Способ получения полигистидина Советский патент 1985 года по МПК C08G69/00 

1 Изобретение относится к органической химии высокомолекулярных соединений, а именно к способам получения белков или полипептидов из амино кислот. Известен способ получения полиги тндина термической поликонденсацией гистидина при температуре 140-200 С в течение 24 часов и более flj . Недостатки известного способа ел дующие. Термическая поликонденсация сильно осложнена процессами деструк ции полипептида, конкурирующими с реакцией образования пептидной связи Кроме того, сами аминокислоты при указанных температурах частично разлагаются, а выход продукта поликонденсации мал. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения полигистидина, включающий обработку раствора гистидина в диметилформамиде химическим реагентом - кар ботиофенилхлоридом с образованием Л.Ц-карботиофенил-б-гистидина и последующую поликонденсацию этого соединения в кипящем метаноле в течени трех недель. При этом выход полимера не превышает 40-43% . Недостатки данного способа следую щие: ьшогостадийность - сначала необходимо получить промежуточное соединение-«,N-карботиофенил- -гистидин, а затем осуществить его поликонденсацию, наличие большого числа побочных продуктов реакции на первой стадии способа, часть этих продуктов не позволяет получить в процессе поликонденсации однородный полимер, их необходимо удалять из реакционной смеси, осуществляя дополнительную операцию - очистку полимера от карботиофенилхлорида и его производных синтез связан с применением ядовитьк веществ - карботиофенилхлорида и метанола. очень большая длительность синтеза, процесс поликонденсации осуществ ляется в течение трех недель и более Целью изобретения является упрощение процесса получения полигистиди на и сокращение времени поликонденсации. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения поли0 ... 2 гистидина, включающему обработку раствора гистидина химическим реагентом с последующей поликонденсацией образующегося продукта при нагреванйи в растворе, водный растsop гистидина с концентрацией 0,010,1 моль/л подвергают обработке при комнатной температуре в течение 5-/ 30 мин кислородом или воздухом, содержащим в качестве химического, реагента озон в количестве моль/л, а поликонденсацию полученного продукта проводятв водном растворе при 20-60 0 в течение 612 ч. , Обработка раствора гистидина озоном концентрации больще, чем 10 моль/л в течение более чем 30 мин приводит к деструкции получающегося продукта и способствует протеканию побочных реакций. При концентрации озона меньше, чем 10 моль/л и времени озонирования менее 5 мин выход продукта значительно падает. Озон получают из кислорода воздуха, либо из чистого кислорода в коронном или тлеющем электрическом разряде (с помощью озонатора/. Верхний предел концентрации гистидина в водном растворе обусловлен .пределом его растворимости вводе. При концентрации гистидина ниже 0,01 моль/л выход полимера резко снижается. Проведение процесса поликонденсации при температуре выще 60 С осложняется термогидролитической деструкцией полигистидина,а при температуре ниже 20 С также нецелесообразно, так как выход полимера вследствие малой скорости поликонденсации резко снижается. Время поликонденсации контролируют двумя методами: . нарастанию оптической плотности раствора при длине волны 270 нм, б)по выходу полимера, измеряемому методом гель-фильтрации. В обоих случаях максимум заверщенности реакции наблюдался при 20с через 12 ч, а при - через 6 ч. В общем виде способ заключается в следующем. Через водный раствор гистидина с концентрацией 0,01-0,1 моль/л в течение 5-30 мин при комнатной температуре пропускают ток кислорода или воздуха, содержащий 10 -10 моль/л

3.

озона. Затем раствор выдерживают при 20-60°С в, течение 6-12 ч. Полученный полимер .выделяют из реакционной сМеси -методом гель-фильтрации на колонках с сефадексом марки С-15.

Строение полимера подтверждено данными ИК-спектроскопии и химического анализа.

Пример. 10 мл водного раствора гистидина с концентрацией 0,1 моль/л обрабатывают озоном концентрации 10 моль/л в течение пяти минут при комнатной температуре. Поликонденсацию осуществляют в течение 6 ч при 0°С. О накоплении продукта судят по нарастанию оптической плотности раствора при длине волны 270 нм.

Полученный полигистидин выделяют из. реакционной смеси методом гельфильтрации на сефадексе марки С-15,

2404

ИК-спектр полимера содержит полосы поглощения в области 1520, 1630 и 3270 см, соответствующие колеба- ниям пептидной связи. На наличие в продукте пептидных связей указывает также биуретовая реакция. Положительная реакция Паули указьшает на наличие в полимере имидазольного кольца гистидина.

Полигистидин, подвергнутый лиофильной сушке, представляет собой белый порошок, набухающий, но слабо растворимый в воде и нерастворимый в спирте и ССб. Средняя величина молекулярной массы составляет около 7000. Выход 47%.

Аналогично этому примеру осуществляют синтез при других концентрациях реагентов и условиях реакции.

В таблице представлены условия синтеза и выход полигистидина.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ полигасти.ДИНА, включающий обработку раствора гистидина химическим реагентом с последующей поликонденсацией образующегося продукта при нагревании в растворе, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и сокращения времени полйконденсации, водный раствор гистидина с концентрацией 0,01-0,1 моль/л подвергают обработке при комнатной температуре в течение 5-30 мин кислородом или воздухом, содержащим озон в количестве 10 -10 моль/л, а поликонденсацию полученного продукта проводят в водном растворе при 20-60 С в течение 6-12 ч. О)