit  wird, neutralisiert wird. Die Theorie dieses Mechanismus  wird durch die Tatsache erhärtet, dass Benzylchlorid im  Verlauf der Umsetzung entwickelt wird.

   Es wird einem  auch dadurch klarer, warum die Sperrgruppe sterisch  frei und imstande sein muss, Elektronen abzugeben. Ist  die Gruppe nicht sterisch frei, so wird das Halogenidion  daran gehindert, zum aαKohlenstoffatom zu gelangen.  Kann die Gruppe keine Elektronen abgeben, so kann  die positive Ladung des cyclischen Teils nicht neutrali  siert werden. Der Mangel an Nutzen der     p-Nitrobenzyl-          oxycarbonyl-Gruppe    im erfindungsgemässen Verfahren  wird auch durch diesen vorgeschlagenen Mechanismus  erklärt. Infolge der starken induktiven Wirkung der     Ni-          trogruppe    gibt die Sperrgruppe ihre Elektronen nicht an  den cyclischen Teil ab.  



  Die     Umsetzung    kann mit oder ohne Lösungsmittel  durchgeführt werden. Zu den zweckmässigen Lösungs  mitteln gehören aromatische Kohlenwasserstofflösungs  mittel, die z.B. bis zu 9 Kohlenstoffatome enthalten wie  z.B. Benzol oder Toluol. Bis zu 8 Kohlenstoffatome auf  weisende Ätherlösungsmittel, insbesondere cyclische  Ätherlösungsmittel, wie z.B. Dioxan oder     Tetrahydrofu-          ran,    eignen sich ebenfalls. Mit Halogenierungsmitteln,  wie z.B. Thionylchlorid oder Thionylbromid, kann über  schüssiges Reagens als Lösungsmittel dienen.  



  Bei einer     bevorzugten    Ausführungsform der vorlie  genden Erfindung wird Phasphortribromid als     Haloge-          nierungsmittel    und Tetrahydrofuran als Lösungsmittel  verwendet. Bei dieser Kombination reagiert die Amino  säure mit dem Halogenierungsmittel und bildet eine lös  liche Zwischenverbindung, und das gewünschte Produkt  fällt aus der Lösung aus. Die Reaktion wird mit Vorteil  bei Raumtemperatur, d.h. 25 - 35 C, durchgeführt; es  erübrigt sich, die Temperatur zu steuern.  



  Die Umsetzung kan im allgemeinen innerhalb eines  weiten Bereiches von Temperaturen, z.B. von etwa Raum  temperatur bis etwa 100 C, ausgeführt werden. Bevor  zugte Reaktionstemperatur wird anhand von Faktoren  wie der Wirkung des Halogenierungsmittels, dem all  fällig verwendeten jeweiligen Lösungsmittel und der Men  ge Reaktionsteilnehmer ausgewählt.         Normalerweise    geht die Umsetzung rasch vor sich.  Deren Dauer schwankt je nach Faktoren wie den oben  erwähnten. Aus Gründen der Zweckmässigkeit wird es  vorgezogen, die Umsetzung so rasch wie möglich, z.B.

    in etwa 2 - 15 Minuten, durchzuführen, obwohl die Dauer  bis zu einer Stunde oder sogar mehr betragen  Es können äquimolare Mengen Reaktionsteilnehmer  verwendet werden, doch wird es vorgezogen, einen     Über-          schuss    an Halogenierungsmittel zu verwenden, um eine  möglichst hohe Ausbeute zu erzielen.     Normalerweise     wird ein mindestens 10%iger molarer Überschuss an  Halogenierungsmittel verwendet, doch ist ein bis     SO-fa-          cher    oder sogar grösserer Überschuss oft nützlich. Wie  bereits erwähnt, kann das Halogenierungsmittel als Lö  sungsmittel verwendet werden. Mit Thionylchlorid oder  Thionylbromid kann die Ausbeute oft gesteigert werden,  indem die Umsetzung in zwei Stufen durchgeführt wird.

    In der ersten Stufe wird die Umsetzung in einem Lö  sungsmittel wie Benzol durchgeführt. Am Ende der  Reaktionsperiode wird das Lösungsmittel und überschüs  siges Halogenierungsmittel entfernt. Der Rückstand wird  in der Regel zerdrückt und die Umsetzung ohne Lösungs  mittel wiederholt. Es wird angenommen, dass das Pro  dukt in der ersten Stufe auf dem Aminosäure-Ausgangs  stoff einen Überzug bildet, der eine Fortsetzung der Um  setzung verhindert. Durch Zerdrücken wird dieser Über  zug zerbrochen, so dass die Umsetzung in der zweiten  Stufe zu Ende geführt wird.    <I>Beispiel 1</I>    N-Carboxyargininanhydrid-hydrochlorid  In 30 mg Natriumbenzyloxycarbonylarginin in 0,25  ml Benzol wird 1 ml Thionylchlorid unter Rühren gege  ben. Das Gemisch wird etwa 30 Minuten unter Kratzen  und Rühren auf einem Dampfbad erhitzt.

   Es wird dann  auf Raumtemperatur abgekühlt und das Benzol und das  überschüssige Thionylchlorid abgegossen. Der Rück  stand wird zweimal mit Benzol und einmal mit Petrol  äther gewaschen und im Vakuum getrocknet, wobei man  N-Carboxyargininanhydrid-hydrochlorid erhält.  



  Das bromwasserstoffsaure Salz wird in ähnlicher Wei  se erzielt, indem das Thionylchlorid durch eine äquiva  lente Menge Thionylbromid ersetzt wird.  



  N-Carboxyhistidinanhydrid-hydrochlorid und N-Car  boxyhystidinanhydrid-hydrobromid werden auf dieselbe  Weise erhalten.    <I>Beispiel 2</I>    N-Carboxyargininanhydrid-hydrochlorid  4 g Benzyloxycarbonylarginin werden in etwa 5 ml  Benzol suspendiert und 17 ml Thionylchlorid werden  beigefügt. Das Gemisch wird eine halbe Stunde bei  Raumtemperatur gerührt und das überschüssige     Thionyl-          chlorid    abgegossen. Der Rückstand wird zuerst mit 50  ml Benzol und dann mit 50 ml Hexan gewaschen.  



  Der gewaschene Rückstand wird bei Raumtempera  tur in Vakuum getrocknet, und 20 ml Thionylchlorid  werden beigefügt. Das Gemisch wird auf einem Dampf  bad auf etwa 80 C erhitzt, das überschüssige     Thionyl-          chlorid    entfernt und der Rückstand mit je 50 ml Benzol  und dann Hexan gewaschen.

   Das erzielte     N-Carboxyar-          gininanhydrid-hydrochlorid    wird durch Lösung in 10     ml          Dimethylformamid@        Ausschleudern    des Gemisches,     Ab-          giessen,    Fällen durch Zusatz von 30 ml     Äthylacetat,     nochmaliges Zentrifugieren und Abgiessen des Lösungs  mittels gereinigt.      <I>Beispiel 3</I>  N-Carboxyhistidinanhydrid-hydrobromid  Zu 4 Millimole Benzyloxycarbonylhistidin in 5 ml  Tetrahydrofuran werden 8 Millimole Phosphortribromid  gegeben; das Gemisch wird bei Raumtemperatur gerührt.  Nach etwa 5 Minuten erhält man eine Lösung, die wei  tere 5 Minuten gerührt wird.

   N-Carboxyhistirinanhydrid  hydrobromid fällt aus und wird durch Filtrieren gesam  melt.  



  N-Carboxyhistidinanhydrid-hydrochlorid wird in glei  cher Weise hergestellt, indem das Phosphortribromid  durch eine äquivalente Menge Phosphortrichlorid ersetzt  wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von halogenwasserstoff sauren Salzen von N-Carboxyargininanhydrid oder N- -Carboxyhistidinanhydrid, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Halogenierungsmittel mit der entsprechenden Aminosäure, deren a-Aminogruppe mit einer Alkoxy- carbonyl- oder einer Aralkoxycarbonylgruppe substi tuiert ist, die sterisch frei und fähig ist, während der Um- setzung ein Elektronenpaar abzugeben, umsetzt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man als Halogenierungsmittel Phosportri- bromid oder Thionylchlorid verwendet. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch zur Herstellung von Bromwasserstoff- oder salzsauren Salzen von N- Carboxyar2ininanhydrid oder N-Carboxyhistidinanhy- drid. <I>Anmerkung des</I> Eidg. <I>Amtes für geistiges Eigentum:</I> Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentan spruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Ein klang stehen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungsbereich des Patentes massgebend ist.