DE19816922A1

DE19816922A1 - Einfache Synthese von cyclischen Tetrapeptiden aus nichtaktivierten Peptidestern an Metallzentren

Info

Publication number: DE19816922A1
Application number: DE1998116922
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Beck; Katharina Haas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-10-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine einfache Synthese von cyclischen Tetrapeptiden an einem Metallkomplex. Im Gegensatz zu bisher beschriebenen Methoden zur Synthese von cyclischen Tetrapeptiden erfordert die gefundene neue Synthese weder eine Schutz- oder aktivierte Gruppe noch ein Kupplungsreagenz, und sie läßt sich im Eintopfverfahren durchführen. Auf eine starke Verdünnung des Reaktionsgemisches kann ebenfalls verzichtet werden. Bei der Synthese des cyclischen Tetrapeptids wird aus Diepeptidestern oder Tetrapeptidestern und einem Metall-Salz oder Metallkomplex in einer Eintopf-Templat-Reaktion in Gegenwart einer Base ein Cyclotetrapeptid-Komplex gebildet. Das Cyclotetrapeptid kann z. B. mit Chlorwasserstoff vom Komplex abgespaltet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine einfache Synthese von cyclischen Tetrapeptiden aus Peptidestern an einem Übergangsmetallkomplex. Des weiteren betrifft die Erfindung Übergangsmetallkomplexe mit cyclischen Tetrapeptiden, insbesondere als vierzähnigen Liganden, die auf verschiedenen diagnostischen Feldern vorteilhaft eingesetzt werden können.

Bei der Suche nach einem umfassenden Verständnis der Struktur-Wirkungs-Beziehung von konformativ starren Peptiden hat das Interesse an cyclischen Peptiden stark zugenommen. Synthetische Cyclopeptide sind unter anderem wegen ihrer biologischen Aktivität, als Modellsubstanzen bei Konformationsanalysen sowie als potentielle Arzneistoffe interessante Zielmoleküle.

Besonders eindrucksvoll zeigten synthetische Analoga von Hormonen den Zusammenhang zwischen durch Cyclisierung eingeschränkter Peptidflexibilität und erhöhter Rezeptorspezifität. Da der Abbau von Peptiden im Organismus bevorzugt am C- oder N-Terminus erfolgt, ist bei den cyclischen Peptiden eine längere biologische Verfügbarkeit als bei ihren linearen Analoga zu erwarten. Auch in der Natur finden sich cyclische Tetrapeptide mit biologischer Aktivität.

Herkömmliche Methoden zur Cyclisierung von Peptiden erfordern im allgemeinen eine vollständig geschützte lineare Peptidvorstufe, die mit Hilfe eines Kupplungsreagenzes in Lösung oder an der Festphase cyclisiert wird, sowie eine starke Aktivierung der Acylkomponente. Um intermolekulare Oligomerisierungen zu vermeiden, muß insbesondere die Cyclisierung von kleinen Peptiden (z. B. Tetrapeptiden) in starker Verdünnung durchgeführt werden (L. A. Carpino, A. El-Faham, F. Albericio, Tetrahedron Lett. 1994, 35, 2297-2282).

Übergangsmetall-cyclopeptide sind für eine Vielzahl von medizinischen und diagnostischen Verwendungen einsetzbar. So beschreibt die DE 44 33 572 A1 die Herstellung solcher Verbindungen, indem lineare Peptide auf rein organischem Wege cyclisiert und anschließend mit bestimmten Metallionen umgesetzt werden. Die auf diese sehr umständliche Weise erhaltenen Substanzen können beispielsweise als Röntgendiagnostika verwendet werden, wenn als Kationen Bi oder Gd eingesetzt werden. Andere Substanzen können in der Magnetresonanz-Tomographie zum Einsatz gelangen, wenn paramagnetische Kationen wie Fe, Mn und Gd das komplexierende Metall sind. Radioaktive Komplexmetalle enthaltende Cyclopeptide wiederum können für die Radiodiagnostik vorgesehen sein.

Die erhaltenen Cyclopeptid-Komplexe sind auch für andere biologische Zwecke einsetzbar. Von Rybka et al., Inorg. Chem. 1980, 19, 2784-2790 wurde ein Cyclopeptid-Komplexe mit Kupfer beschrieben. Von Nickel- und Kupfer-Peptidkomplexen ist bekannt, daß sie in Wechselwirkung mit DNA treten können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Synthese von cyclischen Tetrapeptiden und entsprechender Zwischenprodukte bereitzustellen, in der nicht geschützte und nicht aktivierte Peptidvorstufen eingesetzt werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß lineare Dipeptidester oder Tetrapeptidester mit Übergangsmetallionen in einer Eintopf-Reaktion umgesetzt werden. Dabei erfolgt die Cyclisierung am Metall. Nach erfolgtem Aufbau des Cyclotetrapeptides am Metall-Ion kann ggf. eine einfache Abspaltung des Peptids vom Übergangsmetall erfolgen.

Erfindungsgemäß kann man durch Umsetzung von Dipeptidestern an Übergangsmetallen zu Tetrapeptidkomplexen gelangen. Dabei werden die folgenden Synthesestufen durchlaufen (siehe Schema 1 unten):
Durch Umsetzung von zwei Molekülen Dipeptidester der Formel (II) (siehe unten) mit einem Übergangsmetall-Salz oder einem Übergangsmetall-Komplex in einem Lösungsmittel, bevorzugt in Gegenwart einer Base, wird in einem ersten Schritt ein Übergangsme tall-M(Dipeptidester-H⁺)₂-Komplex gebildet. Am Metallion werden die beiden Dipeptidester durch Abspalten von Alkohol (Kondensation) zu einem Cyclotetrapeptidkomplex cyclisiert. Die Herstellung der Cyclotetrapeptid-Komplexe aus zwei Dipetidestern und einem Metall-Ion erfolgt bevorzugt in einer Eintopf-Synthese.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird ein linearer Tetrapeptidester der Formel (III) (siehe unten) mit dem genannten Übergangsmetall-Salz oder -Komplex umgesetzt (siehe z. B. Schema 3 unten). Auch hier erfolgt eine Cyclisierung am Metallatom.

Je nach Reaktionsbedingungen können dabei ein oder zwei Tetrapeptide an das Übergangsmetall gebunden sein.

In allen Fällen läßt sich der anionische Cyclotetrapeptidkomplex mit einem geeigneten Kation ausfällen. Wünscht man anschließend die Isolierung des metallfreien Cyclotetrapeptids, so läßt sich dieses mit Hilfe einer Protonensäure, z. B. durch Einleiten von Chlorwasserstoff-Gas in eine Lösung des Cyclotetrapeptid-Komplexes, vom Komplex abspalten.

Der Dipetidester besitzt die allgemeine Formel (II)

worin
die Reste R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können und ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest, der gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy,- Amino-, Carboxyl- und/oder Amidgruppen substituiert sein kann, darstellen. Bevorzugt bedeuten sie einen Alkyl- oder Arylrest mit einem Kohlenstoffskelett von 1 bis 12 C-Atomen, besonders bevorzugt einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen. Worin des weiteren die Reste R' gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff, eine gegebenenfalls mit einer oder mehreren Halogenid-, Hydroxy-, Amino-, Mercapto- oder Carboxygruppen substituierte Alkylgruppe mit 1-10, bevorzugt 1-4 Kohlenstoffatomen, eine gegebenenfalls ebenso substituierte Arylgruppe, insbesondere eine Phenylgruppe, oder eine Hydroxy-, Halogenid-, Amino-, Amid- oder Carboxylgruppe bedeuten,
R³ für eine verzweigte oder geradkettige Alkyl- oder Arylgruppe mit bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatomen steht,
m und n gleich oder verschieden sind und null, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten.

Da R₁ und R₂ gleich oder unterschiedlich sein können, weist der Dipeptidester der Formel (II) zwei gleiche oder zwei unterschiedliche Aminosäurereste auf. Die Aminosäurereste sind vorzugsweise solche natürlich vorkommender L-α-Aminosäuren wie Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Tryptophan, Phenylalanin, Serin, Tyrosin, Cystein, Lysin, Arginin, Histidin, Citrullin, Homoserin, Homocystein, Ornithin oder der analogen D-α-Aminosäuren oder solche von β-, γ-, δ- oder ε-Aminosäuren. Der Dipeptidester weist am C-terminalen Ende eine Esterfunktion auf, beispielsweise einen Methyl-, Ethyl-, Isopropyl oder t-Butylester.

Der Tetrapeptidester besitzt die allgemeine Formel (III):

worin
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und die oben für Formel (II) für m und n angegebene Bedeutung besitzen können,
R' und R₃ die oben für Formel (II) angegebene Bedeutung haben, und
R₁, R₂, R₄ und R₅ die oben für Formel (II) für R₁ und R₂ angegebene Bedeutung haben und gleich oder verschieden sein können.

Da R₁, R₂, R₄ und R₅ gleich oder unterschiedlich sein können, kann der Tetrapeptidester der Formel (III) gar keine, zwei, drei oder vier gleiche Aminosäurereste enthalten. Die Aminosäurereste sind vorzugsweise solche natürlich vorkommender L-α-Aminosäuren wie Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Tryptophan, Phenylalanin, Serin, Tyrosin, Cystein, Lysin, Arginin, Histidin, Citrullin, Homoserin, Homocystein, Ornithin oder der analogen D-α-Aminosäuren oder solche von β-, γ-, δ- oder ε-Aminosäuren. Der Dipeptidester weist am C-terminalen Ende eine Esterfunktion auf, beispielsweise einen Methyl-, Ethyl-, Isopropyl oder t-Butylester. Spezifische, einfache Beispiele sind Gly-Gly-Gly-Gly-Methylester, Gly-Gly-Gly-Ala-Methylester, Ala-Gly-Gly-Ala-Methylester sowie die jeweiligen Ethylester.

Die Cyclopeptid-Komplexe der vorliegenden Erfindung besitzen die allgemeine Formel (I):

wobei R jeweils für einen der Reste R₁ und R₂ bzw. der Reste R₁ und R_2,R₄ und R₅ wie oben definiert steht, je nachdem, ob der Komplex aus Peptidester der Formel (II) oder der Formel (III) hergestellt wurde, und
M ein Übergangsmetall-Kation darstellt,
x eine natürliche Zahl ist, die die Anzahl der positiven Ladungen des Übergangsmetallions angibt,
y gleich null oder eine natürliche Zahl ist, die die Anzahl der negativen Ladungen des cyclischen Peptids angibt,
z gleich 1 oder 2 ist,
Kat ein salzbildendes Kation darstellt und
R' dieselbe Bedeutung wie in den Formeln (II) und (III) oben definiert besitzt.

Das Kation gleicht mit seiner positiven Ladung die negative Ladung (x-y)- des Cyclotetrapeptids aus. Geeignete Kationen für die Isolierung des anionischen Cyclotetrapeptid-Komplexes sind:

Na⁺, K⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, PPN⁺ = [Ph₃PNPPh₃]⁺.

Sie werden bequemerweise bevorzugt in Form ihrer Salze, insbesondere ihrer Halogenide, eingesetzt.

Das das Cyclopeptid komplexierende Übergangsmetall kann ein beliebiges aus derjenigen Gruppe sein, die gute Bindungseigenschaften gegenüber deprotonierten NH-Gruppen aufweisen. Bei der Auswahl können insbesondere auch die Größe und Bindungsgeometrie eine Rolle spielen: So wird man z. B. insbesondere bei Cyclotetrapeptiden mit hoher Ringgliederzahl eine günstige Koordination mit solchen Metallen erhalten, die in der entsprechenden Oxidationsstufe einen relativ großen Durchmesser besitzen. Aufgrund der relativen Starrheit der Cyclopeptide sind solche Übergangsmetalle besonders geeignet, die planare Koordinationsebenen ausbilden können. Beispiele für in der vorliegenden Erfindung gut geeignete Metalle sind Kupfer, Silber, Rhodium, Iridium, Palladium, Cobalt. Nickel oder Ruthenium. Auch Lanthaniden können sich anbieten. Als Übergangsmetall-Salz oder -Kom plex für die erfindungsgemäße Umsetzung mit den lineare Peptiden können beispielsweise die Chloride, Bromide, Nitrate, Sulfate oder die Natriumhalogenometallate eingesetzt werden. Beispiele sind NiCl₂.6 H₂O, CuCl₂.2 H₂O oder Na₂PdCl₄.

Insbesondere lassen sich Cyclopeptid-Komplexe der nachstehenden Formel (IV) erhalten:

worin R₁, R₂, R₄ und R₅ die oben für R angegebene Bedeutung haben und gleich oder verschieden sein können, R' die obige Bedeutung hat, m, n, o und p die oben für m angegebene Bedeutung haben und gleich oder verschieden sein können, und M, Kat, x und y die für Formel (I) angegebene Bedeutung besitzen.

Wird die erfindungsgemäße Umsetzung mit einem Dipeptid der Formel (II) vorgenommen, erhält man Verbindungen (IV), in denen R₁ gleich R₄ und R₂ gleich R₅ ist. In speziellen Fällen können auch zwei verschiedene Dipeptide der Formel (II) eingesetzt werden. Man erhält dann eine Mischung aus zwei Verbindungen der Formel (IV) mit jeweils zwei gleichen koordinierten und kondensierten Dipeptiden (hierbei ist R₁ gleich R₄ und R₂ gleich R₅, die Verbindung besitzt C₂-Symmetrie) und einer solchen der Formel (IV), in der die beiden verschiedenen Dipeptide zu einem Cyclotetrapeptid ohne Rotationssymmetrie kondensiert sind. Die dabei gebildeten Cyclotetrapeptide lassen sich, z. B. nach Abspaltung vom Übergangsmetallkation, durch chromatographische Methoden, z. B. durch HPLC, voneinander trennen. Zu einer Verbindung der Formel (IV) gelangt man auch durch Umsetzung von Übergangsmetall-Komplex oder -Salz mit einer stöchiometrischen Menge an Tetrapeptid der Formel (III).

Durch Umsetzung mit zwei Mol Tetrapeptid pro Mol Übergangsmetall-Kation lassen sich Verbindungen der Formel (V) erhalten:

worin die die Gruppen R und R', die Kationen Kat und M⁺ sowie die Indices m, x, y, z wie oben für Formel (I) definiert sind.

Als Lösungsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren dient bequemerweise ein Alkohol, insbesondere Methanol, ggf. in Mischung mit anderen Lösungsmitteln, die die Polarität variieren, beispielsweise Wasser. Als Base kommen insbesondere Alkoholate des Lösungsmittels, z. B. Natriummethanolat oder tertiäre Amine, z. B. Triethylamin in Betracht. In wäßriger Lösung können ggf. auch Hydroxide verwendet werden.

Die Abspaltung der Cyclotetrapeptide vom Metallkomplex kann ebenfalls in alkoholischer, z. B. methanolischer Lösung erfolgen. Durch Zugabe von Protonensäure, z. B. Durchleiten von HCl Gas oder Zugabe von wäßriger HCl oder Essigsäure oder einer anderen geeigneten Säure zur Lösung des Peptidkomplexes fällt das Cyclotetrapeptid aus und läßt sich in üblicher Weise reinigen und isolieren.

Die Verbindungen der Formel (IV) lassen sich bei Verwendung geeigneter Übergangsmetall-Kat ionen, insbesondere von Palladium und Nickel, als neuartige Röntgenkontrastmittel einsetzen. Die Reaktionen sind mit Beispielen in den folgenden Schemata 1-3 zusammengefaßt:
Schema 1: Bildung von Cyclotetrapeptiden aus zwei Dipetidestern an einem Übergangsmetallkomplex, dargestellt am Beispiel der 14-gliedrigen Ringe; a) Na₂PdCl₄ bzw. NiCl₂.6 H₂O bzw. CuCl₂.2 H₂O, 6 NaOMe, MeOH, 24 h, 65°C; b) [PPN]Cl, H₂O (PPN⁺ = Bis(triphenylphosphoranyliden)-ammonium); c) HCl/MeOH (gesättigt), Raumtemp. 15 min.

Schema 2: Synthese von C₂-symmetrischen Cyclotetrapeptidkomplexen mit unterschiedlicher Ringgröße: a) Na₂PdCl₄ bzw. NiCl₂. 6H₂O bzw. CuCl₂.2 H₂O, 6 NaOMe, MeOH, 24 h, 65°C; b) [PPN]Cl, H₂O.

Tabelle 1

Ausgewählte Beispiele C₂-symmetrischer Cyclotetrapeptidkomplexe mit unterschiedlicher Ringgröße

Schema 3: Bildung eines Cyclotetrapeptids aus einem Tetrapeptidester an einem Übergangsmetallkomplex: a) Na₂PdCl₄, 5 NaOMe, MeOH, 24 h, 65°C; b) [PPN]Cl, H₂O.

Beispiele

Die Darstellung der Peptidesterhydrochloride erfolgte nach Standardmethoden [M. Bodanszky: Principles of Peptide Synthesis, Second, revised Ed., Springer Verlag, Berlin; V. Dourtoglou, B. Gross, Synthesis 1984, 572-574].

Allgemeine Synthesevorschrift für die Darstellung der in Schema 2/Tabelle 1 und in Schema 3 definierten Verbindungen 1-12:
2 mmol Dipeptidesterhydrochlorid bzw. 1 mmol Tetrapeptidesterhydrochlorid und 1 mmol Metallsalz (Na₂PdCl₄, NiCl₂.6 H₂O bzw. CuCl₂.2 H₂O) werden in 40 ml Methanol gelöst und tropfenweise mit 6 mmol bzw. 5 mmol einer methanolischen Natriummethanolat-Lösung versetzt. Man erhitzt für 24 h auf 65°C und gibt dann 2 mmol [PPN]Cl zu. Beim Versetzen mit Wasser fallen 1-12 in kristalliner Form an.

Abspaltung des Cyclotetrapeptids aus 8:
2 mmol 8 werden in 2 ml absolutem MeOH gelöst. Bei Raumtemp. leitet man HCl-Gas durch die Lösung. Nach 15 min fällt das abgespaltene, cyclische Peptid aus der Reaktionslösung aus. Man wäscht dreimal mit möglichst wenig absolutem MeOH und trocknet. ¹H-NMR (400 MHz, CF₃COOD/CDCl₃ 8 : 2): δ = 4.08 [s, 4H, gly], 3.69 [t, ³J = 5.28 Hz, 4H, CH₂-CH₂], 2.70 [t, ³J = 5.28 Hz, 4H, CH₂-CH₂]; IR (KBr): ν = 3329.3 (vs), 1646.1 (vs), 1548.0 (vs); MS (EI): m/z (%) = 256 (100) [M⁺].

Tabelle 2 Spektroskopische Daten von 1-11 und 12 [a]

1: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.64-7.34 [m, 60H, PPN⁺], 3.87 [s, 4H, gly], 3.12 [ψ-t, ³J = 5.66 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CO], 2.17 [ψ-t, ³J = 5.66 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CO]; ¹³C-NMR (100 MHz, CD₃OD): δ = 179.70, 173,56 [C=O], 58.31 [gly], 43.40, 42.15 [β-Ala]; IR (KBr): ν = 1568.7 (vs), 1548.1 (vs) [Amid-I]; MS (-FIB): m/z (%): 358 (100) [M²-H], 896 (8) [M²-PPN⁺], Ausb. 78%.
2: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.72-7.50 [m, 60H, PPN⁺], 4.28 [q, ³J = 6.87 Hz, 2H, CH(CH₃)], 3.52 [ABCD-System, ddd, ²J_AB = 13.36 Hz, ³J_AC = ³J_AD = 3.95 Hz, 2H, N-CH-_AH_B-CH_CH_DCO], 2.85 [ddd, ²J_AB = 13.36 Hz, ³J_BC = 12.35 Hz, ³J_BD = 2.60 Hz, 2H, H_B], 2.36 [ddd, ²J_CD = 15.79 Hz, ³J_BC = 12.35 Hz, ³J_AC = 3.95 Hz, 2H, H_C], 2.20 [ddd, ²J_CD = 15.79, Hz, ³J_AD = 3.95 Hz, ³ _BD = 2.60 Hz, 2H, H_D], 1.35 [d, ³J= 6.87 Hz, 6H, CH(CH₃)], ¹³C-NMR (100 MHz, CD₃OD): δ = 182.81, 173.09 [C=O], 63.94 [CH(CH₃)], 43.27 [CH₂], 20.87 [CH(CH₃)]; IR (KBr): ν = 1562.2 (vs), 1548.4 (vs) [Amid-I]; MS (-ESI): m/z (%): 387 (100) [M²-H], 926 (23) [M²-PPN⁺], Ausb. 72%.
3: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.72-7.50 [m, 60H, PPN⁺], 4.46 [dd, ³J = 7.51 Hz, ³J = 3.25 Hz, 2H, CH-CH₂-OH], 3.95 [dd, ²J = 10.23 Hz, ³J = 3.25 Hz, 2H, CH-HCH-OH], 3.72 [dd, ²J = 10.23 Hz, ³J = 7.51 Hz, 2H, CH-HCH-OH], 3.54 [ddd, ²J_AB = 12.36 Hz, ³J_AC = = 4.13 Hz, 2H, H_A], 2.91 [ddd, ²J_AB = 13.57 Hz, ³J_BC = 12.36 Hz, ³J_BD = 1.01 Hz, 2H, H_B], 2.39 [ddd, ²J_CD =15.12 Hz, ³J_BC = 12.36 Hz, ³J_AC = 4.13 Hz, 2H, H_C], 2.24 [ABCD-System, ddd, ²J_CD = 15.12 Hz, ³J_AD = 4.13 Hz, ³J_BD = 1.01 Hz, 2H, N-CH_AH_B-CH_CH_D-CO], 1.15 und 1.16 [2s, 1.2H, OH]; ¹³C-NMR (68 MHz, CD₃OD): δ = 175.45, 178.98 [C=O], 70.91 [CH-CH₂-OH], 69.15 [CH-CH₂-OH], 43.11, 42.83 [CH₂-CH₂]; IR (KBr): ν = 3429.6 (vs, br) [OH], 1570.6 (vs), 1541.9 (vs) [Amid-I]; MS (-ESI): m/z (%): 419 (100) [M²-H], 956 (22) [M²-PPN⁺], Ausb. 62%.
4: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.74-7.53 [m, 60H, PPN⁺], 4.02 [s, 4H, CH₂], 3.17 [ψ-t, ³J = 6.44 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CH₂-CO], 2.52 [ψ-t, ³J = 6.44 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CH₂-CO], 1.70 [ψ-quint., ³J = 6.44 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CH₂-CO]; ¹³C-NMR (100 MHz, CD₃OD): δ = 180.81, 177.90 [C=O], 57.674 [CH₂], 45.34 [N-C¹H₂-C²H₂-C³H₂-CO], 36.93 [C³], 27.88 [C²]; IR (KBr): ν = 1565.7 (vs), 1536.3 (vs) [Amid-I]; MS (-ESI): m/z (%): 387 (100) [M²-H], 925 (15) [M²-PPN⁺]; Ausb. 48%.
5: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.72-7.49 [m, 60H, PPN⁺], 3.36 [s, 4H, CH₂], 2.85 [ψ-t, ³J = 7.30 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CO], 2.17 [ψ-t, ³J = 7.30 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CO], 1.57 [ψ-quint., ³J = 7.30 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CO], 1.51-1.43 [m, 4H, N-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CO]; ¹³C-NMR (68 MHz, CD₃OD): δ = 183.07, 181.74 [C=O], 49.97 [CH₂], 46.86 [N-C¹H₂-C²H₂-C³H₂-C⁴H₂-CO], 39.19 [C⁴], 31.57 [C²], 25.51 [C³]; IR (KBr): ν = 1578.6 (vs), 1564.2 (vs) [Amid-I]; Ausb. 17%.
6: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.72-7.50 [m, 60H, PPN⁺], 2.98 [m, 8H, CH₂-CH₂], 2.52 [m, 8H, CH₂-CH₂]; ¹³C-NMR (100 MHz, CD₃OD): δ = 175.44 [C=O], 42.80, 41.27 [CH₂-CH₂]; IR (KBr): ν = 1547.5 [Amid-I]; MS (-ESI): m/z (%): 387 (100) [M²-H], 926 (5) [M²-PPN⁺]: Ausb. 78%.
7: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ =7.71-7.50 [m, 60H, PPN⁺], 4.18 [q, br, ³J = 7 Hz, 2H, CH(CH₃)], 3.38 [d, br, ²J = 12 Hz, 2H, HCH], 3.10 [d, br, ²J = 12 Hz, 2H, HCH], 1.38 [d, ³J = 7 Hz, 6M, CH(CH₃)]; IR (KBr): ν = 1580.3 (vs), 1586.6 (vs) [Amid-I]; Ausb. 21%.
8: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.73-7.51 [m, 60H, PPN⁺], 3.59 [s, 4H, CH₂], 2.83 [ψ-t, ³J = 5.89 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CO], 2.05 [ψ-t, ³J = 5.89 Hz, 4H, N-CH₂-CH₂-CO]; ¹³C-NMR (100 MHz, CD₃OD): δ = 179.65, 175.13 [C=O], 56.11 [CH₂], 40.60, 38.90 [CH₂-CH₂]; IR (KBr): ν = 1568.0 (vs), 1540.2 (vs) [Amid-I]; MS (-ESI): m/z (%): 311 (100) [M²-H], 848 (19) [M²-PPN⁺]: Ausb. 96%.
9: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.92-7.51 [m, 60H, PPN⁺], 3.69 [q, ³J = 6.90 Hz, CH(CH₃)], 3.22 [ABCD-System, ddd, br, ²J_AB = 12.73 Hz, ³J_AC = ³J_AD = 3.48 Hz, 1H, N-CH_AH_B-CH_CH_D-CO], 2.33 [ψ-t, br, ²J_AB = ³J_BC = 12.73 Hz, ³J_BD nicht aufgelöst, 1H, H_B], 2.23 [ddd, ²J_CD = 15.27 Hz, ³J_AC = 4.15 Hz, ³J_BC = 12.73 Hz, 1H, H_C], 1.96 [ddd, br, ²J_CD = 15.27 Hz, ³J_BD = 2.51 Hz, 1H, H_D], 1.19 [d, ³J = 6.90 Hz, 3H, CH(CH₃)]; ¹³C-NMR (100 MHz, CD₃OD): δ = 183.28, 175.10 [C=O], 60.77, [CH(CH₃)], 40.66, 39.93 [CH₂-CH₂], 21.06 [CH(CH₃)]; IR (KBr): ν = 1562.5 (vs), 1541.0 (vs) [Amid-I]; Ausb. 94%.
10: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ = 7.75-7.43 [m, 60H, PPN⁺], 4.07 [d, ³J = 3.06 Hz, 2H, CH-CH(CH₃)₂], 3.22-3.19 [m, 2H, N-HCH-CH₂-CO], 2.34-2.26 [m, 4H, N-HCH-CH₂-CO, CH-CH(CH₃)₂], 2.09-1.97 [m, 4H, N-CH₂-CH₂-CO], 1.33 und 1.17 [2d, ³J = 6.89 Hz, 6H, CH-CH(CH₃)₂]; ¹³C-NMR (68 MHz, CD₃OD): δ = 181.45, 175.28 [C=O], 68.86 [CH-CH(CH₃)₂], 40.53, 40.41 [CH₂-CH₂], 34.34 [CH-CH(CH₃)₂], 20.98, 20.16 [CH-CH(CH₃)₂]; IR (KBr): ν = 1564.1 (vs), 1541.1 (vs) [Amid-I]; MS (-FAB/mNBA): m/z (%): 395 (100) [M²-H], 932 (1) [M²-PPN⁺]; Ausb. 86%.
11: IR (KBr): ν = 1575.3 (vs), 1542.7 (vs) [Amid-I]; MS (-FAB, mNBA): m/z (%): 316 (100) [M²-H], 853 (3) [M²-PPN⁺]; Ausb. 37%.
12: ¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ =7.63-7.44 [m, 60 H, PPN⁺], 3.85 [q, ³J = 6.43 Hz, 1H, CH(CH₃)]; 3.76 [d, ²J = 18.4 Hz, 1H, CH₂], 3.69 [d, ²J = 18.4 Hz, 1H, CH₂], 3.34-3.21 [m, 4H, CH₂-CH₂ und CH₂], 2.19 [t, ³J = 6.42 Hz, 2H, CH₂-CH₂], ¹³C-NMR (100 MHz, CD₃OD): δ = 186.32, 181.66, 180.82, 178.65 [C=O], 55.70, 60.01 [2 gly], 51.32 [CH(CH₃)], 46.58, 41.33 [CH₂-CH₂], 20.12 [CH(CH₃)]; IR (KBr) ν = 1603.0 (sh), 1587.4 (vs), 1566.7 (vs) [Amid-I]; Ausb. 45%.
[a] CD₃OD als interner Standard, ¹³C-Verschiebungen des Anions.
Verbindung 1 wurde durch eine Röntgenstrukturanalyse charakterisiert.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von cyclischen Tetrapeptiden, umfassend die Schritte: (a) Bilden eines Cyclopeptid-Komplexes der allgemeinen Formel (I):
worin
M ein Übergangsmetallion darstellt,
alle Reste R gleich oder verschieden sein können und ein Wasserstoffatom oder ein organischer Rest, der gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Amino-, Carboxyl- und/oder Amidgruppen substituiert sein kann, sein können,
alle Reste R' gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff, eine gegebenenfalls mit einer oder mehreren Halogenid-, Hydroxy-, Amino-, Mercapto- oder Carboxygruppen substituierte Alkylgruppe mit 1-10, bevorzugt 1-4 Kohlenstoffatomen, eine gegebenenfalls ebenso substituierte Arylgruppe oder eine Hydroxy-, Halogenid-, Amino-, Amid- oder Carboxylgruppe bedeuten,
m für die Anzahl der jeweiligen Kettenglieder CHR' steht, jeweils gleich oder verschieden sein kann und null, 1, 2, 3 oder 4 bedeutet,
x eine natürliche Zahl ist und die Anzahl der positiven Ladungen des Übergangsmetallions angibt,
y gleich null oder eine natürliche Zahl ist und die Anzahl der negativen Ladungen des cyclischen Peptids angibt,
z gleich 1 oder 2 ist,
Kat für ein salzbildendes Kation steht,

(i) durch Umsetzung eines Dipeptidesters der allgemeinen Formel (II):
worin R₁, und R₂ gleich oder verschieden sein können und eine der oben für R angegebene Bedeutung besitzen, und
m und n gleich oder verschieden sein können und eine der oben für m angegebene Bedeutung haben und
R₃ für eine geradgekettige oder verzweigte Alkyl- oder Arylgruppe steht,
oder
(ii) durch Umsetzung eines Tetrapeptidesters der allgemeinen Formel (III)
worin m, n, o und p gleich oder verschieden sein und die oben für m angegebene Bedeutung besitzen können,
R₃ die oben angegebene Bedeutung hat,
R₁, R₂, R₄ und R₅ die oben für R angegebene Bedeutung haben und gleich oder verschieden sein können,
mit einem Übergangsmetall-Salz oder Übergangsmetall-Komplex in Gegenwart einer Base,
- (b) Ausfällen des Cyclopeptidkomplexes mit einer ein geeignetes Kation enthaltenden Verbindung,
- (c) Abspalten des Cyclotetrapeptids aus dem Komplex durch Umsetzen desselben mit einer Protonensäure und
- (d) Isolieren des Cyclotetrapeptids.

2. Verfahren zum Herstellen eines Cyclotetrapeptid-Komplexes der allgemeinen Formel (I)
worin
M ein Übergangsmetallion darstellt,
alle Reste R gleich oder verschieden sein können und ein Wasserstoffatom oder ein organischer Rest, der gegebenenfalls mit einer oder mehreren Hydroxy-, Amino-, Carboxyl- und/oder Amidgruppen substituiert sein kann, sein können,
alle Reste R' gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff, eine gegebenenfalls mit einer oder mehreren Halogenid-, Hydroxy-, Amino-, Mercapto- oder Carboxygruppen substituierte Alkylgruppe mit 1-10, bevorzugt 1-4 Kohlenstoffatomen, eine gegebenenfalls ebenso substituierte Arylgruppe oder eine Hydroxy-, Halogenid-, Amino-, Amid- oder Carboxylgruppe bedeuten,
m für die Anzahl der jeweiligen Kettenglieder CHR' steht, jeweils gleich oder verschieden sein kann und null, 1, 2, 3 oder 4 bedeutet,
x eine natürliche Zahl ist und die Anzahl der positiven Ladungen des Übergangsmetallions angibt,
y gleich null oder eine natürliche Zahl ist und die Anzahl der negativen Ladungen des cyclischen Peptids angibt,
z gleich 1 oder 2 ist,
Kat für ein salzbildendes Kation steht,
(a)

(i) durch Umsetzung eines Dipeptidesters der allgemeinen Formel (II):
worin
R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können und eine der oben für R angegebene Bedeutung besitzen, m und n gleich oder verschieden sein können und eine der oben für m angegebene Bedeutung haben,
R₃ für eine geradgekettige oder verzweigte Alkyl- oder Arylgruppe steht, und
R' die oben für Formel (I) angegebene Bedeutung hat,
oder
(ii) durch Umsetzung eines Tetrapeptidesters der allgemeinen Formel (III):
worin m, n, o und p gleich oder verschieden sein und die oben für m angegebene Bedeutung besitzen können,
R₃ und R¹ die oben angegebene Bedeutung hat,
R₁, R₂, R₄ und R₅ die oben für R angegebene Bedeutung haben und und gleich oder verschieden sein können,
mit einem Übergangsmetall-Salz oder Übergangsmetall-Komplex in Gegenwart einer Base, und
- (b) Ausfällen des Cyclopeptidkomplexes mit einer ein geeignetes Kation enthaltenden Verbindung.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin der Cyclopeptidkomplex der Formel (I) die nachstehende Formel (IV) aufweist:
worin R₁, R₂, R₄ und R₅ die in Formel (I) für R angegebene Bedeutung haben und gleich oder verschieden sein können, R wie in Anspruch 1 definiert ist und m, n, o und p die in Anspruch 1 für m angegebene Bedeutung haben und gleich oder verschieden sein können, und M, Kat, x und y die für Formel (I) angegebene Bedeutung besitzen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin der Cyclopeptidkomplex der Formel (I) die nachstehende Formel (V) aufweist:
worin die die Gruppen R und R' sowie die Indices m, x, y, z wie in Anspruch 1 definiert sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3, worin R₁ = R₄ und R₂ = R₅ ist.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin der Dipeptidester der Formel (II) ausgewählt ist unter Dipeptidestern mit zwei gleichen oder unterschiedlichen Aminosäureresten und die Aminosäurereste unter solchen natürlich vorkommender L-α-Aminosäuren, insbesondere Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Tryptophan, Phenylalanin, Serin, Tyrosin, Cystein, Lysin, Arginin, Histidin, Citrullin, Homoserin, Homocystein, Ornithin oder unter denen analoger D-α-Aminosäuren oder unter β-, γ-, δ- oder ε-Aminosäureresten ausgewählt sind.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin der Tetrapeptidester der Formel (III) ausgewählt ist unter Tetrapeptidestern mit vier gleichen oder unterschiedlichen Aminosäureresten und die Aminosäurereste unter solchen natürlich vorkommender L-α-Aminosäuren wie Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Tryptophan, Phenylalanin, Serin, Tyrosin, Cystein, Lysin, Arginin, Histidin, Citrullin, Homoserin, Homocystein, Ornithin oder unter denen analoger D-α-Aminosäuren oder unter β-, γ-, δ- oder ε-Aminosäureresten ausgewählt sind.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclotetrapeptid mit Hilfe einer organischen Säure oder einer Mineralsäure, bevorzugt durch Einleiten von HCl-Gas oder Zufügen von Essigsäure in eine Lösung des Cyclotetrapeptid-Komplexes, abgespalten wird.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel einen Alkohol, Wasser oder ein Gemisch davon einsetzt.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base ein Alkoholat, ein tertiäres Amin, eine wäßriges Hydroxid, bevorzugt ein Alkali- oder Erdalkalihydroxid, oder eine Mischung hiervon einsetzt.

11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Übergangsmetall-Salz oder -Komplex ein Salz oder einen Komplex eines Übergangsmetalls einsetzt, das eine planare Koordinationsebene ausbilden kann und/oder das stabile Bindungen zu deprotonierten NH-Gruppen ausbilden kann.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Übergangsmetall-Salz oder -Komplex ein solches oder einen solchen von Kupfer, Silber, Rhodium, Iridium, Palladium, Cobalt, Nickel oder Ruthenium einsetzt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Salze als Chloride, Bromide, Nitrate, Sulfate oder die Komplexe als Natriumhalogenometallate einsetzt.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kation Na⁺, K⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺ oder Ph₃PNPPh₃⁺, bevorzugt in Form ihrer Halogenidsalze, einsetzt.

15. Verbindung der allgemeinen Formel (IV) wie in Anspruch 3 definiert, worin M Palladium oder Nickel bedeutet.

16. Verbindung nach Anspruch 15, worin R₁ und R₄ Wasserstoff- R₂ und R₅ Wasserstoff, Methyl, Hydroxymethylen oder Isopropyl bedeuten, m gleich o ist und null oder 1 bedeutet und n gleich p ist und 0, 1, 2 oder 3 bedeutet, und das Kation Natrium, Kalium oder Ph₃PNPPh₃⁺ ist.

17. Verwendung einer Verbindung nach Anspruch 15 oder 16 als Mittel zur Röntgenkontrastdiagnostik.