Метиловый эфир n-трет-бутоксикарбонил-s-пирролидонметил- цистеинил-s-пирролидон-метил-цистеина в качестве исходного продукта для синтеза цистеинсодержащих пептидов

 

Союз Советских

Социалистических

РЕСЛУбЛИК

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВВЬСТВУ

11870396 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 07. 01. 80 (21) 2868248/23-04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 071081. Ь1оллетень Ж 37.

Дата опубликования описания 07 . 10. 81 (51)М. КЛ.

С 07 С 03/52

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 547. 745 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.И. Ауконе, С.Я. Микста, У.О. Калей и О.С. Папсуевич

I ! (71) Заявитель (54 ) МЕТИЛОВЫИ ЭФИР 11-ТРЕТ. — БУТОКСИКАРБОНИЛ— S --ПИРРОЛИДОНМЕТИЛЦИСТЕИНИЛ- S-ПИРРОЛИДОНМЕТИЛЦИСТЕИНА

В КАЧЕСТВЕ ИСХОДНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ СИНТЕЗА

1 .,ИСТИНСОДЕРЖАЩИХ ПЕПТИДОВ

1Î

Изобретение относится к новому химическому соединению — цистеинсодержащему дипептиду общей формулы (Сит)у- е-ЕСО-ИЯ- СН- СО-МИ- СН-СО- ЕСНз

1 1 сна сн, 1 I

9 9 ! 1 сн спй ! 1 где — (СНЭ 13 С-ОСΠ—, (тРет-бУтокси.— карбонил- (Вос));

-СН вЂ” ц пирролидонметил (р ув ), содержащему устойчивую 5- защитную группировку, который используется для синтеза цистинсодержащих пептидов, например циклического дисульфида метилового эфира трет-бутоксикарбонил (Soc)-цистеинилцистеина. 25

Известны цистеинсодержащие ди.!ептиды с применением Вос-группировки для защиты аминогруппы и S-ацетамидометильной (Acm) или 5-бенэамндоме- 30 тильной (Btm) группировок для защиты меркаптогруппы цистеина.

При использовании производных

5-Acm-цистеина (аминокислоты -конфигурации) соответствующий дипептид метиловый зфнр, 8ос-S-Acm - цистеинил-5-Асг -цистеин получают с общим выходом 21%, считая на исходный гидрохлорид цистеиíà (1).

При применении S-Вса-производных цистеина общий выход соответствующего дипептида составляет 43%, считая на исходный гидрохлорид цистеиíà (2 J.

Недостатками известных способов получения S-защищенных аналогов цистеинсодержащих дипептидов являются низкий выход целевого продуктат сложность. проведения процесса получения производных S-защищенного цистеина, в частности S-ацетамидометилцистеина; недостаточная устойчивость

S-защитных групп (бензамидометильной) к основаниям - растворам едкого натра, гидразингидрата, применясмьм в пептидном синтезе.

Предлагается метиловнй эфир М-трет-бутоксикарбонил-S-пирролидонметилцистеинил-S-пирролидонметилцистеина приведенной вьше формулы.

870396

Это соединение получают алкилированием гидрохлорида цистеина с й-оксиметилпирролидоном с выходом

90%.

Этерификацией гидрохлорида S-Pym-цистеина (I) в метаноле в присутствии хлористого тионила получают гидрохлорид метилового эфира S-Pym-цистеина (jI) с выходом 99,6Ъ.

Ацилированием соединения I с ди-трет-бутилпиррокарбонатом в присутствии гидроокиси натрия получают

Boc-S-Pym-цистеин (111) с выходом

98%.

Целевой дипептид — метиловый эфир

Вос-S Рym-цистеинил-S Pув-цистеина (IV) получают при конденсации соеди- 15 нения 111 и соединения II методом смешанных ангидридов с,изобуткловым эфиром хлоругольной кислоты в присутствии N-метилморфолина. Выход соединения IV 90Ъ. 20

Применение для конденсации карбодиимидного метода позволяет получать дипептид IV с выходом 88%.

Использование производных S-Pym-цистеина в качестве исходного сырья 25 позволяет получить продукт !Ч с общим выходом 79% (считая на гидрохлорид цистеина)

При отщеплении S-защитных групп от полученного дипептида и одновременным замыканием дисульфидного цикла действием йода в метаноле получают известный в литературе 2! циклический дисульфид метилового эфира

Вос-цистеинилцистеина (V) с выходом

92%. Общий выход 73Ъ, т.е. на 51% выше, чем по известному синтезу.

Высокие выходы цистеин- и цистинсодержащих пептидов обусловлены устойчивостью производных 5-Pym- цистеина к воздействию различных реа- 40 гентов, применяемых в синтезе пептидов (кислот, едких щелочей, триэтиламина, аммиака, гидразингидрата), и высокой селективности отщепления S-пирролидонметильных групп йодом в метаноле.

Полученный цистеинсодержащий дипептид — белое кристаллическое вещество, растворим в спиртах, этиловом эфире уксусной кислоты, диметилформамиде, плохо растворим в воде, не растворим в эфире, петролейном эфире, гексане.

Структура нового соединения подтверждена HK-, ПМР-спектрами, элементным анализом.

Гидрохлорид S-цирролидонметил- . цистеина (1).

К смеси 15,7 r (0,1 моль) гидрохлорида цистеина, 12,7 r (0,,11 моль) й-оксиметилпирролидона и 40 мл воды, ф) охлахщенной до О С, добавляют при перемещении 15 мл концентрированной соляной кислоты и перемешивают при комнатной температуре в течение

30 мин. Образовавшийся раствор выливают в смесь 450 мл изопропилового спирта и эфира (1:2), перемешивают до начала кристаллизации и реакционную смесь оставляют в холодильнике на 4 ч. Продукт отфильтровывают, промывают на фильтре эфиром и перекристаллизовывают из смеси метанола и эфира. Выход гидрохлорида 122,95 r

{90%, считая на гидрохлорид цистеина); т.пл. 174-175 С!(d.3® + 4,7 (с 1, HgO) (с 3D - 13,4o {с 1, MeOH) .

Найдено, Ъ: С 37, 70; Н 5,92;

N 10,94.

С НФ4 йао 5 - Нс! °

Вйчйслено,%: С 37,72; Н 5, 94; и 11,00.

IINP-спектр (D@0 + CF> COOM),0 .:

8,46 (2Н, мс, НН); 4,40 (1Н, к, С Н);

3,17 (2Н, м, С"H) 4,52 (2Н, система АВ, 2, 5СН й); 3,61 (2Н, м йСН };

2,48 (2Н, м, йСОСН ); 2,11 и д. (2Н, м, ССН С) .

ИК-спектр, см, H HB D: 3460 (4 и Н }; ,! нужол: 1730 (СО в 5-членном цикле);

1645 (д NH а яда ); 1515 (д NH амида ! 1); 1270 (д NH амида 11 I) .

Гидрохлорид метилового эфира Sнирролидонметилцистеина (II).

К 48 мл метанола, охлажденного до — 15 С, при интенсивном перемешивании прикапывают 2,2 мл хлористого тионила, затем добавляют 6 r {0,024 моль) гидрохлорида соединения 1 и полученный раствор перемешивают при 45 С 4 ч, после чего растворитель отгоняют в вакууме досуха. Остаток перекристаллизовывают из смеси метанола и эфира и сушат в вакуум-эксикаторе над едким кали. Получают 6,27 r соединения 11 (99,6Ъ, считая на соедине- . ние 1); т пл. 70 72 С fk3 — 5,2 (с 1, ИеОН) .

Найдено, Ъ:. С 40,17; Н 6,25;: и 10, 37.

С!) Нyg N g 0 yS ° Н С 1, Вычислено, Ъ С 40, 22; Н 6, 38;

N 10,42.

DNP-спектр (CFq COOH) д 8,4 (2H, мс, N-H); 4,6 (1Н, м, С Н); 4 86 (1Н, д, S-СН-й); 4,45 (2Н, к,СООСН );

3 82 (2Н, т, NCH ) 3,40 (2Н, м, С Н ) 2,88 (2Н, м, СОСН ); 2,35 (2i, С-CHg-C); 1,40 м.д. (ЗН, т, СН ).

ИК-спектр, cM, HHBD: 3420 (М NH); нужол: 1730 (1}CD в 5-членном цикле);

1640 (gNH амида I); 1520 (AH амида

lI); 1270 (сГМН амида 111); 1745 (ДСО сложного эфира). й-трет-Бутоксикарбонил-5-пирролидонметилцистеин (111).

1,0,2 г (0,04 моль) гидрохлорида

S-пирролидонметилцистеина (!) растворяют при перемешивании в 80 мл 1 и. раствора едкого натра и приливают раствор 12 г (0,055 моль) ди-трет;-бутилпирокарбоната в 40 мл трет-бутилового спирта. Раствор нагревают при 45 С в течение 5 мин, а затем перемешивают при комнатной темпера870396 туре 2,5 ч. Затем реакционную смесь экстрагируют 50 мл петролейного эфира, водный слой охлаждают до 0 С и подкисляют до рН 3-4 лимонной кислотой. одкисленную реакционную массу насыцают хлористым натрием (20 r) и экстрагируют этилацетатом (Зх50 мл)

Этилацетатные вытяжки промывают насыщенным раствором хлористого натрия и затем с;шат над безводным сернокислым натрием, Этилацетатный раствор упаривают в вакууме и к остатку добавляют гексан.Продукт перекристаллизовывают из смеси зтилацетата и гексана. Выход 12,5 r (98%, считая на соединение 1); т.пл. 113114 С, (с()20- 28,3О (с 0,5, НдО).

Найдено,Ъ: С 49,10; Н 6,97..

М 8,72.

С4 Н><Мд0 5

Вычислено, Ъ | С 49, 04; Н 6, 97;

М 8,80.

ПМР-спектр (ОИЬО),Д : 6,90 (1Н д, МН); 4,34 (2Н, м, 5СН М); 4,01 (1H, м, C Н); 3,37 (2Н, т, С Н); 2,75 (2H ю Mþ NCOCH2 ); 2 к 00 (2Н к м ° ССН С ):25

1, 43 м.д. 1с, С (С Н3 )з ) .

ИК-спектр, см-", HHCD: 3330 (f) МН); 1725 ЮСО в 5-членном цикле;

1695 (1)СО уретана); 1640 fgNH амида

1 ; 1530 (д МН амида 11); 1265 (АГИН амида Ill).

Метиловый эфир М-трет-бутоксикарбонил-S-пирролидоиметилцистеинил-5-пирролидонметилцистеина (IV). а) Метод смешанных ангидридов.

K охлаяцуенному до (-15)- {20) С раствору 1,27 г (4 веюль) М-трет-бутоксикарбонил-5-пирролидонметилцистеина в 5 мл диметилформамида прикапывают при перемешивании

0,44 мл (4 ммоль) М-метилморфолина 4О и затем 0,52 мл (4 ммоль) иэобутилового эфИра хлоругольной кислоты.

Через 10 мин добавляют охлажденную смесь 1,075 г (4 ммоль) гидрохлорида метилового эфира S-пирролидонметил-Е-цистеина и 0,44 мл (4 ммоль)

М-метилморфолина в 5 мл диметилформамида и,перемешивают еще 3,5 ч при (-15)-(-20) С. После завершения реакции смесь разбавляют водой и экстрагируют*этиловым эфиром уксусной кислоты. Органический слой промывают последовательно 0,25 н. раствором бикарбоната натрия, 0,05 н. раствором серной кислоты и насыщенным раствором хлористого натрия и сушат над SS безводным сульфатом натрия. Растворитель упаривают в вакууме и к остатку добавляют гексан.Полученный продукт перекристаллизовы ают из смесм этилового эфира уксусной .кислоты и щ гексана. Выход 1,92 г (90%);т.пл. 788д С,1.а(. 3> 47,8 (с О, 1, (He0H).

Найдено,Ъ: С 49,54; Н 6,94;

М 10,41;

С 2ХНЪ6 М4 07 52. 65

Вычислено,Ъ: С 49,61; Н 6,911

М 10,52.

ПМР-спектр (COCIg ),д 5,4 (1Н, д, NH;; 5,26 (1Н, д, NH), 4.52 (1Н, м. O H); 4,34 (4Н, м, S-СН -М и

S-СН -N); 3,70 (1Н, м, C Н),,52 (ЗН, с, СООСН ); 3,02 (4Н, т, МСН и

NCHg); 2,90 (4Н м, С Н 1 Cf Hg);

2, 4 (4H, м, CHg-CO и СН -СО); 2, 0 (4Н, м, С-CHz.— C и С-CH -С);1,42 м.д.

f9H, с, С(СН9). Д

HK-спектр, см, ННЬО: 3420 (О М Н ); нужол: 1730 (VC0 i: 5-членном цикле);

1745 ЮСО сложного эфира); 1695

{ 1 СО уретана); 1640 (р" МН амида I );

1530 (д МН амида II); 1270 (фМН амида

11I). б) Карбодиимидный метод.

K охлажденной до Оо смеси 1,075 r (4 ммоль) гидрохлорида метилового эфира S-пирролидонметилцистеина и

1,27 г (4 ммоль) М-трет-бутоксикарбонил-S-пирролидонметилцистеина в 5 мл ацетонитрила добавляют 0,56 мл (4 ммоль) триэтиламина и 0,82 г (4 ммоль) дициклогексилкарбодиимида, перемешивают 30 мин при 0-(-5) С и оставляют на ночь в холодильнике, после чего дициклогексилмочевину отфильтровывают, и фильтрат упаривают. Остаток растворяют в хлороформе, полученнный раствор промывают последовательно 0,25 н. раствором бикарбоната натрия, 0,05 н. раствором серной кислоты и насыщенным раствором хлористого натрия и высушивают над безводным сульфатом натрия.

Остаток после отгонки растворителя перекристаллизовывают из смеси этилового эфира уксусной кислоты и петролейного эфира. Выход 1,88 г (88Ъ, счита она соединение .11);т.пл. 78-79, fg Д0- 47,1 (c 0,1, МеОН) .

На..дено,Ъ: С 49,51; Н 6,84;

М 10,42.

ПИР-спектр .(СОС13 ), д : 5,4 (1Н, д, МН) 5,26 (1Í, д, МН); 4,52 (1Н, м, С Н) 4,34 (4Нс м 5-СН -М и

5-С1! -М);3,70 {1Н,. м, C Í); 3,53 (ЗН, с, СООСН ); 3 02 (4Н, т,МЯН а и МСН ); 2,90 {4Н, м, С В и С1 Н );

2,4 (4Н, м, СН -СО и СЕ -СО); 2,0 (4 Н, м, С-СЫ2-С и С- СН -С); 1, 4 2 м.д.

1.9Н, с, С (СК ))

HK-спектр, см 1 . H .I B0: 3420 (4 МН); нужол: 1730 (СО в 5-членном цикле);

1745 (1)СО сложного эфира; 1695 (МСО уретана); 1640 (дМН амида 1); 1530 (!I МН амида I I ); 1270 (д МН амида 111) .

Циклический дисульфид метилового эфира М-трет-бутоксикарбонилцистеинилцистеина (14).

К раствору 1,27 г (5 ммоль) йода в 5 мл метанола прикапывают в течение. 30 мин раствор 0,67 г (1,25 ммоль) метилового эфира Bos-S-пирролидонметилцистеинил-S-пирролидонметилцистеина в 30 мл метанола, после чего смесь перемешивают еще

870396

Составитель И. Бочарова

Редактор 3. Бородкина Техред М.Рейвес Корректор Г. Назарова. Заказ 8744/27

Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

40 мин. После охлаждения до О добавляют 1 н. раствор тиосернокислого натрия до слабо-желтой окраски, смесь упаривают до 10 мл, разбавляют хлороформом, промывают 0,5 н. раствором тиосернокислого натрия и водой, высушивают над безводным сульфатом натрия. Растворитель упаривают, остаток выкристаллизовывают при добавлении петролейного эфира. Выход после перекристаллиэации из смеси хлороформа и петролейного эфира 0,39 г (92%, считая на соединение IV); т.пл. 186-187 С; (a 7 — 67,8 (с 1, ИеОН). Общий выход 73% (на гидрохлорид цистеина).

Найдено,%: С 42,97) Н 6,04; 15 .N 8,30. с12 Н2ОЙ205 52 °

Вычислено,%г С 42,89; Н 5 99;

N 8,33.

ЛитЕратурные данные: т.пл. 185- 2О

187 С f/12î — 65о (c 1 87, МеОН); найдено,%г С 42,78> Н 6,05; N 8,17; т.пл. 185-187:С; Ca1 — 64,5О (с

;1,87, MeOH); найдено,%: С 43,13;

Н; и 8,38.

ИК-спектры сняты на спектрофотометре "Ре(.kin-EImer-325" в области 650-3500 см-((HHBD, нужол).

ПМР-спектры заПисаны на спектрофотометре модели R-12A (СО МГц) фирмы "Perkin Е(аег".

Формула изобретения

Метиловый эфир М-трет-бутоксикарбонил-S-ïèððoëèäîíìåòèëöè ."теинил-. — S-пирролидонметилцистеина общей формулы

lc+j)j с-ОсО-ЯН- сн- C — Нн - сн-CO- oCÍ

СНг СНр

l 1

S S

I (CNg СИ2

I " о у о в качестве исходного продукта для синтеза цистеинсодержащих пептидов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В. Kamber Не(ч. Chim. Acta, 1971, 54, 927-930.

2. Папсуевич О.С. и др. ЖОХ, 1975, 45(6), 1384-1388.