Способ получения циклического дисульфида метилового эфира n- трет-бутилоксикарбонил-l-цистеинил-l-цистеина
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсник
Соцналистическмк
Республик
Опубликовано 07.07.82. Бюллетень ¹ 25
Дата опубликования описания 07 ° 07 ° 82
Р М К„з
С 07 С 103/5 2
Государственный комитет
СССР оо делам изобретений и открытий
1зЗ) УАК 547.964.4. .07 (088.8) Г. И. Аукс не, С. Я. Микста, У. О. Калей и О. С. Папсуевич
1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКОГО ДИСУЛЬФИДА
МЕТИЛОВОГО ЭФИРА N -Трет -БУТИЛОКСИКАРБОНИЛ-(4-ЦИСТЕИНИЛ -(,-ЦИСТЕИНА
Изобретение относится к способу получени я цистеинсодержащего пептида циклического дисульфида метилового эфира l4 --трет-бутилоксикарбонил- L-цистеинил- L-цистеина формулы (Сн,), СоСо))Н-Сн-Соек- Сн -СооСн, I
СН2 СН, ! I
S который используется в качестве промежуточного продукта в синтезе пептидных гормонов — окситоцина, вазопрессина и инсулина.
Известен способ получения циклического дисульфида метилового эфира
N-ТРЕТ -бутилоксикарбонил-Ь-цистеинилL-цистеина исходя из гидрохлорида
S-ацетамидометил (Acm)-Ь-цистеина (1).
Последний получают путем алкилирова= ния гидрохлорида L-цистеина N-оксиметилацетамидом в 6 н. HCl в атмосфере азота с выходом 52Ъ (2). Необходимяе для синтеза производные S Acm,-Ь-цистеина получают следующим путем: этерификацией гидрохлоридà S-Acm-L-,цистеина в метаноле в присутствии хлористого тионила получают гидрохлорид метилового эфира S-Acm-L-цистеина с выходом 98% а ацилированием гидрохлорида S-Acm-L-цистеина Вос-азидом получают Вос-S-Acm-L-цистеин с выходом 52Ъ.Конденсацией Boc-S--Acm5
-Ь-цистеина с гидрохлоридом метилового эфира S-Acm-L-цистеина карбодиимидным методом получают соответствующий дипептид — метиловый эфир Boc-S-Acm-L-цистеинил-S-Acm-L-цистеина с выходом 78Ъ циклический дисульфид получается путем отщепления S-защитных групп с одновременным образованием дисульфидного цикла действием иода в метаноле.
Общий выход целевого продукта
17,4Ъ,считая на исходный гидрохлорид цистеина. Это обусловлено низкими выходами получения производных
S-Acm — L-цистеина из-за протекания побочных реакций. Кроме того, потеря продуктов возникает при выделении и очистке производных S-Acm-L-цистеина из-за одинаковой растворимости исходных и конечных продуктов в воде и органических растворителях.
2э Наиболее близким к предлагаемому является способ получения циклического дисульфида метилового эфира
N-ТРЕТ -бутилоксикарбонил-Ь-цистеинил-Ь-цистеина, основанный на использо30 вании в качестве исходного соединения и зьз
gCI, ННг-СН-COOII
СНг-5Н
Гиброллорид иис еина и и (57.б2
HCI, НФ-Снг-Н
Ф 1 Н -олсинетил терр олибон
MCl ННг- С Н -COOM
1 сн, 1
/ 3 сн,-н
I
Гибролнорид S -ЬРл-гс цис енна, мм 7 64. 74 гСНфФйФг6,1м НаФН МиОН.SOCI., Йютретбутиллиро. / нирбонат
ICM>l,COCO-Ю1-СН-СООН MCI..NtIt-CÈ-COOCMI
1 ° сн, сг1г
1 l
S-сигн 5-CM - .
0 6 й
6ос - S- Руе -T. -инстенна н
Г 1ро ллорнй метилобоео о1оира 5- Рут-1; цнстеина мм 266,76 м.м 316,39
lcHllI co Co-нн-сн-со-нн - сн-cooc MI
I I сн, 1
»-сн,-6 о сн, I
6-СН,-
Мотилобин л1иир Нос-S-Руе-глцистеннир- S- Рут-г; ииетеина м.м 5И,SS аС 11IIeOu
ИНф)гСФСФ НН СН СФ НН-Сн-СФФСНг
1 ,НФ снг
$ 5
1гииоиеооиии биеури1оиб метиробоео мира Зое- г.-иисл е»мир-I. " миотеино, м и 336,4Ъ гидрохлорида S-бен замидометнл (Bzm)Ь-цистеина. Этот способ включает следующие стадииг введение ЯН-защитной группы в гндрохлорид циотеина путем алкилирования гидрохлорида L-цистеина N-оксиметилбензамидом, ацилиро- 5 вание гидрохлорида,S Bzm-Ь-цистеина:
Вос-аэидом, конденсацию полученного
N-Tper-бутилоксикарбонил-8-Bzm-цистеина с метиловым эфиром S-Bzm-L-цистеина, полученным этерификацией гид- 1р рохлор6сда S-Bzm-L-.öSIñTåèíà метаноЛом в присутствии тионилхлорида карбодиимидным методом и полученный метиловый эфир гг-тРет-бутилоксикарбонил-S Bzm-Ь-цистеинил-Я-Bzm-цистеина
Ьбрабатывают иодом в метаноле для
J I одновременного отщепления Я-Bzm-.çàщитных групп и образования дисульфидного цикла. Общий выход конечного продукта 22% (3).
Однако известный способ имеет низкий выход целевого продукта, связанный с недостаточной устойчивостью производных 8-Bzm-цистеина к основаниям, применяемым в синтезе пептидов, неполным отщеплением S-Bzm-защитной группы иодом в метаноле, недостаточно высокими выходами на стадиях ацилирования и конденсации... цаль изобретения - повышение выхода целевого продукта.
Поставленная цель достигается тем, что способ получения циклического дисульфида метилового эфира Я-TP67-бутилоксикарбонил-L-цистеинил-L-цисI теина основан иа последовательном введении ЯН-защитной группы в гидрохлорид Ь-цистеина путем алкилирования N-оксиметилпирролидоном, ацилировании полученного гидрохлорида S-пирролидонимидометил(Pym)-L-цистеина ди-тРет «бутилпирокарбонатом, конденсации й-тРНР -бутилоксикарбонил-8-Pym-Ь-цистеина с метиловым эфиром
S-Pym-L-цистеина, полученным этерификацией гидрохлорида S-Pym-L-цистеина метанолом в присутствии тионнлхлорида, методом смешанных ангидридов с использованием Изобутилхлорформиата и обработке полученного метилового эфира N-тРет -бутилоксикарбонил- S-Pym-L-ци ст еинил-8-Pym-L-ци стеина йодом в метаноле.
Получение циклического дисульфи,ца метилового эфира Вос-цистеинил1-циотЕИНа ОсущеСтвляЮт по следующей схеме:
941353
3
Пример. Получение циклического дисульфида N-тРЕт -бутилоксикарбонил-Ь-цистеинил-Ь-цистеина.
Гидрохлорид S-пирролидонметил-Ь-цистеина I.
К смеси 15,7 r(0,1 моль) гидрохлорида Х-цистеина, 12,7 г (О, 11 моль) И-оксиметилпирролидона и 40 мл воды, охлажденной до ООС, добавляют при перемешивании 15 мл концентрированной соляной кислоты и перемешивают при комнатной температуре 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 иа фильтре эфиром и перекристаллизовывают из смеси метанола и эфира. Выход гидрохпорида I
22,95 г (90%, считая на гидрохлорид цистеина) . Т.пл. 174-175ОС (at)p= +
+4,7 (cl, Н О), (сЕ)P -13,4 (с1,МеЪН) .
Найдено, %: С. 37,70 t Н 5,92;
N 10,94
С8Н Ц. Н ХО S- НС1
Вычислено, %: С 37,7.2; Н 5,94;
N 11,00.
Гидрохлорид метилового эфира Я-пирролидонметил-? -цистеина II.
К 48 мл метанола, охлажденного до -15 С, при интенсивном перемешивании прикапывают 2,2 мл хлористого тионила, затем добавляют 6 г (0,024 моль) гидрохлорида S-пирролидонметил-L-цистеина Х 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 II (99,6%, считая на Х) . Т.пл. 70-72оС (с() е—
5,2 (cl МеОН) .
Найдено, %: С 40,17; H 6,25;
N 10,37
СВН (Ь Н РЪ S. Hcl
Вычислено, %: С 40,22; Н 6,38;
N 10,42.
N- тРЕт- бу тило кси к арбонил- S-пи рролидонметил-L-цистеин I II.
10,2 r(0,04 моль) гидрохлорида
S-пирролидонметил-L-цистеина растворяют при перемешивании в 80 мл 1 н. раствора едкого натра и приливают раствор 12 r (0,055 моль) ди-тРЕт-бутилпирокарбоната в 40 мп тРет—
-бутилового спирта. Раствор нагревают при 45 С в течение 5 мин, а затем перемешивают при комнатной температуре 2,5 ч. Затем реакционную смесь экстрагируют 50 мл петролейного эфира, водный слой охлаждают до
О С и подкисляют до рН 3-4 лимонной кислотой. Подкисленную реакционную массу насыщают хлористым натрием (20 r) и экстрагируют этилацетатом (Зх50 мл) . Этилацетатные вытяжки промывают насыщенным раствором хлористого натрия и затем сушат над безводным сернокислым натрием. Этилацетатный раствор упаривают в вакууме и к остатку добавляют гексан.
Продукт перекристаллизовывают иэ сме- си этилацетата и гексана. Выход
12,5 r(98% считая íà I) . Т.пл. 113l0 114ОС, (d)z» 28,3 (с 0,5, Н О)
Найдено, %: С 49,101 Н 6,97уН 8,72
С„з и 11Н ОВ
Вычислено, %: С 49,04; Н 6,97.
N 8,80.
i 5 Метиловый эфир N-Tt 6т-бутилокеикарбонил-5-пирролидонметил-Ь-цистеинил-S-пирролидонметил-Ь-цистеина IV.
К охлажденному до (-15) - (-20) С раствору 1,27 r (4 ммоль) N-тРет -бутил20 оксикарбонил-S-пирролидонметил-L-цистеина в 5 мл диметилформамида прикапывают при перемешивании 0,44 мп (4 ммоль) N-метилморфолина и затем
0,52 мл (4 ммоль) изобутилового эфира хлоругольной кислоты. Через 10 мин добавляют охлажденную смесь 1,075 r (4 ммоль) гидрохлорида метилового эфира S-пирролидонметил-Ь-цистеин@ и 0,44 мл(4 ммоль) N-метилморфолина
30 в 5 мл диметилформамида и перемешивают еще 3,5 ч. при (-15)-(-20) С.
После завершения реакции смесь разбавляют и экстрагируют этиловым эфиром уксусной кислоты. Органический слой промывают последовательно
0,25 н. раствором бикарбоната натрия, 0,05 н. серной кислотой и насыщенным раствором хлористого натрия и сушат над безводным сульфатом натрия. Растворитель упарнвают в вакууме и к ос40 татку добавляют гексан. Полученный продукт перекристаллизовывают из смеси этилового эфира уксусной кислоты и гексана. Выход 1,92 г (90%), т.пл.
78 80оС (с1) о — 47 8о (c 0,1, MeOH)
45 Найдено, %: С 49,54; Н 6,94;
N 10,41
%1 36 4 7
Вычислено, %: С 49,61; Н 6,81;
N 10,52.
Циклический дисульфид метилового эфира N-ТРЕТ -бутилоксикарбоннл-Ьцистеинил-Ь-цистеина V.
К раствору 1,27 г(5 ммоль) иода в 50 мл метанола прикапывают в течение 30 мин раствор 0,67 г(1,25 ммоль) метилового эфира Boc-S-пирролидонметил-L-цистеинил-S-пирролндонметил-L-цистеина в 30 мл метанола, после чего смесь перемешивают еще 40 мин.
После охлаждения до ООС 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 нат941353
Формула изобретения
Составитель О. Галкин
ТехредЕ. Харитончик Корректор Г. Огар
Редактор Т. Веселова
Заказ 4756/6
Тираж 445 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП . Патент, r. Ужгород, ул. ПроеКтная, 4 рия. Растворитель упаривают, остаток выкристаллизовывают при добавлении петролейного эфира. Выход пбсле перекристаллиэации из смеси хлороформа и петролейного эфира 0,39 г(92%, считая на IV) . T. пл. 186-187вС> (c(.)2S- 67,8 (cl, МеОН) . Общий выход 73% (на гидрохлорид цистеина) .
Найдено, %: С 42,97; H 6,04;N 8 30
С. 1 Н2р Яд 05 82
Вычислено, %: С 42,89; Н 5,99
И 8,33.
T. nz. 185 1870Ñ, (Ы)ф - 65 (с. 1,87, МеОН) (1). Т. пл. 185-187 С, (d)fo 64 5+ (c. 1,87 MeOH) (3) .
Kamic видно из приведенного примера,15 предлагаемый спосрб позволяет повысить выход конечного продукта до 73%.
Высокий общий выход целевого продукта обусловлен высокими выходами на всех промежуточных стадиях в синтезе.
При алкилировании гидрохлорида цистеина с N-оксиметилпирролидоном получают новое производное цистеинагидрохлорид-S-пирролидонметил (Pym) -L- 25
-цистеина. Преимуществом гидрохлорида S — Pym-L öèñòåèíà является его хорошая кристаллизуемость, высокий выход получения, устойчивость к воздействию различных реагентов, применяемых в синтезе пептидов (действие кислот, едких щелочей, триэтиламиха, аммиака, гидразингидрата), легкость и селективность отщепления Б-защитной группы иодом в метаноле.
Использование ди- трет -бутилпирокарбоната позволяет повысить выход на. стадии ацилиро вани я до 9 8%, а проведение конденсации методом смешанных ангидридов в присутствии изобутилхлорформиата позволяет повы- 4О сить выход на этой стадии до 90%.
Реакция отщепления S-Pym-групп и одновременное образование дисульфидного цикла проходит полностью и селективно, исключая межмолекулярное 45 окисление и.образование димеров,: что имеет место при использовании j известных S-защитных групп.
Способ получения циклического дисульфида метилового эфира N- ТРйт-бутилоксикарбонил-L-цистеинил-L-цистеина путем последовательного введения
SH-защитной группы в гидрохлорид цистеина с последующей обработкой S-защищенного производного цистеина ацилирующим агентом, с последующей конденсацией полученного S-защищенного производного N= ТРОт-бутилоксикарбонилцистеина с метиловым эфиром S-защищенного производного цистеина, полученного этерификацией S-защищенного производного цистеина метанолом в присутствии хлористого тионила, и последующей обработкой продукта конденсации йодом в метаноле, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода конЕчного продукта, в .качестве SH-защитной .группы используют N-оксиметилпирролидоновую группу, в качестве ацилирующего агента используют ди-тРвт-бутилпирокарбонат и конденсацию осуществляют методом смешанных ангидридов в присутствии изобутилхлорформиата.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Kember В. Cysteinpeptide aus (S Acetamidomethylcystein) †.peptiden
durch Oxydation mit Iod: Die Syntetses von cyclo L ystin-Helv. Chim.
Acta. 1971, ч. 54, М 3, р. 927-930.
2. Veber D. F Mi lkowsk i У. D., Denkewal ter R. G., Pirschmann R. The
synthesis of peptide in agueous medium IV,А novel protecting group
for cysteine. TetrahediOn Sett.
1968, М 29, р. 3057-3058.
3. Папсуевич О. С., Арш Г. Ш., Микста С. Я. Бензамидометильные производные Ь-цистеина и меркаптопропионовой кислоты."ЖОХ, 1975, т. 45, Р 6, с. 1384-1388 (прототип) .
