СПОСОБ СИНТЕЗА ПЕПТИДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПОДСТРУКТУРУ 4-ГИДРОКСИПРОЛИНА
METHOD OF 4-HYDROXYPROLINE SUBSTRUCTURE-CONTAINING COMPOUND SYNTHESIS

Настоящее изобретение относится к способам получения пептидов и промежуточных соединений, использованных для получения указанных пептидов.
Один объект настоящего изобретения включает:
(А) Способ получения соединений формулы I
1
где R означает реакционноспособный заместитель или место присоединения к твердой фазе;
2
R означает реакционноспособный заместитель, а
3
4
5
1
10
1
10
1
10
1
10
1
10
1
10
1
10
R, R и R каждый независимо означает водород или один или более заместителей, которые присоединены к каждому бензольному кольцу и которые выбирают из группы, включающей гидрокси, амино, C-Салкил, C-Салкокси, C-Салкиламино, ди(С-С)алкиламино, карбамоил, C-Салкилкарбамоил, ди(С-С)алкилкарбамоил, галоген(С-С)алкил, галоген и нитро;
в свободной форме или в форме соли; причем способ включает
(а) взаимодействие соединения формулы VI с электрофильным соединением:
3
4
5
где R, R и R определены выше;
9
R означает -ОН, -ОМ или -ОМХ, где М означает металл, а Х означает нуклеофильный заместитель;
10
R означает -М или -MX, где М означает металл, а Х означает нуклеофильный заместитель;
в свободной форме или в форме соли;
и гидролиз полученного соединения с образованием соединения формулы I, где
2
R означает гидроксигруппу;
2
2
(б) необязательное превращение соединения формулы I, где R означает гидроксигруппу, в соединение формулы I, где R означает другую группу, кроме гидрокси;
1
1
(в) необязательное превращение R в составе соединения формулы I в другую группу R;
(г) необязательное удаление защитной группы в соединении формулы I, содержащем защитную группу; и
(д) при необходимости превращение соединения формулы I, полученного в свободной форме, в требуемую соль или наоборот;
(Б) способ получения твердофазной системы, включающий получение соединения формулы I по способу, описанному выше, и конденсацию соединения с модифицированным или содержащим соответствующие функциональные группы твердофазным материалом;
(В) соединение формулы V в свободной форме или в форме соли
3
4
5
9
где R, R, R и R определены выше, а
7
R означает нуклеофильный заместитель;
(Г) соединение формулы VI в свободной форме или в форме соли
3
4
5
9
где R, R, R и R определены выше, а
10
R означает -М или -MX, где М означает металл, а Х означает нуклеофильный заместитель.
1
2
2
В настоящем изобретении предлагается простой способ получения соединений формулы I, который используют для твердофазного химического синтеза. Согласно способу по настоящему изобретению можно непосредственно получить соединение формулы I, присоединенное к твердой фазе, или, если R означает реакционноспособный заместитель, то соединение формулы I можно простым способом присоединить к твердой фазе на более поздней стадии. Наличие реакционноспособного заместителя R позволяет использовать соединения формулы I в качестве связующих звеньев при синтезе олигомеров и полимеров, таких как гликопептиды, нуклеотиды и белки, прежде всего при твердофазном синтезе пептидов. Соединения формулы I, прежде всего те, в которых R означает галоген, используют в химическом синтезе в качестве защитных агентов для защиты функциональных групп, таких как, например, амино- и гидроксигруппы.
Соединения формул V и VI используют в качестве промежуточных соединений для получения соединений формулы I.
Соединение формулы VI получают при взаимодействии соединения формулы V с металлом или металлоорганическим соединением:
3
4
5
9
где R, R, R и R определены выше, а
7
R означает нуклеофильный заместитель.
Соединение формулы V получают следующим способом:
(i) взаимодействие соединения формулы II с металлом или металлоорганическим соединением
6
7
3
где R и R каждый означает нуклеофильный заместитель, а R определен выше и при необходимости защищен удаляемой защитной группой; и
(ii) взаимодействие соединения, полученного согласно п.(i), с соединением формулы III
4
3
где R и R определены выше и при необходимости защищены удаляемой защитной группой.
Способ по настоящему изобретению проводят в одном реакционном сосуде без выделения промежуточных соединений.
Термины, используемые в настоящем описании, имеют следующие значения:
1
4
«Алкил» означает прямой или разветвленный радикал, предпочтительно С-Салкил.
1
4
«Алкокси» означает прямой или разветвленный радикал, предпочтительно С-Салкокси.
1
10
1
4
«Ациламино» означает группу формулы -NH-C(O)-R, где R означает прямой или разветвленный C-Салкил, циклоалкил или арил, предпочтительно R означает С-Салкил.
«Ацилокси» означает группу формулы -O-C(O)-R, где R определен выше.
6
10
«Арил» предпочтительно означает С-Сарил, например фенил.
«Галоген» означает фтор, хлор, бром или иод.
1
10
1
4
«Галогеналкил» означает прямой или разветвленный C-Салкил, замещенный одним или более, например, одним, двумя или тремя атомами галогена, предпочтительно атомами фтора или хлора. Предпочтительно галогеналкил означает С-Салкил, замещенный одним, двумя или тремя атомами фтора или хлора.
1
10
«Металлоорганическое соединение» означает соединение, в котором атом углерода органической группы связан с металлом. Металлоорганическое соединение предпочтительно означает металлалкил, например алкиллитий, например прямой или разветвленный C-Салкиллитий, или в другом варианте означает арилметалл, например ариллитий.
3
6
Более предпочтительно алкиллитий означает С-Салкиллитий, такой как бутиллитий или гексиллитий.
1
6
В другом варианте металлоорганическое соединение означает органическое соединение магния, например прямой или разветвленный алкилмагний или арилмагний, предпочтительно C-Салкилмагний. Органические соединения магния известны под названием реагенты Гриньяра. Органическое соединение магния предпочтительно означает галогенид органического соединения магния, предпочтительно иодид или бромид.
1
6
1
6
В других вариантах воплощения настоящего изобретения металлоорганическое соединение может означать соединение алкил- или арилцинка, например соединение C-Салкилцинка или соединение C-Салкил- или арилолова.
М предпочтительно означает литий или магний.
1
1
12
12
1
10
1
4
12
1
10
1
4
1
R означает реакционноспособный заместитель, пригодный для присоединения соединения к твердой фазе. R означает -C(O)R', -C(O)-OR', -C(O)-NR'R'', -R-NR'R", -R-OR', -NR'R'' или -С(O)Х, где R' и R'' каждый независимо означает водород или прямой или разветвленный C-Салкил, например, С-Салкил, R означает прямой или разветвленный C-Салкил, например, С-Салкил, а Х означает нуклеофильный заместитель, предпочтительно галоген, например хлор. Заместитель R может находиться в пара-, орто- или мета-положении, предпочтительно пара-положении.
1
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
1
12
12
12
12
12
2
В другом варианте R означает группу, через которую соединения присоединены к твердофазному материалу, а твердофазный материал, например, означает полистирол. Предпочтительно указанная группа означает -С(O)-Р, -С(O)-ОР, -C(O)-NR'-P, -R-NR'-P, -R-OP, -NR'-P, -C(O)RP, -C(O)-ORP, -C(O)-NR'RP, -RNR'RP, -RORP, -NR'R-P или -R-P, где R', R'' и R определены выше, а Р означает твердофазный материал. Более предпочтительно R означает -С(O)-ОР, -C(O)-OR-P, -C(O)-NH-P, -C(O)-NH-R-P, -NH-R-P или -R-P, где R означает метил, например -СН-Р.
2
2
1
10
6
10
R предпочтительно означает реакционноспособный заместитель, пригодный для присоединения соединения к биологическому олигомеру или полимеру или к их мономерному звену, например к аминокислоте или полипептиду. R может означать группы гидрокси, ациламино, ацилокси, амино, галоген, сульфгидрил, C-Салкокси или С-Сарилокси, предпочтительно галоген.
3
4
5
4
5
Каждое бензольное кольцо, представленное формулами I-VII, может содержать в качестве заместителей одну или более групп. Например, R означает от одного до четырех заместителей, предпочтительно один или два заместителя, присоединенных к бензольному кольцу, как представлено формулами I, II и IV-VII. R и R могут означать от одного до пяти заместителей, предпочтительно от одного до трех заместителей, присоединенных к каждому бензольному кольцу, как представлено формулами I, II и IV-VII. Каждый заместитель может находиться в любом положении бензольного кольца, к которому они присоединены. Более предпочтительно R и/или R означают заместители в орто- или пара-положении бензольного кольца, к которому они присоединены.
3
4
5
2
3
4
5
Каждый из заместителей R, R и R при необходимости защищен удаляемой защитной группой, например, если они содержат группу -ОН или -NH, которые не участвуют в реакции. Защитные группы, их введение и удаление, описано, например, в книге «Protective Groups in Organic Synthesis», T.W.Greene и др., John Willey & Sons Inc; Second Edition, 1991. Предпочтительно каждый из заместителей R, R или R означает группу, для которой не требуется защита, например любую из перечисленных выше групп за исключением гидрокси, амино или нитро.
3
4
5
3
4
5
3
1
4
4
5
1
4
1
4
4
5
Если заместители R, R или R означают галоген, то он предпочтительно означает фтор или хлор. Если заместители R, R или R означают галогеналкил, то он предпочтительно означает трифторметил. Предпочтительно R означает С-Салкил, галоген или водород. Предпочтительно R и R каждый независимо означает С-Салкилкарбамоил, ди(С-С)алкилкарбамоил, карбамоил, трифторметил, фтор или хлор. Предпочтительно R и R являются одинаковыми.
6
7
6
7
7
Предпочтительно нуклеофильные заместители R и R каждый независимо означает галоген, более предпочтительно бром или иод и наиболее предпочтительно R и R каждый означает бром. R может находиться в пара-, орто- или мета-положении, предпочтительно в пара-положении.
В одном варианте воплощения настоящего изобретения соединение формулы II сначала взаимодействует с металлом или металлоорганическим соединением с образованием соединения формулы IV:
3
7
8
где R и R определены выше, a R означает -М или -MX, где М означает металл, а Х означает нуклеофильный заместитель, предпочтительно галоген.
8
8
Если металл означает литий или металлоорганическое соединение означает органическое соединение лития, то R означает -Li. Если металл означает магний или металлоорганическое соединение означает реагент Гриньяра, то R означает -MgX, a X предпочтительно означает галоген. Затем соединение формулы IV взаимодействует с соединением формулы III с образованием соединения формулы V.
Нет необходимости в выделении и очистке соединений формул IV и V, их получают in situ.
1
2
n
Пригодные электрофильные соединения, использованные в данном способе, включают диоксид углерода, изоцианаты, нитрилы, ацилгалогениды (такие как фосген), приводящие к образованию, например, соединений формулы I, где R означает группы карбокси, карбамоил, алкилкарбамоил или ацил. В другом варианте электрофильное соединение может включать модифицированный твердофазный материал, например полимер Меррифильда, обеспечивающий прямое связывание соединений формулы VI с твердой фазой. В одном варианте воплощения электрофильное соединение означает соединение формулы X'-(СН)-Р, где X' означает нуклеофильный заместитель, например, галоген или тозилокси, n означает целое число от 1 до 4, предпочтительно 1, а Р означает твердофазный материал.
Если в качестве электрофильного соединения используется диоксид углерода, то способ предпочтительно включает взаимодействие соединений формулы V с металлом или металлоорганическим соединением с образованием соединения формулы VI, как описано выше, и последующее взаимодействие, предпочтительно in situ, соединения формулы VI с диоксидом углерода.
Если в качестве электрофильного соединения используется диоксид углерода, то предпочтительно образуется соединение формулы VII:
3
4
5
9
где R, R, R и R определены выше, а
11
R означает -ОН, -ОМ или -ОМХ, где М означает металл, а Х нуклеофильный заместитель, предпочтительно галоген, в форме соли или в свободной форме.
В другом варианте стадия карбоксилирования включает взаимодействие соединения формулы V с диоксидом углерода в присутствии металла или металлоорганического соединения с образованием соединения формулы VII.
11
9
1
2
Стадия гидролиза предпочтительно включает взаимодействие соединения формулы VII, где R означает -ОМ или -ОМХ и/или R означает -ОМ или -ОМХ, с водой или кислотой с образованием соединения формулы I, где R означает карбоксигруппу, a R означает гидроксигруппу, в форме соли или в свободной форме. Пригодные кислоты включают хлорид аммония, уксусную кислоту, серную кислоту и хлористоводородную кислоту. Используют также буферные растворы с определенным значением рН. Предпочтительно используют слабую кислоту и/или стадию проводят при рН от 4 до 7. Температуру реакции поддерживают в интервале от -50 до 50°С, предпочтительно в интервале от -10 до 10°С.
11
1
В другом варианте соединение формулы VII, где R означает -ОМ или -ОМХ, взаимодействует с нуклеофильным агентом, например амином или галогенидом, с образованием соединения формулы I, где R означает -С(O)-NR'R'' или -С(O)-Х, a R', R'' и Х определены выше.
Способ по настоящему изобретению проводят в инертном органическом растворителе, предпочтительно в эфире, например диэтиловом эфире, тетрагидрофуране или трет-бутилметиловом эфире. В качестве растворителя используют также углеводороды. Температуру реакции на стадии (а) поддерживают в интервале от -30 до +10°С, предпочтительно от -5 до 0°С. Реакцию проводят, например, с использованием от 0,5 до 2 экв., предпочтительно от 0,8 до 1,2 экв. и наиболее предпочтительно приблизительно 1 экв. металла или металлоорганического соединения в присутствии 1 экв. соединения формулы II. Используют также от 0,5 до 2 экв., предпочтительно от 0,8 до 1,2 экв. соединения формулы III в присутствии 1 экв. соединения формулы II.
2
Температуру реакции соединения формулы V с металлом или металлоорганическим соединением поддерживают в интервале от 0 до +50°С, предпочтительно от +20 до +30°С. Температуру реакции с электрофильным агентом (например, СО) поддерживают в интервале от 0 до -30°С, предпочтительно от -5 до -10°С. Стадию гидролиза, например в присутствии кислоты, проводят при температуре в интервале от -10 до +10°С, предпочтительно от 0 до +5°С. Используют от 0,5 до 2 экв., более предпочтительно от 0,8 до 1,2 экв. металла или металлоорганического соединения в присутствии 1 экв. соединения формулы V.
1
2
1
2
2
2
Группы R и R превращают в другие группы R и R, описанные выше, согласно известным методикам, таким как этерификация, амидирование или нуклеофильное замещение. Например, соединение формулы I, где R означает гидроксигруппу, можно превратить в соединение формулы I, где R означает галоген, при взаимодействии с ацилгалогенидом, например ацилхлоридом.
Предпочтительно соединение формулы I используют в свободной форме. Соединения в свободной форме или солевой форме получают в форме гидратов или сольватов, содержащих растворитель, используемый при кристаллизации.
Соединения формулы I можно выделить из реакционной смеси и очистить согласно известным методикам.
Исходные соединения для получения соединения формулы II или III известны в данной области техники или могут быть получены согласно методам, известным специалистам в данной области техники. Металлоорганические соединения получают по стандартным методикам, например при реакции алкил- или арилгалогенида с металлом, например с литием или магнием, суспендированным в диэтиловом эфире или тетрагидрофуране. Металлоорганическое соединение предпочтительно получают и используют в инертной (не содержащей кислорода) безводной атмосфере, например в атмосфере азота.
1
1
1
Метод по настоящему изобретению может включать стадию присоединения соединения формулы I, где R означает реакционноспособный заместитель, к твердофазному материалу. Пригодные твердофазные материалы описаны, например, в DE 4306839 А1, и включают природные или синтетические органические или неорганические полимеры в стандартном виде, например в форме гранул или предпочтительно в виде поверхностного слоя на пригодной инертной подложке. Примеры подходящих полимерных материалов включают сшитый полистирол, например гранулы полистирола, Gly-HMD-MA/DMA и НЕМА. Соединения формулы I можно присоединить к твердофазному материалу при взаимодействии группы, содержащейся в твердой фазе, с заместителем R. Таким образом, твердофазный материал предпочтительно содержит реакционноспособные группы, такие как аминогруппы. Предпочтительно соединение формулы I, где R означает карбоксигруппу или активированную карбоксигруппу, например в присутствии диизопропилкарбодиимида, взаимодействует с полимером, содержащим свободные аминогруппы.
2
2
2
Соединение формулы I можно использовать в качестве связующего звена. Таким образом, способ по настоящему изобретению включает стадию присоединения соединения формулы I, необязательно связанного с твердофазным материалом, с биологическим олигомером или полимером или с их мономерным звеном. Соединение можно конденсировать с биологической молекулой, например с аминокислотой или полипептидом, при взаимодействии группы в составе биологической молекулы с заместителем R. Например, если R означает гидроксигруппу, а биологическая молекула означает полипептид или аминокислоту, то концевую карбоксильную группу биологической молекулы этерифицируют при взаимодействии с гидроксигруппой R, необязательно через исходное взаимодействие соединения формулы I с ацилгалогенидом, которое приводит к замещению гидроксигруппы на галоген in situ.
В другом варианте в настоящем изобретении предлагается:
(Д) способ получения соединения формулы VIII
12
13
12
13
где R и R каждый означает удаляемую защитную группу, и группы R и R являются различными;
причем способ включает взаимодействие соединения формулы IX
12
с пригодным соединением-донором R;
(Е) промежуточное соединение, использованное в описанном выше способе, общей формулы XIV
16
18
где R означает удаляемую защитную группу, за исключением группы флуоренилметоксикарбонил, и отличается от R;
17
R означает водород или блокирующую группу, удаляемую с помощью гидролиза или гидрирования, а
18
R означает водород или удаляемую защитную группу, за исключением флуоренилметоксикарбонил.
В настоящем изобретении предлагается простой и эффективный способ получения соединений формулы VIII, который используют при синтезе пептидов, например, как описано в заявке WO 02/10192. Соединения формулы XIV используют в качестве промежуточных соединений при получении соединений формулы VIII.
Соединение формулы IX получают из соединения формулы Х
13
где R определен выше,
14
14
12
13
R означает удаляемую защитную группу и R отличается от R и R, а
15
R означает блокирующую группу, удаляемую в условиях гидролиза или гидрирования.
Защитные группы, их введение и удаление описано, например, в книге «Protective Groups in Organic Synthesis», T.W.Greene и др., John Willey & Sons Inc; Second Edition, 1991. Пригодные донорные соединения для введения защитных групп, например аминозащитные агенты, известны специалистам в данной области техники, например ангидриды, галогениды, карбаматы или N-гидроксисукцинимиды, которые используют для введения защитных групп, описаны ниже.
12
13
16
12
14
13
16
Защитная группа R предпочтительно означает флуоренилметоксикарбонил. R или R предпочтительно означает защитную группу, отличающуюся от флуоренилметоксикарбонильной группы, и предпочтительно является более устойчивой в условиях гидролиза (например, в условиях гидролиза, катализируемого основаниями) и/или в условиях гидрирования по сравнению с R и/или R, например, является более устойчивой по сравнению с флуоренилметоксикарбонильными и/или бензилоксикарбонильными группами. Более предпочтительно R или R означает трет-бутоксикарбонил.
14
18
12
14
18
Защитные группы R или R предпочтительно являются более устойчивыми в условиях гидролиза по сравнению с группой R, например, более устойчивы по сравнению с флуоренилметоксикарбонильной группой. Группы R и R предпочтительно удаляют в условиях гидрирования.
14
18
14
18
Пригодные заместители R или R включают бензилоксикарбонил, 1,1-диметилпропинилоксикарбонил, винилоксикарбонил, N-гидроксипиперидинилоксикарбонил, 9-антрилметилоксикарбонил и фениламинотиокарбонил, аллил, нитробензил, трифенилметил, (пара-метоксифенил)дифенилметил, дифенил-4-пиридилметил или бензилсульфонил. Предпочтительные R или R означают защитные группы, содержащие оксикарбонил, например бензилоксикарбонил (карбобензокси).
15
17
R или R означают:
1
10
1
4
(i) C-Салкил, например С-Салкил, предпочтительно метил, этил, пропил или бутил, отличающийся от трет-бутильной группы, более предпочтительно метил;
3
8
1
4
3
6
(ii) С-Сциклоалкил, необязательно замещенный одним или более заместителями С-Салкил, например метил. Предпочтительный циклоалкил означает С-Сциклоалкил;
6
10
(iii) С-Сарил, необязательно замещенный одним или более стабилизирующих заместителей, например группами галоген или нитро;
предпочтительный арил означает фенил, необязательно замещенный одним, двумя или тремя галогенами, предпочтительно хлором;
6
10
1-3
1
10
1
10
1-3
1
10
1-3
1
4
(iv) (С-Сарил)(С-С)алкил, необязательно замещенный в арильной группе (i) одним или более стабилизирующих заместителей, например, галогеном или нитро, или (ii) двумя заместителями, которые вместе с атомами углерода в цикле, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл, необязательно содержащий один, или два атома азота, или кислорода. (C-Сарил)(С-С)алкил предпочтительно означает (i) (фенил)-С-Салкил, более предпочтительно бензил, дифенилметил или трифенилметил, необязательно замещенный в каждом бензольном кольце одним, двумя или тремя атомами галогена, например хлором, (ii) антрилметил, например, 9-антрилметил, или (iii) пиперонил;
6
10
1
4
1
4
(v) С-Сарил(С-С)алкокси(С-С)алкил, предпочтительно бензилоксиметил;
6
10
1
4
(vi) С-Сарилкарбонил(С-С)алкил, предпочтительно фенацил.
15
17
Предпочтительные R или R означают группу, которую удаляют в условиях гидрирования, такую как бензил, бензилоксиметил, фенацил, трифенилметил, пиперонил или 9-антрилметил, предпочтительно бензил.
14
14
14
15
Соединение формулы IX получают (i) гидролизом сложного эфира соединения формулы Х с образованием соответствующей карбоновой кислоты и (ii) при удалении защитной группы R. Предпочтительно стадию гидролиза проводят перед удалением защитной группы R. Защитную группу R удаляют восстановительным гидрированием. Данный способ, включающий стадию гидролиза, является пригодным, если группа R не удаляется в условиях гидрирования. Стадию гидролиза предпочтительно проводят в присутствии основания в качестве катализатора, например в присутствии гидроксида натрия и в присутствии полярного растворителя, например в метаноле.
15
В другом варианте соединение формулы IX получают гидрированием соединения формулы X, где R означает группу, удаляемую в условиях гидрирования, например бензил. Стадию гидрирования проводят с использованием подходящего катализатора, например палладия на угле.
Соединение формулы Х получают при взаимодействии с соединением формулы XI
14
15
где Х означает нуклеофильный заместитель, a R и R определены выше, с соединением формулы XII
13
где R определен выше. Данную стадию проводят в любом пригодном органическом растворителе, предпочтительно в углеводородном растворителе, более предпочтительно в толуоле.
Соединение формулы XII представляет собой защищенный этилендиамин, в котором одна аминогруппа защищена удаляемой защитной группой. Нуклеофильный заместитель Х в соединении формулы XI предпочтительно означает галоген, такой как фтор, хлор, бром или иод, более предпочтительно хлор. Соединение формулы XI, где Х означает галоген, получают при взаимодействии соединения формулы XIII
с ацилгалогенидом, например фосгеном, трифосгеном, фенилхлорформиатом или 4-нитрофенилхлорформиатом, предпочтительно 4-нитрофенилхлорформиатом. Данную стадию проводят в присутствии органического основания, например диметиламинопиридина, в неполярном растворителе, таком как толуол.
15
14
Соединение формулы XIII является коммерческим препаратом, например, если R означает метил, или его получают этерификацией 4-гидроксипролина согласно методам, известным в данной области техники, например при взаимодействии с бензиловым спиртом или метанолом. Полученный сложный эфир затем защищают при взаимодействии с пригодным соединением R для введения защитной группы, например с бензилксикарбонил-N-гидроксисукцинимидом.
Нет необходимости в выделении и очистке соединения формулы XI, поскольку соединение формулы XIII взаимодействует с ацилгалогенидом и продукт реакции затем взаимодействует с соединением формулы XII в одном и том же сосуде.
12
Введение защитной группы R в соединение формулы IX проводят в присутствии карбоната натрия/ацетонитрила.
Соединение формулы VIII выделяют из реакционной смеси и очищают согласно стандартным методикам.
В соединениях формул VIII-XI и XIII, описанных выше, оксигруппа в пролине может находиться в цис- или транс-положении, предпочтительно в транс-положении. Цис- и транс-изомеры получают в виде индивидуальных соединений с использованием в качестве исходного материала соответствующих цис- или транс-гидроксипролинов.
Несмотря на то, что в литературе отсутствует подобное описание методов получения исходных материалов, эти соединения являются известными или их можно получить согласно методикам, известным в данной области техники, или описанным ниже в настоящем описании.
12
13
Следующий объект настоящего изобретения относится к получению соединения формулы VIII, где R означает флуоренилметоксикарбонил, а R означает удаляемую защитную группу, в отличии от флуоренилметоксикарбонильной группы, причем способ включает взаимодействие соединения формулы VIII с соединением для введения флуоренилметоксикарбонильной группы, например флуоренилметоксикарбонил-N-гидроксисукциимидом.
Настоящее изобретение описано со ссылками на следующие соответствующие варианты его воплощения, в которых используются следующие сокращения:
Fmoc означает флуоренилметоксикарбонил;
Вос означает трет-бутоксикарбонил;
Cbo означает карбобензокси (бензилоксикарбонил);
OSu означает N-гидроксисукцинимид;
HPTF означает фракцию гептана;
ЖХВР означает жидкостную хроматографию высокого разрешения;
ТГФ означает тетрагидрофуран;
ТБМЭ означает трет-бутилметиловый эфир;
ДМФА означает диметилформамид.
Пример 1
Получение 4-(дифенилгидроксиметил)бензойной кислоты
1,4-Дибромбензол (47,2 г, 0,2 М) добавляли к ТГФ (240 мл). Прозрачный раствор охлаждали до -65°С. В течение 30 мин добавляли раствор бутиллития (0,22 М, 94 мл 20% раствора в циклогексане).
Смесь перемешивали в течение 5 мин, а затем в течение 30 мин добавляли раствор бензофенона (36,4 г, 0,2 М в 180 мл ТГФ, процесс экзотермический). Смесь перемешивали в течение 30 мин при -65°С. Затем через 30 мин температуру поднимали до -10°С и раствор перемешивали при данной температуре в течение 1 ч.
Реакционную смесь охлаждали до -65°С, затем в течение 30 мин добавляли раствор бутиллития (0,22 М, 94 мл 20% раствора в циклогексане).
Полученную суспензию разбавляли 200 мл ТГФ. Затем через раствор в течение 90 мин при -65°С пропускали газообразный диоксид углерода. Температуру поднимали до 20°С и смесь перемешивали в течение ночи. Смесь охлаждали до 0°С и в течение 30 мин добавляли водный раствор хлорида аммония (120 мл 10% раствора). На данной стадии получали 4-(дифенилгидроксиметил)бензойную кислоту.
2
2
4
Смесь упаривали в вакууме при 45°С. Величину рН остатка доводили до 4 с помощью уксусной кислоты и раствор смешивали с 400 мл НО. Экстракцию проводили с использованием этилацетата (2×150 мл). Органические фазы экстрагировали 100 мл воды, объединенные фазы встряхивали с 10% водным раствором гидроксида калия (2×120 мл). Объединенные водные фазы доводили до рН 1-2 хлористоводородной кислотой при 20°С и затем экстрагировали ТБМЭ (2×150 мл). Объединенные фазы в ТБМЭ смешивали с 50 мл воды и 50 мл насыщенного раствора NaSO, сушили над сульфатом магния и упаривали при 45°С в вакууме, при этом получали неочищенный продукт.
38,3 г Неочищенного продукта растворяли в ТБМЭ (300 мл) при 40°С. Прозрачный раствор желтого цвета концентрировали до объема 60 мл (240 мл ТБМЭ отгоняли). Смесь перемешивали в течение 1 ч при 40°С (кристаллизация). Добавляли 50 мл HPTF, смесь охлаждали до 0°С и перемешивали при 0°С в течение 1 ч. После упаривания, промывки (2×15 мл) HPTF и высушивания в течение ночи при 45°С в вакууме получали кристаллы белого цвета.
Присоединение 4-(дифенилгидроксиметил)бензойной кислоты к твердой фазе
15 г 4-(Дифенилгидроксиметил)бензойной кислоты и 7,54 г гидроксибензотриазола растворяли в 140 мл ДМФА при перемешивании в течение 15 мин. Затем добавляли 15,3 мл диизопропилкарбодиимида и раствор выдерживали при комнатной температуре в течение 30 мин. Раствор перемешивали в течение ночи при комнатной температуре в присутствии аминометилированного полистирола. После промывки ДМФА, метанолом и ТГФ носитель, содержащий связующее звено, сушили в вакууме.
Пример 2
Получение 4-(дифенилгидроксиметил)бензойной кислоты (альтернативный способ)
К 12 л ТБМЭ в тщательно высушенном реакторе Hastelloy объемом 100 л в течение 20 мин добавляли 3,0 кг н-бутиллития (20% в циклогексане; 9,37 моля) при температуре -5°С (прозрачный раствор). В течение 30 мин при температуре в интервале от -5 до 0°С добавляли 2,00 кг 1,4-дибромбензола (8,48 моля), растворенного в 16 л ТБМЭ. Контейнер, из которого добавляли реагент, промывали 3 л ТБМЭ.
Смесь перемешивали при -5°С в течение 30 мин, а затем в течение 20 мин при температуре в интервале от -5 до 0°С добавляли 1,55 кг бензофенона (8,50 моля) в 8 л ТБМЭ. Контейнер, из которого добавляли реагент, промывали 3 л ТБМЭ. При этом образовывалось небольшое количество твердого вещества белого цвета. После перемешивания в течение 15 мин при -5°С отбирали пробу для анализа ЖХВР (образец 1). Реакционную смесь перемешивали в течение 25 мин при -5°С и нагревали до +25°С.
2
К смеси в течение 25 мин при температуре в интервале от +25 до +27°С добавляли 3,2 кг н-бутиллития (20% в циклогексане, 10,00 моля). При добавлении наблюдалась слабо экзотермическая реакция, цвет смеси изменялся на светло-зеленый и образовалось некоторое количество осадка и пены. После перемешивания в течение 20 мин отбирали пробу для анализа ЖХВР (образец 2). В зависимости от результата анализа пробы 2 методом ЖХВЭ добавляли 0,3 кг н-бутиллития после перемешивания в течение 35 мин при 25°С. Затем после перемешивания в течение 15 мин отбирали пробу для анализа ЖХВР (образец 3). Шланги, через которые добавляли н-бутиллитий, промывали 1,5 л ТБМЭ и реакционную смесь охлаждали до -10°С. К смеси в течение 20 мин при температуре в интервале от -10 до -5°С порциями добавляли 1,99 кг сухого льда (твердый СО). При этом наблюдалась экзотермическая реакция и образовался осадок светло-желтого цвета. После перемешивания в течение 15 мин при -10°С добавляли 11 л ТБМЭ и реакционную смесь нагревали до 0°С. В течение 15 мин при температуре в интервале от 0 до +5°С добавляли 5 л 18% водного раствора хлористоводородной кислоты. При этом наблюдались экзотермическая реакция и растворение осадка (pH≤1).
Прозрачный раствор переносили в сепаратор и реактор промывали 5 л ТБМЭ. После отделения водной фазы органическую фазу промывали 20 л воды. После разделения двух слоев органическую фазу экстрагировали 13 л 5% водного раствора КОН. Щелочную водную фазу отделяли и органический слой снова экстрагировали 13 л 5% водного раствора КОН. Объединенные щелочные водные слои переносили в реактор Hastelloy объемом 100 л. В течение 20 мин при температуре в интервале от 0 до 5°С добавляли 22 л ТБМЭ и 6 л 18% водного раствора хлористоводородной кислоты. При этом наблюдались экзотермическая реакция и образование осадка белого цвета, который растворялся при низком значении рН (рН≤1 после добавления HCl). Смесь перемешивали в течение 10 мин и переносили в сепаратор. Слои разделяли и водную фазу экстрагировали 16 л ТБМЭ. После разделения слоев объединенные органические фазы концентрировали при давлении 500 мбар, температуре в бане 45°С до объема 4-5 л (32 л ТБМЭ отгоняли) и добавляли кристаллы для затравки. Температуру поднимали до 50°С и при интенсивном перемешивании медленно добавляли 20 л HPTF. Осадок белого цвета перемешивали в течение 2 ч при температуре в бане 50°С. Температуру в бане снижали до 0°С и перемешивание продолжали в течение ночи (16 ч), при этом температуру суспензии поддерживали при 0°С. Суспензию белого цвета отфильтровывали и реактор промывали 5 раз 5 л маточного раствора. Осадок сушили при температуре в бане 45°С в вакууме (≥10 мбар) до постоянного веса (в течение ночи).
Пример 3
2
2
Получение Fmoc-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH из Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OMe
2
2
1. Диметиламинопиридин (30,5 г, 250 ммолей) и Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-ОМе (34,9 г, 125 ммолей) растворяли в толуоле (870 мл). К полученному раствору при температуре от 0 до 5°С в течение 20 мин по каплям добавляли раствор 4-нитрофенилхлорформиата (31,5 г, 157 ммолей) в толуоле (206 мл) и перемешивали в течение 2 ч. Затем добавляли раствор Вос-этилендиамина (80,1 г, 500 ммолей) в толуоле (205 мл) и перемешивали при температуре окружающей среды в течение 12 ч. К смеси при температуре от 20 до 25°С добавляли раствор концентрированной серной кислоты (43,7 г, 450 ммолей) в воде (873 мл). Суспензию белого цвета фильтровали в вакууме и промывали толуолом (30 мл). Фазу в толуоле промывали водой (450 мл), карбонатом натрия (10 мас./мас.%, 450 мл) и три раза водой (по 450 мл). Фазу в толуоле сушили при перегонке азеотропной смеси (300 мл), которую заменяли на сухой толуол (2×300 мл). К раствору в сухом толуоле при 50°С добавляли гептан (130 мл) и охлаждали до 0°С в течение 2 ч. Образовавшийся осадок фильтровали, промывали два раза толуолом/гептаном (1:2 об/об, 70 мл) и сушили при 50°С в вакууме, при этом получали Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OMe в виде твердого вещества белого цвета.
2
2
2
2
2. Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OMe (20,0 г, 43,0 ммоля) растворяли в смеси тетрагидрофурана и метанола (1:1, 380 мл). К раствору добавляли 1М раствор гидроксида натрия (51,6 мл) и полученную смесь перемешивали в течение 4 ч при температуре окружающей среды. Величину рН смеси доводили до 3 добавлением серной кислоты (50 мл, 1М). Тетрагидрофуран и метанол отгоняли при 50°С и 50 мбар до прекращения перегонки растворителей. Полученный раствор молочного цвета разбавляли изопропилацетатом (113 мл) и водой (57 мл), фазы разделяли и фазу в изопропилацетате промывали раствором хлорида натрия (10%, 113 мл). Растворитель отгоняли (50°С, 50 мбар), при этом получали Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH (19,8 г) в виде пены, который использовали на следующей стадии без дополнительной очистки.
2
2
2
2
3. Палладий на угле (10%, 1,94 г, 0,042 ммоля) добавляли к раствору Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH (19,4 г, 43,0 ммоля) в изопропаноле (350 мл) и воде (37 мл). Через полученную смесь пропускали газообразный водород в течение 4 ч, катализатор отфильтровывали и остаток промывали смесью изопропанола (50 мл) и воды (50 мл). Фазу в смеси изопропанола и воды сушили при перегонке азиотропной смеси до уменьшения объема на 2/3, который непрерывно заменяли на смесь толуола и изопропанола (1:1 об/об). Полученный безводный раствор концентрировали в вакууме досуха (50°С, 200 мбар), при этом получали (2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-ОН в виде твердого вещества коричневатого цвета, который использовали на следующей стадии без дополнительной очистки.
2
2
2
2
4. (2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH (5,0 г, 15 ммолей) растворяли в смеси воды (25 мл) и триэтиламина (1,5 г, 15 ммолей) при 40°С. К прозрачному раствору добавляли раствор Fmoc-OSu (4,65 г, 14 ммолей) в ацетонитриле (25 мл) в течение 30 мин и перемешивали в течение 2 ч. Затем рН смеси доводили до 3 с использованием хлористоводородной кислоты (1 М, 13 мл) и перемешивали в течение 1 ч. Ацетонитрил отгоняли (40°С, 80 мбар) и заменяли на изопропилацетат, при этом получали двухфазную смесь. Нижнюю водную фазу отделяли и полученную органическую фазу промывали водой, два раза перегоняли с заменой на изопропилацетат и концентрировали до пены коричневатого цвета. Полученную пену растворяли в изопропилацетате (25 мл) и по каплям добавляли к гептану (200 мл), при этом получали осадок. Твердое вещество отфильтровывали, промывали изопропилацетатом/гептаном и сушили в вакууме при 40°С, при этом получали Fmoc-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH.
Пример 4
2
2
Получение Fmoc-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH из Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OBzl
Синтез Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OBzl описан в работе T.Makoto, H.Guoxia, V.J.Hruby, J.Org.Chem., 66, 1038-1042 (2001). Использовали способ синтеза, описанный в примере 3, но вместо Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OMe использовали Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OBzl и выполняли только стадии 1, 3 и 4 (исключая стадию 2).
Пример 5
2
2
Получение Fmoc-(2R,R)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH
Использовали способ синтеза, описанный в примере 3 или 4, но вместо Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OMe или Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OBzl использовали Cbo-(2R,4R)-Pro(4-OH)-OMe или Cbo-(2R,4R)-Pro(4-OH)-OBzl.
Пример 6
2
2
Получение Fmoc-(2S,4S)-Pro(4-OCO-NH-CH-CH-NH-Boc)-OH
Использовали способ синтеза, описанный в примере 3 или 4, но вместо Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OMe или Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OBzl использовали Cbo-(2S,4S)-Pro(4-OH)-OMe или Cbo-(2S,4S)-Pro(4-OH)-OBzl.