JPS5810546A - N−ホルミルペプチドエステルからホルミル基を除去する方法 - Google Patents

N−ホルミルペプチドエステルからホルミル基を除去する方法

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JPS5810546A
JPS5810546A JP57079805A JP7980582A JPS5810546A JP S5810546 A JPS5810546 A JP S5810546A JP 57079805 A JP57079805 A JP 57079805A JP 7980582 A JP7980582 A JP 7980582A JP S5810546 A JPS5810546 A JP S5810546A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 護基であるホルミル基を除去する方法に関する。
より詳細には、本発明は特定のpH条件のもとでヒドラ
ジンまたはヒドラジン誘導体を用いてNーホルミル化ペ
ブチドまたはそのエステルからホルミル基を除去する方
法に関する。
ペプチド合成の際に、アミノ酸のアミノ基上にホルミル
基を置換させてアミノ基を保護することは、多くの化学
文献にも示されているとおりよく知られている。このば
あい、当然ながら該合成の最終工程において、ホルミル
基を除去し、アミノ基をフリーにする必要がある。また
合成の最初の工程(すなわちホルミル化)は容易である
が、最終の段階すなわち一般的な方法による脱ホルミル
化によりえられる結果は満足のいくものではない。一般
的に適用される脱ホルミル化の条件は簡単であるが、え
られる結果はしばしば期待を裏切る。その理由は、かな
り強く結合しているペプチド分子内で変化が生じ、その
変化はペプチド結合にもおよぶためである。
この変化は通常の脱ホルミル化の条件、すなわち水と炭
素数1〜5のアルコールの溶液中、He/SH2So4
、HNO3、パラトルエンスルホン酸、トリフルオロ酢
酸などの強酸の存在下で反応させるときに生じる。
値上のごとき化学構造の変化はホルミル化されたペプチ
ドのかわりにホルミル化とエステル化されたペプチドか
らなる基質のばあいにもつとはつきりする。その理由は
、前記の困難性に加えてエステル基の加水分解がかなり
の程度認められ、ジケトピペラジンが生成するためであ
る。ペプチドの脱ホルミル化に関する主な参考文献をつ
ぎに示す。
Zehra 、 A.、Ber.23 、3625(1
890) iHillmann −Elldes、A.
、Naturforsch. 、6B% 340(19
51 ) iWaley SS. G. 、Chem.
工na.、i953、107 ;Boissonnas
、R. A. 、Helv. Ohim. Acta,
 3(5、875(1955) ; Sheehan 
、 、T.O.、 J.Am.ohem・Sac. 1
 1 54( 1 95B) iほかに詳細な記述は多
少古典的であるが.r. Greenstein : 
Chemof Am.Acids、II 、1244、
46、47などのペプチドに関する文献中にも見られる
これら参考文献の著者らは酸性媒体中で脱ホルミル化を
行なうことを佃究しそいる。
近年では、ほかの研究者が、異なった条件のもとでの反
応、すなわち塩化アセチル、ヒドロキシルアミン、また
はヒドラジンなどの他の試薬を脱ホルミル化剤として用
いて高収率を達成している。しかしながらとくにヒドラ
ジンを用いるばあい、相当するヒドラジン誘導体を形成
するため、エステルの脱ホルミル化には不適当である(
 Lefrancier, Bull. Soc. C
him. Franoes1965、3668 ; G
eiger, GB−PS 1 182 450参照)
H2O2による醇化によってペプチドまたはペプチドエ
ステルを脱ホルミル化する方法( Losss。
、r, Prakt. ahem. 1964、24、
118参照)や水素化分解によって脱ホルミル化する方
法( Logge 。
J,Prakt. chem. 1964、24、11
8参照)も研究されている。
ペプチド類やそれらのN−ホルミル化エステル類のN一
説ホルミル化の重要性は工業的見地からも明白である。
かかるペプチド類のうち工業的に重要な物質の一例とし
てアスパルテーム(aspartam)として知られ、
特有の甘味的性質を有スルα−L−アスバルチルーL−
 フェニルアラニンメチルエステルがある。この物質は
ペプチド合成の技術分野において用いられる通常の多く
の方法によって調製できる。たとえばアスパラギン酸の
アミノ基をブロックし、そのα−カルボキシル基を活性
なエステルまたは酸無水物の形で活性化し、ついでフェ
ニルアラニンメチルエステルと縮合反応させ、えられた
エステル化ペプチドのアミ7基の4+i%基を除去する
ことにより調製される。
α−L−7スバルチルーL−フェニルアラニンのメチル
エステルの工業的製造法は現実的にはかなりの困難性を
伴う。すなわち実際に適用しうる合成方法は限られてお
り、しかもいずれの合成方法によってもホスゲンなどの
有毒な物質やカルボベンゾキシクロライドなどの取り扱
いが困難な物質を使用しなければならず、さらにはそれ
らの合成方法では、生成物が低い収率でしかえられない
という困難性もある。
アスパルテームの合成が比較的実行しやすい工業的な方
法としては、N−ホルミル−L−アスパラギン酸無水物
をL−フェニルアラニンメチルエステルで縮合し、つぎ
にN−ホルミル−a−L−アスパルチル−L−フェニル
アラニンメチルエステルをN−説ホルミル化する方法で
ある。かかるに−説ホルミル化としては、特定の溶媒中
、強酸性の無機酸の存在下で行なう方法(タケモ)(T
akemoto)、西独特許公開第2.655.946
号公報参照)、ヒドロキシルアミンを用いる方法(タケ
モト、西独特許公開第2.554.421号公報参照)
、水の存在下で加熱する方法(タケモト、特開昭51−
39602号公報参照)、メタノール中で塩醜を用いる
方法(西独特許公開第2.256.055号公報参照)
などが採用される。
成上の刊行物に記載されている方法には、いずれも欠点
があり、一般に、N−ホルミル化ペプチドやそれに対応
するエステルの脱ホルミル反応においていくつかの欠点
がある。なかんづく合成の最終段階でえられる生成物の
収率が低いこと、中間体がきわめて高価なものであるこ
となどが大きな欠点である。さらには最終段階でえられ
た低収率の生成物に不純物が混在しており、これを精製
するために付加的なコストが必要となる。
本発明者らは、ペプチドまたはそのエステル中、のに−
ホルミル基の除去がヒドラジンまたはとドラジン誘導体
の存在下、pHを1〜3.5に維持することにより、非
常に簡単な方法で、しかもおどろくほど高収率で行なう
ことができることを見出し、本発明を完成するにいたっ
た。このpHの範囲はこの反応に決定的な意味をもつ。
すなわち本発明は、N−ホルミルペプチドまたはN−ホ
ルミルペプチドエステルにヒドラジンまたけ一般式(■
): R−c−NH−1!H2(I) 1 (式中、Rは炭素数1〜5の飽和もしくは不飽和、直鎖
もしくは分岐鎖、置換もしくは未置換のアルキル基、ま
たは置換もしくは未置換のシクロアルキル基、または置
換もしくは未置換のアリール基、またはアミノ基を表わ
す)で表わされるヒドラジン誘導体をpH1〜5.5の
範囲に保ちながら反応させることを特徴とするN−ホル
ミルペプチドまたはそのエステルからホルミル基を除去
する方法に関する。
本発明の方法によれば、反応はヒドラジンまたはヒドラ
ジン誘導体の存在下に、pH1〜3.5の範囲で行なわ
れなければならない。事実、ヒドラジンもしくはヒドラ
ジン誘導体の不存在下、酸を加えて反応を行なったり、
pHを1未満にして反応を行なえば、反応温度60%の
条件のもとて1時間後には、出発物質であるホルミルエ
ステルが完全に消失し、少量(約15%)の脱ホルミル
化生成物しか生成せず、しかもそれは、TLC(・薄層
クロマ・トゲラフイー)によればジケトピペラジンであ
る。
一方、pHを3.5よりも高くして反応を行なうと脱ホ
ルミル化は非常に少量しか起らず、反応時間を長くして
行なっても殆んど目的生成物が認められない程度である
。pH1〜3.5の範囲内で反応を行なうことは本発明
の必須の要件である。この反応は、反応中にpHが高く
なる傾向にあるため、反応過程全般においてpHを一定
に維持する必要がある。このpHの調節は反応液中に、
徐々に無機酸溶液を加えることにより行ないうる。この
無機酸溶液としては、塩酸や硫酸の10%溶液が一例と
してあげられ、p−)ルエンスルホン酸を用いることも
可能である。このほか適当な緩衝溶液を1■いることも
できる。
N−ホルミルペプチドエステルの脱ホルミル化にヒドラ
ジンを用いることは、相当するヒドラジドが生じるため
に不適当であることは前述した(P、 Lefrano
ier、 et al、Bull、 Soa、 Chi
n、 F’ranoe 1965.3668参照)。し
かしながら本発明によればこの欠点はpHを1〜3.5
の範囲に維持して反応をおこなうことにより、最小限度
にすることができる。また本発明の方法によれば、ヒド
ラジンの量は脱ホルミル化されるペプチドまたはそのエ
ステル1モルに対して1〜3モルの範囲が適当であり、
一方溶媒はメタノール、メタノール−水混合溶媒または
そのほかの溶媒を用いることができ、溶媒の構造や使用
量は殆んど問題とならない。
本発明の方法をさらに詳細に述べれば、最初の反応混合
物のpHを1〜3.5の範囲に調節し、反応中はこのp
H範囲を維持する。そして温度は20〜100°Cの範
囲で行なうが、反応時間は温度に依存する。用いる酸は
塩酸、硫酸、硝酸などの強酸性の無機酸などがあげられ
、そのほかトルエンスルホン酸も使用可能である〇 本発明の方法にかかわる反応は高収率で進行する。すな
わち該反応は、前記特定条件下で容易に進行し、生成物
は75〜90%またはそれ以上の高収率でえられるが、
この収率は用いられるヒドラジン試薬の種類に依存する
。かかるヒドラジン試薬脱ホルミル止剤としての活性度
は、たとえばもつとも簡単な試薬であるアセチルヒドラ
ジン、ベンゾイルヒドラジン、塩化トリメチルアミノア
セチルヒドラジド(いわゆるジラードT (Girar
a T )とよばれ、複雑な構造を有し、付加的な官能
基やセミカルバジドを有するものである)などがあげら
れる。
脱ホルミル化剤として一般式(I)で表わされるとドラ
ジン誘導体を用いるばあい、その使用量は、脱ホルミル
化されるペプチドまたはそのエステルの1モルに対して
1〜5モルが適当である。ただし経済性を考慮しなくて
もよいばあいは、この試薬の量を多くす乞ことも可能で
ある。
溶媒はペプチド類のばあいメタノールまたはメタノール
−水混合溶媒が好ましく、ペプチドエステル類のばあい
にはペプチドとエステルを形成しているアルコール残基
と同じアルコール化合物が好ましい。ただし溶媒の構造
糺は、ここでは重要ではなく、シたがって炭素数2〜5
の他のアルコールまたは他の水溶性の溶媒、たとえばジ
オキサン、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルム
アミドなどを用いることができる。また非水溶性の他の
溶媒、たとえば炭化水素、塩素付加炭化水素、エーテル
、ケトン、エステル、それらの混合物も用いることが可
能である。これらすべての溶媒は水の存在下または不存
在下で用いられるため、単一層また番ま二層になること
がある。反応温度はとくに重要でGlなく、反応時間に
影響があるだけである。すなわち反応温度は用いる溶媒
に応じて異なり、通常20〜150°Oの範囲であり、
また反応時間Gマ反応温度により30分から30時間の
範囲で変動する。
つぎに実施例をあげて本発明をより詳細に説明するが、
本発明はそれらの実施例のみに限定されるものではない
O 反応の進行はTLO(薄層クロマトグラフィー)により
追跡され、反応過程中に生じた化学構造11 の変化も
TLOにより証明しうる。脱ホルミルイヒ生成物には少
量のジケトピペラジンが存在する。
この物質、特に2−ベンジル−3,6−シケトー5−ピ
ペラジニル−酢酸は市販のアスパルテーム中に2%程度
存在する。th@IFooa ana 1)rug 紬
−1stratitTitl@ 21、Cod@ of
 F@deral Regulations 。
Paragraph 121.1258にはアスノぐル
テーム中のこの物質の最大量を2%と定めてI/)る。
゛本発明の方法によりえられたアスノずルテームの純度
試験番マHPL(7(高速液体クロマトグラフィー)に
より行なわれ前述のジケトピペラジンが最大限0.6〜
0.7%しか含まれていないことが判明した。またアス
パルテーム中の他の不純物としてa−アスパルチル−フ
ェニルアラニンがあるが、市販のアスパルテーム試薬中
には1%程度存在するのに対し、本発明によりえられた
アスパルテーム中には最大限0.3%しか存在せずこの
点でも改善されている。反応生成物の定結分析にはGL
O(ガス、液体クロマトグラフィー)を用いた。
実施例1 5−2g (10ミリモル)のN−ホルミル−α−L−
アスパルチルーL−フェニルアラニンメチルエステルを
32m/のメタノールに溶解した。これに5.2mzの
水を加え、さらに3%の塩酸水溶液をo、smt加えて
pHを2に調節した。溶液を70°Oに加熱し、この温
度を10時間維持し、この間、pHが常に1.5〜′5
.0の範囲になるように逐次6%の塩酸水溶液を加えて
調節した。 ゛ TLO分析(ml :メチルエチルヶトン/酢酸/ピリ
ジン/水=32/4/2/6、ニンヒドリン発色):n
rD、35(もつとも大きなスポット、アスパルテーム
)RtD、1(謝昏ミル化および脱メチル化されたペプ
チド)RtO,9(未同定) GLO分析:α−L−アスパルチルーt−フェニルアラ
ニンメチルエステル1.9i、(収率65%) 実施例2 3.2.(10ミリモル)のトホルミルーa−4+−ア
スパルチル−L−フェニルアラニンメチルエステルを6
2m/のエタノールに溶解した。別途、5mtの水に1
 、s、 (30ミリモル)のヒドラジン・1水和物を
溶解した溶液を調製し、これに15%塩酸水溶液を加え
てpHを1.5に調節した。後者の溶液に前者の溶液を
加え、15%塩酸水溶液を加えてpHを1.5に調節し
た。この混合液を70°Oに加熱し、この温度を7.5
時間保持した。この間、15%塩酸水溶液を逐次加えて
pHをつねに1.5〜6.5の範囲に調節した。
GL(l析:α−I、−7スバルチルーL−フェニルア
ラニンメチルエステル2.i(収率70%) 実施例3 3.2. (10ミリモル)のN−ホルミル−α−L−
アスパルチルーL−フェニルアラニンメチルエステル’
e !12111/のメタノールに溶解し、これに3.
2膳lの水と2.2. (30ミリモル)のアセチルヒ
ドラジンを加えた。10%塩酸水溶液を加えてpHを2
.5に調節した。反応液を54°Oに加熱し、この温度
を8時間保持した。この間、pHは1.5〜6.5の範
囲に調節した。
TLC分析(展開溶媒:メチルエチルケトン/酢酸/ピ
リジン水=32/4/2/6、ニンヒドリン発色):x
t O,35(アスパルテーム) Rro、1(脱ホルミル脱メチルペプチド)GLO分析
: a−L−アスパルチル−L−フェニルアラニンメチ
ルエステル2.65.(収率9o%)実施例4 3.2p(10ミリモル)のトホルミルーα−L−アス
パルチル−L−フェニルアラニンメチルエステルを52
m1のメタノールに溶解し、これに−3,2117の水
と5. (50ミリモル)のジラードTを加え、10%
塩酸水溶液を加えてpHを2.5に調節した。
この溶液す70°’aに加熱し、この温度を7時間保持
し、この間pHを1.5〜3.5の範囲に調節した。
TLO分析(展開溶媒:メチルエチルケトン/酢酸/ピ
リジン/水=52/4/2/6、ニンヒドリン発色)=
Rt 0.35 (アスパルテーム) Rro、1(脱ホルミル脱メチルペプチド)GLC分析
:α−L−アスパルチルーL−7エニルアラニンメチル
エステル2.2.(収率76%)実施例5 3.22(10ミリモル)のN−ホルミル−α−L−ア
スパルチルーL−7エエルアラニンメチルエステルtt
 32m/ f)エタノールに溶解し、3.2ミリモル
の水と3.33. (30ミリモル)のセミカルバジド
塩酸塩を加えた。pHは2となり、pHの調節は不要で
あった。この溶液を70°0に加熱し、この温度で8時
間維持し、この間pHを1.5〜3.5に保った。
GLO分析: a−L−アスパルチル−L−フェニルア
ラニンメチルエステル2.4. (収率83優) 実施例6 3.22(10ミリモル)のトホルミルーa−L−アス
パルチル−フェニルアラニンメチルエステルを32m1
のエタノ−ルに溶解し、3.2の水と49 (30ク ミリモル)のベンゾイルヒドラジドを加え、pHを1.
5〜3.5に調節した。この溶液を70°C3に加熱し
、この温度で4時間保持し、この間pHを同範囲に保っ
た。反応物を40°C以下の温度で真空乾燥させた。こ
れに10mI!の水を加え、pHを等電点(pH= 5
.2 >に調節し、0°Cまで冷却して吸引濾過した。
生成物は2.5りのアスパルテームであり、分析の結果
はぼ純粋物であった。
(収率85.4%) 実施例7 12.825に、のトホルミルーα−L−アスパルチル
−L−フェニルアラニンメチルエステルヲ307のジク
ロロエタンに溶解し、これに10−の氷酢酸、101の
メタノールおよび14に、のアセチルヒドラジンとを加
えた。温度を64°Oまで上昇させ、濃塩酸溶液を加え
てpHをつねに2.2〜2.6に保持した。脱ホルミル
化反応は5時間後に完了した。最終容積は80tであっ
た。反応液をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)
により分析したところ、α−L−アスパルチルーL−7
エ二ルアラニンメチルエステルを含有していた。またそ
の濃度は132rmP/mlであった。該HPL(3の
分析条件はつぎのとおりである。
カラム:RP810μ、カラムの温度45°01流速2
0Q /分、215nmの紫外線で発色 展開溶媒:pH7,5のリン酸緩衝液、0.01M/ア
セトニトリル ・ リクロソルブ=971α−L−アス
パルチル−L−フェニルアラニンメチルエステルの滞留
時間=5.2分 α−L−アスパルチルーL−フェニルアラニンメチルエ
ステルの収量: 10.55にバ収率90%)つぎに反
応液からジクロロエタンとメタノールを真空下で除去し
、50/の水を加え、pHを5.2に調節した。このp
H値はアスパルテームの沈殿物が生ずる等電点である。
飽和食塩水の水浴上にて一5°0で10時間冷却し、ア
スパルテームを遠心分離し、充分に洗浄した。45°C
の循環乾燥器内で乾燥後、つぎの定性分析値を有するア
スパルテームが9kgえられた。
滴定(HPLO): 99.3乾燥(99,5む了)ジ
ケトピペラジン(2−ベンジル−己6−シケトー5−ピ
ペラジニル酢酸): 0.5% N−L−(1−7スパルチルーI、−フェニルアラニン
(脱メチル化したアスパルテーム): 0.1% 約1−5kpのアスパルテームを含む母液についてさら
に同じ操作を繰り返すことより、はぼ定量的にアスパル
テームを回収することができた。
2つの市販のアスパルテームはつぎの分析値を有する。
サンプルAのWの分析:純度兇、4%、ジケ) 2−<
ラジン0.7%、脱メチルアスパルテーム2.1% サンプルBのHPLCの分析:純度97.0%、ジケト
がラジン2.74%%脱メチルアスパルテーム 0.4
5% HPLO分析の条件はつぎの通りである。
カラム: 1iohrosorb RP18.10μ、
長さ25(至)、内径−展開溶媒:メタノール甲声4の
リン酸緩衝液、流速:2wnt1分 発色:210nmのUV光 滞留時間 アスパルテーム: 12.8分(純度の決定 3.6分
)ジケトピペラジン:5.1分 脱メチルアスパルテーム:3.3分

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1N−ホルミルペプチドまたはN−ホルミルペプチドエ
    ステルにヒドラジンまたは一般式(I):R−C−薦一
    皿2(I) 八 (式中、Rは炭素数1〜5の飽和もしくは不飽和、直鎖
    もしくは分岐鎖、置換もしくは未置換アルキル基、また
    は置換もしくは未置換シクロアルキル基、または置換も
    しくは未置換アリール基、またはアミノ基を表わす)で
    表わされるヒドラジン誘導体をpH1〜3.5の範囲に
    保ちながら反応させることを特徴とするN−ホルミルペ
    プチドまたはそのエステルからホルミル基を除去する方
    法。 2  pHを1〜′5.5の範囲に保つことが無機酸ま
    たは緩衝液を反応液に加えることにより行なわれる特許
    請求の範囲第1項記載の方法06 前記ヒドラジンまた
    は一般式(I)で表わされるヒドラジン誘導体が前記N
    −ホルミルペプチドまたはそのエステルの1モルに対し
    て1〜5モルの割合で使用されることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 4一般式(I)で示される化合物がアセチルヒドラジド
    、ベンゾイルヒドラジド、ジラードTおよびセミカルバ
    ジドよりなる群から選ばれた1種であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 5 前記反応の反応温度が20〜150°Cであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 6 前記反応が炭素数1〜5のアルコール溶媒中で行な
    われることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 7 前記アルコール溶媒中に水が加えられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第6項記載の方法。 8 前記反応がケトン類、ジメチルホルムアミド、ジメ
    チルスルホキシド、アセトニトリル、脂肪族エステル類
    、炭化水素、塩素含有炭化水素およびそれらの混合物よ
    りなる群から選ばれた1種の溶媒中で行なわれることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 9  前記N−ホルミルペプチドエステルがN−ホルミ
    ル−α−L−アスパルチルーL−フェニルアラニンメチ
    ルエステルであり、ホルミル基除去後ノ生成物がアスパ
    ルテームであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
JP57079805A 1981-05-13 1982-05-11 N−ホルミルペプチドエステルからホルミル基を除去する方法 Granted JPS5810546A (ja)

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