1
(21)4233967/04 (22)23.04.87 (46)23.10.91. Бюл №39
(71)Институт молекулярной генетики АН СССР
(72)Ю.А.Золотарева, Д.А.Зайцев. В Ю.Та- тур и Н.Ф.Мясоедов
(53)547.466 (088.8)
(56) Тгуе Н., J I norg.NucI Chem., 1979, v.41, р.591.
Norton R.S., Bradburg I.H , J Catalysis, 1975, v.39. p.53.
Carnett I.L., Halpern В., Rengon R S. Chem.Commun, 1972, p.135.
(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАВНОМЕЧЕН- НЫХ ДЕЙТЕРИЕМ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ «-АМИНОКИСЛОТ
(57) Изобретение касается производства меченных дейтерием веществ, в частности получения оптически активных а -аминокислот, равномерно меченных дейтерием используемых для медико-биологических исследований Цель - создание нового способа получения полезных а -аминокислот Синтез ведут изотопным обменом между аминокислотными комплексами металлов платиновой группы, нанесенными на гетерогенный катализатор - палладий на карбонатах кальция или бария, и газообразным дейтерием при 180 - 250°С. Эти условия обеспечивают степень замещения а-водородных атомов дейтерием 80 - 98% при достижении оптической чистоты до 99%. 7 табл.
Ё
Изобретение относится к получению биологически активных соединений, меченных стабильными изотопами, конкретно к новому способу получения меченных дейтерием а-аминокислот.
Целью изобретения является разработка нового способа получения оптически активных, равномеченных дейтерием а -аминокислот.
Комплексы аминокислоте платиновыми металлами получают реакцией водных растворов аминокислот с водными растворами солей платиновых металлов при 50°С и постепенном оттитровыванием щелочью выделяющихся в результате реакции протонов в течение 1 ч
Пример 1. Смесь 150 мг гетерогенного катализатора, содержащего 5% палладия на карбонате кальция, и 2.0 мл водного раствора, содержащего 30 мг/120 мкмоль) пал- ладий-валинового комплекса Pd/L-Val/Cl2. гомогенизируют и замораживают жидким азотом Воду удаляют лиофильной сушкой. Получают 180 мг реакционной смеси гетерогенного катализатора и нанесенного комплекса L-валина.
18 мг реакционной смеси помещают в ампулу для изотопного обмена объемом 10 мл. Ампулу вакуумируют и заполняют газообразным дейтерием до давления 300 торр (190 мкмоль). Реакцию изотопного обмена проводят при 220°С в течение 40 мик, причем через каждые 10 мин проводят смену газообразного дейтерия.
Реакционную смесь суспендируют в 2,0 мл 0,1 М водного аммиака. Осадок отделяют центрифугированием. Раствор упаривают
(X 00 (Л
ю о
OJ
досуха и осадок растворяют в 0,5 мл 0,1 М водного аммиака.
Хромятографическую очистку проводят на карбоксильном катионите Амберлит CG 50 (III) в медной форме. Степень заполнения сорбента ионами меди 70%. Элюент 0,2М водный аммиак. Следы ионов меди из элю- ента удаляют пропуская элюент через хро- матографическую колонку 15x10 мм, заполненную комплексообразующим сорбентом Дауэкс А-1. Фракцию аминокислоты собирают по показаниям ультрафиолетового детектора с 22 по 27 мл. Элюент упаривают, аминокислоту анализируют с помощью хроматомасс-спектрометрии, колоночной жидкостной хроматографии на хиральном сорбенте и тонкослойной хроматографии.
Проводят дериватизацию и получают тримегилсилильное производное аминокислоты, которое вводят в хроматомасс- спектрометр. В случае валина основной пик (144 ат. ед.) смещается на 8 ат. ед. до 152. Степень замещения дейтерием стабильных водородных атомов составляет 96,7%. Степень замещения а. -водородных атомов оценивается по соотношению пиков с массой 219 и 218 единиц и составляет 96,4%.
Таким образом, степень замещения в а-положении совпадает со степенью замещения п остальной углеводородной части молекулы, что свидетельствует о равномерности распределения дейтериевой метки по молекуле аминокислоты. Химический выход аминокислоты и оптическую чистоту определяют с помощью высоко эффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на сорбенте, содержащем оптически активные группировки L-оксипиролина и заполненные ионами меди. Колонка 250x4 мм. Размер частиц сорбента 5 мкм. Элюент 0,01М ацетат аммония с рН 4.0, содержащий 1х104М ацетата меди (II).
L-Валин элюируют с 18 по 22 мл, в этих условиях D-изомер должен выходить на 27 мл. Содержание L-изомера в продукте 98%. Получают 1,0 мл (2Нв)-валина с химическим выходом 69%.
Анализ химической чистоты проводят с помощью тонкослойной хроматографии на Силуфоле в системе изопропанол аце- гон:аммиак (15:9.9) Продукт хроматографи- чески гомогенен, посторонних примесей не обнаружено.
Примеры 2-9. Смесь 200 мг гетерогенного катализатора, содержащего 5% палладия на карбонате кальция, и 4,0 мл водного раствора, содержащего 50 мг (170 мкмоль) родийвалинового комплекса Rh/L- Val/Clz, гомогенизируют и замораживают
жидким азотом. Воду удаляют лиофильной сушкой. Получают 250 мг реакционной смеси гетерогенного катализатора и нанесенного комплекса L-валина.
По 7 мг реакционной смеси помещают в
ампулы, вакуумируют и заполняют газообразным дейтерием до давления 200 торр (127 мкмоль). Реакцию проводят в течение 20 мин при 140 - 260°С. Обработку проводят
0 по примеру 1. Степень включения дейтерия и выход меченной аминокислоты показаны в табл. 1.
Твердофазный изотопный обмен газообразного дейтерия с родий-валиновым
5 комплексом приведен в табл. 1.
Примеры 10 - 15. В реакцию вводят 5 мл водного раствора 1,4 мг родий-валино- вого комплекса Rh/L-Val/CIa (4,3 мкмоль), нанесенного на переменное от 5 до 200 мг
0 количества катализатора, содержащего 5% палладия на карбонате кальция, гомогенизируют в ампулах для изотопного обмена и замораживают жидким азотом. Воду удаляют лиофильной сушкой. Ампулы вакуумиру5 ют и заполняют газообразным дейтерием до давления 200 торр (127 мкмоль). Реакцию проводят в течение 40 мин при 200°С. Обработку образцов проводят по примеру 1. Сте- пень включения дейтерия, оптическая
0 чистота и выход аминокислоты показаны в табл.2.
Включение дейтерия в L-валин в зависимости от соотношения аминокислота:ка- тализатор приведено в табл. 2.
5Пример 16. Л иофильно высушенную
смесь 5,6 мг 5%-ного палладия на сульфате бария и 1,4 мг (4,3 мкмоль) родий-валиново- го комплекса получают по примеру 2 и помещают в ампулу для изотопного обмена
0 обьемом 10 мл. Ампулу вакуумируют и заполняют газообразным дейтерием до давления 200 торр (127 мкмоль). Соотношение аминокислота:катализатор 1:10. Реакцию проводят в течение 40 мин при 200°С. Вы5 деляют и анализируют образец, по примеру i1. Получают 380 мкг валина с химическим выходом 75%, оптической чистотой 87% и включением дейтерия 1,4 ат, на 1 моль аминокислоты.
0 П р и м е р. 17 - 19. Лиофильно высушенные смеси 5,6 мг 5%-ного палладия на карбонате кальция и 4,3 мкмоль валиновых комплексов родия (III) или палладия (II). или платины (II) получают по примеру 2, помеща5 ют в ампулу для изотопного обмена объемом 10 мл и заполняют газообразным дейтерием до давления 200 торр (127 мкмоль). Соотношение аминокислота: катализатор 1:10. Реакцию проводят в течение 40 мин при 200°С. Включение дейтерия и
выход меченной аминокислоты показан в табл. 3.
Включение дейтерия в L-валин в зависимости от природы иона комплексообра- зователя приведено в табл. 3.
Примеры 20- 33. Лиофильно высушенную смесь 5,6 мг 5%-ного палладия на карбонате кальция и 1,4 мг (4,3 мкмоль) ро- дий-валинового комплекса помещают в ампулу для изотопного обмена объемом 10 мл. Вакуумируют и заполняют газообразным дейтерием 200 торр (127 мкмоль). Обработку образцов и анализ проводят по примеру 1. Включение дейтерия при 160, 200и245°С показано в табл. 4.
Примеры 34-42. Лиофильно высушенную смесь 5,6 мг 5%-ного палладия на карбонате кальция и 4,3 мкмоль комплексов родия (III) с аминокислотами помещают в ампулы для изотопного обмена объемом 10 мл. Ампулы вакуумируют и заполняют газообразным дейтерием до давления 200 торр (127 мкмоль). Выдерживают 60 мин при 200°С и обрабатывают по примеру 1. Выход меченных аминокислот и включение дейтерия в молекулу аминокислоты показан в табл. 5.
Примеры 43-46. Лиофильно высушивают смеси 5,6 мг 5%-ного палладия на карбонате кальция и 1,2 мг (4,3 мкмоль) пал- ладий-валинового комплекса Pd/L-Vaf/Cl2 и помещают в ампулы для изотопного обмена объемом 10 мл. Ампулы откачивают и заполняют газообразным дейтерием до
0
5
0
5
0
5
давления 200 TCPJ: /, , i АИ , держивэют при и обрабатывают по примеру 1. Данные сведены в табл 6, причем в примере 46 чергзЮ мин рр.-иции сменяют газообразный дейтерий и выдерживают еще 10 мин.
Примеры 47-48 Лиофильно высушенные смеси 5,6 мг 5%-ного палладия на карбонате бария и 4.3 мкмоль L-лейциновых комплексов родия (III) и палладия (II) получают по примеру 2, помещают в ампулу для изотопного обмена объемом 10 мл и заполняют газообразным дейтерием до давления 200 торр (127 мкмоль). Соотношение амино- кислота:катализатор 1.10. Реакцию проводят в течение 2 ч при 180°С. Выделяют и обрабатывают образец по примеру 1. Включение дейтерия и выход меченной аминокислоты показан в табл. 7.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать равномеченные дейтерием а -аминокислоты со степенью замещения водорода дейтерием 80 - 98%.
Формула изобретения Способ получения равномеченных дейтерием оптически активных -аминокислот, заключающийся в том, что осуществляют изотопный обмен между аминокислотными комплексами металлов платиновой группы нанесенными на гетерогенный катализатор - палладий на карбонате кальция или на карбонате бария, и газообразным дейтерием при 180-250°С.
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
Таблица 5
Таблица 6
Таблица
