DE1080564B - Verfahren zur N-Trifluoracetylierung von Aminosaeuren und Peptiden - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Der Trifluoracetylrest besitzt bei Peptidsynthesen als Schutzgruppe für Aminosäuren große Bedeutung, weil er in alkalischem Medium leicht wieder abgespalten werden kann, ohne daß hierbei die Peptidbindung angegriffen wird. Es besteht daher Interesse an geeigneten Verfahren für die N-Trifluoracetylierung von Aminosäuren und auch von Peptiden.

Es ist bereits bekannt, mit Trifluoressigsäureanhydrid in Petroläther und Benzol suspendierte Aminosäuren zu trifluoracetylieren. Bei dieser Umsetzung sind die Ausbeuten jedoch meist unbefriedigend, und es besteht die Gefahr der Azlactonbildung, so daß dieses Verfahren in der Praxis keinen Eingang gefunden hat. Man hat weiterhin Aminosäuren mit Trifluoressigsäureanhydrid allein in der Kälte trifluoracetyliert. Auch hierbei besteht die Gefahr der Racemisierung der Aminosäuren über Azlactone.

Praktische Bedeutung hat die Trifluoracetylierung von Aminosäuren in wasserfreier Trifluoressigsäure mit Trifluoressigsäureanhydrid erlangt, die bei genauer Dosierung des Trinuoressigsäureanhydrids ohne Racemisierung verläuft.

Im Falle des L-Alanins und des L-Isoleucins sind bei dieser Umsetzung die trifmoracetylierten Verbindungen nur schwer in kristallisierter Form erhältlich. Peptide können hierbei auch an der Peptidbindung trifluoracetyliert werden, wodurch beim Zusammenbringen mit Wasser oder Alkohol auch Peptidspaltungen eintreten können.

Weiterhin ist es bekannt, Aminosäuren und Peptide mit Thioltrifluoressigsäure-S-äthylester in alkalischem Medium in die entsprechenden N-Trifiuoracetylverbindungen überzuführen. Bei dieser Umsetzung entsteht jedoch das übelriechende Äthylmercaptan. Darüber hinaus sind die Ausbeuten vielfach nicht so hoch wie bei der Trifluoracetylierung mit Trifluoressigsäureanhydrid in wasserfreier Trifluoressigsäure.

Es wurde nun gefunden, daß es in einfacher und schneller Reaktion gelingt, sowohl Aminosäuren wie auch Peptide ohne Peptidspaltung zu trifluoracetylieren, wenn man als Acylierungsmittel Trifluoressigsäurephenylester verwendet.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der Weise durchgeführt, daß man die zu acylierende Aminosäure bzw. das Peptid mit dem Trifluoressigsäurephenylester zusammen erhitzt. Es empfiehlt sich, die Reaktion in Gegenwart von Phenolen durchzuführen. Vorzugsweise setzt man Phenol zu. Man erwärmt die Mischungen aus Aminosäure, Trifmoressigsäurephenylester und Phenol meist auf Temperaturen oberhalb 100⁰C, vorzugsweise 120 bis 150°C, wobei die Reaktion innerhalb kurzer Zeit, meist innerhalb weniger Minuten, abläuft. Man kann aber auch bei tieferer Temperatur, beispielsweise zwischen 50 und 100⁰C arbeiten, muß dafür Verfahren zur N-Trifluoracetylierung
von Aminosäuren und Peptiden

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning,
Frankfurt/M., Brüningstr. 45

Dr. Friedrich. Weygand, Pullach, bei München,
und Dr. Adolf Röpsch, Dortmund,
sind als Erfinder genannt worden

aber eine entsprechend verlängerte Reaktionszeit in Kauf nehmen.

Es ist vorteilhaft, einen Überschuß an Trifluoressigsäurephenylester einzusetzen. Meist wird man etwa das 1,2- bis l,5fache der berechneten Menge verwenden.

Die Phenolmenge wird so bemessen, daß ein Umrühren oder Schütteln möglich ist. Im allgemeinen geht die Aminosäure bzw. das Peptid bei höherer Temperatur in dem Phenol in Lösung. In einzelnen Fällen kann jedoch eine Suspension entstehen. Der Phenolzusatz kann unterbleiben, wenn die Aminosäure in Phenol in der Hitze gut löslich ist. Sobald sich beim Einsetzen der Reaktion geringe Mengen Phenol bilden, geht die Aminosäure dann sehr schnell in Lösung.

An Stelle von Phenol können auch andere Phenole als Lösungsmittel dienen, beispielsweise o-Kresol oder mehrwertige Phenole. Im allgemeinen läuft jedoch die Reaktion unter Verwendung von Phenol am schnellsten ab.

Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches ist sehr

einfach. Soweit die entstehenden Verbindungen in Mischungen von Phenol-Petroläther schwer löslich sind, kann man das Phenol und den nicht umgesetzten Trifluoressigsäurephenylester mit Petroläther in Lösung bringen, wobei die N-trifluoracetylierten Verbindungen meist sofort kristallin ausfällen. Ist die Löslichkeit zu groß, so ist es empfehlenswert, das Phenol und den nicht umgesetzten Triftuoressigsäurephenylester im Vakuum abzudestillieren und den Rückstand aus einem geeigneten Lösungsmittel umzukristallisieren oder ihn im Hochvakuum zu sublimieren»

In gleicher Weise gelingt die Trifluoracetylierung von Peptiden. Hierbei ist es jedoch zweckmäßig, einen größeren Überschuß an Trifluoressigsäurephenylester einzusetzen. Dafür kann die Phenolmenge verringert werden. Meist kristallisieren die N-trifluoracetylierten

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Peptide schon beim Abkühlen-des Reaktionsgemisches - ■-"- -" Beispiel 5

aus. 1,3 g L-Isoleucin werden zusammen mit 2,3 g (= 1,8 ecm)

Die Ausbeuten an N-Trifluoracetylverbindungen liegen Trrfluoressigsäurephenylester auf 135 bis 140° C erhitzt.

bei dem im allgemeinen sehr schnell verlaufenden Ver- Innerhalb von 5 Minuten tritt Lösung der Aminosäure

fahren gemäß der vorliegenden.Erfindung meist bei über 5 ein. Nach weiteren 2 Minuten wird das Reaktions-

90%. Der Reinheitsgrad der Verbindungen ist hervor- gemisch abgekühlt und der überschüssige Trifluoressig-

ragend. Alle nach dem neuen Verfahren hergestellten säurephenylester im Vakuum weitgehend abdestilliert.

N-Trifluoracetylaminosäuren sind optisch rein mit Aus- Der Rückstand kristallisiert beim Anreiben mit Petrol-

nahme von N-Trifluoräcetylhistidin, das teilweise race- äther (30 ecm). Das Kristallisat stellt das N-Trifluor-

misiert anfällt. Bei derTrifluoracetylierung des Histidins io acetyl-L-isoleucin dar. Es wird im Hochvakuum subli-

kann eine Racemisierung jedoch vermieden werden, wenn miert (10~³ Torr, 8O⁰C Badtemperatur). Das Sublimat

man bei der TrifluoracetyKerung eine tertiäre Base, wird in Äther gelöst, wobei ein geringer Rückstand bleibt,

beispielsweise Triäthylamin, zusetzt, der durch Filtration entfernt wird. Das Filtrat wird er-

_.-.-.. neut eingedampft. Hierbei kristallisiert das N-Trifluor-

Beispiel 1 _{ig ace}tyl__L_i_soi_eucin in feinen Nadehi. Die Ausbeute beträgt

7,5 g Glycin und 22,8 g Trifluoressigsäurephenylester 2,16 g (=95% der Theorie). Der Schmelzpunkt liegt

werden mit 10 g Phenol bis zum beginnenden Sieden bei 65 bis 67°C · (sintern). Der Drehwert beträgt

erhitzt. Nach 5 bis 10 Minuten ist das Glycin vollständig [α] ² _D° = + 3,3° (c = 4 in Alkohol).

in Lösung gegangen. Man'läßt das Reaktionsgemisch _ .

erkalten und fällt das entstandene N-Trifluoracetylglycin ao ' Beispiel 6

durch Zugabe von 200 ecm Petrolather aus. Der Nieder- 0,9 g L-Tyrosin, 2,2 ecm Trifluoressigsäurephenylester

schlag wird abfUtriert und zur Reinigung in wenig Äther, und 3 g Phenol werden unter Rühren 1 Stunde lang auf

worin er völlig löslich ist, aufgenommen und mit Petrol- 150 bis 160° C erhitzt. Nach dem Abkühlen des Reak-

äther wieder ausgefällt. Die Ausbeute an N-Triüuor- tionsgemisches und Verdünnen desselben mit Essigester

acetylglycin beträgt 15,9 g (=93% der Theorie). Der as wird von wenig Ungelöstem abfiltriert. Dann werden

Schmelzpunkt beträgt 118° C. Essigester, Phenol und nicht umgesetzter Trifluoressig-

^ . ■ -ι η säurephenylester im Vakuum abdestilliert, und der Rück-

J5eispiei δ stand wird aus einer Mischung von Äther und Toluol

0,89 g DL-Alanin, 3 ecm Trifluoressigsäurephenylester umkristallisiert. Die Ausbeute an N-Trifluoracetyl-

undl g Phenol werden unter Rühren bis zum beginnenden 30 L-tyrosin beträgt 1,2 g (=88% der' Theorie). Der

Sieden erhitzt. Nach einigen, Minuten entsteht eine klare Schmelzpunkt der Verbindung liegt bei 191 bis 192⁰C.

Lösung. Das Reaktionsgemisch wird mit Petrolather . · _Ί »

versetzt und dadurch das N-Trifluoracetyl-DL-alanin aus- Beispiel 7

gefällt. Der Niederschlag wird abgesaugt und mit Petrol- 2 g L-Tryptophan, 2,2 ecm Trifmoressigsäurephenyl-

äther gewaschen. Die Ausbeute an N-Trifluoracetyl- 35 ester und 10 g Phenol werden unter Rühren 75 Minuten

DL-alanin beträgt 1,7 g (= 92% der Theorie). Die Ver- auf 70 bis 80°C erhitzt. Nach dem Abkühlen versetzt

bindung schmilzt bei 120° C. man mit Äther, wobei 0,6 g nicht umgesetztes Tryptophan

Eine Probe ist völlig in Äther löslich, also frei von ausfallen, die durch Filtration entfernt werden. Beim

Alanin. ■ Einengen -der Lösung scheidet sich das entstandene

Beispiel 3 ⁴° N-Trifluoracetyl-L-tryptophan in einer Menge von 2 g

(=66% der Theorie) ab. (Die Ausbeute beträgt, be-

12,4 g L-Alanin und 32 ecm Trifluoressigsäurephenyl- rechnet auf umgesetztes L-Tryptophan, 94% der Theorie.)

-ester und 15 g Phenol werden 15 Minuten lang auf 130 bis Der Schmelzpunkt der Verbindung beträgt 16O⁰C Der

140°C erhitzt. Hierbei entsteht eine klare Lösung. Dann Drehwert beträgt [α] ² _D* + 1,8° (c =2 in Alkohol),

destilliert man das Phenol und den überschüssigen Tri- 45 Beim Umkristallisieren erhöhen sich der Schmelzpunkt

fluoressigsäurephenylester im Vakuum ab. Das Reak- und der Drehwert nicht. Bei der Umsetzung hat keine

tionsgemisch wird mit etwas Toluol versetzt und dieses Recamisierung stattgefunden, was durch Überführung

abdestilliert. Bei erneuter Zugabe von Toluol bildet sich einer Probe mit Ammoniak in Tryptophan bewiesen

beim Animpfen des Reaktionsgemisches ein Niederschlag werden kann,

von N-Trifluoracetyl-L-alanin. Der Niederschlag wird ₅₀ Beispiel 8

abgesaugt und gut mit Petrolather gewaschen. Man er- ^p

hält 21,7 g N-Trifluoracetyl-L-alanin (= 84% der Theo- Eine Mischung von 7,7 g L-Histidin, 11,2 ecm Trifluor-

rie). Die Verbindung schmilzt bei 65 bis 67°C. Der Dreh- essigsäurephenylester, 15 g Phenol und 5,05 g (= 6,9 ecm)

wert beträgt [α] % = — 60,3° (c = 2 in Wasser). Triäthylamin wird 15 Minuten auf 130 bis 140°C erhitzt.

. 55 Nach dem Erkalten des Reaktionsgemisches wird mit Beispiel 4 Essigester verdünnt, wobei das Triäthylammoniumsalz 4,7 g L-Valin, 9 ecm Trifluoressigsäurephenylester und des N-Trifluoracetyl-L-histidins in einer Menge von 10,2 g 5,5 g Phenol werden 8 Minuten lang auf 140° C erhitzt. ausfällt. Durch Rühren mit einem schwach sauren Ionen-Bereits nach etwa 3 Minuten geht die Aminosäure voll- austauscher wird die Verbindung in die freie Säure überständig in Lösung. Anschließend werden das Phenol und 60 geführt. Nach dem Eindampfen der Lösung im Vakuum der überschüssige Trifluoressigsäurephenylester im Va- erhält man 8,1 g (=65% der Theorie) N-Trifluoracetyl-'kuum bei einer Badtemperatur bis 130⁰C und einem L-histidin vom Schmelzpunkt 207 bis 208⁰C. Der Dreh-Druck von 16 Torr abdestilliert. Der Rückstand wird wert beträgt [α] % = + 21,7° (c =2 in Wasser),
in Äther aufgenommen und die Lösung zwecks Befreiung . .
von wenig ungelöstem Valin filtriert. Nach dem Ab- 65 Beispiel 9
destillieren des Äthers wird der Rückstand aus 20 ecm 0,95 g Triglycin und 1,1 ecm Trifluoressigsäurephenyl-Toluol umkristallisiert. Man erhält 8,0 g (=94% der ester werden unter Zusatz von 16 g Phenol einige Minuten Theorie) N-Trifluoracetyl-L-valin vom Schmelzpunkt 86 auf 150⁰C erwärmt. Das Peptid geht schnell in Lösung bis 87° C. Der Drehwert beträgt [α] & = — 16,0° und alsbald beginnt sich das trifluoracetylierte Tripeptid (c =2 in Wasser). 70 auszuscheiden. Zur Vervollständigung der Abscheidung

•wird nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches mit Petroläther verrieben. Die Ausbeute an N-Trifhioracetyltriglycin beträgt 1,3 g (==90% der Theorie). Der Schmelzpunkt hegt bei 225 bis 228°C (unter Zersetzung).

Beispiel 10

6,7 g DL-Alanyl-glycin werden mit 13,8 ecm Trifluoressigsäurephenylester unter Zusatz von 5 g Phenol auf 140° C erwärmt. Nach wenigen Minuten ist das Peptid bereits vollständig in Lösung gegangen. Man erwärmt noch einige Minuten weiter, läßt das Reaktionsgemisch erkalten und versetzt es mit Petroläther, wobei das entstandene N-Trifluoracetyl-DL-alanyl-glycin auskristallisiert. Die Ausbeute beträgt 10,9 g (= 98 % der Theorie). Die Verbindung schmilzt bei 117 bis 118° C. Nach Sublimation im Hochvakuum unter 10~³ Torr erhält man 10,2 g (91 °/₀ der Theorie) der Verbindung vom Schmelzpunkt 117 bis 118⁰C.

Beispiel 11

ao

2,0 g Glycyl-L-leucin, 4 ecm Trifluoressigsäurephenylester und 1,5 g Phenol werden zusammen 10 Minuten

auf 130 bis 140°C erhitzt. Beim Abkühlen des Reaktionsgemisches beginnt das N-Trinuoracetyl-glycyl-L-leucin auszukristallisieren. Nach Zugabe von 100 ecm Tetrachlorkohlenstoff und 100 ecm Petroläther läßt man einige Zeit im Eisschrank stehen und saugt dann den Niederschlag ab. Die Ausbeute beträgt 2,9 g (=94% der Theorie). Der Schmelzpunkt der Verbindung beträgt 185 bis 186°C, der Drehwert [α] % = — 24,1° (c = 2 in Alkohol).

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur N-Trifluoracetylierung von Aminosäuren und Peptiden, dadurch gekennzeichnet, daß man Aminosäuren und/oder Peptide mit Trifluoressigsäurephenylester unter Erwärmen umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart des sich bei der Reaktion abspaltenden Phenols durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion unter Zusatz von Phenolen durchführt.

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