СПОСОБ СИНТЕЗА ПЕПТИДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПОДСТРУКТУРУ 4-ГИДРОКСИПРОЛИНА Российский патент 2010 года по МПК C07C227/14 C07D207/16 C07K5/78 

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

где R₁ означает реакционноспособный заместитель или место присоединения к твердой фазе;

R₂ означает реакционноспособный заместитель, а

R₃, R₄ и R₅ каждый независимо означает водород или один или более заместителей, которые присоединены к каждому бензольному кольцу и которые выбирают из группы, включающей гидрокси, амино, C₁-С₁₀алкил, C₁-С₁₀алкокси, C₁-С₁₀алкиламино, ди(С₁-С₁₀)алкиламино, карбамоил, C₁-С₁₀алкилкарбамоил, ди(С₁-С₁₀)алкилкарбамоил, галоген(С₁-С₁₀)алкил, галоген и нитро;

в свободной форме или в форме соли; причем способ включает

(а) взаимодействие соединения формулы VI с электрофильным соединением:

где R₃, R₄ и R₅ определены выше;

R₉ означает -ОН, -ОМ или -ОМХ, где М означает металл, а Х означает нуклеофильный заместитель;

R₁₀ 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

R₂ означает гидроксигруппу;

(б) необязательное превращение соединения формулы I, где R₂ означает гидроксигруппу, в соединение формулы I, где R₂ означает другую группу, кроме гидрокси;

(в) необязательное превращение R₁ в составе соединения формулы I в другую группу R₁;

(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

где R₃, R₄, R₅ и R₉ определены выше, а

R₇ означает нуклеофильный заместитель;

(Г) соединение формулы VI в свободной форме или в форме соли

где R₃, R₄, R₅ и R₉ определены выше, а

R₁₀ означает -М или -MX, где М означает металл, а Х означает нуклеофильный заместитель.

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 R₁ означает реакционноспособный заместитель, то соединение формулы I можно простым способом присоединить к твердой фазе на более поздней стадии. Наличие реакционноспособного заместителя R₂ 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 R₂ 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:

где R₃, R₄, R₅ и R₉ определены выше, а

R₇ означает нуклеофильный заместитель.

Соединение формулы V получают следующим способом:

(i) взаимодействие соединения формулы II с металлом или металлоорганическим соединением

где R₆ и R₇ каждый означает нуклеофильный заместитель, а R₃ определен выше и при необходимости защищен удаляемой защитной группой; и

(ii) взаимодействие соединения, полученного согласно п.(i), с соединением формулы III

где R₄ и R₃ 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:

«Алкил» означает прямой или разветвленный радикал, предпочтительно С₁-С₄алкил.

«Алкокси» означает прямой или разветвленный радикал, предпочтительно С₁-С₄алкокси.

«Ациламино» означает группу формулы -NH-C(O)-R, где R означает прямой или разветвленный C₁-С₁₀алкил, циклоалкил или арил, предпочтительно R означает С₁-С₄алкил.

«Ацилокси» означает группу формулы -O-C(O)-R, где R определен выше.

«Арил» предпочтительно означает С₆-С₁₀арил, например фенил.

«Галоген» означает фтор, хлор, бром или иод.

«Галогеналкил» означает прямой или разветвленный C₁-С₁₀алкил, замещенный одним или более, например, одним, двумя или тремя атомами галогена, предпочтительно атомами фтора или хлора. Предпочтительно галогеналкил означает С₁-С₄алкил, замещенный одним, двумя или тремя атомами фтора или хлора.

«Металлоорганическое соединение» означает соединение, в котором атом углерода органической группы связан с металлом. Металлоорганическое соединение предпочтительно означает металлалкил, например алкиллитий, например прямой или разветвленный C₁-С₁₀алкиллитий, или в другом варианте означает арилметалл, например ариллитий.

Более предпочтительно алкиллитий означает С₃-С₆алкиллитий, такой как бутиллитий или гексиллитий.

В другом варианте металлоорганическое соединение означает органическое соединение магния, например прямой или разветвленный алкилмагний или арилмагний, предпочтительно C₁-С₆алкилмагний. Органические соединения магния известны под названием реагенты Гриньяра. Органическое соединение магния предпочтительно означает галогенид органического соединения магния, предпочтительно иодид или бромид.

В других вариантах воплощения настоящего изобретения металлоорганическое соединение может означать соединение алкил- или арилцинка, например соединение C₁-С₆алкилцинка или соединение C₁-С₆алкил- или арилолова.

М предпочтительно означает литий или магний.

R₁ означает реакционноспособный заместитель, пригодный для присоединения соединения к твердой фазе. R₁ означает -C(O)R', -C(O)-OR', -C(O)-NR'R'', -R₁₂-NR'R", -R₁₂-OR', -NR'R'' или -С(O)Х, где R' и R'' каждый независимо означает водород или прямой или разветвленный C₁-С₁₀алкил, например, С₁-С₄алкил, R₁₂ означает прямой или разветвленный C₁-С₁₀алкил, например, С₁-С₄алкил, а Х означает нуклеофильный заместитель, предпочтительно галоген, например хлор. Заместитель R₁ может находиться в пара-, орто- или мета-положении, предпочтительно пара-положении.

В другом варианте R₁ 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, -R₁₂-NR'-P, -R₁₂-OP, -NR'-P, -C(O)R₁₂P, -C(O)-OR₁₂P, -C(O)-NR'R₁₂P, -R₁₂NR'R₁₂P, -R₁₂OR₁₂P, -NR'R₁₂-P или -R₁₂-P, где R', R'' и R₁₂ определены выше, а Р означает твердофазный материал. Более предпочтительно R₁ означает -С(O)-ОР, -C(O)-OR₁₂-P, -C(O)-NH-P, -C(O)-NH-R₁₂-P, -NH-R₁₂-P или -R₁₂-P, где R₁₂ означает метил, например -СН₂-Р.

R₂ предпочтительно означает реакционноспособный заместитель, пригодный для присоединения соединения к биологическому олигомеру или полимеру или к их мономерному звену, например к аминокислоте или полипептиду. R₂ может означать группы гидрокси, ациламино, ацилокси, амино, галоген, сульфгидрил, C₁-С₁₀алкокси или С₆-С₁₀арилокси, предпочтительно галоген.

Каждое бензольное кольцо, представленное формулами I-VII, может содержать в качестве заместителей одну или более групп. Например, R₃ означает от одного до четырех заместителей, предпочтительно один или два заместителя, присоединенных к бензольному кольцу, как представлено формулами I, II и IV-VII. R₄ и R₅ 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 R₄ и/или R₅ означают заместители в орто- или пара-положении бензольного кольца, к которому они присоединены.

Каждый из заместителей R₃, R₄ и R₅ при необходимости защищен удаляемой защитной группой, например, если они содержат группу -ОН или -NH₂, 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 R₃, R₄ или R₅ означает группу, для которой не требуется защита, например любую из перечисленных выше групп за исключением гидрокси, амино или нитро.

Если заместители R₃, R₄ или R₅ означают галоген, то он предпочтительно означает фтор или хлор. Если заместители R₃, R₄ или R₅ означают галогеналкил, то он предпочтительно означает трифторметил. Предпочтительно R₃ означает С₁-С₄алкил, галоген или водород. Предпочтительно R₄ и R₅ каждый независимо означает С₁-С₄алкилкарбамоил, ди(С₁-С₄)алкилкарбамоил, карбамоил, трифторметил, фтор или хлор. Предпочтительно R₄ и R₅ являются одинаковыми.

Предпочтительно нуклеофильные заместители R₆ и R₇ каждый независимо означает галоген, более предпочтительно бром или иод и наиболее предпочтительно R₆ и R₇ каждый означает бром. R₇ 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:

где R₃ и R₇ определены выше, a R₈ означает -М или -MX, где М означает металл, а Х означает нуклеофильный заместитель, предпочтительно галоген.

Если металл означает литий или металлоорганическое соединение означает органическое соединение лития, то R₈ означает -Li. Если металл означает магний или металлоорганическое соединение означает реагент Гриньяра, то R₈ 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.

Пригодные электрофильные соединения, использованные в данном способе, включают диоксид углерода, изоцианаты, нитрилы, ацилгалогениды (такие как фосген), приводящие к образованию, например, соединений формулы I, где R₁ 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'-(СН₂)_n-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:

где R₃, R₄, R₅ и R₉ определены выше, а

R₁₁ 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.

Стадия гидролиза предпочтительно включает взаимодействие соединения формулы VII, где R₁₁ означает -ОМ или -ОМХ и/или R₉ означает -ОМ или -ОМХ, с водой или кислотой с образованием соединения формулы I, где R₁ означает карбоксигруппу, a R₂ 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.

В другом варианте соединение формулы VII, где R₁₁ означает -ОМ или -ОМХ, взаимодействует с нуклеофильным агентом, например амином или галогенидом, с образованием соединения формулы I, где R₁ 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.

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, СО₂) 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.

Группы R₁ и R₂ превращают в другие группы R₁ и R₂, описанные выше, согласно известным методикам, таким как этерификация, амидирование или нуклеофильное замещение. Например, соединение формулы I, где R₂ означает гидроксигруппу, можно превратить в соединение формулы I, где R₂ 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.

Метод по настоящему изобретению может включать стадию присоединения соединения формулы I, где R₁ 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 R₁. Таким образом, твердофазный материал предпочтительно содержит реакционноспособные группы, такие как аминогруппы. Предпочтительно соединение формулы I, где R₁ означает карбоксигруппу или активированную карбоксигруппу, например в присутствии диизопропилкарбодиимида, взаимодействует с полимером, содержащим свободные аминогруппы.

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 R₂. Например, если R₂ означает гидроксигруппу, а биологическая молекула означает полипептид или аминокислоту, то концевую карбоксильную группу биологической молекулы этерифицируют при взаимодействии с гидроксигруппой R₂, 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

где R₁₂ и R₁₃ каждый означает удаляемую защитную группу, и группы R₁₂ и R₁₃ являются различными;

причем способ включает взаимодействие соединения формулы IX

с пригодным соединением-донором R₁₂;

(Е) промежуточное соединение, использованное в описанном выше способе, общей формулы XIV

где R₁₆ означает удаляемую защитную группу, за исключением группы флуоренилметоксикарбонил, и отличается от R₁₈;

R₁₇ означает водород или блокирующую группу, удаляемую с помощью гидролиза или гидрирования, а

R₁₈ 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

где R₁₃ определен выше,

R₁₄ означает удаляемую защитную группу и R₁₄ отличается от R₁₂ и R₁₃, а

R₁₅ 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.

Защитная группа R₁₂ предпочтительно означает флуоренилметоксикарбонил. R₁₃ или R₁₆ 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 R₁₂ и/или R₁₄, например, является более устойчивой по сравнению с флуоренилметоксикарбонильными и/или бензилоксикарбонильными группами. Более предпочтительно R₁₃ или R₁₆ означает трет-бутоксикарбонил.

Защитные группы R₁₄ или R₁₈ предпочтительно являются более устойчивыми в условиях гидролиза по сравнению с группой R₁₂, например, более устойчивы по сравнению с флуоренилметоксикарбонильной группой. Группы R₁₄ и R₁₈ предпочтительно удаляют в условиях гидрирования.

Пригодные заместители R₁₄ или R₁₈ включают бензилоксикарбонил, 1,1-диметилпропинилоксикарбонил, винилоксикарбонил, N-гидроксипиперидинилоксикарбонил, 9-антрилметилоксикарбонил и фениламинотиокарбонил, аллил, нитробензил, трифенилметил, (пара-метоксифенил)дифенилметил, дифенил-4-пиридилметил или бензилсульфонил. Предпочтительные R₁₄ или R₁₈ означают защитные группы, содержащие оксикарбонил, например бензилоксикарбонил (карбобензокси).

R₁₅ или R₁₇ означают:

(i) C₁-С₁₀алкил, например С₁-С₄алкил, предпочтительно метил, этил, пропил или бутил, отличающийся от трет-бутильной группы, более предпочтительно метил;

(ii) С₃-С₈циклоалкил, необязательно замещенный одним или более заместителями С₁-С₄алкил, например метил. Предпочтительный циклоалкил означает С₃-С₆циклоалкил;

(iii) С₆-С₁₀арил, 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;

(iv) (С₆-С₁₀арил)_1-3(С₁-С₁₀)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. (C₁-С₁₀арил)_1-3(С₁-С₁₀)алкил предпочтительно означает (i) (фенил)_1-3-С₁-С₄алкил, 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;

(v) С₆-С₁₀арил(С₁-С₄)алкокси(С₁-С₄)алкил, предпочтительно бензилоксиметил;

(vi) С₆-С₁₀арилкарбонил(С₁-С₄)алкил, предпочтительно фенацил.

Предпочтительные R₁₅ или R₁₇ означают группу, которую удаляют в условиях гидрирования, такую как бензил, бензилоксиметил, фенацил, трифенилметил, пиперонил или 9-антрилметил, предпочтительно бензил.

Соединение формулы IX получают (i) гидролизом сложного эфира соединения формулы Х с образованием соответствующей карбоновой кислоты и (ii) при удалении защитной группы R₁₄. Предпочтительно стадию гидролиза проводят перед удалением защитной группы R₁₄. Защитную группу R₁₄ удаляют восстановительным гидрированием. Данный способ, включающий стадию гидролиза, является пригодным, если группа R₁₅ 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.

В другом варианте соединение формулы IX получают гидрированием соединения формулы X, где R₁₅ 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

где Х означает нуклеофильный заместитель, a R₁₄ и R₁₅ определены выше, с соединением формулы XII

где R₁₃ 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.

Соединение формулы XIII является коммерческим препаратом, например, если R₁₅ 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 R₁₄ 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.

Введение защитной группы R₁₂ 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.

Следующий объект настоящего изобретения относится к получению соединения формулы VIII, где R₁₂ означает флуоренилметоксикарбонил, а R₁₃ 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.

Смесь упаривали в вакууме при 45°С. Величину рН остатка доводили до 4 с помощью уксусной кислоты и раствор смешивали с 400 мл Н₂О. 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 Na₂SO₄, 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.

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 СО₂). 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

Получение Fmoc-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH₂-CH₂-NH-Boc)-OH из Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OH)-OMe

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-CH₂-CH₂-NH-Boc)-OMe в виде твердого вещества белого цвета.

2. Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH₂-CH₂-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-CH₂-CH₂-NH-Boc)-OH (19,8 г) в виде пены, который использовали на следующей стадии без дополнительной очистки.

3. Палладий на угле (10%, 1,94 г, 0,042 ммоля) добавляли к раствору Cbo-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH₂-CH₂-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-CH₂-CH₂-NH-Boc)-ОН в виде твердого вещества коричневатого цвета, который использовали на следующей стадии без дополнительной очистки.

4. (2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH₂-CH₂-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-CH₂-CH₂-NH-Boc)-OH.

Пример 4

Получение Fmoc-(2S,4R)-Pro(4-OCO-NH-CH₂-CH₂-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

Получение Fmoc-(2R,R)-Pro(4-OCO-NH-CH₂-CH₂-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

Получение Fmoc-(2S,4S)-Pro(4-OCO-NH-CH₂-CH₂-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.

Настоящее изобретение относится к способу получения соединения формулы VIII, где R₁₂ и R₁₃ каждый означает удаляемую защитную группу, где защитная группа R₁₂ является более устойчивой к удалению путем гидролиза или гидрирования, чем R₁₃; включающий взаимодействие соединения формулы IX, с пригодным соединением - донором R₁₂, выбранным из ангидридов, галогенидов, карбаматов и N-гидроксисукцинимидов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

1. Способ получения соединения формулы VIII

где R₁₂ и R₁₃ каждый означает удаляемую защитную группу, где защитная группа R₁₂ является более устойчивой к удалению путем гидролиза или гидрирования, чем R₁₃;
включающий взаимодействие соединения формулы IX

с пригодным соединением - донором R₁₂, выбранным из ангидридов, галогенидов, карбаматов и N-гидроксисукцинимидов.

2. Способ по п.1, где соединение формулы IX получают путем:
(i) гидролиза соединения формулы Х

где R₁₃ определен в п.1,
R₁₄ означает удаляемую защитную группу, выбранную из группы, включающую бензилоксикарбонил, 1,1-диметилпропинилоксикарбонил, винилоксикарбонил, N-гидроксипиперидинилоксикарбонил, 9-антрилметилоксикарбонил, фениламинотиокарбонил, аллил, нитробензил, трифенилметил, пара-метоксифенил, дифенилметил, дифенил-4-пиридилметил и бензилсульфонил, и
R₁₅ означает блокирующую группу, удаляемую в условиях гидролиза или гидрирования, выбранную из C₁-С₁₀алкила; С₃-С₈циклоалкила, необязательно замещенного одним или более С₁-С₄алкилом; С₆-С₁₀арила, необязательно замещенного одним или более галогеном или нитро; (С₆-С₁₀арил)_1-3(С₁-С₁₀)алкила, необязательно замещенного в арильной группе (i) одним или более галогеном или нитро, или (ii) двумя заместителями, которые вместе атомами углерода в цикле, к которым они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл, необязательно содержащий один или два атома азота или кислорода; С₆-С₁₀арил(С₁-С₄)алкокси(С₁-С₄)алкила и С₆-С₁₀арилкарбонил(С₁-С₄)алкила;
где гидролиз или гидрирование представляют собой гидролиз, катализируемый основаниями, который может быть осуществлен в полярном растворителе, для получения соответствующей карбоновой кислоты, и
(ii) удаление защитной группы R₁₄ путем восстановительного гидрирования в полученной карбоновой кислоте.

3. Способ получения соединения формулы VIII по п.1, где R₁₂ означает флуоренилметоксикарбонил, a R₁₃ означает удаляемую защитную группу, другую чем флуоренилметоксикарбонил, включающий взаимодействие соединения формулы IX с соединением-донором группы флуоренилметоксикарбонил.

4. Соединение формулы XIV

где R₁₆ означает трет-бутоксикарбонил;
R₁₇ означает водород или блокирующую группу, удаляемую с помощью гидролиза или гидрирования, выбранную из С₁-С₁₀алкила; С₃-С₈циклоалкила, необязательно замещенного одним или более С₁-С₄алкилом; С₆-С₁₀арила; (С₆-С₁₀арил)_1-3(С₁-С₁₀)алкила;
R₁₈ означает водород или удаляемую защитную группу, представляющую собой бензилоксикарбонил.