JPS63199704A - 固相ペプチド合成用樹脂の合成方法 - Google Patents

固相ペプチド合成用樹脂の合成方法

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JPS63199704A
JPS63199704A JP62324234A JP32423487A JPS63199704A JP S63199704 A JPS63199704 A JP S63199704A JP 62324234 A JP62324234 A JP 62324234A JP 32423487 A JP32423487 A JP 32423487A JP S63199704 A JPS63199704 A JP S63199704A
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    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/04General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers
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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】 11里車重I 本発明は固相ポリペプチド合成用の樹脂支持体および該
樹脂支持体の合成方法に関する。
11反豆皮lJ ペプチドの合成は、一般に、アミノ酸のカルボキシル基
と他のアミノ酸の7ミノ基との縮合(またはカップリン
グ)によってペプチド結合を形成することによって行な
われる。この順序は個々のアミノ酸の縮合の段階的延長
の繰返しによるか、ある場合には予め形成した2個のべ
ブチド断片の縮合(断片縮合)によって構成できる。両
種類の縮合において、反応に関与しないアミノまたは力
ルボキシル基は保護基によって封鎖《または保護》しな
ければならない。これに加えて、アミノ酸の反応側鎖官
能価も保護する必要がある。
一連の綜合反応による大きいペプチドの合成を成功させ
るには、各化学工程でほぼ定借的回収を達成しなければ
ならない。この要求事項はR. B。
Herririeldが開拓した固相ペプチド合成によ
って満足させうる。かような合成においては、ペプチド
連鎖は通常、ベンジル型力ルポキシルー保s曇によって
不溶性ポリスチレン樹脂に結合している。
ベンジルエステル結合によって樹脂に結合している最初
のアミノ酸は、そのアミノ部位で保護を外され、そして
、保護されたα−7ミノ基を有ずる第二のアミノ酸と結
合し、保護されたジペプチドエステルを生成する。保1
1!!はトリフルオロ酢酸によって除去され、中和され
て塩基を有する遊離アミンを形成し、そして、第二のN
−保護アミノ酸と結合する。これらの工程p多数の繰返
しの後に、酸処理によって完成ペプチドを樹脂から開裂
させる。不溶性樹脂支持体の使用によって、樹脂を濾過
し、そして、これを洗浄して副生物および過剰な出発物
質を除去することによって各カップリング反応の生成物
を単離することができる。
aarany, c.およびHerrirield. 
R.B.、r ThePeptidesJ  Vol.
2  、 ^cadesic  Press.  社、
 NewWork.  1 9 7 9 、 1 〜2
 8 4頁、およびκemp−Vellaccio、[
Organic Chemistry J 1 0 3
 0 〜1032 (1980)参照。
固相ペプチド合成において、ペプチド−樹脂結合は必須
事項である。この結合は、典型的には濃厚な酸の使用を
伴うアミノ封鎖基の脱保護に対して安定でなければなら
ない。この結合が脱保護化条件に対して安定でないなら
ば、ペプチドは早期に樹脂から離れていまう。これに加
えて、この結合は、好ましくは、回収されるペプチドを
損傷させないような条件下でペプチド合成が完結したと
き容易に開裂されなければならない。
ペプチド−樹脂結合を改善するために多数の研究が行な
われている。Herrifi,cldは、アミノ基の脱
保護に要する強酸条件下で比較的安定なフェニルアセト
アミドメチル結合を開発した。
(Stewart. J. H.およびYoung, 
J. D. SolidPhase  Pe tide
 S nthesis,第2版、PierceChea
+ical  Co. Rockford. Illi
nois.  1 1 〜1 2頁およびGross.
 E.およびHeienhofer. J.、 The
Peptides. Analysis  S nth
esis 、 Biolog 、Vol。
2、^Cadea+ic Press,、 1 980
. 3 〜250頁参照》。
ペプチドが大きくなり、かつさらに!雑になるに伴い脱
保護並びに開裂に必要な酸性条件に対して安定性が減少
するため、研究者は比較的温和な薬剤によって開裂でき
るペプチド−樹脂結合を開発した。Hangはジクロロ
メタン中の25%トリフルオロ酢酸によって開裂できる
旦−アルコキシベンジルアルコール樹脂を開発した。s
tewart、、、Hに文献12および13゜ 開裂のためのより緩和な条件の探求において、Ta1.
 (U、S、P、4 、507 、230 )は、得ら
れた酸性条件下で大部分プロトン化されず、かつ、求核
性のままで残る好適な弱塩基の使用によって、典型的に
は無水弗化水素である、開裂において使用される強酸の
am能を減少させる方法を開発した。
上記に引用した文献いずれにも、酸安定性並びに温和な
酸条件下で容易な開裂の組゛合せが得られる同相ペプチ
ド合成のペプチド−樹脂結合は記載されていない。
J、H,5alanenおよびE、 Bradeli8
は彼等の論文「The p −methylsulfi
nylbenzyl GrOLIp、ASelecti
vely   C1eavable  Carboxy
l  ProtecむingGrOIJp J トロン
トにおける第9回アメリカ ペプチド シンポジウム(
1985年6月23〜28日)において、溶液相ペプチ
ド合成に使用するカルボキシル保護基として有用な旦−
メチルスルフィニルベンジル基を記載している。スルホ
オキサイド置換ベンジルエステル結合はアミノ基の脱保
護に使用されるトリフルオロ酢酸条件に対して安定であ
る。スルホオキサイドがサルファイドに還元されたとき
、エステル基は「錠を外され」(unlocked) 
、そして無水トリフルオロ酢酸によって開裂性になる。
しかし、同相ペプチド合成において使用する目的のため
のこの保護基の説明はない。
発明者等は、強酸条件に対して安定性があり、比較的温
和な酸条件下で容易に開裂してペプチドと樹脂とが得ら
れる同相ペプチド合成用の樹脂を見出した。
L11立亘I 樹脂 本発明には、同相ペプチド合成用樹脂および該樹脂の合
成方法が含まれる。この樹脂は構造? P−Rlo−R21−8−R3−CH20H(式中、P
はポリマー支持体であり、R1は置換または未置換芳香
族であり、R2は炭素原子1〜20個を有するアルキル
であり、R3は置換または未置換フェニルであり、そし
て、nおよびmは独立に、1またはOに等しい)を有す
る。
監1立直り 同相ペプチド合成用の樹脂の合成方法は:1i)  求
核反応を受けるここができるポリマー支持体Pと式 %式% (式中、R3は置換または未置換フェニルである)のメ
ルカプタンとを反応させて式 %式% (式中、R1は置換また未置換芳香族であり、R2は炭
素原子1〜20個を有するアルキルであり、そして、n
およびmは独立に1または0に等しい)のサルファイド
樹脂を形成し、そして、(ii)  該サルファイド樹
脂を酸化して式%式% (式中、R、R2、R3,nおよびmは上記の定fiで
ある)のスルホオキシド樹脂を形成することから成る。
本発明の詳細な説明 本発明の樹脂は、構造 P−Rln−R2,−8−R3−CI−12OH(式中
、Pはポリマー支持体であり、R1は置換または未置換
芳香族、好ましくは未置換フェニルであり、そして、R
2は炭素原子1〜20個を有するアルキル、好ましくは
メチレンである。R3は置換または未置換フェニル、好
ましくは未δ換フェニルであり、そして、nおよびmは
独立に1またはO&−等しい)を有する。RおよびR3
が置換されている場合には、置換基はペプチド合成条件
下で反応しないものでなければならない。
RおよびR3の好適な置換基の例は、メチルまま たはエチルのようなアルキル、フェニルのようなアリー
ル、プロペンのようなアルケン、ヘキシンのようなアル
キン、ニトロ基およびクロロ、フルオロまたはブロモ基
のようなハロゲンである。
ポリマー支持体は、ポリアミド、ポリスルファミド、置
換ポリエチレン、ポリエチレングリコール、フェノール
樹脂、ポリサッカライド、またはポリスチレンのような
多数のポリマー、コポリマーまたはポリマーの組合せの
任意のものでよい。
ポリマー支持体は、ペプチド合成において使用される溶
剤に不溶性、かつ不活性でなければならない。支持体は
取扱い液体からの濾過が容易なような寸法およびおよび
形状であるのが好ましい。すべての薬剤がポリマー粒子
中に浸透し、そして、ポリマー粒子内のすべての反応部
位に近ずけるようにポリマーは合成に使用される溶剤中
で膨潤することが好ましい。好ましいポリマー支持体は
、スチレンと約1%のm−ジビニルベンゼンまたは架橋
剤との懸濁共重合によって製造されたゲルである。かよ
うな架橋ゲルは、有機溶剤中においてそれらの乾燥容積
の約5〜6倍に11潤する。この膨潤は、ポリマーの反
応部位へ溶剤および反応体を接近させ、そして、ポリマ
ーの内部並びに外部表面における反応を可能にする。
り0ロメチルメチルエーテルを使用することによって行
なわれるりOOメチレーションによってこのポリマーに
官能基を導入できる。クロロメチル化架橋ポリスチレン
ゲルは、当業界でHarrifieldmfJRと呼ば
れている。Herrifield樹脂は、stewar
t、 J、 H,およびYoung、 J、 0.によ
る5olid Phase Pe tid13  S 
nthests、第2版、Pierce Cheggi
cal Co、  Rockford、  l1lin
oisにさらに詳細に記載されており、本文献は本明細
書の参考になる。
好ましい樹脂は、式、 (式中、Pは架橋ボ″リスチレン樹脂である)を有する
樹脂である。
本川I劇の参考になる同時係属出願筒946゜558に
詳細に記載されている固相ペプチド合成用のIM脂が使
用できる。
」1立直羞 樹脂は、求核反応を受けることができるポリマー支持体
Pと式 %式% (式中、R3は置換または未置換フェニルである)のメ
ルカプタンとを反応させ、サルファイド11脂を形成し
、該サルファイド樹脂を酸化してスルホオキサイド樹脂 酎 P−R−R−8−R3CH,,0H In   2m (式中、R1は置換または未置換芳香族であり、R2は
炭素原子1〜2011を有するアルキルであり、R3は
置換または未置換フェニルであり、そして、nおよびm
は独立に、1または0、に等しい)を形成することによ
って合成される。
メルカプタンは、式 %式% (式中、R3は置換または未置換フェニルである)を有
するものである。メルカプト化合吻の例は、且−(メル
カプト)ベンジルアルコール、9−(メルカプト)ベン
ジルアルコール、旦−(メルカプト)−9−クロロベン
ジルアルコール、または旦−(メルカプト)−9−りO
ロベンジルアルコールである。好ましいメルカプタンは
、p−(メルカプト)ベンジルアルコ−ル 反応は、トリエチルアミン、テトラメチルグアナジン、
ジイソプロピルエチルアミンおよびトリメチルアミンの
ような第三アミン塩基の存在下で行なわれる。好ましい
第三アミンはトリエチルアミンである。あるいはまた、
号ルファイド化合物と水酸化ナトリウムまたは水酸化カ
リウムのような無機塩基とを反応させることによってサ
ルファイド化合物の塩を予備形成することができる。ポ
リマー支持体とメルカプタンとの反応は、テトラヒドロ
フラン、N、N−ジメチルホルムアミド、ベンゼンまた
はトルエンのような、ポリマーをe詞させるがメルカプ
タンとは反応しない極性溶剤中において行なわれる。好
ましい溶剤はテトラヒドロフランである。
サルファイド樹脂は、式 %式% (式中、P、R1R、R、nおよびmは上記の定義であ
る)のスルホオキサイド樹脂に酸化される。酸化は過酸
化水素、過酸、ヨードベンゼンジクロライド、過沃素酸
ナトリウムなどを使用するような当業界で公知の任意の
酸化方法によって行うことができる。好ましい酸化一方
法は、0〜25℃でメチレンクロライド中のm−りn 
El過安息香酸による酸化である。
次の実施例は本発明を説明する目的のみのものであり、
本発明の範囲を限定する積りはない。
実施例1 架橋ポリスチレン支持体に次のような機能を付与した: 50〇−丸底フラスコ中に、20.00gのクロロメチ
ル化1%架橋ポリスチレン; (Herrifieldlllt ) 200〜400
メツシユ、1.11eQクロライド/g、22gmol
:160−の乾燥テトラヒドロフラン(THF);6、
329 (45g+giol )の4−メルカプトベン
ジルアルコールおよび6.6d(4,89,48i+5
ol)のトリエチルアミンを入れた。フラスコ中に溶剤
を速流させるコンデンサーを備え、窒素雰囲気下におか
れ、60℃で水浴中に浸漬されているロータリーエバポ
レーター上にフラスコを置いた。フラスコを24時間回
転させた。1!温に冷却後、樹脂を濾過用の粗いガラス
フリットを備えた振盪容器に移し、各160−のTHF
、20%水/80%THF (V : V) 、50%
水150%メタノールおよびエタノールで逐次3回洗浄
した。
樹脂を真空下で乾燥させた。この樹脂を元素分析し、そ
して、0.44重量%の塩化物(0,12鵬eq/g)
および2.43重社%の硫黄(0,79meQ 15F
)を含有することが判明した。
この樹脂の赤外分析で、クロロメチル基による1265
cm1の痕跡のバンドが示されたことは、クロロメチル
とメルカプタンとの反応がほぼ完全に完結したことを示
している。
官能化された樹脂を、次のようにサルファイドからスル
ホオキサイドに酸化した: 50〇−丸底フラスコ中に、17.19(0,79se
q S 15F、13.5m sol )の上記の官能
化樹脂および170aeのメチレンクロライドを入れた
。5℃に冷却後、2.47tの83.3%のm−クロロ
゛過酸化安患香酸酸化剤(2,06gの活性過酸、11
.9■−01)を15分間にわたって徐々に添加した。
添加後、フラスコを冷室中7℃で2411閤ロータリー
エバポレーター上で回転させた。@詣を振盪容器に移し
、そして、各150mのメチレンクロライドおよびメタ
ノールで逐次3回洗浄した。
この樹脂の赤外分析では、スルホオキサイド基による1
020CI+−’での強いバンドを示した。
次のように、アミノ酸をスルホオキサイド樹脂に固定し
た: 振盪容器中に、4.OOg(0,79seq S /S
F、3.16m sol )のスルホオキサイド樹脂、
および40ae!のメチレンクロライドを入れた。次の
薬剤を、添加の間1分間振盪してこの順で添加した: 
2.109 (7,9+e mol )のN−(t−ブ
チロキシカルボニル)=L−フェニルアラニン、40j
!9(0,331mol )のN、N−メチル−4−ア
ミノピリジンおよび1.5m(1,379,10、9i
i −ol )の1.3−ジイソプロピルカルボジイミ
ド。反応混合物を室温で24時間振盪し、溶剤を抜き取
り、そして、樹脂を各40M1のメチレンクロライド、
メタノールおよびメチレンクロライドで逐次3回洗浄し
た。湿樹脂に40IIIのメチレンクロライド、3.2
al!(2,439、18.8a+ mol 、)のN
、N−ジイソプロピルエチルアミン、および1.5m 
(1,80g、17.7m mol )の無水酢酸を添
加し、容器を2時間振盪した。溶剤を抜取った後、樹脂
を401Ileのメチレンクロライドおよびメタノール
で3回洗浄し、そして、真空下で乾燥させた。この樹脂
のアミノ酸分析では、樹脂のフェニルアラニン充填量は
0.64■eQ/gであることが示された。
次のように、樹脂を脱保護し、そして、残留サルファイ
ド樹脂を封鎖した: サルファイド結合基に結合しているすべてのフェニルア
ラニンを除去し、同時にこれらの基を封鎖するために、
上記の樹脂を40mの45%トリフルオ0酢1115%
アニソール150%メチレンクロライド(v:v:v)
で21時I!処理し、各各40−のメチレンクロライド
およびメタノールで3@洗浄した。この樹脂のアミノ酸
分析で、フェニルアラニン充$1flH;tO,58s
aQ /IFf)樹脂が示された。この樹脂はスルホオ
キサイド結合基のみに結合したフェニルアラニンを有し
くサルファイド結合基は封鎖されている)、そして、ペ
プチド合成に直ぐに使用できる。
次のように、樹脂結合をサルファイド結合に還元し、そ
して、低HF条件下でアミノ酸を樹脂から開裂させた: よ記のフェニルアラニン置換スルホオキサイド樹脂の試
料(0,509,0,58meq/g、0、29m g
aol )を1.0−のp−クレゾール、6、5#Ie
のジメチルサルファイドおよび2.5dの無水弗化水素
酸の混合物を使用し0℃で2時間処理した。真空下で薬
剤を追出した摂に、樹脂を各5−のメチレンクロライド
、トリフル40Plr111:、メチレンクロライドお
よびメタノールで逐次2回洗浄し、次いで、真空下で乾
燥させた。この樹脂のアミノ酸分析によって、フェニル
アラニン含量が0.062meq/gが示されたことは
89%の開裂−収率が得られたことを示す。赤外分析で
は、1020α−1でのスルホオキシドバンドは示され
なかった、このことはスルホオキサイド基が完全に還元
されたことを示す。
スルホオキサイド結合を還元し、かつ、アミノ酸を樹脂
から開裂させる別法においては、次のように低トリフル
オロメタンスルホン酸条件を使用した: 上記からのフェニルアラニン置換スルホオキサイド樹脂
の試料(0,20SF、0.581eQ/SF、0、1
2gt mol )を、0.60M1のジメチルサルフ
ァイド、1.2−のトリフルオロ酢酸および0.20m
のトリフルオロメタンスルホン酸の混合物を使用し室r
1で1時間処理した。樹脂を各5−のトリフルオロ酢酸
、メチレンクロライドおよびメタノールで逐次3回洗浄
し、次いで、真空下で洗浄した。樹脂のアミノ酸分析で
フェニルアラニン含fdo、055aeq /yが示さ
れた、このことは91%の開裂収率が得られたことを示
す。スルホオキサイドの存在に対する赤外分析はトリフ
ルオロメタンスルホン酸に起因するバンドによって複雑
になった。
1慮J 上記の樹脂を使用してし一ロイシンおよびL−フェニル
アラニンのジペプチドを製造した。合成重の方法を使用
してN−(t−ブチロキシカルボニル)−L−ロイシン
を封鎖した。この!M脂のアミノ酸分析では0.75■
eQ/gのロイシン含量が示された。合成■におけるよ
うに45%トリフルオロ酢酸で処理して残留サルファイ
ド樹脂を脱保護し、かつ、封鎖したとき、ロイシン含R
は0.491eQ/gに低下した。この樹脂の試料(0
,9949,0,491101)を、メチレンクロライ
ド中の10%ジイソプロピルエチルアミンの溶液で2回
洗浄して、次いで、メチレンクロライドで3回洗浄して
樹脂を中和した。樹脂を10II!のメチレンクロライ
ド中に懸濁させ、464■(1,75mmol )のN
−(t−ブトキシカルボニル)−L−フェニルアラニン
、次いで、0.27m(2351g、1.86mmol
)のN。
N−ジイソプロピルカルボジイミドを添加することによ
って封鎖した。2時間振盪後、樹脂をメチレンクロライ
ドで3回洗浄し、そして、真空下で乾燥させた。アミノ
酸分析では0.401130/9の0イシン含畿および
0.401eQ/SFのフェニルアラニン含はが示され
た。
スルホオキサイド樹脂を、脱保護し、結合を無水塩化水
素によって減少させ、そして、次のようにペプチドをト
リフルオロ酢酸によって樹脂から開裂させた: 実施例2からの上記の封鎖樹脂の試料(100■、0.
04m5ol−)をジオキサン中の無水塩化水素の4.
1モル溶液5mと共に/1間振麿した。
樹脂を5Idのメチレンクロライドで5@洗浄し、そし
て、真空乾燥させた。アミノ酸分析では次のアミノ酸含
量ロイシン(0,281e’Q /9)およびフェニル
アラニン(0,32meq /9)が示されたことは2
5%の開裂が起ったことを示す。次いで、この樹脂を4
5%トリフルオロ酢115%アニソール150%メチレ
ンクロライド(V : V :■)の5I11で24時
間処理し、濾過し、5tdのメチレンクロライドで6回
洗浄し、そして、真空乾燥させた。この4&1Jltの
アミノ酸分析では、次のアミノ酸含惜:0イシン(0,
08g1eQ /g)およびフェニルアラニン(0,1
1seq /9)が示されたことは72〜81%の開裂
が起ったことを示す。別の実験において、無水塩化水素
による処理を24時間に延長し、そして、トリフルオロ
酢酸による処理を24時間維持したとき、開裂措には何
等の変化も観察されなかった。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)構造 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Pはポリマー支持体であり、R_1は置換また
    は未置換芳香族であり、R_2は炭素原子1〜20個を
    有するアルキルに等しく、R_3は置換または未置換フ
    エニルであり、そして、nおよびmは独立に、0または
    1に等しい)から成る固相ペプチド合成用の樹脂。
  2. (2)前記のポリマー支持体が、架橋ポリスチレンゲル
    である特許請求の範囲第1項の樹脂。
  3. (3)nおよびmが1に等しく、R_1およびR_3が
    未置換フエニルであり、そして、R_2がメチレンであ
    る特許請求の範囲第1項の樹脂。
  4. (4)構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Pはポリマー支持体である)から成る固相ペプ
    チド合成用の樹脂。
  5. (5)固相ペプチド合成用の樹脂の合成方法において、 (i)求核反応を受けることができるポリマー支持体P
    と式、 HS−R_3CH_2OH (式中、R_3は置換または未置換フエニルである)の
    メルカプタンとを反応させ、式、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1は置換または未置換芳香族であり、R_
    2は炭素原子1〜20個を有するアルキルであり、そし
    て、nおよびmは独立に1または0に等しい)のサルフ
    ァイド樹脂を形成し、そして、(ii)該サルファイド
    樹脂を酸化して、式、▲数式、化学式、表等があります
    ▼ (式中、R_1、R_2、R_3、nおよびmは上記の
    定義の通りである)のスルホオキサイド樹脂を形成する ことを特徴とする前記の方法。
  6. (6)前記のポリマー支持体が架橋ポリスチレンゲルで
    ある特許請求の範囲第5項の方法。
  7. (7)nおよびmは1に等しく、R_1およびR_3は
    未置換フエニルであり、そして、R_2はメチレンであ
    る特許請求の範囲第5項の方法。
  8. (8)前記のスルホオキサイド樹脂が、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Pは架橋ポリスチレン樹脂である)を有する特
    許請求の範囲第5項の方法。
  9. (9)前記のスルホオキサイドをサルファイドに還元す
    る特許請求の範囲第1、2、3または4項の樹脂。
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