PL202184B1

PL202184B1 - Sposób wytwarzania estrów kwasów a1-N-(benzyloksykarbonyloamino)alkano-a2-hydroksyalkanofosfinowych

Info

Publication number: PL202184B1
Application number: PL372057A
Authority: PL
Inventors: Marcin Drąg; Józef Oleksyszyn
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2005-01-03
Filing date: 2005-01-03
Publication date: 2009-06-30
Also published as: PL372057A1

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania estrów kwasów a1-N-(benzyloksykarbonyloamino)alkano-a2- -hydroksyalkanofosfinowych przedstawionych wzorem ogólnym 1, w którym W1 oznacza grupę benzyloksykarbonylową, R1 i R2 są takie same lub różne i oznaczają podstawnik odpowiadający łańcuchom bocznym takich aminokwasów jak metionina, leucyna, nor-leucyna oraz fenyloglicyna, a X1 oznacza grupę etylową lub benzylową. Sposób polega na tym. że substraty w postaci estrów benzylowych lub etylowych kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)- alkanofosfinowego poddaje się reakcji z 1-3 równoważnikami molowymi aldehydu alifatycznego lub aromatycznego, wybranego z grupy obejmującej aldehyd 3-fenylopropionowy, aldehyd 3-metylotiopropionowy, aldehyd n-walerianowy lub benzaldehyd oraz 3-4 równoważnikami molowymi trójetyloaminy oraz 3-4 równoważnikami molowymi trimetylochlorosilanu w stosunku do fosfinowego substratu. Reakcję prowadzi się przez 24-48 godzin w temperaturze pokojowej w bezwodnym dichlorometanie.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania estrów kwasów a₁-N-(benzyloksykarbonyloamino)alkano-a₂-hydroksyalkanofosfinowych. N-odblokowane pochodne kwasowe tych związków wykazują wysoką aktywność inhibitorową w stosunku do aminopeptydazy N oraz wykazują zdolność do indukcji apoptozy komórek rakowych in vitro.

Strukturalnie zbliżone do będących przedmiotem wynalazku, kwasy a₁-aminoalkano-a₂-hydroksy-e₂-amino-alkanofosfinowe i i ch pochodne są związkami znanymi w l iteraturze naukowej, a ich znane biologiczne własności dotyczą głównie ich aktywności przeciwko proteazie HIV (Stowasser B. i inni w Tetrahedron Lett., 1992, 33, 6625-6628). Znany jest także jeden przykład dotyczący otrzymywania odpowiednich P-alkilowych pochodnych α-hydroksyfosfinianów z kwasu 4-fenylobutanofosfinowego i jego estru etylowego oraz aldehydu krotonowego (Thottathil J.K i inni, Tetrahedron Lett., 1984, 25, 4741).

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania estrów kwasów a₁-N-(benzyloksykarbonyloamino)alkano-a₂-hydroksyalkanofosfinowych o wzorze ogólnym 1, w którym W₁ oznacza grupę benzyloksykarbonylową, R1 i R2 są takie same lub różne i oznaczają podstawnik odpowiadający łańcuchom bocznym takich aminokwasów jak metionina, leucyna, nor-leucyna oraz fenyloglicyna, a X1 oznacza grupę etylową lub benzylową.

Sposób wytwarzania estrów kwasów a₁-N-(benzyloksykarbonyloamino)alkano-a₂-hydroksyalkanofosfinowych o wzorze ogólnym 1 według wynalazku polega na tym, że substraty w postaci estrów benzylowych lub etylowych kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-alkanofosfinowego poddaje się reakcji z 1-3 równoważnikami molowymi aldehydu alifatycznego lub aromatycznego, wybranego z grupy obejmującej aldehyd 3-fenylopropionowy, aldehyd 3-metylotiopropionowy, aldehyd n-waleriano wy lub benzaldehyd oraz 3-4 równoważnikami molowymi trójetyloaminy oraz 3-4 równoważnikami molowymi trimetylochlorosilanu w stosunku do fosfinowego substratu. Reakcję prowadzi się przez 24-48 godzin w temperaturze pokojowej w rozpuszczalniku w postaci bezwodnego dichlorometanu. Korzystnie utrzymuje się przy tym całkowitą ilość rozpuszczalnika w granicach od 5 do 20 ml na 1 mM fosfinowego substratu.

Zasadnicze korzyści wynikające z wynalazku polegają na wytwarzaniu z wysoką wydajnością związków, których pochodne kwasowe wykazują silną aktywność biologiczną - hamującą funkcjonowanie aminopeptydazy N (E.C.3.4.14.2.) oraz zdolność do indukowania apoptozy komórek rakowych.

Zastosowanie przynajmniej trójkrotnego, molowego nadmiaru trimetylochlorosilanu w sprzężeniu z tą samą ilością trójetyloaminy jako odczynnika estryfikującego ma tą zaletę, że w przeciwieństwie do warunków opisanych w pracy - Thottathil J.K i inni, Tetrahedron Lett., 1984, 25, 4741, powoduje otrzymanie pożądanych pochodnych z większą wydajnością i przereagowanie całej ilości substratu, co znacznie ułatwia oczyszczanie przy zastosowaniu chromatografii kolumnowej. Dodatkową zaletą jest zastosowanie prawie neutralnych warunków reakcji, które nie stwarzają zagrożenia racemizacji, w przypadku syntezy związków optycznie czynnych.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wytwarzania estrów kwasów a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)alkano-a₂-hydroksyalkanofosfinowych, z których pierwszy dotyczy sposobu wytwarzania estru etylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutano]-(a₂-hydroksy-3-metylotiopropano)fosfinowego przedstawionego wzorem 2, drugi - estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-n-pentano)fosfinowego przedstawionego wzorem 3, trzeci - estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-3-fenylopropano)fosfinowego przedstawionego wzorem 4 oraz czwarty - estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1 -fenylometano)-(a₂-hydroksy-1-fenylometano)fosfinowego przedstawionego wzorem 5.

Poniższe przykłady mają na celu lepsze objaśnienie wynalazku, ale w żadnej mierze nie ograniczają jego zakresu.

P r z y k ł a d I

Sposób wytwarzania estru etylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutano]-(a₂-hydroksy-3-metylotiopropano)fosfinowego przedstawionego wzorem 2 rozpoczyna się od otrzymania substratu w postaci estru etylowego kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutanofosfinowego.

PL 202 184 B1

Etap 1: Otrzymywanie estru etylowego kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutanofosfinowego

W tym celu do kolby okrą g ł odennej odważ a się 2.0 g (7.01 mM) kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutanofosfinowego oraz dodaje 0.32 g (7.01 mM) alkoholu etylowego. Całość zalewa się 15 cm³ bezwodnego tetrahydrofuranu, a następnie dodaje 1.45 g dicykloheksylokarbodiimidu (7.01 mM) oraz 0.085 g dimetyloaminopirydyny (0.701 mM). Całość miesza się intensywnie przez 2-8 godzin. Następnie do mieszaniny poreakcyjnej dodaje się 10 ml octanu etylu i odsącza powstały dicykloheksylomocznik na lejku Buchnera. Mieszaninę ekstrahuje się kolejno 25 ml 5% wodnego roztworu KHSO4, 25 ml nasyconego, wodnego roztworu NaHCO3 i solanką. Następnie do warstwy organicznej dodaje się 3 gramy bezwodnego MgSO4. Całość sączy się przez filtr bibułowy i odparowuje. Po usunięciu lotnych składników pod zmniejszonym ciś nieniem na wyparce rotacyjnej uzyskuje się klarowny olej, który krzepnie po ostudzeniu. Po reakcji uzyskuje się 2.12 g surowego produktu (96.8% wagowo) w postaci białego osadu o konsystencji lekko oleistej, który używa się w nastę pnym etapie bez dodatkowego oczyszczania.

Wzór sumaryczny C15H24NO4P. Masa cząsteczkowa: 313.3 l/mol.

Widmo ³¹P NMR (roztwór w CDCI3, δ [ppm]): 34.99 (s, 28%) i 36.33 (s, 72%)

Widmo ¹H NMR (roztwór w CDCI₃, δ [ppm]: 0.96 (m, 6H, 2xCH₃), 1.52-1.78 (m, 3H, CH^, CH), 4.08 (m, 1H, CHP), 4.87 (d, 1H, J=9.4, NH), 5.13 (s, 2H, PhCH^OC), 6.11 i 7.93 (d, 1H, J=548.3 Hz, 28% PH), 6.12 i 7.95 (d, 1H, J=547.7 Hz, 78% PH), 7.32-7.38 (m, 5H, aromat.,).

Etap 2: Otrzymywanie estru etylowego kwasu [a--N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutano]-(a₂-hydroksy-3-(metylotio)propano)fosfinowego

W tym celu do kolby okrągłodennej odważa się 0.50 g (1.60 mM) estru etylowego kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutanofosfinowego i zalewa się 10 cm³ bezwodnego chlorku metylenu. Całość schładza się do 0°C, a następnie dodaje 0.64 g trójetyloaminy (6.4 mM) oraz 0.69 g trójmetylochlorosilanu (6.4 mM). Całość miesza się intensywnie przez 0.5 godziny, a następnie dodaje 0.33 g (3.20 mM) aldehydu 3-metylotiopropionowego. Całość miesza się szczelnie zamknięte przez 24 godziny w temperaturze pokojowej. Następnie do mieszaniny reakcyjnej dodaje się 2 ml nasyconego, wodnego roztworu chlorku amonu. Po 5 minutach całość rozcieńcza się 50 ml chlorku metylenu i mieszaninę przemywa się kolejno 20 ml 5% wodnego roztworu NaHCO3, 20 ml wody i solanką. Następnie do warstwy organicznej dodaje się 2 gramy bezwodnego MgSO4. Całość sączy się przez filtr bibułowy i odparowuje. Po usunięciu lotnych składników pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce rotacyjnej uzyskuje się klarowny olej, który krzepnie po ostudzeniu. Mieszaninę oczyszcza się za pomocą chromatografii kolumnowej (15 g żelu) przy użyciu mieszaniny rozpuszczalników heksan/octan etylu w stosunku objętościowym 50:50. Po zebraniu odpowiednich frakcji, rozpuszczalniki usuwa się na wyparce obrotowej i otrzymuje się 0.56 g (84.0%-wagowo) estru etylowego kwasu (a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-3-metylobutano)-(a₂-hydroksy-3-(metylotio)propano)fosfinowego w postaci półprzezroczystego, gęstego oleju, który zastyga po kilku godzinach.

Wzór sumaryczny C19H32NO5PS. Masa cząsteczkowa: 417.5 l/mol.

Widmo ³¹P NMR (roztwór w CDCI3, δ [ppm]): 49.68 (s, 42%), 49.84 (s, 35%), 50.72 (s, 11%) i 51.25 (s, 12%).

Widmo ¹H NMR (roztwór w CDCl₃, δ [ppm]: 0.93 (m, 6H, 2xCH₃), 1.26 (m, 3H, OCH₂CH₃), 1.34 -2.00 (m, 5H, CH₂, CII, CH) 2.068, 2.089, 2.095 (3 x s, 3H, SCH), 2.63-2.76 (m, 2H, SCH), 4.08 -4.25 (m, 5H, NCHP, OCHP, OCH₂CH₃, NH), 5.09-5.23 (m, 3H, CH₂OCO, OH), 7.28-7.36 (m, 5H, aromat.,). MS (ESI) = 419.8

P r z y k ł a d II

Sposób wytwarzania estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-n-pentano)fosfinowego przedstawionego wzorem 3 rozpoczyna się od otrzymania substratu w postaci estru benzylowego kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometanofosfinowego.

Etap 1: Otrzymywanie estru benzylowego kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometanofosfinowego

W tym celu do kolby okrągłodennej odważa się 1.0 g (3.21 mM) kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometanofosfinowego oraz 0.35 g (3.2 mM) alkoholu benzylowego. Całość zalewa się 10 cm³ bezwodnego tatrahydrofuranu, a następnie dodaje 0.66 g dicykloheksylokarbodiimidu

PL 202 184 B1 (3.2 mM) oraz 0.039 g dimetyloaminopirydyny (0.32 mM). Całość miesza się intensywnie przez 2-8 godzin. Następnie do mieszaniny poreakcyjnej dodaje się 20 ml dichlorometanu i odsącza powstały dicykloheksylomocznik na lejku Buchnera. Lotne składniki usuwa się na wyparce próżniowej, a pozostał o ść rozpuszcza w 20 ml dichlorometanu i ekstrahuje kolejno 20 ml 5% wodnego roztworu KHSO4, 20 ml nasyconego, wodnego roztworu NaHCO3 i solanką. Następnie do warstwy organicznej dodaje się 2 gramy bezwodnego MgSO4. Całość sączy się przez filtr bibułowy i odparowuje. Po usunięciu lotnych składników pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce rotacyjnej uzyskuje się półprzezroczysty olej, który krzepnie po ostudzeniu. Po reakcji uzyskuje się 1.12 g surowego produktu (88.5%-wagowo) w postaci białego osadu o konsystencji lekko oleistej, który używa się w następnym etapie bez dodatkowego oczyszczania.

Wzór sumaryczny C22H22NO4P. Masa cząsteczkowa: 395.4 l/mol.

Widmo ³¹P NMR (roztwór w CDCI3, δ [ppm]): 30.88 (s, 30%) i 34.63 (s, 70%).

Widmo ¹H NMR (roztwór w CDCI₃, δ [ppm]: 4.81-5.15 (m, 6H, CH₂Ph, CH₂OCO, CHP, OH), 6.10 i 8.01 (d, 1H, J=572.5, 70% PH), 6.25 i 8.15 (d, 1H, J=569.6, 30% PH), 7.17-7.38 (m, 15H, aromat.).

Etap 2: Otrzymywanie estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-n-pentano)fosfinowego

W tym celu do kolby okrągłodennej odważa się 0.50 g (1.27 mM) estru benzylowego kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometanofosfinowego i zalewa się 10 cm³ bezwodnego chlorku metylenu. Całość schładza się do 0°C, a następnie dodaje 0.38 g trójetyloaminy (3.82 mM) oraz 0.41 g trójmetylochlorosilanu (3.82 mM). Całość miesza się intensywnie przez 0.5 godziny, a następnie dodaje 0.27 g (3.16 mM) aldehydu n-walerianowego. Całość miesza się szczelnie zamknięte przez 26.5 godziny w temperaturze pokojowej. Następnie do mieszaniny reakcyjnej dodaje się 2 ml nasyconego, wodnego roztworu chlorku amonu. Po 5 minutach całość rozcieńcza się 50 ml chlorku metylenu i mieszaninę przemywa się kolejno 20 ml 5% wodnego roztworu NaHCO3, 20 ml wody i solanką. Następnie do warstwy organicznej dodaje się 3 gramy bezwodnego MgSO4. Całość sączy się przez filtr bibułowy i odparowuje. Po usunięciu lotnych składników pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce rotacyjnej uzyskuje się klarowny olej, który krzepnie po ostudzeniu. Mieszaninę oczyszcza się za pomocą chromatografii kolumnowej (15 g żelu) przy użyciu mieszaniny rozpuszczalników heksan/octan etylu w stosunku objętościowym 60:40. Po zebraniu odpowiednich frakcji, rozpuszczalniki usuwa się na wyparce obrotowej i otrzymuje się 0.52 g (85.2%-wagowo) estru etylowego kwasu (a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-n-pentano)fosfinowego w postaci półprzezroczystego, gęstego oleju, który zastyga po ostudzeniu.

Wzór sumaryczny C27H32NO5P. Masa cząsteczkowa: 481.5 l/mol.

Widmo ³¹P NMR (roztwór w CDCI3, δ [ppm]): 47.67 (s, 51%), 47.82 (s, 11%), 48.27 (s, 22%) i 48.72 (s, 16%).

Widmo ¹H NMR (roztwór w CDCI₃, δ [ppm]: 0.85 (m, 3H, CH₃), 1.18-1.96 (m, 6H, 3xCH₂), 3.44 -4.35 (m, 3H, OCHP, OH), 4.73-5.15 (m, 4H, CH₂OCO, OCH₂Ph), 5.37 (m, 1H, NCHP), 7.28-7.36 (m, 5H, aromat.,). MS (ESI) = 484.2

P r z y k ł a d III

Otrzymywanie estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-3-fenylopropano)fosfinowego

Ester benzylowy kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometanofosfinowego otrzymuje się sposobem opisanym w etapie 1 w Przykładzie II a następnie poddaje reakcji z aldehydem 3-fenylopropionowym w tej samej skali molowej i warunkach reakcji zbliżonych do opisanych w etapie 2 w Przykładzie II. Oczyszczanie surowego produktu za pomocą chromatografii kolumnowej (15 g żelu) przy użyciu mieszaniny rozpuszczalników heksan/octan etylu w stosunku objętościowym 60:40, a następnie zebranie odpowiednich frakcji i usunięcie rozpuszczalników na wyparce obrotowej pozwoliło otrzymać 0.58 g (86.2%-wagowo) estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-3-fenylopropano)fosfinowego w postaci białego osadu.

Wzór sumaryczny C31H32NO5P. Masa cząsteczkowa: 529.6 l/mol.

Widmo ³¹P NMR (roztwór w CDCI3, δ [ppm]): 47.78 (s, 47%, dwa ściśle nakładające się sygnały rezonansowe), 48.06 (s, 34%) i 48.76 (s, 19%).

Widmo ¹H NMR (roztwór w CDCI₃, δ [ppm]: 1.82-2.00 (m, 2H, CH), 2.58-2.98 (m, 2H, CH2), 3.76-4.40 (m, 2H, OCHP, OH), 4.72-5.11 (m, 4H, CH₂OCO, OCH^Ph), 5.40 (m, 1H, NCHP), 7.05-7.35 (m, 20H, aromat.,). MS (ESI) = 532.5

PL 202 184 B1

P r z y k ł a d IV

Otrzymywanie estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-( a₂-hydroksy-1-fenylometano)fosfinowego

Ester benzylowy kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometanofosfinowego otrzymuje się sposobem opisanym w etapie 1 w Przykładzie II, a następnie poddaje się reakcji z aldehydem 3-fenylopropionowym w tej samej skali molowej i warunkach reakcji zbliżonych do opisanych w etapie 2 w Przykładzie II. Oczyszcza się surowy produkt za pomocą chromatografii kolumnowej (15 g ż elu) przy użyciu mieszaniny rozpuszczalników heksan/octan etylu w stosunku objętościowym 40:60, a nastę pnie zbiera odpowiednie frakcje i usuwa rozpuszczalniki na wyparce obrotowej, a w wyniku otrzymuje się 0.55 g (86.5%-wagowo) estru benzylowego kwasu [a₁-N-(benzyloksykarbonylamino)-1-fenylometano)-(a₂-hydroksy-1-fenylometano)fosfinowego w postaci białego osadu.

Wzór sumaryczny C29H28NO5P. Masa cząsteczkowa: 502.0 l/mol.

Widmo ³¹P NMR (roztwór w CDCl3, δ [ppm]): 43.88 (s, 45%), 44.49 (s, 15%), 45.39 (s, 8%) i 45.55 (s, 32%).

Widmo ¹H NMR (roztwór w CDCl₃, δ [ppm]: 4.64-5.10 (m, 7H, OCHP, OH, CH₂OCO, OCH^Ph, NCHP), 7.03-7.50 (m, 20H, aromat.,). MS (ESI) = 504.5.

Claims

1. Sposób wytwarzania estrów kwasów a₁-N-(benzyloksykarbonyloamino)alkano-a₂-hydroksyalkanofosfinowych o wzorze ogólnym 1, w którym W1 oznacza grupę benzyloksykarbonylową, R1 i R2 są takie same lub różne i oznaczają podstawnik odpowiadający łańcuchom bocznym takich aminokwasów jak metionina, leucyna, nor-leucyna oraz fenyloglicyna, a X1 oznacza grupę etylową lub benzylową, znamienny tym, że substraty w postaci estrów benzylowych lub etylowych kwasu N-(benzyloksykarbonylamino)-alkanofosfinowego poddaje się reakcji z 1-3 równoważnikami molowymi aldehydu alifatycznego lub aromatycznego, wybranego z grupy obejmującej aldehyd 3-fenylopropionowy, aldehyd 3-metylotiopropionowy, aldehyd n-walerianowy lub benzaldehyd oraz 3-4 równoważnikami molowymi trójetyloaminy oraz 3-4 równoważnikami molowymi trójetyloaminy oraz 3-4 równoważnikami molowymi trimetylochlorosilanu w stosunku do fosfinowego substratu, a reakcję prowadzi się przez 24-48 godzin w temperaturze pokojowej w bezwodnym dichlorometanie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas syntezy utrzymuje się całkowitą ilość rozpuszczalnika w granicach od 5 do 20 ml na 1 mM fosfinowego substratu.