一种环五肽及其合成方法

文档序号:3562343阅读:486来源:国知局
专利名称:一种环五肽及其合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域,具体涉及一种环五肽及其合成方法。
技术背景环肽在抗肿瘤、抗病毒、抗菌以及酶抑制剂活性方面显示出巨大的开发潜力,是21世纪研究的热点。环肽分子具有明确的固定构象 (Fairlie,D.P., Abbenante,G, March,D.R., Curr. Med. Chem., 1995,2, 654-686),能够与受体很好地契合,加上分子内不存在游离的氨端 和羧端使得对氨肽酶和羧肽酶的敏感性大大降低(Bruce J, Aungst a nd Hirosi Saitoh, Pharmaceutical Research, 1996,13(1),114-119; Dae-Yeon Suh,Yong Chul Kim,Young陽Hwa Kang J. Nat Prod. 1997, 60, 265-269; Bogdanowich-Knipp,S.J.,JoisD.S.S.,SiahaanT.J.J.Pept.Res. 19 99,53,523-529)。 一般地说,环肽的代谢稳定性和生物利用度远远高 于直链妝(DermocCox, Toshiaki Aoki,Jiro Seki,Yukio Motoyama, kei zo Yoshida Med.Res.Rev. 1994,14(2), 195-228)。鉴于环肽的诸多优 点,近年来对多肽研究的热点已转移到环肽的合成和生物评价,如m otupourin是一个具有很好的磷酸酶抑制活性的天然环肽,1999年Ta o等人对motuporin进行了全合成,整个合成历经28步,化合物中有 6个光学活性中心;Cyclosporin是从7bfy/70〃ad/w附"/wm^w/w中提取 出来的具有环肽结构的免疫抑制剂,Li等人利用固相合成和液相合成 两种方法对cyclosporin进行了全合成,在合成中使用了 3种新的縮合剂实现了环肽化学合成的高纯度、高产率和低消旋化。对于海洋环肽的合成研究近年来也有许多,如Trunkamide是一 类来自海洋的六元杂环肽,它们具有温和的细胞毒性和抗肿瘤活性, 在抗肿瘤活性方面显示了巨大的潜力。2001年,Benedict等人对 加nkamideA和它的C45差向异构体进行了全合成,2003年,他们又 合成了绝对构型确定的trunkamide A,在环合时,巧妙的避开了硫代 酰氨带来的负面影响,得到了构型单一的产物;2002年,Geghard等 人合成了一组具有对称结构的咪唑基杂环肽,这一类环肽具有细胞毒 性及抗菌性等作用;Wittman等人合成了一个带有糖基的八元环肽库, 采用侧链基团正交保护法合成环肽;Angel等人合成了 kahalalide杂 环肽的两种差向异构体,并且对合成产物的构型与天然产物的结构进 行了比较,从而确定了天然产物的绝对构型;Hiroski等人采用液相 合成法合成了 qbomycin,同时对它的相对和绝对构型进行了确定; 2002年,Harr等全合成了 cyclotheonamides E2和E3,这是一种来源 于海洋的五元环肽,因为其丝氨酸酶抑制活性和独特的结构特征引起 了广泛的注意。由于环肽主链呈环状结构,具有一定的构象约束作用,其构象相 对线型肽有一定的稳定性,其抗酶解能力比线型肽强,这些特点使得 环肽具有许多重要性质。环肽的结构特点以及它在化学及药学上的优 势引起了化学家们的兴趣,然而与线型肽相比,环肽的合成要困难得 多,环化反应属分子内反应,反应需要在高度稀释的溶液中进行,但 仍难以避免二聚体及多具体的生成。环肽的合成最关键的是关环位点和环合试剂的选择,这直接影响成环及产率。环肽的化学合成,可以分为液相合成法和固相合成法两大类,在 环肽合成中, 一般认为环五肽的合成比较困难,因为反应过程中极易 生成环十肽及其它分子间縮合的副产物,导致产率下降。 发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种人工合成的环 五肽。本发明的另一个目的在于提供上述环五肽的全合成方法,该合成方法选择在两个N-Me的邻位关环,从而大大提高了环五肽的产率。 本发明的环五肽,是环(亮氨酰-N-甲基亮氨酰-亮氨酰-亮氨酰-N-甲基亮氨酰)英文縮写表达式为cyclo- (Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N-Me-Leu),为白色针状晶体,分子式为C32H59N505,其结构式如 式(I)所示<formula>formula see original document page 6</formula>(I)本发明的环五肽的全合成方法是以叔丁基氧羰基亮氨酸和N-甲 基亮氨酸苄酯盐酸盐为原料,经縮合得到保护的二肽,将该二肽连接 一个亮氨酸得到保护三肽,利用<2+3,合成战略,将保护二肽和保 护三肽縮合反应得到保护的线型五肽,该线型五肽再分别脱除两端保护基,经环合试剂关环即得环五肽(1),其具体步骤如下(1) 保护二肽的合成将叔丁基氧羰基亮氨酸(Boc-Leu-OH)与 N-甲基亮氨酸苄酯(N-Me-Leu-OBzl)进行縮合反应,得到产物 Boc-Leu-N-Me-Leu-OBzl,其中Boc为叔丁基氧羰基,Leu为亮氨 酸,Me为甲基,Bzl为苄基;(2) 保护三肽的合成将Boc-Leu-N-Me-Leu-Obzl脱除保护基叔 丁基氧羰基,与叔丁基氧羰基亮氨酸(Boc-Leu-OH)进行縮合反应, 得到产物Boc-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl;(3) 保护五肽的合成将Boc-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl脱除保护 基叔丁基氧羰基(Boc)得H-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl,将Boc-Leu-N-Me-Leu-Obzl脱除保护基节基(Bzl)得Boc-Leu-N-Me-Leu-OH, 然后将H-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl和Boc-Leu-N-Me-Leu-OH进行縮 合反应,得到产物Boc-Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl;(4)环五肽合成将Boc-Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N画Me-Leu-OBzl 两端脱除保护基(Boc和Bzl),在环合试剂作用下发生成环反应,即 得环(亮氨酰-N-甲基亮氨酰-亮氨酰-亮氨酰-N-甲基亮氨酰)(1)。上述合成方法中,所述縮合反应,脱保护基反应,成环反应均为 本技术领域技术人员根据上述描述可以做得出来的。上述步骤(1)、 (2)和(3)中,縮合反应的縮合试剂都为二环 已基碳二亚胺(DCC)和l-羟基苯并三唑(HOBt)。上述步骤(2)、 (3)和(4)中,脱除保护基叔丁基氧羰基(Boc) 所用的脱保护剂都为三氟乙酸(TFA)和二氯甲烷(CH2C12)的混合液,混合液中,三氟乙酸和二氯甲烷的体积比为1:4。上述步骤(3)和(4)中,脱除保护基苄基(Bzl)所用的脱保 护剂都为10%钯碳(Pd/C)和乙酸乙酯/甲醇(体积比l:l)。上述步骤(4)中,环合试剂为入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-贝^,^^-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)、 3-(二乙氧基磷酰氧基)-1,2,3-苯并三嗪 陽4-酮(DEPBT)、 0-(7-偶氮苯并三氮唑-1-氧)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟 磷酸酯(TBTU)和二异丙基乙胺(DIPEA)。上述步骤(1)、 (2)和(3)中縮合反应的步骤为将含有保护 基苄基的化合物溶于二氯甲垸,冰浴下,用N,N-二异丙基乙胺 (DBPEA)调pl^8 9,加入HOBt,冰浴下搅拌15min后,再加入 DCC,自然升温至室温,反应18 36后,过滤,滤液依次用10%柠 檬酸,饱和碳酸氢钠和饱和氯化钠溶液洗,分出有机相,用无水硫酸 钠干燥,减压浓縮,过硅胶柱,即得产物。上述步骤(2)、 (3)和(4)中,保护基Boc的脱除步骤为将 含有保护基Boc的化合物加入到二氯甲垸和苯乙醚中,冰浴下,搅拌 中加入20%的三氟乙酸,冰浴反应3小时,TLC跟踪,反应完全后, 减压浓縮,再加二氯甲烷,减压浓縮,重复三次后,用油泵抽干即得 到脱去保护基Boc的化合物。上述步骤(3)和(4)中,保护基苄基的脱除步骤为将含有保 护基Bzl的化合物中加入等体积比混合的乙酸乙酯/甲醇溶液,通入 氮气保护后加入10%钯碳,溶入氢气,室温下反应3小时,过滤回收 钯碳,滤液蒸干,即得脱去保护基Bzl的化合物。上述步骤(4)中环合反应的步骤为将化合物(IV)溶于四氢呋喃/二氯甲像乙腈(体积比=2:1:2),室温下加入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU), 3-(二乙氧基磷酰氧基)-1,2,3-苯并三嗪-4-酮(DEPBT)和0-(7-偶氮苯并三氮唑-l-氧)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(TBTU),反应24h后,连续三天每次补充DEPBT,反应五天后,LC-MS检测,反应完全后,减压抽干,用二氯甲烷溶解后,依次用饱和的碳酸氢钠和水洗,用无水硫酸钠干燥,浓縮,用HPLC分离得到环五肽(1)。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果1.环肽的合成最 关键的是关环位点和环合试剂的选择,这直接影响成环及产率,本发 明环五肽的合成,选择在两个N-Me的邻位关环,得到了62.7%的高 产率;2.本发明的环五肽合成工艺简单,所需原料成本低,反应条件 温和,产品纯度高,产率高,易于产业化,能充分满足医学试验和临 床使用的需求,具有很高的医学价值和广阔的市场前景。


图l为环五肽的合成图;其中,i为縮合试剂DCC和HOBt ; ii为脱保护剂TFA和CH2 Cl2; iii为脱保护剂10%钯碳和乙酸乙酯/甲醇;iv为环合试剂HATU、 DEPBT、 TBTU和DIPEA。
具体实施方式
实施例1保护二肽(Boc-Leu-N-Me-Leu-OBzl)的合成 取N-Me-Leu-OBzl盐酸盐(6mmol,1.63g)溶于15mL 二氯甲烷 中,冰浴下,用N,N-二异丙基乙胺(DIEA)调PH-7 8,依次加入HOBt(6.6mmol,0.89g),叔丁基氧羰基亮氨酸(6.6mmol,1.52g),冰浴下 搅拌15分钟后,加入DCC (6.6mmol,1.36g)。自然升温至室温,反 应18小时后,过滤,滤液用依次用10%柠檬酸,饱和碳酸氢钠和饱 和氯化钠溶液洗,分出有机相,用无水硫酸钠干燥,减压浓縮。过硅 胶柱,得到晶状固体(Boc-Leu-N-Me-Leu-Obzl) 2.34g,收率87X。实施例2保护三肽(Boc-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl)的合成 取实施例1得到的(Boc-Leu-N-Me-Leu-Obzl) (4mmo1, 1.8g)加 入30mL 二氯甲烷和0.86mL苯甲醚中,冰浴下,搅拌中加入4mL 20% 的三氟乙酸,冰浴下反应3小时,TLC跟踪,反应完全后,减压浓缩, 再加二氯甲烷,减压浓縮,重复三次,再用油泵抽千得H--Leu-N-Me-Leu-OBzl。直接用于下一步反应。在上述产物中加入 10mL 二氯甲烷,冰浴下用DIEA调pH=7 8,依次加入加入 HOBt(4.4mmol,0.59g),叔丁基氧羰基亮氨酸(4.4mo1, l.Olg),冰浴下搅 拌15分钟后,加入DCC (4.4mmol,0.91g)。自然升温至室温,反应 18小时后,TLC跟踪,反应完全后,过滤,滤液用依次用10。^柠檬 酸,饱和碳酸钠和饱和氯化钠溶液洗,分出有机相,用无水硫酸钠干 燥,减压浓縮。过硅胶柱,得到油状(Boc-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl) 1.84g,两步收率82%。实施例3保护五肽(Boc-Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBz 1)的制备(1) H-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl的合成取实施例2得到的(Boc-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl) (2mmo1,1.12 g),加入30mL二氯甲烷和0.43mL苯甲醚中,冰浴下,搅拌中加入 4mL20呢的三氟乙酸,冰浴下反应3小时,TLC跟踪,反应完全后, 减压浓縮,再加二氯甲烷,减压浓縮,重复三次,再用油泵抽干得产 物(H-Leu-Leu-N-Me-Leu-Obzl)待用。(2) Boc-Leu-N-Me-Leu-OH的合成取实施例1得到的(Boc-Leu-N-Me-Leu-Obzl) (2mmol,0.90g), 放入二口圆底烧瓶,加入乙酸乙酯/甲醇(体积比=1: 1) 20mL,通入 氮气保护后加入10^IE/碳0.3g,通入氢气,室温下反应3小时。过 滤回收钯碳,滤液蒸干,得产物(Boc-Leu-N-Me-Leu-OH)待用。(3) Boc-Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl的合成在(IV)中加入10mL二氯甲烷,冰浴下用DIEA调PI^7 8, 依次加入加入HOBt(2.2mmol,0.3g), Boc-Leu-N-Me-Leu-OH,冰浴下搅 拌15分钟后,加入DCC (2.2mmol,0.46g)。自然升温至室温,反应2 4小时后,TLC跟踪,反应完全后,过滤,滤液用依次用10%柠檬酸, 饱和碳酸钠和饱和氯化钠溶液洗,分出有机相,用无水硫酸钠干燥, 减压浓縮。过硅胶柱,得到油状物(Boc-Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl) l.lg,三步收率72% 。实施例4环五肽的合成取实施例3得到的(Boc-Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBz1) (0.15mmol,120g),溶于20rnL乙酸乙酯/甲醇(1:1),通入氮气保护 后加入10XlE/碳0.3g,通入氢气,室温下反应3小时。过滤回收钯 碳,滤液蒸干,得产物,溶于加入30mL二氯甲烷,冰浴下,搅拌中 加入4mL20呢的三氟乙酸,冰浴下反应3小时,减压浓缩,再加二氯 甲烷,减压浓縮,重复三次,再用油泵抽千得的产物,溶于50mL四 氢呋喃/二氯甲烷/乙腈(2:1:2),室温下加入0.046g HATU、 0.045g DEPBT和0.048g TBTU,反应24h后,连续三天每次加入0.045g D EPBT,反应五天后,LC-MS检测,反应完全后,减压抽干,用二氯甲 烷溶解后,依次用饱和的碳酸氢钠,水洗,无水硫酸钠干燥,浓縮, 用HPLC分离得到白色固体环五肽cyclo- (Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N -Me-Leu) (I) 55.9mg,产率为62.7%,环五肽cyclo- (Leu-N-Me-Le u-Leu-Leu-N-Me-Leu) (I)的全合成路线图如图1所示。 !H画R (pyr, 500MHz) : 6 8.66(d,J=7.9Hz 1H), 8.31(d,J=8.6Hz 1H), 7.48(d,J=10.0Hz 1H), 5.63(t, J=7.5Hz,lH), 5.35(dd, J=73,7.4Hz IH), 5.21-5.26(m,lH), 4.87-4.91(m,lH), 3.91(dd,J=4.5, 4.4Hz lH),3.35(s,3H), 3.04(s,3H), 2.38-2.44(m,lH), 2.18-2.23(m,lH), 2.13-2.16 (m,lH), 1.92-1.97(m,2H), 1.83-1.89(m,2H) 1.74-1.82(m,4H) 1.64-1.69(m,lH), 1.51-1.57(m,2H), 1.42-1.47(m,lH), 1.04(d,J=6.4Hz 3H), 0.96(d,J=6.4Hz 3H), 0.86-0.90(m,18H), 0.80(d,J=6.6Hz 3H), 0.77(d,J=6.5Hz 3H); 13C 薩R (CDC13, 400MHz): 174.1(1C),171.9(C), 171.3(1C),170.7(1C), 170-5(lC), 64.6(1C), 53.7(1C), 52.9(1C), 48.4(1C), 47.1(1C), 41.3(1C), 40.9(1C), 40.6(1C), 40.2(1C), 37.0(1C), 34.3(1C), 29.3(1C), 25.2(2C),24.9(2C), 24.7(1C), 23.5(1C), 23.3(1C), 23.2(1C), 22.9(2C), 22.2(1C), 2L9(1C), 2L8(1C), 21.4(1C), 21.1(1C)。
权利要求
1. 一种环五肽,其特征在于该环五肽的分子式为C32H59N5O5,结构式如式(I)所示。id="icf0001" file="S2008100279917C00011.gif" wi="51" he="61" top= "62" left = "80" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>
2、 权利要求1所述环五肽的合成方法,其特征在于该方法是以 叔丁基氧羰基亮氨酸和N-甲基亮氨酸苄酯盐酸盐为原料,经縮合分 别得到保护二肽和保护三肽,再将二肽和三肽分别脱除一端保护基, 縮合得到保护的线型五肽,该线型五肽再分别脱除两端保护基,经环 合试剂关环即得环五肽。
3、 根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于该方法的具体 步骤如下(1) 将叔丁基氧羰基亮氨酸与N-甲基亮氨酸苄酯进行縮合反应, 得到产物Boc-Leu-N-Me-Leu-OBzl,其中Boc为叔丁基氧羰基,Leu 为亮氨酸,Me为甲基,Bzl为苄基;(2) 将Boc-Leu-N-Me-Leu-OBzl脱除保护基叔丁基氧羰基,与叔 丁基氧羰基亮氨酸进行縮合反应,得到产物Boc-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl;(3) 将Boc-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl脱除保护基叔丁基氧羰基得 H-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl,将Boc-Leu-N-Me-Leu-OBzl脱除保护基 节基得Boc-Leu-N-Me-Leu-OH,然后将H-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl 和Boc-Leu-N-Me-Leu-OH进行縮合反应,得到产物Boc-Leu-N-Me-L eu-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl;(4) 将Boc-Leu-N-Me-Leu-Leu-Leu-N-Me-Leu-OBzl两端脱除保护 基,在环合试剂作用下发生成环反应,即得环五肽。
4、 根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于所述步骤(1)、(2) 和(3)中,縮合反应的縮合试剂为二环己基碳二亚胺、l-羟基 苯并三唑。
5、 根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于所述步骤(4) 中,环合试剂为入2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷 酸酯、3-(二乙氧基磷酰氧基)-1,2,3-苯并三嗪-4-酮、O-(7-偶氮苯并三 氮唑-;i-氧)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯、二异丙基乙胺。
6、 根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于该方法选择在 两个N-Me的邻位关环。
7、 根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于所述步骤(2)、(3) 和(4)中,脱除保护基叔丁基氧羰基是用三氟乙酸和二氯甲烷 的混合液,其中,三氟乙酸和二氯甲垸的体积比为1:4。
8、 根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于所述步骤(3) 和(4)中,脱除保护基苄基是用10%钯碳氢解。
全文摘要
本发明公开一种环五肽及合成方法,该环五肽为环(亮氨酰-N-甲基亮氨酰-亮氨酰-亮氨酰-N-甲基亮氨酰),其分子式为C<sub>32</sub>H<sub>59</sub>N<sub>5</sub>O<sub>5</sub>,结构式如式(I)所示。本发明的合成方法是以叔丁基氧羰基亮氨酸和N-甲基亮氨酸苄酯盐酸盐为原料,经缩合得到保护的二肽,再连接一个亮氨酸得到保护三肽,利用“2+3”合成战略得到保护的线型五肽,产物再分别脱除两端保护基,经环合试剂关环即得目标产物。本发明选择在两个N-Me的邻位关环,关环产率高达62.7%,本发明的合成工艺简单,原料成本低,反应条件温和,纯度高,易于产业化,能充分满足医学试验和临床使用的需求。
文档编号C07K1/00GK101270153SQ20081002799
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者徐石海, 许文杰 申请人:暨南大学
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