CZ8998A3 - Způsob získávání amidů alfa-(N,N-dialkyl)kyseliny aminokarboxylové - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká nového postupu bezracemizačního spojení α-(N,N-dialkyl)-aminokyselin s aminy za účelem získání amidů kyseliny karboxylové.

Při syntéze četných přírodních látek vyznačujících so zajímavým farmakologickým účinným profilem, a u. účinných látek odvozených strukturálně od těchto látek jsou a - (N, N-dia.Kyl)-aminokvsel.iiiy podle vzorce II

R¹

CH — COOH

zajímavé jakožto stavební kameny (na příklad enkefalíny : U. Schmidt et al., Liebigs Ann. Chem 1985, 1254-1261,

Dolastati ny : G.R. Pettit et. al., Tetrahedron 4 9 (41.) 9151 9170, WO 9.3 / 23 424). Tak ku přikladu z N,N-ďimethylvalinu (Ha) a tetrapeptidu se získá antineoplaďtická účinná látka doČiastáťin.. 1.0 :

Spojení. Ν,Ν-dialkylaminokyseliny (Ha) s peptidy je obtížný postup, který byl v případě dolastatinu 10 úspěšný jen. s výtěžností 53 % (J. Poncet et al. Tetrahedron 50, 5345-5360 (1994). Tento špatný výsledek, kdy se značná část hodnotných • 9

tetrapeptidu při systéze dolastatinu. ztrácí, není podle U.

Schmidta et al. (Liebigs Ann. 1985, 1254-1262) nijak překvapivý.

U. Schmidt studoval i spojení M,N-dimethylaminokyselin v souvislosti se syntézou enkefalinů. Pro aktivaci těchto aminokyselin se ukázaly být použitelné pouze tři metody :

1. Akti vace N, N-dimethylaminokyselin přeměnou na pentaf 1 u.orfeny 1 ester :

Tuto metodu používá na přiklad G.R. Pettit et al. (J. Am. Chem. Soc. 1991, 113(6992-6993) pro syntézu dolastatinu 15. Jako výchozí sloučeninu pro tento několikastupňový postup se používá pentafluorfenol, poměrně dosti drahé činidlo, které pro technické syntézy neni k dispozici v dostatečném, množství. Jeho použití vede kromě jiného ke vzniku odpadu s obsahem fluoru, který může být odstraněn jen velmi obtížně a pravděpodobně za vzniku dioxinů.

2. Jako aIternlativu doporučuje U. Schmidt aktivaci pomocí 3 - ky a n - 4,6 - d i m e t h y 1 - 2 - py r i d .1 n t h i o 1 u :

Kýanopyridin není ovšem, na trhu běžně k dostání a musí být získán v rámci několikastupňového postupu.

3. Třetí alternativou je pak aktivace d.im.etylam.inokyseliny pomocí dietylfosforkaynidanu ( DEPO) (G.R. Pettit, Tetrahedron 1994 50 (42, 12097-12108). Také toto činidlo není běžně na trhu k dostání v takovém, množství, jaké je zapotřebí pro technickou syntézu. Proto je nezbytný několikastupňový dodatečný postup. Při výrobě a přeměně DEPC je třeba pracovat s vysoce jedovatými roztoky s obsahem kyanidu.

- 3Naléhavě je tedy zapotřebí postupů, které umožni, jednoduché spoj ení N, N-di.m.etylam.inokysel.i.n .

Zájem je nejen o spojení peptidů s N, N-dim.etyTam.inokyselinam.1, ale i o peptidové vazby s N-b<u:-zy 1-mety.1,am.iriokyse. 1 inami. Zbytkový benzyl přitom, slouží, jako ochranná skupina, která může být. hydrogenolyticky odštěpena.

N-benzyl-N-metylaminokyseliny se dají sice jakožto peptidové stavební kameny poměrně snadno získat, nicméně se jen velmi málo používají, protože až dosud neexistují použitelné metody pro bezracem.izačni spojení těchto aminokyselin.

K získáni peptidů. tvořených částečně z N-m.etylam.inokyselin (na. příklad jde o cyklosporiny, dolastatíny) se tedy používá výl. učně N-acYl--N~mety.laminokysel.in (Acyl -= butoxy karbony! (BOC), benzyloxy karbony.! (Z), které jsou sice obtížněji získatelné než N-benzyl-N-metylaminokyseli.ny, za to ale při spojováni vykazují podstatně menší sklony k racemizaci (přiklad : dolestatin. 15-synteza podle G.R. Pettita, J. Am. Chem.. Soc. 19 91 11.3 6692-6693).

Také pro použití. N-benzyl-N-metylamínokyselin by bylo potřebné vhodné pojivové činidlo.

Toto spojení kyseliny karboxylové s aminy za přítomnosti anhydridů alkanfosfonové kyseliny a její přeměna na amidy představuje snadno použitelný postup (EP 14.834), který může být využit i pro získání peptidů (EP 156.280). Přednostně se přitom používá n-anhydrid propanfosfonové kyseliny (PPA). Použitelnost tohoto činidla, byla však předvedena pouze u N-acylam.inokysel.in. nealkylovatel ných na dusíku.

Pro takovéto reakce je k dispozici řada, vhodných pojivových činidel. Použitelnost anhydridů kyseliny alkafosfonové pro spojení N, N-dialkylaminokyselin podle vzorce I nebyla dosud, prověřena.

V souvislosti s výše zmíněnou problematikou bylo tedy jistým, překvapením, že anhydridy kyseliny alkanfosfonové představují vhodná pojivová činidla pro spojování a -(N,N-dialkyl)-aminokyselin.

-A *

Podstata vynálc	2ZU
Předmětem vy	málezu je postup	zisk	ání	amidů	a
-(N,N-diaikylan	n.:i./no)-kyseliny karboxylo	vé pod)	i O V Z'	orce I

R^{1 r2}\ I ^r4

N--CH--CO--N

R5

ve kterém, znamenají velká, písmena s horním, indexem.

R¹ C. j-alkyi, C,.,₇Cykloalkyl, fenyl, benzyl, (CH,) ₃NH (C-NH)NH₂, CH₂CONH_2/ CH₂CO₂H, CH₂SH, (CH₂)₂CONH₂/ (CH₂)₂CO₂H, imodazolyl.......5~m.ethyl.en,· (CH₂)₄NH,, (CH₂)₂SCH₃, CH_ZOH, CH (OH)

CH, nebo ΙηΗοΙγΙ-β-ωβΙΙγΙθη, přičemž reaktivní skupiny jsou p o dl o p o t ř eby vy b a v e n y o c 11 r a. η ným 1. s k u p i n a m i

R² Cj .g-a.lkyl nebo případně substituovaný benzyl

R³ Cj.g-alkyl nebo případně substituovaný benzyl, přičemž R^J a R³ mohou být vzájemně spojeny

R⁴ a R³ nezávisle na. sobě znamenají vodík, Cj..₆~· alkyl,

C₃...₇-cykloa.l.ky.l, fenyl (který může být substituován. 1, 2 nebo 3 atomy fluoru, chloru nebo bromu nebo C

j...,j-alkyl-, C,...,/-3.1 koxy- nebo CF₃-skupí.námi), aromatický heterocyklus (který může být substituován 1,2 nebo 3 atomy fluoru, chloru, nebo bromu nebo C_v.₅-alkyl-, Ckoxy- nebo

CF₃-skupinami) nebo benzyl (který může být substituován 1, 2 nebo 3 atomy fluory, chloru nebo bromu nebo Cj_,-alkyl-, C^g-alkoxy- nebo CF₃-skupinami) , přičemž R.⁴ a R⁵ mohou být ještě dodatečně vzájemně spojeny a v NR⁴ může být R⁵ také pro zbytek aminokyselin nebo peptidů, přičemž karboxylová. skupina a další funkční, skupiny mohou být případně blokovány ochrannými., skupinamiznamenají, takto charakterizované, že odpovídající volné kyseliny s primárními nebo sekundárními aminy jsou. za. přítomnosti anhydridů kyseliny alkanfosfonové uváděny do reakce.

Jako primární a sekundární aminy je možno uvést zejména. :

R⁵

- aminy, jako amoniak,metylamin, etylamin, propylamin, buty 1 ami n, i sobu tylami n, benzyl ami n, cyk.l ohexy.1 ami n, dimetylamin, dietylamin, benzylmetylamin, dibenzyiamin, pyrrolidon, hydroxy- a m.etylpyrroli.din, piperidin, hydroxy- a metylpiperidin, anilin, N-metylanilin, mo r f o 1 i n, a 1 k y tmo r i o 1 i. n, a m i n opy r i d i n

- aminokyselinové deriváty, jako ester a amidy alaninu, N-metylalanin, glycin, N-metylglycin, izoleucin, N-metylizo.loučin, metionin, N-metylmetionin, fenylglycin, N-me ty1-fenylgTyčin, fenylalani π,

N-me tyl - feny 1 a 1 an i. n, pro 1 i. n, t ryp t o f an., N-mety 11 .rypt of an, valin, N.......metylváliη, β.......alanin, N-mety1.....-β-alanin

- pept.idy, jako VaJ.-MeVal-O.Me, MeVal-Val-OMe, Pro-Val-OMe, Pro-Val-NIl·,, Pro-Val-NHBz, Va. 1-MeVal-Val-Pro-OMe, Val-MeVal-Val-Pro-NH₂, Val-MeVal, Val-Pro-NHBz, Val-MeVal-Val......Pro-NHiProp, Va 1-MeVa 1 ~-Pro-ProNII₂,

Val-MeVal-- Pro- Pro-NHBz, Val-MeVal-P ro- Pro-NHiProp.

Je-li R¹ C_a_₆.....alkyl- nebo C₃_₇-cykloalkylová skupina, pak zde přicházejí do úvahy především : methyl, izopropy1, izobutyl, 1-m.ethyl-n-propy 1-1-yl, cyklopropyl a cyklohexyl.

Oj ₆-aI kýlové skupiny uváděné speciálně pro R¹ jsou upřednostňovány také pro R.², R.³, R⁴ a R⁵. Jako cykloalkylové skupiny uveďme pro R’ a. tť' především. cyklopropyl a cyklohexyl..

Jakožto aromatické heterocykly přichází pro R⁴ a R^b do úvahy přednostně zbytkový thiazol, thiofen a pyridin.

R⁴ a R⁵ mohou být vzájemně spojeny také můstky, takže R⁴R^b jsou pak k. dispozici pro (CH₂)₄, (CH₂)₅, CH₂CH₂OCH.₂CH₂, (CH₂)₆.

R¹ a. R³ mohou být vzájemně spojeny. Přitom, se případně vytvářejí C₁-C₄-alky1substitsuované pyrolidiny a piperidiny.

R² může být k dispozici vedle alkylové skupiny také případně substituovaný zbytkový benzyl. Jako substituenty jsou vhodné • · · · · ·

Cý-Cy-alkyl, Cy-Cyalkoxy, Nitro, CF₃, Cl, F, Br.

Postup podle předkládaného vynálezu je tedy vhodný jak pro získávání amidů N,N-dialkylaminokyselin 1, tak zejména pro z iskáváni pept idů.

Při reakci se pracuje s teplotami od -10°C až po + 40°C. Přednostně pak s teplotami od -5°C do hodnot pokojové teploty. Jako reakční činidla se hodí anhydridy alkanfosfonových kyselin s přímým nebo rozvětveným, řetězcem případně cyklických alkanfosfonových kyselin s délkou, řetězce 1 až 8 atomů uhlíku., přednostně pak anhydrid kyseliny propanůosfonové (ΡΡΆ). Jako další příklady je možno uvést anhydrid kyseliny methanůosfonové, kyseliny ethanůosfonové a kyseliny butanfosfonové.

Získávání anhydridů kyseliny alkanfosfonové může probíhat známým, způsobem, na příklad způsobem popsaným v Houben-Weyl, Emth. d. Org. Chem. (1963), sv. XI 1/1,3. 612.

Při získávání peptidů se účelně pracuje s obzvláště čistými anhydridy kyseliny alkafosfonové. Takovéto anhydridy se získávají reakcí čistých dichloridů kyseliny alkanfosfonové s 1 mol vody s následným odstraněním, zbytkového chlorovodíku ve vakuu.

Přednostně se pro získávání těchto anhydridů používá postup uvedený v německé patentové přihlášce č. 2.811.628.

V rámci tohoto postupu se čistá, kyselina alkanf osf onové převádí tepelným odštěpením vody na anhydridy. Návazné čištění pomocí vakuové destilace může být účelné. Reakce probíhá nejlépe v neutrálním, nebo slabě alkalickém, prostředí.

Pro kondenzační reakci se účelně volí pufrované prostředí, získané přidáním, alifatických a cykloalifatických terciárních bází jako ku příkladu N-metylmorfo1 i n, N-et.y 1 moří:o1 i n, trialkylaminy s až 6 C-atomy na zbytkový alkyl. Zejména, se v tomto ohledu osvědčil trietylamin a diizopropyletylamin. Vhodnými rozpouštědly jsou dimetylsulfoxid, DMF, DMA,N-metylpyrolidon, chloroform, metylenchlorid, THF, dioxan a metyl ester kyseliny octové.

K' získávání peptidů se používá jakožto výchozího materiálu vedle N-N-dialkylaminokyseliny resp. N-benzyl-N-alkylaminokyseliny a anhydridů kyseliny alkanfosfonové aminokyselina nebo peptid se zablokovanou karboxylovou. skupinou. Pro ochranu této karboxylové skupiny • · · · · · ·♦ ··

·· • · ·· • · · ·· ·· ·· · · · • · · je možno použit všech ochrannýcli skupin běžných v p ep t i. do sy n t é z e.

Anhydridy kyseliny alkanfosfonové se používají přednostně v nadbytečném množství (2 až 2,5 mol. anhydridu kyse.l.....inv alkanfosfonové na mol amidového pojivá).

Příklady provedení_vynálezu

Příklad 1

Me₂ Va 1 -V a 1 -Me Va. 1 - P r o - P r o - Ν HB z x í IC1

Do roztoku 8,7 g L-M,N-dimetylvalinu, 27,4 g Val-MeVal-Pro-Pro-NHBz x HC1 a 21,6 g trietylaminu ve 100 ml CH₂C.l₂ se při kapá válo po dobu 20 minut 42,4 g 50 ti procentního roztoku n-anhydridu kyseliny propanfosfonové v octanu etylu při 0 až 65°C. Roztok byl po dobu 1 hodiny promícháván v chladu a přes noc při pokojové teplotě. Organická fáze byla promyta a zahuštěna 50 ml vody. Resíduum. bylo zředěno v 50 ml izopropanolu a okyseleno 10 ml třicetiprocentní izopropanolové HC.1. Po naočkování se přidalo při 60° C 150 ml metyl-tert.-butyleteru, přes noc se vše promíchávalo, pak odsálo, promylo izopropanolem a usušilo. Bylo získáno 29,9 g (88,3 %) Me₂Val-Val-MeVal.-Pro-Pro NHBz x HC1. Čistota HPLC-plošné procento : 99,8 % (žádný epimer nezjistitelný) .

Přiklad 2

Me₂Val-Val-MeVal-Pro-Pro-NBHz x HC1

Do roztoku 21,6 g dimety1valinu, 54,8 g

Val-MeVal-Pro-Pro-NHBz x HC1 a 54 g diizopropoletylaminu ve 100 ml CH₂C1.₂ se po dobu 4 5 minut přikapávalo 84,8 g padesátiprocentního roztoku anhydridu n-kyseliny propanfosfonové v octanu etylu při teplotě -75° C. Vše se po dobu 1 hodiny v chladu, a přes noc při pokojové teplotě promíchávalo. Organická fáze byla promyta a zahuštěna 200 ml nasyceného roztoku NaCl. a. 100 ml desetiprocentního NaOH. Resíduum. bylo .rozpuštěno ve 350 ml 2-butanolu. Bylo přidáno 25 ml. nasyceného izopropanolového roztoku HC1 a 200 ml MTBE, přes noc se vše promíchávalo, pak odsálo a ve vakuu usuší.....Lo.

Bylo získáno 61,4 g (90,5 %) produktu, čistota HPLC-plošné procento : 99,8 % (žádný epimer nezjistitelný).

• * ♦ · · ·

Příklad. 3

g N-benzyl-N- me t.y1 val i nu v CH₂C1₂ bylo přidáno 120 g diizopropyletylaminu. Při -55 až 5°C bylo přidáno 37,7 g prolinmetylesterhydrochloridu a 176,8 g padesátiprocentního roztoku anhydridu kyseliny propanfosfonové v octanu etylu. Vše se po dobu 1 hodiny v chladu a přes noc za pokojové t ep 1. o t y p r om i c h á. v a .1. o. ©rgeftieká—£áze—byl a—jpťouayta—411Θ—»

200 ml 1 N NaOH a. dvakrát vodou, pomocí Na₂SO₄ usušer Získáno bylo 49,6 g produktu, čist

K roztoku ne procento

ani 1

J

%.

zahuštěna. los né oval omočí erů

HPL

K roztoku dii.zopropyJ.etylgMinu

C přidáno padesátipro propanlos chladu fáze

Na₂S

Pro-pro-NBHz r o z t o ku a n h y dr i du octanu stylu. Vše se po dobu 1 za. pokojové teploty promíchávalo,

16.3 g

C až 5°

24.3 g •kyseliny hodiny v J^ganická g

...ího nové v řes noc .

promyta vodou, 1 N NaOH a vodou, usušena zahuštěna. Zůstalo 14,4 g (93,4 %) produkťt procento : 96,1. %. Obsah ostatn otě HPLC-plošné astereomerů nedosahoval ani 1 %.

»44* • · 4 4· • 444 ·· • 4 4 4 ·· • · 4 4·

4444 44«4 ···« 4444 · 4 ·4 · 44«

4 444 44

4 4 44 «4>4

2LpQ.;;gffl.ěn..ěftá—s beán k a ” . . .míchaná—pe—dobu—1—hodiny-v—efctaďn a—pires—ne·:;—při—poko-ýové toplofeě·. Organická fáze byla promyta 400 ml vody, 200 ml 1 N NaOH a dvakrát vodou, usušena, pomoci Na₂SO₄ a zahuštěna. Bylo získáno 49,6 g (65,4 %) produktu při čistotě HPLC-plošné procento : 93,7 %. Obsah ostatních diastereomerů nedosahoval ani. 1 %.

Příklad 4

K roztoku 6,5 g N-benzy.I-N-mety1-valinu a 16,3 g dii.zopropyletylami.nu v metylenchloridu bylo při teplotě od -55° C do 5° C přidáno 9,9 g Pro-Pro-NBHz x HC1 a. 24,3 g padesátiprocentního roztoku anhydridu n-propanfosfonové kyseliny v octanu etylu.. Vše se míchalo po dobu 1 hodiny v chladu a přes noc při pokojové teplotě, organická, fáze pak byla promyta vodou, 1 N NaOH a. vodou , usušena pomocí Na₂S0₄ a zahuštěna. Zbylo 14,4 g (93,4 %) produktu o čistotě

HPLC-plošné procento : 96,1 %. Obsah ostatních diastereomerů nedosáhl ani 1 %.

Claims (5)

1. Ρ A T E N T O V É

   N Á R O K’ Y

   1. Postup z .i s ka vanr amrc l.ů a- i (N,N-dialkvla mino) -ky rsel karboxyl o ve peťil-e·¹ vzo rce I R¹ Ir 1 x/^R4 N--CH- -co — -N R³^ R⁵

   ve kterém velká písmena s horním, indexem, znamenají

   R¹ Ci-g-alkyl, C₃_₇-cykloalkyl, fenyl, benzyl, (CH₂) ₃NH (C-NH) NH₂, CH.₂C.ONH₂, CH.₂CO₂H, CH₂SH, (CH₂) ₂CONH₂, (CH₂)₂CO₂H, Imidazolyl-5-metylen, (CH₂)₄HN₂, (CH₂)₄ NH₂, (CH₂)₂SCH₃, CH,OR,

   CH₂OH, CH(OH)CH₃ nebo indolyl--p-metylen, přičemž reaktivní skupiny jsou podle potřeby vybaveny ochrannými skupinami..,

   R.² Cj.g-řilky.1. nebo případně substituovaný benzyl,

   R³ C^g-alkyl nebo případně substituovaný benzyl, přičemž

   R¹ a R² mohou být vzájemně spojeny,

   R⁴ a R⁵ nezávisle na sobě vodík, C^-alkyl, C₃_₇-cykloalkyl, feny i. (který může být nahrazen 1, 2 nebo 3 atomy fluoru, chloru nebo bromu nebo C^g-alkyl-, C^s-alkoxynebo CF₃-skupinami) aromatický heterocyklus (který může být nahrazen 1, 2 nebo 3 atomy fluoru, chloru, nebo bromu nebo C_v..·-alkyl-, C₁..₅-alkoxy- nebo CF₃~skupinami) nebo benzyl. (který může být nahrazen. 1, 2 nebo 3 atomy fluoru, chloru nebo bromu, nebo C_r..ya 1.kylC₁„.₅-alkoxy~· nebo Clý-skupinami) , přičemž R⁴ a R⁵ mohou být ještě dodatečně vzájemně spojeny a v NR⁴R^:> může zastupovat zbytkové aminokyseliny nebo peptidy, přičemž karboxylová skupina, a další funkční skupiny jsou případně blokované ochrannými skupinami charakterizovaný tím, že příslušné volné kyseliny ^edle· vzorce 11. r e a g u j i • · · · * · ··

   -AO-

   N— CH--CO--OH

   R³^ s primárními nebo sekundárními aminy podle vzorce z a p ř i t om. n o s t i a n hy d r i. dů ky s e 1 i ny a 1 k a n ,f · o s t o n o v é.
2. 2- Postup podle nároku 1, charakterizovaný tím, že jako primární nebo sekundární aminy mohou být použity deriváty aminokyselin nebo peptidy.
3. 3. Postup podle nároku 1, charakterizovaný tím, že se jako anhydrid. kyseliny alkanfosfonové používá anhydrid n-ky s e1i ny p ropan fo s fono vé
4. 4. Postup podle nároku 1, charakterizovaný tím, že se jako a - d i. a 1 ky 1 am i n o k a r b o x y 1 o v é ky s e 1 i ny p o u. ž i v a j i

   N,N-di .metyl- a N-benzyl-N-mebylaminokarboxylové kyseliny.
5. 5. Postup podle nároku 1, charakterizovaný tim, že se jako a--dialkylaminokarboxylové kyseliny pouzívaji

   N,N-dimetyIvaliη, N,N-dimetylizoleucin, N-benzyl-N-metylvalin nebo N-benzyl~N-metyl-izoleucin.