PL184070B1

PL184070B1 - Sposób wytwarzania peptydów zawierających a-hydroksymetyloserynę

Info

Publication number: PL184070B1
Application number: PL96315474A
Authority: PL
Inventors: Marcin Stasiak; Mirosław Leplawy
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2002-08-30
Also published as: PL315474A1

Abstract

Sposób wytwarzania peptydów zawierających -hydroksymetyloserynę, przez wbudowanie do łańcucha peptydowego O,O-pochodnej -hydrolssymetyloseryny, znamienny tym, ze -hydroksymetyloserynę przeprowadza się najpierw w O,O-alkilideno-a- -hydroksymetyloserynę, korzystnie w O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloserynę, w formie soli z kwasem p-toluenosulfonowym, którą po zablokowaniu grupy aminowej lub karboksylowej, wbudowuje się w łańcuch peptydowy jako aminokwas odpowiednio N-krańcowy lub C-krańcowy, przy czym O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloserynę otrzymuje się korzystnie w reakcji -hydroksymetyloseryny z 2,2-dimetoksypropanem, prowadzonej w obecności kwasu p-toluenosulfonowego w środowisku acetonu w temperaturze pokojowej w czasie 4-24 godzin.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania peptydów zawierających α-hydroksymetyloserynę.

W książce Peptides, wyd. W.de Gruyter Berlin 1987, s. 251-254 opisano próby otrzymywania N- i C-chronionych pochodnych α-hydroksymetyloseryny z α-hydroksymetyloseryny z nie chronionymi grupami hydroksylowymi. Przy użyciu tych pochodnych próbowano następnie otrzymać peptydy zawierające ten aminokwas. Okazało się, ze z α-hydroksymetyloseryny z nie chronionymi grupami hydroksylowymi otrzymuje się N- i C-chronione pochodne tego aminokwasu z niezadawaląjącymi wydąjnościami, a niektórych pochodnych, na przykład estru benzylowego α-hydroksymetyloseryny nie udaje się zsyntetyzować. Trudny dostęp do N- i C-chronionych pochodnych α-hydroksymetyloseryny stwarza ograniczenia w syntezie peptydów tego aminokwasu.

W czasopiśmie Synthesis (1993), s. 815-818 opisano sposób otrzymywania peptydów zawierających α-hydroksymetyloserynę przez wbudowanie do łańcucha peptydowego estru pentafluorofenylowego N-t-butoksykarbonyki-CTO-benzylideno-ci-hydroksymetyloseryny, otrzymywanego w sześcioetapowej syntezie z tris(hydroksymetylo)nitrometanu.

Przy użyciu tej pochodnej α-hydroksymetyloseryny otrzymano jedynie peptyd z N-terminalną α-hydroksymetyloseryną. Otrzymanie tej pochodnej jest pracochłonne, a ponadto ugrupowanie O,O-benzylidenowe jest nieodporne na warunki katalitycznej wodorolizy, reakcji często stosowanej w syntezie peptydów.

W czasopiśmie Bulletin of the Chemical Society of Japan 67 (1994), s. 2151-2161 opisano sposób otrzymywania peptydów zawierających α-hydroksymetyloserynę przez wbudowanie do łańcucha peptydowego N-t-butoksykarbonylo-O,O-dl(metoksymetylo)-α-hydroksymetyloseryny, otrzymanej w trójetapowej syntezie z wolnej α-hydroksymetyloseryny, z wydajnością zaledwie 33%. Ww. pochodna α-hydroksymetyloseryny została użyta jedynie do otrzymania peptydu z N-terminalną α-hydroksymetyloseryną. Niedogodnością jest fakt, że grupy metoksymetylowe stanowią dodatkową zawadę przestrzenną, zmniejszającą reaktywność grupy aminowej i karboksylowej aminokwasu, a nadto w tak zablokowanej α-hydroksymetyloserynie nie jest możliwa selektywna deprotekcja grup hydroksylowych i aminowej.

Sposób otrzymywania peptydów zawierających α-hydroksymetyloserynę według wynalazku polega na tym, że α-hydroksymetyloserynę przeprowadza się najpierw w O,O-alkilideno-α-hydroksymetyloserynę, korzystnie w O,O-izopropylideno-α-hydroksymetyloserynę, w formie soli z kwasem p-toluenosulfonowym, którą po zablokowaniu grupy aminowej lub karboksylowej, wbudowuje się znanym sposobem w łańcuch peptydowy jako aminokwas odpowiednio N-krańcowy lub C-krańcowy. O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloserynę

184 070 w formie soli z kwasem p-toluenosulfonowym otrzymuje się korzystnie w reakcji α-hydroksymetyloseryny z 2,2-dimetoksypropanem, prowadzonej w obecności kwasu p-toluenosulfonowego w środowisku acetonu w temperaturze pokojowej w czasie 4-24 godzin.

Sposób według wynalazku umożliwia otrzymanie, z wysoką wydajnością, zarówno peptydów z N-terminalnąjak i peptydów z C-terminaaną. a-hydroksymetyloseryną.

Zastosowanie w sposobie według wynalazku pochodnej O,O-alkilidenowej α-hydroksymetyloseryny eliminuje reakcje uboczne związane z nukleofilowymi grupami hydroksylowymi, a powstający cykliczny układ 1,3-dioksanu zmniejsza zawadę przestrzenną w sąsiedztwie węgla a w porównaniu z układem acyklicznym, co ułatwia reaktywność grupy α-aminowej i α-karboksylowej. Grupa izopropylidenowa daje się łatwo usunąć z łańcucha peptydowego przy zastosowaniu łagodnych warunków acydolitycznych, nie naruszających wiązań peptydów i większości typowych grup ochronnych funkcji aminowej. Nadto obecność grupy izopropylidenowej zwiększa hydrofobowość cząsteczki, ułatwiającą z kolei izolację i oczyszczanie produktu.

Sposób według wynalazku ilustrują bliżej poniższe przykłady.

Przykład I

Do roztworu 5,71 g (30 mM) monohydratu kwasu p-toluenosulfonowego w 50 ml acetonu, intensywnie mieszanego w temperaturze pokojowej, dodano 10 ml (około 80 mM) 2,2-dimetoksypropanu i następnie 1,35 g (10 mM) α-hydroksymetyloseryny. Po około 10 minutach od rozpuszczenia się aminokwasu zaczął wytrącać się produkt, który po 18 godzinach odsączono, dokładnie przemyto acetonem i eterem dietylowym oraz wysuszono. Otrzymano 2,87 g p-toluenosulfonianu O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloseryny, co stanowiło 83% wydajności teoretycznej.

Otrzymany produkt posiadał następującą charakterystykę: temperatura topnienia: 170- 171 °C, współczynnik Rf w chromatografii cienkowarstwowej: 0,50 (2-propanol/25%o amomak , 7:11 wyniki analizy elementarnej: C14H21NO7S, M =- 347,4 obl. C - 48,4%, H - 6,1%, N - 4,0%, S - 9,1% otrzymano C - 48,0%, H - 6,1%, N - 4,4%,

S - 9,2%, czystość HPLC: >98%b, widmo masowe FAB: m/z 176 (MH⁺), obl, dla C7H13NO4 (wolny aminokwas) 175, która w pełni potwierdziła strukturę otrzymanego produktu.

W otrzymanej O,O-izopropylidenowej pochodnej α-hydroksymetyloseryny zablokowano grupę aminową chloromrówczanem benzylu. 0,928 g (3 mM) otrzymanego w ten sposób N-benzyloksykarbonylo-O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloseryny, 0,377 g (3 mM) estru metylowego glicyny, 1,059 (3,3 mM) tetrafluoroboranu O-benzotriazolilotetrametylomocznika i 1,545 ml (9 mM) diizopropyloetyloaminy rozpuszczono w 15 ml dichlorometanu i mieszano w temperaturze pokojowej w czasie 24 godzin. Następnie odparowano dichlorometan, pozostałość rozpuszczono w octanie etylu i powstały roztwór przemyto: 3-krotnie 1M roztworem NaHSOi, 3-krotnie nasyconym roztworem NaHCO3 oraz solanką. Warstwę organiczną osuszono bezwodnym MgSOi, zdekantowano, odparowano i surową pozostałość zrekrystalizowano w układzie octan etylu/heksan.

Otrzymano 1 g estru metylowego N-bcnzyloksykarbonylo-O,O-izopropylideno-a-hvdroksymetyloseryloglicyny, co stanowiło 88 % wydajności teoretycznej.

Otrzymany produkt posiadał następującą charakterystykę: temperatura topnienia: 126- 127°C, współczynnik Rf w chromatografii cienkowarstwowej: 0,78 (CHCLj/MeOH 101), czystość HPLC: 99%, wyniki analizy elementarnej: C18H24N2O7 M = 380,39 obi. C - 56,8%, H - 6,4%, N - 7,4% otrzymano C - 56,5%, H - 6,2%, N - 7,2%, która w pełni potwierdziła strukturę otrzymanego produktu.

184 070

Przykład II

W O,O-izopropylidenowej pochodnej α-hydroksymetyloseryny, otrzymanej jak w przykładzie I grupę aminową zablokowano przy użyciu chloromrówczanu 9-fluorenylometylowego, zaś grupę karboksylową bromkiem benzylu, po czym otrzymany w ten sposób ester benzylowy tego aminokwasu przeprowadzono, po odblokowaniu grupy aminowej, w sól z kwasem p-toluenosulfonowym. 0,875 g (2 mM) otrzymanego w ten sposób p-toluenosulfonianu estru benzylowego O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloseryny i 0,337 g (4 mM) wodorowęglanu sodu rozpuszczono w 10 ml wody i intensywnie mieszając zawartość reaktora w temperaturze pokojowej dodano następnie roztwór 0,782 g (2,2 mM) fluorku N-fluorenylometoksykarbonyloleucyny w 10 ml dichlorometanu. Po 1 godzinie mieszania dodano 20 ml wody i 20 ml dichlorometanu i przerwano mieszanie. Warstwę organiczną oddzielono i przemyto: 2-krotnie IM roztworem NaHSOą, 2-krotnie nasyconym roztworem NaHCO3 oraz wodą i solanką. Warstwę organiczną osuszono bezwodnym MgSO4, zdekantowano i odparowano. Produkt przekrystalizowano z mieszaniny dichlorometan/heksan.

Otrzymano 0,971 g estru benzylowego N-fluorenylometoksykarbonyloleucylo-O,O-izopropylideno-α-hydroksymetyloseryny, co stanowiło 81% wydajności teoretycznej.

Otrzymany produkt posiadał następującą charakterystykę: temperatura topnienia: 138 - 140°C, czystość HPLC: 97%o, skręcalność [α ]²% (c=0,63, MeOH) -29,04, wyniki analizy elementarnej: C35H40N2O7 M = 600,66 obl. C - 70,0%, H - 6,7%- N - 4,7% otrzymano C - 69,7°%, H - 6,6%, N - 4,5%, która w pełni potwierdziła strukturę otrzymanego produktu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania peptydów zawierających α-hydroksymetyloserynę, przez wbudowanie do łańcucha peptydowego O,O-pochodnej α-hydroksymetyloseryny, znamienny tym, że α-hydroksymetyloserynę przeprowadza się najpierw w O,O-alkilideno-a-hydroksymetyloserynę, korzystnie w O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloserynę, w formie soli z kwasem p-toluenosulfonowym, którą po zablokowaniu grupy aminowej lub karboksylowej, wbudowuje się w łańcuch peptydowy jako aminokwas odpowiednio N-krańcowy lub C-krańcowy, przy czym O,O-izopropylideno-a-hydroksymetyloserynę otrzymuje się korzystnie w reakcji α-hydroksymetyloseryny z 2,2-dimetoksypropanem, prowadzonej w obecności kwasu p-toluenosulfonowego w środowisku acetonu w temperaturze pokojowej w czasie 4-24 godzin