NO167743B

NO167743B - Fremgangsmaate til fremstilling av n-alkylerte dipeptider og deres estere.

Info

Publication number: NO167743B
Application number: NO843662A
Authority: NO
Inventors: Volker Teetz; Hans Wissmann; Hansjoerg Urbach
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1983-09-16
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1991-08-26
Also published as: MX172737B; KR910007574B1; NZ209543A; JPS6089497A; IE842350L; DK440584A; EP0135182A3; CA1338163C; DK164939B; HUT36145A; ES535917A0; ZA847257B; DK440584D0; FI80464C; US5068351A; FI843590L; PT79202B; AU576782B2; AU3307084A; NO167743C

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av forbindelser med formel I:

hvori

n betyr 1 eller 2,

R betyr cykloheksyl eller fenyl,

R<1> betyr (C^-Cf, )-alkyl,

R<2> er (C1-C4)-alkyl,

R3 er hydrogen, fenyl(C1-C4)-alkyl eller (C^-Cf,)-alkyl,

R^ og R*> danner sammen med de atomer som bærer dem et heterocyklisk bicyklisk ringsystem valgt blant azabicyklo-[3,3,0]oktan og oktahydroindol. Fremgangsmåten er kjenne-tegnet ved at forbindelser med formel (II):

hvori n, R, R<1> og R<2> har ovennevnte betydning, i nærvær av fosfinsyreanhydrider med formel III: hvor R<6>, R<7>, R<8> og R<9> er like eller forskjellige og betyr (Ci-C10)-alkyl, fortrinnsvis (C!-C4)-alkyl, i nøytralt eller alkalisk medium med en temperatur i+50'C, omsettes med forbindelser med formel IV:

hvori R<3>, R<4> og R^ har ovennevnte betydning, eventuelt til beskyttelse av andre funksjonelle grupper innførte rester avspaltes og eventuelt frie karboksygrupper forestret på i og for seg kjent måte.

Til fremstilling av karboksylsyreamid- og peptidbindinger er det kjent et stort antall fremgangsmåter (se f.eks. Houben-Weyl, "Methoden der organischen Chemie", bind XV, del II, side 1-364. Videre Angew. Chemie 92,129 (1980)). Alle disse fremgangsmåter har det formål med forskjellige resultater å sikre at for syntesen av peptidet nødvendige kriterier av racemiseringsfrihet den enkle og skånende gjennomførbarhet med høye utbytter og med lett tilgjengelig mest mulig ufarlig utgangsmaterialer.

Fra EP-A-56618 er det kjent en fremgangsmåte til fremstilling av karboksylsyreamidgruppeholdige forbindelser ved omsetning av COOH-gruppeholdige forbindelser med forbindelser som inneholder en fri NB^-gruppe i nærvær av dialkylfosfinsyre-anhydrider.

Utbyttene ved de hittil kjente metoder til fremstilling av forbindelser med formel I, idet det gås ut fra forbindelser med formel II og IV (f.eks. HOBt-DCCI-metoden med DMF eller acetonitril som oppløsningsmiddel) ligger ved 50- 75%. I tilfelle DCCI byr den fullstendige fjerning av dannede dicykloheksylurinstoff på vanskeligheter, dessuten er det kjent alvorlige allergier mot karbodiimider. Andre reagenser, f.eks. andre anhydrider av fosforsyrer er prinsipielt egnet til å erstatte HOBt-fremgangsmåten, imidlertid gjelder det å unngå for reaktive reagenser for å hindre bireaksjoner (eksempelvis med den ubeskyttede sekundære aminogruppe i forbindelsen med formel II).

Foreliggende fremgangsmåte betyr en ny vei til å optimere de nevnte betingelser for en økonomisk syntese av forbindelser med formel I. Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar det seg omsette forbindelser med formel II med slike med formel IV under milde betingelser i godt utbytte til forbindelser med formel I. Det er overraskende at det derved ikke kommer til bireaksjoner ved den ubeskyttede sekundære aminogruppe I forbindelsene med formel II resp. slutt-produktet .

De til beskyttelse av de funksjonelle grupper anførte rester avspaltes deretter på vanlig måte.

I slike fosfinsyreanhydrider med formel III, betyr R<6> til R<9 >(cl~c10)-alkyl fortrinnsvis (C1-C4 )-alkyl. Foretrukket er videre anhydrider hvor begge P-atomer er likt substituert.

De ifølge oppfinnelsen anvendte fosfinsyreanhydrider er farveløse væsker. De er stabile ved værelsestemperatur og lar seg destillere uspaltet ved nedsatt trykk. I de fleste oppløsningsmidler, spesielt i lipidoppløsningsmidler som kloroform eller metylenklorid, men også i polare oppløsnings-midler som DMF, DMA og vann er de oppløselige (C1-C3)-alkylforbindelsene. I vann finner det sted langsom spaltning.

Som anhydrider av dialkylfosfinsyrer kan det eksempelvis nevnes: metylpropylfosfinsyreanhydrid, metyl-butylfosfinsyreanhydrid, dietylfosfinsyreanhydrid, di-n-propylfosfin-syreanhydrid , di-n-butylfosfinsyreanhydrid, spesielt metyletylfosfinsyreanhydrid.

Fremstillingen av dialkylfosfinsyreanhydridene kan foregå på i og for seg kjent måte, f.eks. ved omsetning av dialkyl-fosf insyrekloridene med dialkylfosfInsyrealkylestrene ved 150-160 °C (Houben-Weyl, "Methoden der Organischen Chemie", G. Thieme Veri., Stuttgart 1963, bind XII.s. 266 ff). Spesielt foretrukket er fremgangsmåter hvor dialkylfosfinsyrer, deres salter eller estere omsetter med fosgen (DE-PS 2.129.583, DE-OS 2.225.545).

Ved fremgangsmåten Ifølge oppfinnelsen kan det alt etter hvilke chirale utgangsforbindelser som hie anvendt fåes forbindelser med formel I, hvori chiralitetssentrene foreligger i S- og/eller R-konfigurasjon, eller racemisk.

Omsetningen ifølge oppfinnelsen gjennomføres fortrinnsvis i nøytralt eller svakt alkalisk medium. Det er enklest å Innstille mediets pH-verdi ved tilsetning av alifatiske eller cykloalifatiske tertiære baser som N-metylmorfolin, N-etylmorfolin eller trialkylaminer med inntil 6 C-atomer pr. alkylrest. Ved foretrukne arbeider i tofase-vandige systemer kan det i stedet for den organiske base også som alkaliske salter som virker som puffersystemer, f.eks. anvendes slike av karbonsyre eller fosforsyre.

Som oppløsningsmidler kan alle i peptidsyntesen vanlige inerte oppløsningsmidler anvendes, f.eks. metylenklorid, eddikester, kloroform, dimetylformamid, dimetylacetamid, dioksan eller tetrahydrofuran.

Syntesen lar seg også gjennomføre i blandet vandige oppløs-ningsmiddelsystemer. Herunder forstås blandinger av vann og et med vann blandbart organisk oppløsningsmiddel som dioksan/vann, tetrahydrofuran/vann eller dimetylformamid/vann. Overraskende er det spesielt egnet tofasede systemer som CHgC^/vann, eddikester/vann eller 3-metyltetrahydropyran/vann med Na2C03 eller K2CO3 som base (god omrøring er nødvendig).

Reaksjonen forløper vanligvis tilstrekkelig hurtig ved værelsestemperatur. Svak oppvarming skader Ikke. Høyere temperaturer f.eks. over 50°C er - på grunn av racemlserings-fare - ikke å anbefale og er unødvendig.

Fosfinsyreanhydrider anvendes fortrinnsvis i overskudd (1,2-2,5 mol fosfinsyreanhydrid/mol forbindelse som skal til-knyttes). Dekan tildryppes som sådanne ufortynnet eller oppløst i det organiske oppløsningsmiddel til reaksjons-blandlngen.

Etylmetylfosfinsyreanhydrid egner seg i spesiell grad, da det så vel er oppløselig i vann som også i organiske oppløsnings-midler og de med dem av karboksylsyre dannede blandede anhydrider har ved værelsestemperatur den ønskede midlere aktivitet. Disse forbindelser kan spesielt fordelaktig anvendes i "én-beholder-fremgangsmåten", da det ikke ble Iakttatt noen reaksjon av anhydridet med aminogruppene. De in situ i nærvær av baser av II dannede blandede anhydrider IV reagerer utelukkende og i omtrent kvantitativt utbytte med aminosyreestrene med formel IV.

Den midlere aktivitet av det blandede anhydrid virker ved tekniske blander videre fordelaktig ved at det bare er til stede en liten positiv varmetoning og kjøleproblemer opptrer ikke.

En spesielt fordelaktig fremgangsmåtevariant fremkommer ved at reaksjonen kan gjennomføres tofaset i vann og i et med vann eller bare begrenset blandbart oppløsningsmiddel som f.eks. CH2CI2. AcOEt, hvori reaksjonsproduktet I er oppløse-lig, utgangsstoffer, samt ytterligere tilsette reagenser (salter av organiske tertiære baser, soda, fosfinsyresalter o.l.) imidlertid bare oppløser seg dårlig.

Reaksjonen forløper racemiseringsfritt (< 2#) og forstyrres ikke ved et vanninnhold av oppløsningsmiddel og reagensene, ja kan sogar, spesielt fordelaktig gjennomføres i vann eller tofasede systemer under anvendelse av organiske (NEM, Et3N o.l.) eller fortrinnsvis uorganiske baser (f.eks. soda).

Ved anvendelse av et organisk eller blandet organisk medium kan den organiske fase etter avreaksjon ved utrystning med vandig KHSC^/^SC^-oppløsning (pH 2) og deretter med sodabikarbonatoppløsning befris for utgangsstoffer samt forurensninger i stor grad. De dannede produkter blir tilbake som olje etter inndampning av den organiske fase og overføres eksempelvis ved hydrogenering eller syrebehandling i biologisk aktive stoffer.

Forbindelsene med formel I er hemmestoffer av Angiotensin Converting-enzymet (ACE) resp. mellomprodukter ved fremstilling av slike hemmestoffer, og kan anvendes til bekjemp-else av høyt blodtrykk av forskjellig genese. Slike forbindelser er eksempelvis kjent fra US-patent 4.344.949, 4.374.847, 4.350.704, EP-A 50.800, 31.741, 51.020, 49,658, 49,605, 29.488, 46.953 og 52.870. De er videre gjenstand for de tyske publikasjonene P 32 26 768.1, P 31 51 690.4, P 32 10 496.0, P 32 11 397.8, P 32 11 676.4, P 32 27 055.0, P 32 42 151.6, P 32 46 503.3 og P 32 46 757.5.

De følgende eksempler skal forklare fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen nærmere.

EKSEMPEL 1

Homogen fremgangsmåte

85 g S,S,S-azabicyklo-[3,3,0]oktan-3-karboksylsyre-benzylester-hydroklorid og 88 g (S,N-(l-karboetoksy-3-fenyl-propyl)-alanin oppslemmes i 500 ml metylenklorid. Man tilsetter i løpet av én time under omrøring 120 ml etylmetylfosfInsyreanhydrid (i form av 50 %- lg oppløsning i metylenklorid) og 200 ml trletylamin. Etter 2 timer kontrolleres omsetningen ved hjelp av tynnsjiktkromatografi (kiselgel-system: CHCl3/MeOH/AcOH 50:10:3). Er aminosyrebenzylesteren ennu påvisbar, tilsettes ytterligere 20 ml anhydrid og 50 ml Et3N. Man lar det stå noen timer ved værelsestemperatur (eventuelt natten over), lnndamper I vakuum, fortynner reaksjonsblandingen med metylenklorid (500 ml) til ca. 1 liter samlet volum og ekstraherer én gang med 500 ml kalium-hydrogensulfat/kaliumsulfatoppløsning (50 g KHS04 I 1 liter vann), og to ganger med resp. 500 ml av en vandig 5 #-ig NaHC03~oppløsning.

Den organiske fasen tørkes over fast natriumsulfat og filtreres over et 2-3 cm tykt sjikt av kiselgel. Man vasker med 250 ml metylenklorid eller eddikester og inndamper det omtrent farveløse eluat. Utbytte: 85-9556 av det teoretiske. Til undersøkelse av utbyttet og renhet av produktet kan etter beskrevet fremgangsmåte avbenzyleres katalytisk (metanol/Pd/C). Reaksjonsproduktet ((S)-N(l-karboetoksy-3-fenylpropyl)-alanyl-2-azabicyklo[3,3,0]oktan-3-karboksylsyre) krystalliserer fra eter i 80-90 %- ig utbytte (referert til ( S ) -azab i cykl o [3,3,0] ok tan-3-karboksyl syr ebenzy les ter-hydroklorid).

Smp. 109'C, [oc]2,4 = + 15,8° (C = 1, metanol).

EKSEMPEL 2

Tofaset fremgangsmåte

28,2 g (S,S,S)-azabicyklo-[3,3,0]oktan-3-karboksylsyre-benzylester.HC1 og 29,5 g (S)-N-(karboetoksy-3-fenyl-l-propyl)-alanin oppslemmes 1 en blanding av 150 ml vann og 100 ml metylenklorid. Man tilsetter langsomt under kraftig omrøring samtidig en oppløsning av 70 g kaliumkarbonat (eller en ekvivalent sodamengde) i 150 ml vann og ca. 150 ml av en 25 %- lg oppløsning av metyletylfosfinsyreanhydrid I metylenklorid resp. en tilsvarende mengde MEPA i annen konsentra-sjon. pH-verdien skal ligge mellom 9 og 10, tilsetningen er avsluttet i løpet av ca. 2 timer. Reaksjonens fullstendighet undersøkes tynnsjiktkromatografisk etter ytterligere 2 timer ved fravær av aminosyrebenzylester i den organiske fase. Man fortynner med ytterligere 250 ml metylenklorid og adskiller den vandige fase.

Den organiske fasen ekstraheres én gang med 100 ml av en vandig oppløsning av 50 g KHS04 og 100 g K2S04 pr. liter og deretter én gang med 250 ml av en vandig 5 96-ig NaHCC^/NagCC^-oppløsning. Man tørker den organiske fase over 10 g fast natriumsulf at og inndamper i vakuum. Den gjenblivende farveløse olje kan videreforarbeides som angitt i eksempel 1. Utbyttet av krystallinsk sluttprodukt: 80-90#. Det på denne måte dannede sluttprodukt stemmer overens i sine fysikalske data med det I eksempel 1 dannede produkt og utmerker seg ved spesiell renhet. (DC: kiselgel-ferdigplater [MERCK AG] SI02-60, system CHCl3/Me0H/H0Ac 50:10:5 (V:V).

Basetilsetningen kan også foregå ved hjelp av en autotitrator ved konstant pH-verdi.

EKSEMPEL 3

Tofaset fremgangsmåte

29,0 g (S,S,S)-oktahydroindol-2-karboksylsyre-benzylester.HCl og 29,5 g (S)-N-3-fenyl-l-karbetoksy-propyl-alanin oppslemmes 1 en blanding av 200 ml vann og 100 ml metylenklorid. Man tilsetter langsomt under kraftig omrøring samtidig en oppløsning av 70 g kaliumkarbonat (eller en ekvivalent sodamengde) I 150 ml vann og 150 ml av en 25 #-ig metyletylfosfInsyreanhydrid i metylenklorid. pH-verdien skal ligge mellom 9 og 10. Ved anvendelse av 3-metyltetrahydropyran som organisk oppløsningsmiddel kan det arbeides ved pH 7-9. Tilsetningen er avsluttet i løpet av ca. 2 timer. Reaksjonens fullstendighet undersøkes tynnsjiktkromatografisk ytterligere 2 timer ved fravær av aminosyrebenzylestere i den organiske fase. Man fortynner med ytterligere 250 ml metylenklorid og adskiller den vandige fase.

Den organiske fase ekstraheres én gang med 100 ml av en vandig oppløsning av 50 g KHSO4 og 100 g K2SO4 pr. liter og deretter én gang med 250 ml av en vandig 5 #-ig NaHCC>3/ Na2C03~oppløsning. Man tørker den organiske fase over 10 g fast natriumsulfat og inndamper i vakuum. Den gjenblivende farveløse olje kan videreforarbeides analogt eksempel 1.

Man overfører det således dannede produkt med HC1 i det krystal1inske [S,S,S,S,S]-N-[(1-karbetoksy-3-fenyl-propyl)-alanyl]-oktahydroindol-2-karboksylsyre-hydroklorid, hvis fysikalske data stemmer overens med det som er kjent fra litteraturen.

Claims

1. Fremgangsmåte til fremstilling av forbindelser med formel (I): hvori n betyr 1 eller 2, R betyr cykloheksyl eller fenyl, R<1> betyr (Ci-C6 )-alkyl, R<2> er (C1-C4 )-alkyl, R3 er hydrogen, fenyl( C^ C^ )-alkyl eller (Cj-Cf, ).-.alkyl, R<4> og R<*5> danner sammen med de atomer som bærer dem et heterocyklisk bicyklisk ringsystem valgt blant azabicyklo-[3,3,0]oktan og oktahydroindol, karakterisert ved at forbindelser med formel (II): hvori n, R, R<*> og R<2> har ovennevnte betydning, i nærvær av fosfinsyreanhydrider med formel (III): hvor R<k>, R<7>, R<8> og R<9> er like eller forskjellige og betyr (cl~c10)-alkyl, fortrinnsvis ( C^- C^)-alkyl, i nøytralt eller alkalisk medium med en temperatur £+50<*>C, omsettes med forbindelser med formel (IV): hvori R<3>, R<4> og R<5> har ovennevnte betydning, eventuelt til beskyttelse av andre funksjonelle grupper innførte rester avspaltes og eventuelt frie karboksygrupper forestret på i og for seg kjent måte.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det arbeides i nærvær av etylmetylfosfinsyreanhydrid.

3. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-2, karakterisert ved at omsetningen gjennomføres i et inert organisk oppløsningsmiddel i nærvær av et tertiært organisk amin.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at omsetningen med etylmetylfosfinsyreanhydrid gjennomføres tofaset under anvendelse av en vandig uorganisk base (ved pH 7-10) og et med vann ikke, eller bare begrenset, blandbart organisk oppløsningsmiddel som f.eks. metylenklorid eller 3-metyltetrahydropyran.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at omsetningen gjennomføres tofaset under anvendelse av en vandig uorganisk base og et med vann ikke, eller bare begrenset, blandbart organisk oppløsningsmiddel, idet basetllsetnlngen foregår ved hjelp av en pH-styrt autotitrator.