Способ получения N-защищенных L-аминокислот Советский патент 1988 года по МПК C07C125/06 

Изобретение относится к способу получения N-защищенных L-аминокислот, которые используются в синтезе пептидов.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса и расширение ассортимента целевых продуктов путем взаимодействия L-аминокислоты с о -хлорированным карбонатом формулы

Ri-0-C-0-CH-CCl3 О

С1

в среде уксусной кислоты, спирта, водного диоксана, диметилформамида или пиридина в присутствии акцептора кислоты, такого, как триэтиламин или гидроокись натрия, при 0-20°С. Предпочтительно взаимодействие осуществ- ляют в смеси диоксана и воды при их соотношении 1:1 и при постоянной величине рН,

Пример 1. Получение трет- -бутил-1,2,2,2-тетрахлорэтилкарбона- та.

Добавляют за раз 9,9 г (0,04 моль эфира хлормуравьиной кислоты ,2,2,2 -тетрахлорэтила к раствору третбута- нола (3 г, 0,04 моль) в дихлормета- не (50 мл). Охлаждают до 0°С и добавляют по каплям 3,2 г (0,04 моль) пиридина. Перемешивают 4 ч при комнатной температуре. Затем добавляют 20 мл ледяной воды, отделяют органи- ческую фазу и промьгоают при помощи 20 мл ледяной воды. Сушат на сульфате магния и выпаривают растворитель. Получают 11,3 г белого твердого вещества (99%), которое перекристал- лизовывают из петролейного эфира (выход 87%, т.пл. 70°С), и получают г очищенного карбоната. Т.кип. 9б с/866 Ра (6,5 мм рт.ст.).

ИК - СО 1770 см .

Спектр ЯМК Н (CDC1,, ТМС): 1,5 (S; СН,) 6,7 (S, СН).

Пример 2.

а) Получение третбутилоксикарбо- нил-Ъ-фенилаланина.

К раствору L-фенилаланина (1,65 г 10 ммоль) в водном диоксане (1:1, 30 мл) добавляют 4,2 мл (30 ммоль) триэтиламина и перемешивают до растворения ( 10 мин). Затем добавляют 2,85 г (10 ммоль) третбутил-1,2,2,2- -тетрахлорэтилкарбоната и перемешивают 6 ч при . Потом добавляют 50 мл воды и экстрагируют 2 20 мл

5

5

0

0 5 0

5

Q

этилацетата. Водную фазу подкисляют (рН 2-3) при помощи нормальной НС1, затем экстрагируют 3 30 мл этилацетата. Экстракт промывают насыщенным раствором NaCl, сушат на MgSO и выпаривают. Полученный продукт кристаллизуют из этилацетата и петролейного эфира. Получают 2,1 г целевого карбамата (79%). Т.пл. 85-87 С (по литературным данным 86-88 С), вращательная способность 01 1 +28 (с 1,5 EtOH) ,(/.3 я (по литературным данным) +24,7 (с 1,5 EtOH).

б) Получение N-третбутилоксикар- бонил-Ь-аланина (БОК-Ь-аланина).

Аналогично примеру 2а, но исходя из 1,78 г (20 ) аланина, получают 3,4 г (90%) БОК-Ь-аланина. Т.пл. 80-81 С (по литературным дан- HbiM 83-84 c)reil p 24,9 (с 2,1 АсОН), W(no литературным данным) -22,5 (с 2,1 АсОН).

Пример 3. Получение трет- бутилоксикарбонил-Ь-пролина.

Как в примере 2а, но исходя из 1,15 г (Ю ммоль) L-пролина, получают 1,95 г (выход 91%) карбамата. Т.пл. 130-131 С (по литературным данным 132-133 с). вг- -60 (с 2,0 АсОН).лЗ (по литературным данным) -60,2 (с 2,0 АсОН).

Пример 4. Получение трет- бутилоксикарбонил-глицина (БОК-Гли).

Как в примере 2а, но исходя из 0,75 г (10 ммоль) глицина, получают 1,5 г (86%) целевого карбамата.. Т.пл. 80-85°С (по литературным данным) 86-88 с.

Пример 5. а) Получение БОК-Гли при контролируемой величине

рН.

I .

Растворяют 5,6 г (0,075 моль) глицина в 150 мл водного диоксана (50%) и регулируют рН при помощи 4 н.гидроокиси натрия. Добавляют за раз 23,6 г (0,083 моль) трет-бутил- -1,2,2,2-тетрахлорэтилкарбоната и поддерживают величину рН постоянной добавлением 4 н.гидроокиси натрия. Когда реакция заканчивается, добавляют 200 мл воды, затем водную фазу промывают 2 раза 100 мп простого этилового эфира, подкисляют ее до рН 3 при 6 Н.НС1 и экстрагируют 3 раза 200 мл этилацетата (ACOEt). После сушки и выпаривания растворителя продукт кристаллизуют из смеси этилацетат / петролейный эфир (4070 С). Получают БОК-глицин с т.пл. 85-87 с. Зависимость выхода БОК-Гли от рН и времени дана в табл. 1.

б) Осуществляют аналогично преды- дущей стадии а), но используют различные аминокислоты.

Результаты приведены в табл. 2.

Пример 6. Получение трет- -бутилоксикарбонил -L-тирозина.

Растворяют 1,81 г (10 ммоль) тирозина в 20 мл водного диоксана (1:1 добавляют 1,4 мл (10 ммоль) триэтил- амина и 15 ммоль гидроокиси натрия. Затем добавляют 2,85 г (10 ммоль) карбоната трет-бутил-1,2,2,2-тетра- хлорэтилкарбоната и перемешивают 6 ч при . Дальше поступают, как в примере 2а.

Полученный продукт кристаллизуют в форме соли дициклогексиламмония. Получают 3,8 г (82%). Т.пл. 20б°С (по лит. данным 212 С).

Пример 7. Получение трет- -бутилоксикарбонил-Ъ-серина.

Анал огично примеру 2а, только время реакции составляет 24 ч вместо 6 ч и исходят из 1,05 г (10 ммоль) L-серина, получают 3,1 г (78%) желав мого карбамата в форме соли дициклогексиламмония. Т. пл. 139-140 С (по лит.данным 140-142 С) . г. +8 (с 2,8 МеОН),о(. (лит.) +13 (с 3,Q МеОН).

Пример 8. Получение трет- -бутштоксикарбонил-Ь-аспарагиновой кислоты.

Как в предьиущем примере, но «сходя из 1,33 г (10 ммоль) L-аспарагино вой кислоты, получают 1,4 г (60%) ожидаемой кислоты. Т.пл. 116-118 С (ik) лит. данным 114-1 IS c) . -5 (с 1,0 MeOH), (лит) -6,2 (с 1,0 МеОН).

Пример 9. Получение 9-фторе нилметил-1,2,2,2-тетрахлорэтилкарбо- ната.

Добавляют за раз 6,7 г (0,027 мол эфира хлормуравьиной кислоты 1,2,2,2 -тетрахлорэтила к раствору 9-фторе- нилметанола (4,9 г, 0,025 моль) в 50 мл дихлорметана. Охлаждают до 0°С и добавляют по каплям 2,2 мл пиридина. Перемешивают 4 ч при ОС. Потом добавляют 50 мл дихлорметана и промывают органическим Фазу 2 раза 50 мл ледяной воды. Сушат над сульфатом магния и выпаривают растворитель. Кристаллизуют остаток из гек- сана, получают 9,3 г целевого продута (98%) с т.пл. 98-110°С. ИК С О 175П см ЯМ Н : (CD 01,, TMS) 4,5 nnm СН,-0, 6,75 nntn CH-Cl.

О

Пример 10. Получение 9-фто ренилметилоксикарбонил-Ъ-фенилапа- нина.

Растворяют 0,83 г L-фенилаланина (5 ммоль) в водном диоксане (1:2, 12 мд), содержащем 1,4 мл триэтилам на (10 ммоль). Охлаждают до и добавляют за раз 2,05 г (5 ммоль) полученного в примере 9 карбоната, растворенного в 4 мл диоксана. Через 2 ч при О С добавляют 20 мл воды и экстрагируют 2 раза 20 мл эфира. Затем подкисляют водную фазу (рН 2-3 при помощи 6 Н.ПС1 и экстрагируют 3 раза 50 мл этилацетата. Сушат над MgSOji и выпаривают. Полученный продукт кристаллизуют из этилацетата и петролейного эфира. Получают 1,44 г целевого карбамата (75%). Т.пл. 178- 179°С по лит.данным 178-179°С.

Пример 11. Получение 9-фто- ренилметилоксикарбонил-Ь-пролина (ФМОК-Про).

Как в примере 10, но исходя из 0,58 г (5 ммоль) L-пролина, получают 1,4 г (83%) целевого продукта. Т.пл. 112-113°С (по лит. данным 116- 117°С).

Пример 12. Получение 9-фто- ренилметилоксикарбонил-Ь-серина.

Проводят, как в примере 10, но реакцию продолжают 24 ч при 20 С. Исходя из 0,53 г (5 ммоль) L-серина, получают 1,32 г (81%) целевого продукта. Т.пл. 73-75°С. После перекристаллизации т.пл. 83-86°С (по лит. данным 86-88°С).

Пример 13. Получение l ,2,2 ,2 -тетрахлорэтил-2,2,2-три- хлорэ тилкарбоната.

Как в примере 1, но исходя из 14,9 г трихлорэтанола (0,1 моль), получают 24,1 г (67%) целевого карбамата. Т.пл. 108°С/6,6 Ра, т.пл.Зб

ИК, СО 1770 см- .

ЯМР Н (CDClj, TMS): 4,85 (S, СН. 6,7 (S, СН).

Пример 14. Получение три- хлорэтоксикарбонил-Ъ-фенилаланина (TPOK-L-Phe).

Как в примере 10, но исходя из 0,83 г (5 ммоль) L-фенилаланина и 1,98 г (5,5 ммоль) 1 ,2,2,2 -тетра хлорэтил-2,2,2-трихлорэтилкарбоната, получают 1,43 г (84%) целевого про дукта. Т.пл. 128-129 с (по лит.данным 129-130 с).

Пример 15, Получение три- хлорэтоксикарбонил-(L)-серима.

Как в примере 12, но исходя, из 0,53 г (5 ммоль) L-серина и 1,98 г (5,5 ммоль) карбоната примера 13, получают 1,15 г (82%) целевого продукта. Т.пл. 111-113 с (по лит. данным 114-115°С).

Пример 16. Получение 2-три- метилсилэтил-1,2,2,2-тетрахлсфэтш1- карбоната.

По примеру 1, но исходя из 5,91 г триметилсилилэтанола и 12,35 г тет- рахлорзтилового эфира хлормуравьи- ной кислоты, получают 13,6 г (83%) целевого продукта, т.кип. 92-94 С, 6,6 Ра.

ИК,: СО 1750 .

ЯМР: Н (CD С1э, ТМС. внешний): 0,1 (S, Si-СНз) 1,1 (t, Si-CHj) 4,35 (t, CHj-0) 6,7 (S, CH-Cl),

Пример 17. Получение три- метил сил илэтилоксикарбонил-(Ь)-фе- нилаланина.

По примеру 12, но исходя из 0,83 (5 ммоль) фенилаланина и 1,8 г (5,5 ммоль) карбоната, полученного в примере 16, получают 1,4 г (100%) триметилсилилзтоксикарбонил-Ь-фенил- аланина в форме масла.

ЯМР: н (CD С1з, ТМС): О (S, Si-CH,) 0,9 (t, Si-CH) 3,0 (

4,0 (t, ocH -c-si) 4,5 (тсн-к1

C02

5,2 (S, Ш) 7,2 (S, Ph-H) 8,7(C-OH

0

Добавляют 2 мл дициклогексиламина к зтому маслу, растворенному в 5 мл эфира, и получают после кристаллизации 1,93 г (78%) соли дициклогексил- аммония целевого продукта с т.пл. 111-112°С.

Пример 18. Получение 1,2,2,2-тетрахлорэтш1-п-нитробензш1- карбоната.

Растворяют 3,83 г (25 мноль) п-нитробензилового спирта и 6,17 г (25 ммоль) 1,2,2,2-тетрахлорэтидово

го эфира хлормуравьиной кислоты в ,50 МП дихлорметана. Охлаждают до 0°С и добавляют по каплям 2,02 мл пиридина. Перемешивают 4 ч при 10 С, затем добавляют 50 мл ледяной воды, отделяют органическую фазу и промывают еще два раза 50 мл воды. Сушат органическую фазу на сульфате магния,

выпаривают растворитель и получают 8,7 г желаемого продукта (96%) с т.кип. 190-195 С/О,05 мм рт.ст. и т.пл. 53-55°С (растворитель кристаллизации водный этанол, выход после

кристаллизации 54%).

Предложенный способ позволяет упростить процесс вследствие использования более доступного исходного ot--хлорированного карбоната, менее

жестких условий, при получении легко удаляемых побочных продуктов. Формула изобретения

1. Способ получения Н-защищенных L-аминокислот общей формулы I

О

RI-O-C-N-R -COOH k

где R - трет-бутил, 9-фторенилме- тил, 2,2,2-трихлорэтил или триметилсилилэтил, Кд - алифатический С,-С -радикал, незамещенный или замещенный группой CHjS-, SH-, -СООН, -ОН, -NH,,

СНг-,

I н

N.

TH-NH

0

5

-(

5

---ct ,

NH-i

CgH.-CH,OCO-, -NHSO C H CHj CfcHjCH - или

или С.-аралифатический радикал, незамещенный или замещенный группой - ОН или

атом водорода, или R и R, вместе с атомом азота образуют пир- ролидиновый цикл, взаимодействием L-аминокислоты и эфира угольной кислоты в среде растворителя в присутствии реагента основного характера отличающийся тем, что, с

7

целью упрощения технологии процес и расширения ассортимента целевых продуктЬв, в качестве эфира угольной кислоты используют oi-хлорировный карбонат формулы II

.RL-O-C-O-CH-CCI

о С1

где R, имеет указанные значения, который подвергают взаимоде йствию L-аминокислотой формулы Ш

IjlH-R -COOH

Яч

8

где RJ и R имеют указанные значени в среде уксусной кислоты, спирта, водного диоксана, диметилформамида или пиридина в присутствии акцептора кислоты, такого как триэтиламин

или гидроокись натрия, при 0-20 С. 1

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что взаимодействие осуществляют в смеси диоксана и воды при их соотношении 1:1.

3.Способ по П.1, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют при постоянной величине рН.

Изобретение относится к органическим карбаминовым кислотам, в частности к получению N-защищенных L-ами- нокислот общей формулы I R,-0-C(0)-N(Rj)-R -COOH, где R, - трет-бутил, 9-фторенилметнл, 2,2,2- -трихлорэтил или триметилсилилэтн. , R - алифатический С,-С -радикал; незамещенный или замещенный группой CH,S-, SH-, -СООН, -ОН, -NH, ., -NHSOjCbH CH,, сн,-. Н - CHn-CH C 1-Mu 1 (СН,)з-БН-С PU-XltT или NH или с -аралифатический радикал, J eзaмeщённый или замещенный группой -ОН или , R, - ат ом водорода или R и R,j вместе с атомом азота образуют пирролидиновый цикл, которые используются в синтезе пептидов. Цель - упрощение технологии процесса и расширение ассортимента целевых продуктов. Получение соединений I ведут взаимодействием L-ами- нокислоты формулы NH(R)-R -COOH и ei-хлорированного карбоната формулы R,-0-C(0)-0-CH(C1)-CC1,, где R,, R и R имеют указанные значения, в среде уксусной кислоты, спирта, водного диокса (предпочтительно в смеси диоксана и при их соотношении 1:1), дю1етилформамида или пиридина в присутствии реагента основного характера - триэтиламин или NaOH при и взаимодействие осуществляют при постоянной величине рИ. Способ позволяет упростить процесс за счет использования доступного исходного реагента и проведения процесса в жестких условиях при получении легко удаляемых побочных продуктов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. i СО С со сд ю со см

(OBzl)

(Tos)

)

8,6 8,3

4

10

10,1 9,5 9,5 9,75 9,7 9

80

74

42

50

70

80

71

95

75

42

Таблица 1

Таблица 2

136 140 100 о

ДСНА)

-602/ Ac ОН

-21,21/ Ac ОН

-192/DMF

,4I/Me OH

-25,52/ Ac OH

-6,01/ Ac OH

+3,31/ Ac OH

-271/ Ac OH

+13,61,1/ Me OH

1375123

Используемое основание: триэтиламин.

10 Продолжение табл.2