DD133231B1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PEPTIDES, PROTEINS AND PROTEIN SEQUENCES - Google Patents
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- DD133231B1 DD133231B1 DD20023177A DD20023177A DD133231B1 DD 133231 B1 DD133231 B1 DD 133231B1 DD 20023177 A DD20023177 A DD 20023177A DD 20023177 A DD20023177 A DD 20023177A DD 133231 B1 DD133231 B1 DD 133231B1
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Verfahren_zur Herstе11иг-2_УОП_Ре£^д.аеп^_Рго^е1пеп_ипа._Рго^е1п-ee^uenzenProcedure_for_the_product-2_УОП_Ре £ ^ д.аеп ^ _Рго ^ е1pеп_ипа._Рго ^ е1п-ee ^ uenzen
^wendungsgebiet_der ErfindungScope of the invention
Chemische Herstellung von Peptiden und Proteinen, insbesondere von Peptidhormonen durch schrittweise, wiederholende Verlängerung mit den entsprechenden geschützten Aminosäuren oder Peptidfragmenten.Chemical production of peptides and proteins, in particular of peptide hormones, by stepwise, repetitive extension with the corresponding protected amino acids or peptide fragments.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Die bisher beschriebenen Verfahren zur Peptidsynthese sind folgende:The methods for peptide synthesis described so far are as follows:
a) sogenannte konventionelle Verfahren (E. WÜNSCH: Angew. Chem, 85, 773 (1971):a) so-called conventional methods (E. WÜNSCH: Angew Chem, 85, 773 (1971):
Alle Reaktionspartner befinden sich in flüssiger Phase, wobei die auf jeder Kupplungsstufe erfolgende P.einisolierung des geschwünschten Syntheseproduktes Schwierigkeiten bereitet.All reactants are in the liquid phase, with the P.einisolierung taking place at each coupling stage of the bugged synthesis product difficulties.
b) Peptidsynthesen am festen Träger (R.B. MERRIFIELD: Adv. in Enzymol. 32, 221 (1969); R.B. IIERRIPIELD: J. Amer. Chem. Soc. 85, 2145 (1963); R.B. MERRIPIELD: Biochemistry 3, 1385 (1964); J.M. STEWART u. J.D. YOUNG: Solid Phase Peptide Synthesis Freeman, San Francisco (1969); G. LOSSE u. K. NEUBERT: Z. Chem. Ю, 48 (1970); G. LOSSE u. R. ULBRICH: V/iss. Z. Techn. Univers. Dresden 22, 263 (1973); E. SCHRÖDER u. K. LÜBKE: The peptides I, Academic Press, 1965) Schrittweiser Peptidaufbau an einem hochmolekularen Träger, wobei die v/achsende Peptidkette stets an einem polymerenb) solid support peptide syntheses (RB MERRIFIELD: Adv., Enzymol., 32, 221 (1969); RB IIERRIPIELD: J. Amer., Chem. Soc., 85, 2145 (1963); RB MERRIPIELD: Biochemistry, 3, 1385 (1964). JM STEWART and JD YOUNG: Solid Phase Peptide Synthesis Freeman, San Francisco (1969); G. LOSSE and K. NEUBERT: Z. Chem. , 48 (1970); G. LOSSE and R. ULBRICH: V Z. Techn. Univers. Dresden 22, 263 (1973); E. SCHRÖDER and K. LÜBKE: The peptides I, Academic Press, 1965) Stepwise peptide construction on a high molecular weight carrier, the transient peptide chain always on a polymeric
Träger gebunden bleibt. Dadurch wird die Entfernung der im Überschuß eingesetzten geschützten Aminosäuren oder Peptidfragmente bzw. der Reaktionsmittel erleichtert; die Abtrennung der während einer Kupplung nicht umgesetzten Peptide (RumpfSequenzen) oder gebildeten Pehlsequenzen kann jedoch erst nach beendeter Synthese, nach Ablösung vom Träger, erfolgen. Aus dem so erhaltenen Peptidgemisch das gewünschte Produkt zu isolieren, stellt häufig ein großes Problem dar.Carrier remains tied. This facilitates removal of the excess protected amino acids or peptide fragments or reagents used; However, the separation of the unreacted during a coupling peptides (trunk sequences) or formed Pehlsequenzen can only be done after completion of the synthesis, after detachment from the carrier. Isolating the desired product from the resulting peptide mixture is often a major problem.
c) Polymer-Reagenz-Verfahren (M. PRIDKIN et al.: J. Amer. Chem. Soc. 90, 2953 (1968); Th. V/IELMD u. Ch. BIRR: Chimia 22, 581 (1967); G. LIMECKE u. E. HAAKE: Naturwissenschaften 55, 343 (1968):c) Polymer Reagent Method (M.PRIDKIN et al .: J.Amer.Chem.Soc.90, 2953 (1968); Th. V / IELMD and Ch. BIRR: Chimia 22, 581 (1967); G LIMECKE and E. HAAKE: Naturwissenschaften 55, 343 (1968):
Durch Verwendung eines an ein Polymer gebundenes Aktivierungsreagenz wird ebenfalls die Entfernung der überschüssigen Reaktionsmittel erleichtert. Hierbei besteht gegenüber dem unter b) genannten Verfahren die Möglichkeit, nicht umgesetztes Peptid auf jeder Kupplungsstufe wie bei der unter a) genannten konventionellen Methode abzutrennen. Bei diesem Verfahren ist die wachsende Peptidkette nicht an den polymeren Träger gebunden.The use of an activating reagent bound to a polymer also facilitates the removal of the excess reactants. In contrast to the process mentioned under b), it is possible to separate off unreacted peptide at each coupling stage as in the conventional method mentioned under a). In this method, the growing peptide chain is not bound to the polymeric support.
d) Die Peptidproduktzusammensetzung wird in erheblichem Maße durch die Eigenschaften des Trägermaterials beeinflußt. D.h. Vernetzung, Quellfähigkeit, Durchlässigkeit für eindiffundierende Moleküle, Art und Sitz der Ankergruppen innerhalb des Polymerisats sowie die mechanischen Eigenschaften (mechanische Stabilität, Piltrierbarkeit, Korngröße) spielen eine wesentliche Rolle.d) The peptide product composition is significantly influenced by the properties of the carrier material. That Crosslinking, swellability, permeability to diffusing molecules, type and location of the anchor groups within the polymer as well as the mechanical properties (mechanical stability, pileability, grain size) play an essential role.
Als zur Verwendung für die Peptidsynthese gebräuchliches, festes unlösliches Copolymerisat dient das von LlERRIPIELD vorgeschlagene Polystyrolharz mit 1 bis 2 % Divinylbenzol-Vernetzung und einer Korngröße von 20 bis 80 ,um, das gelporösen Charakter besitzt. Diese werden zur Bindung der wachsenden Peptidkette mit etwa 0,6 bis 2,0 Milliäquivalenten Chlormethylgruppen oder anderen Gruppen pro Gramm Harz substituiert.As the solid insoluble copolymer common for use in the peptide synthesis, the polystyrene resin proposed by LlERRIPIELD serves with 1 to 2 % divinylbenzene crosslinking and a grain size of 20 to 80 μm, which has a gel-like character. These are substituted with about 0.6 to 2.0 milliequivalents of chloromethyl groups or other groups per gram of resin to attach the growing peptide chain.
Als Folge des unbefriedigenden Einflusses der genannten Trägerstruktur auf den Verlauf der damit durchgeführten Peptidsynthesen wurden zahlreiche Varianten dieses Grundtyps vorgeschlagen, um die physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Trägers zu verbessern.As a result of the unsatisfactory effect of the mentioned support structure on the course of the peptide syntheses carried out therewith, numerous variants of this basic type have been proposed in order to improve the physical or chemical properties of the support.
So sind auf der Basis Polystyrol-Diviny!benzol auch Popcorn-Polymerisate (G. LOSSE u. K. NEUBERT: Z. Chem. 22» 48 (197O)), Schalenharze (A. LOSSE: Tetrahedron Letters 1971, 4989; E. BAYER et al.: J. Jimer. Chem. Soc. 92, 1735 (1970); DE-OS 2 109 027) und makroporöse (makroreticulare) Polymere (M. TILAK u. C. HOLLINDEH: Org. Prep, and Proceed. Int. 3, 183 (1971); USP 1 950 969; S. SANO et al.: Biochim. Biophys. Acta 1221» 244) erprobt worden.Thus, on the basis of polystyrene-divinylbenzene, also popcorn polymers (G. LOSSE and K. NEUBERT: Z. Chem. 22 »48 (197O)), shell resins (A. LOSSE: Tetrahedron Letters 1971, 4989; BAYER et al .: J. Jimer Chem. Soc. 92, 1735 (1970); DE-OS 2 109 027) and macroporous (macroreticular) polymers (M. TILAK and C. HOLLINDEH: Org. Prep, and Proceed. 3, 183 (1971); USP 1 950 969; S. SANO et al., Biochim., Biophys., Acta 1221, 2 44).
Von diesen weisen die makroreticularen Polymerisate gegenüber gelporösen Harzen eine größere Oberfläche und eine leichtere Zugänglichkeit ihres Porengerüstes für größere Moleküle auf, wodurch ein schnelles Eindiffundieren der Reaktanten ermöglicht wird, ohne daß die Polymerstruktur wie bei gelporösen Harzen vorher durch Quellen aufgelockert zu werden braucht. Hieraus sollte sich eine Unabhängigkeit der Porenstruktur von Lösungsmitteleffekten und damit ein eventueller günstigerer Syntheseverlauf ergeben.Of these, the macroreticular polymers have a larger surface area and easier accessibility of their pore framework to larger molecules, allowing for rapid in-diffusion of the reactants without the need to loosen the polymer structure beforehand, as in the case of gelatinous resins. This should result in an independence of the pore structure of solvent effects and thus a possibly more favorable synthesis process.
Bei der vergleichenden Erprobung ergibt sich, daß einmal die Diffusion der Reaktionskomponenten in die feste Phase keine wesentliche Bedeutung besitzt und daß zum anderen diese Polymerisate zwar für Peptidsynthesen geeignet sind, aber in ihrer Leistungsfähigkeit die Merrifield-Polystyrolharze nicht erreichen können.Comparative testing shows that once the diffusion of the reaction components in the solid phase has no essential importance and that, on the other hand, these polymers are indeed suitable for peptide syntheses, but can not reach the performance of the Merrifield polystyrene resins.
Die Durchführung der Peptidsynthese am festen Träger ist vom Prinzip her mit einer Reihe von Forderungen an das Trägermaterial und an den Verlauf der Synthese selbst verbunden, da eine erfolgreiche Synthese nur erreicht v/erden kann, wenn jeder Reaktionsschritt einerseits quantitativ und andererseits selektiv erfolgt. Diese Bedingungen sind in der PraxisConducting peptide synthesis on the solid support is inherently linked to a series of demands on the support material and the course of the synthesis itself, as successful synthesis can only be achieved if each reaction step is quantitative and selective. These conditions are in practice
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nur bedingt realisierbar. Daher weist die Pestphasenmethode, trotz ihrer unbestrittenen Reihe von Vorteilen, bestimmte Nachteile hinsichtlich der Synthesedurchführung und insbesondere der Endproduktzusammensetzung auf. Diese v/erden hervorgerufen einmal durch chemische Gegebenheiten, wie unvollständig «yerlaufende Umsetzungen und Nebenreaktionen und zum anderen durch physikalische Gegebenheiten, bedingt durch die Trägereigenschaften.only partially realizable. Therefore, the pest phase method, despite its undisputed number of advantages, has certain disadvantages in terms of the performance of the synthesis, and in particular of the final product composition. These are caused by chemical conditions, such as incomplete reactions and side reactions, and by physical conditions, due to their carrier properties.
Das Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Trägermaterialien, wie Starrheit des Gerüstes der makroreticularen Harze, ungünstiges Verhalten der Gelpolymere und die starke Beeinflussung durch Lösungsmitteleffekte zu verringern und damit einen besseren Verlauf der Peptidsynthese zu erreichen.D a s aim of the invention is to reduce the disadvantages of the known support materials such as rigidity of the backbone of the makroreticularen resins unfavorable behavior of gel polymers and the strong influence of solvent effects and thus to achieve a better course of the peptide synthesis.
Aufgabe:Task:
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Trägermaterialien, die zur Peptidsynthese am polymeren Träger verwendet v/erden, so zu verringern, daß dadurch ein besserer Verlauf der Peptidsynthese erzielt und damit das jeweilige Peptid in höherer Reinheit und in größerer Ausbeute erhalten v/erden kann.The object of the present invention is to reduce the disadvantages of the known carrier materials used for peptide synthesis on the polymeric carrier in such a way that a better course of the peptide synthesis is achieved and thus the respective peptide is obtained in higher purity and in greater yield can / can ground.
Merkmale_der_ErfindungMerkmale_der_Erfindung
Erfindungsgemäß werden polymere Träger benutzt, deren Grundgerüst aus vernetzten Polyvinyl-Kohlenwasserstoffen besteht und eine heterogen aufgeweitete Gelstruktur mit latenter Porosität besitzt, so daß die am polymeren Träger aufzubauenden Polypeptide sterisch sich nicht behindern können und zwischen den Peptidketten keine unerwünschten Reaktionen auftreten. Zur Bildung der aktiven Stellen im Polymeren wird das Copolymere in einem Lösungsmittel gequollen und mit Monochlordimethyläther chlormethyliert oder andere geeignete Methoden zur Schaffung aktiver Zentren im Polymeren angewandt (z.B. mit Benzhydrylamin).According to the invention, polymeric carriers are used whose backbone consists of cross-linked polyvinyl hydrocarbons and a heterogeneously expanded G e lstruktur has latent porosity, so that the to be established on the polymeric support polypeptides sterically can not interfere with and occur any unwanted reactions between the peptide chains. To form the active sites in the polymer, the copolymer is swollen in a solvent and chloromethylated with monochlorodimethyl ether or other suitable methods for creating active sites in the polymer are used (eg with benzhydrylamine).
Die so hergestellten polymeren Grundkörper werden mit einer geschützten Aminosäure verknüpft und bilden die Basis für den Aufbau von Polypeptiden,The polymeric bodies thus prepared are linked to a protected amino acid and form the basis for the construction of polypeptides,
Die Synthese dieser polymeren Trägermaterialien erfolgt durch Copolymerisation von ИопоѵіпуIverbindungen und einem geringen Anteil von PolyvinyIverbindungen unter gleichzeitiger Anwesenheit von nicht an der Polymerisationsreaktion teilnehmenden Substanzen, wobei die Polymerisation so durchgeführt wird, daß es zur Ausbildung einer heterogen aufgeweiteten Gelstruktur mit latenter Porosität kommt. Die Zusammensetzung der Monomeren und der Zusatzstoffe wird so gewählt, daß ein relativ heterogenes, aber weitmaschiges Polymerengefüge entsteht. Diese Harze besitzen im ungequollenen Zustand keine mit den üblichen Methoden meßbare Oberfläche und keine makroporöse Struktur. Andererseits ist das Quellverhalten und insbesondere die Atmungsdifferenz gegenüber den bekannten Gelharzen stark verändert, so daß ungünstige Wirkungen auf das Diffusions- und Reaktionsverhalten bei der Peptidsynthese vermieden werden.The synthesis of these polymeric support materials is carried out by copolymerization of ИопоѵіпуIverbindungen and a small proportion of PolyvinyIverbindungen in the simultaneous presence of not participating in the polymerization reaction substances, wherein the polymerization is carried out so that it comes to forming a heterogeneously expanded gel structure with latent porosity. The composition of the monomers and the additives is chosen so that a relatively heterogeneous but weitmaschiges polymer structure is formed. These resins, in the unswollen state, have no surface measurable by conventional methods and no macroporous structure. On the other hand, the swelling behavior and in particular the respiratory difference compared to the known gel resins is greatly changed, so that unfavorable effects on the diffusion and reaction behavior in the peptide synthesis can be avoided.
Die Herstellung der polymeren Träger erfolgt vorzugsweise nach der Methode der Suspensionspolymerisation, d.h. eine ölige polymerisierbar Phase wird in einer wäßrigen Phase mittels Rühren oder Schütteln zu kleinen kugelförmigen Tröpfchen verteilt und durch 7ärmezufuhr die Polymerisation ausgelöst. YJährend der Polymerisation werden die Tröpfchen verfestigt und es entstehen kleine Perlen. Der Durchmesser der Kügelchen kann variiert werden und ist abhängig von der Rührgeschwindigkeit und anderen Parametern. Es können Polymere mit einem Durchmesser von 10 bis 1000 (u eingesetzt v/erden, wobei vorzugsweise ein Durchmesser der Kugeln zwischen 40 und 300 p. gewählt wird.The preparation of the polymeric carrier is preferably carried out by the method of suspension polymerization, ie an oily polymerizable phase is distributed in an aqueous phase by stirring or shaking to small spherical droplets and initiated by 7ärmezufuhr the polymerization. During the polymerization, the droplets are solidified and small beads are formed. The diameter of the beads can be varied and depends on the stirring speed and other parameters. It is possible to use polymers with a diameter of from 10 to 1000 ( μ), preferably choosing a diameter of the balls between 40 and 300 μ .
Die ölige Phase besteht aus einem Gemisch von Monomeren, Inertmitteln und Polymerisationsinitiatoren. Die Auswahl der Monomeren muß derart erfolgen, daß in der sich bildenden Matrix die erforderlichen aktiven Zentren zur Bindung der Aminosäuren bereits vorhanden sind, bzw. durch polymeranalogfe Reaktionen eingeführt v/erden können. SolcheThe oily phase consists of a mixture of monomers, inert agents and polymerization initiators. The selection of the monomers must be such that the necessary active centers for binding the amino acids are already present in the matrix which forms or can be introduced by polymer-analogous reactions. Such
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Monomeren sind zum Beispiel: Halogenalkylviny!verbindungen, wie Chlormethylstyrol, Vinylaromaten wie Styrol, Vinyltoluol, Vinyläthylbenzol, Vinylbenzophenon, Viny!benzylalkohol, Acryl- und Ally !verbindungen, wie Methylmethacrylat und Allylchlorid, Bei den Monomeren kann es sich daher um ein oder mehrere der Alkeny!verbindungen handeln, die mit einem geeigneten Vernetzungsmittel copolymerisiert werden. Solche sind Divinylbenzol, Trivinylbenzol, Glykoldimethacrylat, Divinyloxyäthan, Butadien usw.Monomers are for example:! Compounds Halogenalkylviny such as chloromethyl styrene, vinyl aromatics such as styrene, vinyltoluene, Vinyläthylbenzol, vinyl benzophenone, Viny benzyl alcohol, acrylic and Ally compounds such as methyl methacrylate and allyl chloride, B e i The monomers may therefore be one or Several of the alkenyl compounds which are copolymerized with a suitable crosslinking agent. Such are divinylbenzene, trivinylbenzene, glycol dimethacrylate, Divinyloxyäthan, butadiene, etc.
Damit das Copolymere die für die Peptidsynthese geeignete sterische Struktur erhält, werden dem Monomerengemisch bestimmte Anteile von Inertsubstanzen zugesetzt, die selbst an der Polymerisationsreaktion nicht teilnehmen, aber durch 7/echselwirkung mit den Polymerketten zu einer optimalen Matrix führen. Solche Inertmittel sind Substanzen, die mit den Monomeren mischbar sind, die Polymeren aber nur teilweise aufquellen. Dadurch erfolgt während des Polymerisationsvorgangs eine teilweise Trennung von bereits gebildetenPolymeren und Intertmitteln, was zur Ausbildung der heterogenen Struktur führt. Für die Copolymerisation von vinylaromatischen Verbindungen werden vorzugsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe mit einer C-Zahl von Cg bis C.. als Inertmittel eingesetzt. Für die Copolymerisation von AcryIverbindungen werden vorzugsweise aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol usw. verwendet. Von besonderer Wichtigkeit für die Synthese der erfindungsgemäßen Harze ist die Wahl der Mengenverhältnisse von Monomeren, Vernetzern und Inertmitteln. Hierbei ist zu vermeiden, daß die verwendeten Mengenverhältnisse zur Ausbildung makroreticularer (poröser) Strukturen führen (DE-OS 1 950 969)· Ein geeigneter Bereich zur Herstellung erfindungsgemäßer polymerer Materialien liegt bei 0,1 bis 3 Gew.-^ь, vorzugsweise bei 0,5 bis 2 Ge\v.-% Vernetzer, z.B. Divinylbenzol und bei einem Inertmittelanteil von 20 bis 50 ^S. Die erhaltenen Harze sind durchsichtig und enthalten das Inertmittel in heterogener Verteilung. Die Entfernung erfolgt vor bzw. während der sich anschließenden polymeranalogen Reaktion durch Extraktion bzv/. Destillation.In order for the copolymer to obtain the steric structure which is suitable for the peptide synthesis, certain proportions of inert substances are added to the monomer mixture which themselves do not participate in the polymerization reaction but lead to an optimal matrix by interaction with the polymer chains. Such inert agents are substances which are miscible with the monomers, but the polymers swell only partially. As a result, partial separation of already formed polymers and inert agents occurs during the polymerization process, resulting in the formation of the heterogeneous structure. Aliphatic hydrocarbons are rbindungen for the copolymerization of vinylaromatic V e is preferably used with a C-number of Cg to C .. as inert agent. For the copolymerization of AcryIverbindungen preferably aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, etc. are used. Of particular importance for the synthesis of the resins of the invention is the choice of the proportions of monomers, crosslinkers and inert agents. In this case, it should be avoided that the proportions used lead to the formation of macroreticular (porous) structures (DE-OS 1 950 969). A suitable range for producing polymeric materials according to the invention is 0.1 to 3% by weight, preferably 0 , 5 to 2 Ge \ v .-% crosslinker, for example divinylbenzene and at an Inertmittelanteil of 20 to 50 ^ S. The resulting resins are transparent and contain the inert medium in heterogeneous distribution. The removal takes place before or during the subsequent polymer-analogous reaction by extraction bzv /. Distillation.
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Bei Verwendung von Halogenalky!vinylaromaten als Monomeres können die so hergestellten Harze ohne weitere. Behandlung zur Peptidsynthese eingesetzt werden. Polymere, die keine reaktiven Zentren für die Bindung mit geschützten Aminosäuren besitzen, werden nach an sich bekannten Methoden in die entsprechenden Chlormethyl-, o.a., Hydroxymethyl- (M. BODANSZKY et al.: Chem. Ind. (London) 38, 1597 (1966)), bzw. Benzhydrylamin-Derivate (P. RIVAILLE et al.: HeIv. Chin. Acta 54, 296 (1971); P. PIETTA et al.: Gazz. Chim. Italians 103, 483 (1973); P. PIETTA et al.: J. Org. Chem. 39, 44 (1974); V. HRUBY et al.: J. Med. Chem. Vb9 624 (1973); M. BODANSZKY et al.: Chem. Ind. (London) 38, 1597 (1966)) überführt .When using Halogenalky! Vinylaromaten as a monomer, the resins thus prepared without further. Treatment for peptide synthesis can be used. Polymers which have no reactive centers for binding with protected amino acids are prepared by methods known per se into the corresponding chloromethyl, oa, hydroxymethyl (M. BODANSZKY et al .: Chem. Ind. (London) 38, 1597 (1966 ), or benzhydrylamine derivatives (P. RIVAILLE et al .: HeIv.Chin Acta 54, 296 (1971); P. PIETTA et al .: Gazz., Chim. Italians 103, 483 (1973); P. PIETTA Chem. V. HRUBY et al .: J. Med Vb 9 624 (1973); Ind M. Bodanszky et al .: Chem (London et al .: J. Org Chem 39, 44 (1974)..... ) 38, 1597 (1966)).
Uberraschender.veise zeigen die auf diese Weise hergestellten Trägermaterialien wesentlich bessere Eigenschaften im Hinblick auf den Einsatz zur Peptidsynthese, als die bisher bekannten Harze. So besitzen sie im Gegensatz zu den makroreticularen (porösen) Trägern keine Porosität und innere Oberfläche. Weiterhin weist das Harzgerüst der neuen Trägermaterialien, ebenfalls im Gegensatz zu den genannten makroreticularen Trägern, eine hohe Flexibilität und Beweglichkeit sowie eine geringere Vernetzung auf, die sich vorteilhaft auf die Synthese von Peptiden, vorzugsweise auf die Synthese sehr langkettiger Polypeptide auswirken.Surprisingly, the support materials prepared in this way show substantially better properties with regard to the use for peptide synthesis than the hitherto known resins. Thus, in contrast to the macroreticular (porous) carriers, they have no porosity and inner surface. Furthermore, the resin framework of the new support materials, also in contrast to the mentioned macroreticular supports, a high flexibility and mobility and a lower cross-linking, which have an advantageous effect on the synthesis of peptides, preferably on the synthesis of very long-chain polypeptides.
Gegenüber den Gelpoylmeren, v/ie sie z. B. von 1.!ERRIPIELD vorgeschlagen und üblicherweise zur Peptidsynthese verwendet werden, zeichnen sich die neuen Harze durch eine geringere Volumendifferenz zwischen quellenden und nichtauellenden Lösungsmitteln und durch eine verbesserte Kinetik aus, Eigenschaften, die sich bei der durchzuführenden Peptidsynthese als sehr günstig erweisen, da hiermit einmal die Lösungsmitteleffekte verringert werden und zum anderen die Reaktanten besser reagieren können. Als Folge der verbesserten Eigenschaften der neuen Trägermaterialien ergibt sich bei den durchgeführten verschiedenen Peptidsynthesen ein Peptid-Endprodukt, das in wesentlich höherer Reinheit und größerer Ausbeute, bezogen auf die eingesetzte Polymermenge,Opposite the Gelpoylmeren, v / ie they z. B. proposed by 1! ERRIPIELD and are commonly used for peptide synthesis, the new resins are characterized by a smaller volume difference between swelling and non-diluting solvents and by improved kinetics, properties that prove to be carried out in the peptide synthesis very favorable because this once the solvent effects are reduced and on the other reactants can react better. As a consequence of the improved properties of the novel support materials, the peptide syntheses of various peptide syntheses result in a substantially higher purity and greater yield, based on the amount of polymer used,
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anfällt, als bei Verwendung bisher bekannter Trägertypenincurred when using previously known types of carriers
In Verbindung mit der höheren Reinpeptid-Ausbeuto sinkt gleichzeitig die Anzahl der Hebenbestandteile, so daß auch der Reinigungsaufwand beachtlich abnimmt. In conjunction with the higher purity peptide Ausbeuto simultaneously decreases the number of lifting components, so that the cleaning effort decreases considerably.
Für die Herstellung von Peptiden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Aminosäurekette entweder stufenweise aus den verschiedenen Aminosäurederivaten oder unter Einsatz von Peptidfragmenten nach bekannten Verfahren aufgebaut werden. Der Peptidaufbau beginnt durch die Bindung der C-terminalen Aminosäure an die reaktiven Zentren des Trägermaterials, wobei bekannte Methoden Anwendung finden. Anstelle der C-terminalen Aminosäure kann auch ein Peptid, z.B. ein Di- oder Tripeptid in gleicher Meise an den Träger gebunden werden, woraufhin die gewünschte Aminosäurekette mit Aminosäuren oder bzw. und Peptiden vervollständigt wird. Die Verknüpfung der Aminosäuren und/oder Peptidfragmente erfolgt in der Weise, daß man eine Aminosäure oder ein Peptid mit geschützter cv-Aminogruppe und aktivierter terminaler Carboxylgruppe mit einer am Träger gebundenen Aminosäure oder einem Peptid mit freier л -Aminogruppe umsetzt.For the preparation of peptides by the method according to the invention, the amino acid chain can be built up either stepwise from the various amino acid derivatives or using peptide fragments according to known methods. The peptide construction begins by binding the C-terminal amino acid to the reactive centers of the support material using known methods. Instead of the C-terminal amino acid and a peptide, for example, can be bound to the support a di- or tripeptide in the same Meise, whereupon the desired amino acid chain with amino acids or peptides, respectively, and is completed. The linking of the amino acids and / or peptide fragments is carried out by reacting an amino acid or a peptide having a protected cv-amino group and activated terminal carboxyl group with an amino acid bound to the carrier or a peptide having a free III-amino group.
Die Carboxylgruppe kann beispielsweise durch Überführung in einen aktivierten Ester, wie beispiels\veise p-Nitrophenyl-, N-Hydroxysuccinimid-, 2.4.,5-Trichlorphenyl-, Pentachlorphenyl-, 8-Hydroxychinolinester (gegebenenfalls unter Beifügung von weiter aktivierenden Zusatzstoffen), ein Säureanhydrid, —azid, -imidazolid oder durch Reaktion mittels eines Carbodiimides (gegebenenfalls unter Zusatz von weiter aktivierenden Zusatzstoffen), oder Ν,Ν-Carbonyldiimidazols, aktiviert werden.The carboxyl group can be converted, for example, by conversion into an activated ester, such as p-nitrophenyl, N-hydroxysuccinimide, 2,4, 5-trichlorophenyl, pentachlorophenyl, 8-hydroxyquinoline (optionally with the addition of further activating additives) Acid anhydride, azide, imidazolide or by reaction by means of a carbodiimide (optionally with the addition of further activating additives), or Ν, Ν-carbonyldiimidazoles, activated.
An der Reaktion nicht beteiligte, freie funktioneile Gruppen werden zweckmäßigerweise geschützt, insbesondere mittels durch Hydrolyse oder Reduktion oder flüssigem Fluorwasserstoff leicht abspaltbarer Reste, wobei man die für die Peptidsynthese bekannten Gruppen verwendet, z.B. die Benzyl-, p-Chlorbenzyl-, 2.6-Dichlorbenzyl-, p-Nitrobenzyl-, p-LIethoxybenzyl-, Benzhydryl-, tertiär-Butyl-, Tosyl-, Dinitrophenyl-, Nitro-Gruppe.Functionally free groups not involved in the reaction are suitably protected, in particular by means of radicals which are readily cleavable by hydrolysis or reduction or liquid hydrogen fluoride, using the groups known for peptide synthesis, e.g. the benzyl, p-chlorobenzyl, 2,6-dichlorobenzyl, p-nitrobenzyl, p-Lethoxybenzyl, benzhydryl, tertiary-butyl, tosyl, dinitrophenyl, nitro group.
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Als Aminoschutzgruppen sind beispielsweise zu nennen: aliphatisch^ Oxyсarbony!gruppen, wie z, B« Cyclohexyloxycarbonyl-, Adamantyloxycarbonyl- und in erster Linie tertiär-Buty1oxycarbonyl-(Бос-), oder von der Kohlensäure bzw. Thiokohlensäure sich ableitende Gruppen, wie gegebenenfalls im aromatischen Rest substituierte Carbobenzoxygruppen (z. B. Carbobenzoxy-, p-Brom- oder p-Chlorcarbobenzoxy-, p-LIethoxycarbobenzoxy-), ferner o-Nitrophenylsulfenyl- und gegebenenfalls substituierte Aralkylgruppen (Dipheny!methyl- oder Triphenylmethylgruppen beispielsv/eise )-Examples of amino-protecting groups which may be mentioned are aliphatic, oxy-carbonyl groups, such as, for example, cyclohexyloxycarbonyl, adamantyloxycarbonyl and, in the first place, tert-butyl-oxycarbonyl- (B04-), or carbonic or thiocarbonic acid-derived groups, as appropriate aromatic radical-substituted carbobenzoxy groups (for example carbobenzoxy, p-bromo or p-chlorocarbobenzoxy, p-lethoxycarbobenzoxy), furthermore o-nitrophenylsulfenyl and optionally substituted aralkyl groups (diphenylmethyl or triphenylmethyl groups, by way of example)
Zur Abspaltung der «£-Amino-Schutzgruppen finden Trifluoressigsäure/Dichlormethan, Trifluoressigsäure allein, HCl in Eisessig oder Dioxan bevorzugt Anwendung. Andere Spaltungsreagenzien und deren Abspaltungsbedingungen zur Entfernung spezifischer Amino-Schutzgruppen sind in E. SCHRÖDER u. K. LÜBKE: The peptides I, Academic Press, 1965, S. 72-75 beschrieben.Trifluoroacetic acid / dichloromethane, trifluoroacetic acid alone, HCl in glacial acetic acid or dioxane are preferred for cleavage of the ε-amino protecting groups. Other cleavage reagents and their cleavage conditions for the removal of specific amino-protecting groups are described in E. SCHRÖDER et al. K. LÜBKE: The peptides I, Academic Press, 1965, pages 72-75.
Nachdem das gewünschte Peptid aufgebaut wurde, kann die Bindung mit dem polymeren Trägermaterial auf bekannte Weise, wie Bromwasserstoff/Eisessig, Ammonolyse, Alkoholyse, Hydrazino-Iyse, bevorzugt aber mit Hilfe von verflüssigtem Fluorwasserstoff bei 0 C bis Raumtemperatur, gegebenenfalls unter Zusatz von z. B. Anisol, Llercacptoäthanol, aufgespalten werden.After the desired peptide has been built, the bond with the polymeric support material in a known manner, such as hydrogen bromide / glacial acetic acid, ammonolysis, alcoholysis, Hydrazino Iyse, but preferably with the aid of liquefied hydrogen fluoride at 0 C to room temperature, optionally with the addition of z. As anisole, Llercacptoäthanol be split.
Bei Anwendung von Chlormethyl-Polymerisaten erhält man bei der Ablösung des Peptides vom Träger mittels flüssigem Fluorwasserstoff eine C-terminale Carboxylfunktion, bei Benzhydrylamin-Polymeren eine C-terminale Amidfunktion. Das so erhaltene Rohpeptid wird nach Befreiung von noch vorhandenen Schutzgruppen durch Anwendung geeigneter Reinigungsverfahren (säulenchromatographische und andere Reinigungsoperationen, wie Umfallen u.a.) aufgereinigt.When chloromethyl polymers are used, a C-terminal carboxyl function is obtained on detachment of the peptide from the carrier by means of liquid hydrogen fluoride, and a C-terminal amide function in the case of benzhydrylamine polymers. The crude peptide thus obtained is purified after liberation of remaining protective groups by using suitable purification methods (column chromatography and other purification operations such as reprecipitation and the like).
Das erfindungsgemäße Verfahren soll in nachstehenden Ausführungsbeispielen erläutert werden, ohne daß die Erfindung auf diese Beispiele zu beschränken ist.The inventive method will be explained in the following embodiments, without the invention being limited to these examples.
-to--to-
e ·*·s 2 ^e ^-e e · * · s 2 ^ e ^ - e
1. Synthese des polymeren Grundgerüstes1. Synthesis of the polymeric backbone
In einem 2 Liter-Planschliffbecher, der mit einem Rückflußkühler und einem Heizregelsjrstem bestückt ist, wird eine Mischung aus 313,7 g Styrol, 12,7 g Divinylbenzol der Zusammensetzung 51,2 c/o Divinylbenzol und 48,8 % Athylstyrol, 175 g Parex-Benain und 1,5 g Azodiisobuttersäuredinitril in 1000 ml Y/asoer, dem 5 g Mg(OH)2 und 0,2 g Sapol zugesetzt wurden, mittels Rühren suspendiert. Die Rührgeschwindigkeit wird so eingestellt, daß die sich bildenden kugelförmigen Tröpfchen einen mittleren Durchmesser von 60 .,u besitzen. Anschließend wird die Temperatur auf 70 C gesteigert und solange konstant gehalten, bis der Gelpunkt vorüber ist (ca. 5 Stunden), dann wird auf 95 0C erhitzt und 4 Stunden nachpolymerisiert. Die erhaltenen Polymerperlen werden filtriert, durch Waschen mit 0,5-proz, Schwefelsäure vom anhaftende Suspensionsstabilisator befreit und zur Entfernung des Inertmittels mit Wasserdampf behandelt« Schließlich wird das Produkt bei 100 0C getrocknet. Gegebenenfalls kann das Polymerisat in den Grenzen zwischen 40 μ und 100 ,u gesiebt werden. Es liegt in Form gelartiger durchsichtiger Kugeln von hoher Festigkeit vor. Mit den bekannten Methoden läßt sich weder eine meßbare innere Oberfläche noch ein Porenvolumen nachweisen. Die vorteilhaften strukturellen Eigenschaften der Polymeren zeigen sich in einer hohen Quellgeschwindigkeit und einer Toluolquellung von 800 ml/100 g Polymerisat. Die Ausbeute betragt 305 g Harz.In a 2 liter flat-bottomed beaker equipped with a reflux condenser and a heat control brush, a mixture of 313.7 g of styrene, 12.7 g of divinylbenzene of composition 51.2 c / o divinylbenzene and 48.8 % of ethylstyrene, 175 g Parex-Benain and 1.5 g of azodiisobutyric acid dinitrile in 1000 ml of Y / asoer, to which 5 g of Mg (OH) 2 and 0.2 g of sapol were added, suspended by stirring. The stirring speed is adjusted so that the forming spherical droplets have a mean diameter of 60., U. The temperature is then increased to 70 C and kept constant until the gel point is over (about 5 hours), then heated to 95 0 C and postpolymerized for 4 hours. The obtained polymer beads are filtered, washed free of 0.5 percent strength, sulfuric acid from the suspension stabilizer adhering and removing the Inertmittels treated with steam "Finally, the product at 100 0 C is dried. Optionally, the polymer can be screened in the boundaries between 40 μ and 100 μ . It is in the form of gel-like transparent spheres of high strength. With the known methods, neither a measurable inner surface nor a pore volume can be detected. The advantageous structural properties of the polymers show up in a high swelling rate and a toluene swelling of 800 ml / 100 g of polymer. The yield is 305 g of resin.
2« Chlormethylierung des polymeren Grundgerüstes2 «Chloromethylation of the polymeric backbone
a) In einem beheizbaren Rührgefäß mit Rückflußkühler werden 100 g Polymerisat in 900 ml Dichlormethan zwei Stunden lang gequollen. Dieser Mischung werden 35 g Monochlordimethyläther und 5 g Zinn-lV-chlorid zugesetzt und unter Rühren auf 40 C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird 3 Stunden chlormethyliert. Das Harz wird anschließend von der flüssigen Phase abfiltriert und auf dem Filter zunächst zweimala) In a heatable stirred vessel with reflux condenser, 100 g of polymer are swollen in 900 ml of dichloromethane for two hours. To this mixture are added 35 g monochlorodimethyl ether and 5 g tin IV chloride and heated to 40 C with stirring. At this temperature is chloromethylated for 3 hours. The resin is then filtered off from the liquid phase and on the filter first twice
rait 200 ml Dioxan und anschließend dreimal mit 250 ml Methanol gewaschen. Das zuletzt ablaufende !!ethanol ist chloridfrei· Danach wird vom anhaftende!Methanol abgesaugt und an der Luft 25 Stunden lang getrocknet. Auf diese V/eise erhält man 110 g eines chlormethylierten Styrol-Divinylbenzol-Copolymeren, das einen Chlorvvert von 5,5 % Chlor hat.200 ml of dioxane and then washed three times with 250 ml of methanol. The last running ethanol is free of chloride. Thereafter, the adhering methanol is suctioned off and dried in air for 25 hours. This gives 120 g of a chloromethylated styrene-divinylbenzene copolymer having a chlorine content of 5.5 % chlorine.
Der Chlormethylierungsgrad kann bei Bedarf durch Variation der Chloräthermenge, Reaktionstemperatur, Reaktionszeit und Katalysatormenge in den Grenzen von 1 % bis 23 % Chlor gesteuert werden.If necessary, the degree of chloromethylation can be controlled by varying the amount of chloro ether, reaction temperature, reaction time and amount of catalyst within the limits of 1 % to 23 % chlorine.
Ъ) 100 g Polymerisat v/erden bei Raumtemperatur in 4-00 ml ?;asserfreiem Dichlormethan eine Stunde lang unter Rühren gequollen, dann gibt man bei 18 C (Innentemperatur) innerhalb von 12 Minuten eine Llischung von 9,0 ml Zinn-IV-chlorid, 40 ml Chlormethylmethyläther und 200 ml wasserfreiem Dichlormethan zu und rührt das Gemisch bei 18 C (Innentemperatur) eine Stunde lang. /Inschließend wird schnell abgesaugt und mit jeweils kleinen Portionen gewaschen:100 g of polymer are swollen at room temperature in 4-00 ml of anhydrous dichloromethane with stirring for one hour, then a mixture of 9.0 ml of tin IV is added at 18 C (internal temperature) within 12 minutes. chloride, 40 ml of chloromethyl methyl ether and 200 ml of anhydrous dichloromethane, and the mixture is stirred at 18 C (internal temperature) for one hour. / In is quickly sucked off and washed with small portions:
Anstelle von Dioxan kann auch Aceton Verwendung finden. Die weitere Aufarbeitung erfolgt v/ie unter a) beschrieben.Instead of dioxane, acetone can also be used. The further work-up is described under a).
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3. Bindung der C-terninalen Aminosäure oder des entsprechenden Di- oder Tripeptides an die reaktiven Zentren des Harzes3. Binding of the C-terminal amino acid or the corresponding di- or tripeptide to the reactive centers of the resin
a) 5 Gramm Chlorate thylat, hergestellt wie im Beispiel 2 beschrieben, mit einem Chlorgehalt von 1,5 Milliäquivalent pro Gramm werden zu einer lösung von 7»5 Milliäquivalent Boc~Alanin (oder eine andere H ' -geschützte Aminosäure bzw, II '-geschütztem Di- oder Tripeptid) und 7,0 Milliäquiv alent Triethylamin (oder: Diisopropylamin, Diisopropyläthylamin, Cäsiumcarbonat usw.) in 20 ml absolutem Äthanol nach einer zehnminütigen Einwirkungszeit gegeben. Nun erhitzt man das Gemisch unter Rückfluß und Schütteln bzw. Vibrieren mit einem Vibromischer auf 75 0C für 24 Stunden. Nach dem Abkühlen ist über eine G3-Glasfilterfritte abzusaugen und das Harz bis zur Chlorid-Freiheit des Filtrates mit Anteilen von je 15 ml folgender Lösungsmittel zu waschen:a) 5 grams of chlorate methylate, prepared as described in Example 2, with a chlorine content of 1.5 milliequivalents per gram are added to a solution of 7 »5 milliequivalent Boc ~ alanine (or another H 'protected amino acid or II' - Protected di- or tripeptide) and 7.0 milliequiv alent triethylamine (or: diisopropylamine, diisopropylethylamine, cesium carbonate, etc.) in 20 ml of absolute ethanol after a ten-minute exposure time. Now the mixture is heated under reflux and shaking or vibrating with a Vibromischer to 75 0 C for 24 hours. After cooling, it is necessary to suck off over a G3 glass filter frit and to wash the resin until the filtrate has no chloride, with 15 ml portions of the following solvents:
dreimal Methanol, zweimal Wasser, zweimal Methanol, dreimal Wasser, einmal Methanol, zweimal V/asser, zweimal Methanol, zweimal Wasser, fünfmal Methanol.three times methanol, twice water, twice methanol, three times water, once methanol, twice water, twice methanol, twice water, five times methanol.
Das so erhaltene Produkt wird zunächst an der Luft, dann über Phosphorpentoxid getrocknet. Die Bestimmung des Restchlorgehaltes des Polymerisates läßt auf einen Boc-Alanin-Gehalt von etwa 0,7 Milliäquivalent pro Gramm Harz schließen, !lach Abspaltung der Boc-Gruppe mittels Trifluoressigsäure/Dichlormethan (1:1), wie unter Beispiel 4 beschrieben, wird nach Umsetzung mit Pyridin-hydrochlorid der Gehalt an freier Aminogruppe nach DORIiAH (L.C. DORMAH: Tetrahedron Letters, 1,969, 2319) titriert. Hiernach wurden 0,57 Milliäquivalent Boc-Alanin pro Gramm Harz angeestert.The product thus obtained is first dried in air, then over phosphorus pentoxide. The determination of the residual chlorine content of the polymer can be concluded to a Boc-alanine content of about 0.7 milliequivalent per gram of resin,! Lach cleavage of the Boc group using trifluoroacetic acid / dichloromethane (1: 1), as described in Example 4, after Reaction with pyridine hydrochloride, the content of free amino group according to DORIiAH (LC DORMAH: Tetrahedron Letters, 1,969, 2319) titrated. Thereafter, 0.57 milliequivalent Boc-alanine was esterified per gram of resin.
b) б Gramm Benzhydrylamin-Polymerisat, hergestellt wie in (P. RIVAILLE et al.: HeIv. Chim. Acta 54, 296 (1971); P. PIETTA et al.: Gazz. Chim. Italians 103, 483 (1973);b) б gram of benzhydrylamine polymer prepared as described in (P. RIVAILLE et al .: HeIv.Chim.Acta 54, 296 (1971); P. PIETTA et al .: Gazz. Chim. Italians 103, 483 (1973);
P. PIETTA et al.: J. Org. Chem. 39, 44 (1974); V. HRUBT et al.: J. Med. Chem. 16, 624 (1973)) beschrieben, mit einemP. PIETTA et al .: J. Org. Chem. 39, 44 (1974); HRUBT et al .: J. Med. Chem. 16, 624 (1973)), with a
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Gehalt an reaktionsfähiger Aminogruppe von 1 Milliäquivalent pro Gramm werden in ein für die Peptidsynthese geeignetes Reaktionsgefäß (vgl. z.B. J.M. STEWART u. J.D. YOUNG: Solid Phase Peptide Synthesis Freeman, San Francisco (1969); E, SCHRÖDER u. K. LÜBKE: The peptides I, Academic Press, 1965) überführt. Die mechanische Durchmischung der Reaktanten wird mittels eines Vibromischers durchgeführt. Die Menge an Lösungs- und Reaktionsmittel beträgt 60 Milliliter.Reactive amino group content of 1 milliequivalent per gram is converted into a reaction vessel suitable for peptide synthesis (see, for example, JM STEWART and JD YOUNG: Solid Phase Peptide Synthesis Freeman, San Francisco (1969); E, SCHRODER and K. LUKE: The peptides I, Academic Press, 1965). The mechanical mixing of the reactants is carried out by means of a vibromixer. The amount of solvent and reagent is 60 milliliters.
Nach einer dreimaligen Vorwaschung mit Dichlormethan gibt man eine Lösung von 30 mmol Boc-Glycin in Dichlormethan hinzu, das mit 15 mmol Dicyclohexylcarbodiimid für eine Stunde zur Reaktion gebracht und vom ausgeschiedenen Dicyclohesylharnstoff befreit wurde und läßt die so voraktivierte Aminosäure 60 Minuten lang einwirken. Nach Filtration wird das Harz gewaschen; dreimal je 3 Minuten mit: DichlormethanAfter a three-time pre-wash with dichloromethane, a solution of 30 mmol Boc-glycine in dichloromethane is added, which was reacted with 15 mmol dicyclohexylcarbodiimide for one hour and freed from the excreted dicyclohesylurea and allowed to act the thus pre-activated amino acid for 60 minutes. After filtration, the resin is washed; 3 times 3 minutes each with: dichloromethane
Chloroform-Methanol (2:1)Chloroform-methanol (2: 1)
Dichlormethan,dichloromethane,
Einwirkung einer mit 7»5 mmol Dicyclohexylcarbodiimid voraktivierten Lösung von 15 mmol Boc-Glycin in Dichlormethan (s.o.), Wiederholung des vorgenannten Y/aschvorganges und eine dritte Umsetzung mit einer voraktivierten Lösung von 7,0 mmol Boc-Glycin und 3,5 mmol Dicyclohexylcarbodiimid. Nach Durchführung des oben genannten '.Yaschvorganges erfolgt eine Umsetzung mit einem Gemisch aus 6 ml Sssigsäureanhydrid, 3 ml Pyridin und 31 ml Dichlormethan für 30 Minuten, um eventuell noch vorhandene reaktionsfähige Aminogruppen des Trägers zu acetylieren und damit für nachfolgende unerwünschte Reaktionen zu blockieren. Nach einer sechsmaligen Waschung mit Dichlormethan wird zur Bestimmung noch vorhandener basischer Gruppen eine Umsetzung nach DORI-IAl·! mit Pyridin-hydrochlorid mit nachfolgender titrimetrischer Bestimmung des Chloridgehaltes als Triäthylammoniumchlorid durchgeführt. Dieser Vorgang, die nachfolgende Boc-Schutzgruppenabspaltung mit Bestimmung der am Träger gebundenen Boc-Glycin-Menge ist dem Schema in Beispiel 4 zu entnehmen.Exposure of a pre-activated with 7 »5 mmol dicyclohexylcarbodiimide solution of 15 mmol Boc-glycine in dichloromethane (see above), repetition of the aforementioned Y / aschvorganges and a third reaction with a preactivated solution of 7.0 mmol Boc-glycine and 3.5 mmol dicyclohexylcarbodiimide , After carrying out the above-mentioned .Yaschvorganges a reaction with a mixture of 6 ml of acetic anhydride, 3 ml of pyridine and 31 ml of dichloromethane for 30 minutes to acetylate any remaining reactive amino groups of the carrier and thus to block for subsequent undesirable reactions. After a six-fold washing with dichloromethane, a reaction according to DORI-IAl · is carried out to determine the presence of basic groups. carried out with pyridine hydrochloride with subsequent titrimetric determination of the chloride content as triethylammonium chloride. This process, the subsequent Boc-Schutzgruppenabspaltung with determination of the bound to the carrier Boc-glycine amount is the S c hema in Example 4 refer.
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- H- H
4. Schema des Peptidaufbaus4. Scheme of Peptide Construction
Nr. Lösungsmittel bzw. ReaktionsmittelNo solvent or reagent
Einwir- Anzahl kungszeit der Be-(Min.) handlungenEinwir- number of kung (min)
1 Dichlormethan1 dichloromethane
2 Umsatz mit voraktivierter Boc-Aminosäure in Dichlormethan-Dimethylformamid2 conversion with preactivated Boc-amino acid in dichloromethane-dimethylformamide
3 Dichlorme than/Dime thy !formamid3 dichloromethane than Dime thy! Formamide
4 ChloroformAlethanol (2:1)4 chloroform-ethanol (2: 1)
5 Dichlormethan5 dichloromethane
6 Trifluoressigsäure-Dichlormethan6 trifluoroacetic acid-dichloromethane
(1:1,2)(1: 1.2)
7 Trifluoressigsäure-Dichlormethan7 trifluoroacetic acid-dichloromethane
(1:1,2)(1: 1.2)
8 Trifluoressigsäure-Dichlormethan8 trifluoroacetic acid-dichloromethane
(1:1,2)(1: 1.2)
9 Dichlormethan9 dichloromethane
10 Chloroform10 chloroform
11 Triäthylamin-Chloroform (1:9)11 triethylamine-chloroform (1: 9)
12 Chloroform12 chloroform
13 Dichlormethan13 dichloromethane
14 0,3M-Pyridin·HCl in Dichlormethan14 0.3M pyridine.HCl in dichloromethane
15 Dichlormethan15 dichloromethane
16 Chloroform-Methanol (2:1)16 chloroform-methanol (2: 1)
17 Chloroform17 chloroform
18 Prüfung auf Chlorid-Freiheit18 testing for chloride freedom
19 Triäthylamin-Chloroform (1:9)19 triethylamine-chloroform (1: 9)
20 Chloroform20 chloroform
21 Dichlormethan21 dichloromethane
2020
20 3 3 5 3 3 5 3 3 320 3 3 5 3 3 5 3 3 3
5 3 35 3 3
Erläuterungen zum PeptidaufbauExplanations of the peptide structure
Die mechanische Durchmischung der Reaktanten erfolgt im allgemeinen durch Drehung des Reaktionsgefäßes um seine waagerechte Achse. Es wurde nun gefunden, daß es wesentlich günstiger ist, die Durchmischung mittels Vibromischung durchzuführen, da hiermit der Aufbau des Reaktionsgefäßes mit seinen Zu- und Ableitungen stationär durchgeführt werden kann. Weiterhin erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn anstelle der sonst üblichen abwechselnden Anwendung von quellenden und nichtquellenden Lösungsmitteln bei Verwendung dec neuen Trägermaterials beim Peptidaufbau vorwiegend nur quellend v/irkende Lösungsmittel (vorzugsweise: Dichlormethan, Dimethylformamid, Chloroform) unf für Zwischenwaschungen ein Chloroform-Methanol-Gemisch angewandt werden» Es gelangen pro Milliäquivalent reaktionsfähiger Aminogruppen etwa 20 Milliliter Lösungs- bzw. Reaktionsmittel zum Einsatz» Dicyclohexylcarbodiimid wird als 1-molare Lösung in Dichlormethan verwendet.The mechanical mixing of the reactants is generally carried out by rotation of the reaction vessel about its horizontal axis. It has now been found that it is much cheaper to carry out the mixing by means of vibromixing, since hereby the structure of the reaction vessel with its inlets and outlets can be carried out stationary. Furthermore, it turns out to be particularly advantageous if, instead of the usual alternating use of swelling and non-swelling solvents when using dec new carrier material in Peptidaufbau mainly only swelling v / irkende solvent (preferably: dichloromethane, dimethylformamide, chloroform) unf and intermediate chloroform-methanol Mixture »Approximately 20 milliliters of solvent or reagent are used per milliequivalent of reactive amino groups» Dicyclohexylcarbodiimide is used as a 1 molar solution in dichloromethane.
Beim direkten Einsatz von Dicyclohexylcarbodiimid als Aktivierungskomponente ist bei Ur. 2 des Schemas anstelle "voraktivierter Вос-Aminosäure" die Lösung von 3 Milliäquivalenten Boc-Aminosäure zuzugeben, die 3 Minuten lang auf den Träger einwirkt, bevor man die Lösung von 3 Milliäquivalenten Dicyclohexylcarbodiimid zufügt. Die Reaktionszeit beträgt 60 bis 180 Minuten.In the direct use of dicyclohexylcarbodiimide as the activation component is Ur. 2 of the scheme, instead of adding "pre-activated Вос-amino acid", add the solution of 3 milliequivalents of Boc-amino acid, which acts on the carrier for 3 minutes before adding the solution of 3 milliequivalents of dicyclohexylcarbodiimide. The reaction time is 60 to 180 minutes.
Die "Voraktivierung" selbst erfordert die getrennt durchzuführende einstündige Reaktion von б Milliäquivalenten geschützter Aminosäure mit 3 Llilliäquivalenten Dicyclohexylcarbodiimid und Abtrennung des gebildeten Harnstoffs. Bei Anwendung aktivierter Ester sind diese bei Hr. 2 in gleicher Weise wie die "voraktivierte- Aminosäure" einzusetzen, bei Reaktionszeiten von 180 bis 300 Minuten. Alle Umsetzungen können gegebenenfalls unter Zusatz von weiter aktivierenden Stoffen durchgeführt werden. Der Verlauf der Kupplung der Aminosäure und/oder Peptidfragmente wird durch Bestimmung der noch nicht umgesetzten freienThe "pre-activation" itself requires the one-hour reaction of б milliequivalents of protected amino acid with 3 equivalents of dicyclohexylcarbodiimide to be carried out separately and separation of the urea formed. When activated esters are used in Hr. 2 in the same manner as the "preactivated-amino acid" use, at reaction times of 180 to 300 minutes. All reactions may optionally be carried out with the addition of further activating substances. The course of the coupling of the amino acid and / or peptide fragments is determined by determining the unreacted free
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Aminogruppen verfolgt, wobei vorzugsweise die Bestimmungsmethode nach DORIiM (L.C. DORLIAN: Tetrahedron Letters, 2969, 2319) mittels Pyridin-hydrochlorid Anwendung findet. Hierzu werden die Schritte Nr. 6 Ьіз Nr. 13 ausgelassen und zur Titration gelangen die Schritte Nr. 19 bis Nr. 21. Bei unvollständiger Umsetzung wird der Kupplungsvorgang so oft wiederholt, bis die Bestimmung der freien Aminogruppen einen konstanten Wert ergibt. Erst dann erfolgt Abspaltung der H^-Schutzgruppe, Bestimmung des Gesamtgehaltes an freien Aminogruppen und Ankupplung der nächsten Aminosäure bzw. Peptidfragmentes, wobei die im Schema aufgeführten Schritte zur Anwendung gelangen.Follows amino groups, wherein preferably the determination method according to DORIiM (L.C. DORLIAN: Tetrahedron Letters, 2969, 2319) by means of pyridine hydrochloride application finds. For this purpose, steps no. 6 Ьіз no. 13 are omitted and the titration proceeds to steps no. 19 to no. 21. In case of incomplete reaction, the coupling process is repeated until the determination of the free amino groups gives a constant value. Only then takes place splitting off of the H ^ protective group, determination of the total content of free amino groups and coupling of the next amino acid or peptide fragment, wherein the steps listed in the scheme are used.
Beispielsweise werden zur Herstellung des Luteinisierungshormon-Releasingfaktors (LH-RH) tert.-Boc-Aminosäurederivate für die peptidbildende Reaktion in der folgenden Reihenfolge verwendet, wobei auch entsprechend hergestellte Peptidfragmente eingesetzt werden können:For example, to produce the luteinizing hormone releasing factor (LH-RH), tert-Boc amino acid derivatives are used for the peptide-forming reaction in the following order, and correspondingly prepared peptide fragments can be used:
N^-Boc-Glycin, N^-Boc-L-Prolin, N^-Boc-N^^nitro -tosyl)-L-Arginin, N^-Boc-L-Leucin, N0^-BoC-GIyсin, N^-Boc-O-BenzyKoder O-Dichlorbenzyl )~L-Tyrosin, N 0^- 0-Benzyl(oder O-tert. Butyl)-L-Serin, N^-Boc-L-Tryptophan, N*-Boc-NIm-tosyl(oder dinitrophenyl )-L-Histidin, N6^-Z-L-Pyroglutaminsäure(oder freie Pyroglutaminsäure). In gleicher 'Veise wie der Peptidaufbau an einem Benzhydrylamin-Harz durchgeführt wird, kann dieser auch an einem chlormethylierten Träger erfolgen, wobei z. B. beim LH-RH Boc-Glycin nach Beispiel 3a an den Träger gebunden wird. Das nach Beispiel 3a an den Träger gebundene Boc-Alanin dient beispielsweise zum Aufbau der Insulin-B-Ketten-Sequenz B 24 B 30, wozu tert.-Boc-Aminosäurederivate oder entsprechende Peptidfragmente für die peptidbildende Reaktion in der folgenden Reihenfolge zum Einsatz gelangen: N*-Boc-L-Alanin, K* -Boc-N^ -Z-(oder -Cyclohexyloxycarbonylo.ä.)-L-Lysin, N* -Boc-L-Prolin, N* -Boc-O-Benzyl-L-Threonin, N**· -Boc-O-BenzyKoder O-Dichlorbenzyl )-L-Tyrosin, N06 -Boc-L-Phenyl alanin, N **" -Boc-L- Phenyl alanin.N 1 -Boc-glycine, N 1 -Boc-L-proline, N 1 -Boc-N 1-nitro-tosyl) -L-arginine, N 2 -Boc-L-leucine, N 0 1 -BoC-Gliquin, N ^ -Boc-O-BenzyKoder O-dichlorobenzyl) ~ L-tyrosine, N 0 ^ -. 0-benzyl (or O-tert-butyl) -L-serine, N ^ -Boc-L-tryptophan, N * -Boc -N in -tosyl (or dinitrophenyl) -L-histidine, N 6 ^ -ZL-pyroglutamic acid (or free pyroglutamic acid). In the same way as the peptide structure is carried out on a benzhydrylamine resin, this can also be carried out on a chloromethylated carrier, wherein z. B. when LH-RH Boc-glycine according to Example 3a is bound to the carrier. The Boc-alanine bound to the carrier according to Example 3a is used, for example, to construct the insulin B-chain sequence B 24 B 30, using tert-Boc-amino acid derivatives or corresponding peptide fragments for the peptide-forming reaction in the following order: N * -Boc-L-alanine, K * -Boc-N ^ -Z- (or cyclohexyloxycarbonylo) - L-lysine, N * -Boc-L-proline, N * -Boc-O-benzyl- L-threonine, N ** · Boc-O-BenzyKoder O-dichlorobenzyl) -L-tyrosine, N 06 -Boc-L-phenylalanine, N ** " -Boc-L-phenylalanine.
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Dieser Peptidaufbau kann gegebenenfalls mit den entsprechenden Aminosäuren oder Peptidfragmenten weitergeführt werden, bis die Insulin-B-Kette gebildet worden ist. In gleicher Weise synthetisiert man die Insulin-A-Kette bzw· Fragmente der Kette, oder biologisch aktive Peptide, wie beispielsweise Thyreotropes-Releasing-Hormon (TRH), Somatostatin, EnkephalineThis peptide construction may optionally be continued with the appropriate amino acids or peptide fragments until the insulin B chain has been formed. In the same way one synthesizes the insulin A chain or fragments of the chain, or biologically active peptides, such as thyrotropes releasing hormone (TRH), somatostatin, enkephalins
5. Peptidabspaltung vom polymeren Träger5. Peptide cleavage from the polymeric carrier
a) mittels Fluorwasserstoffa) by means of hydrogen fluoride
Das nach dem Schema aufgebaute Peptid-Harz ist gründlich zu waschen und zu trocknen. Ca. 2 Gramm Peptid-Polymer werden mit etwa 10 Milliliter redestilliertem, wasserfreiem Fluorwasserstoff in Gegenwart von redestilliertem Anisol (ca. 0,3 bis 1,5 Milliliter) bzw. Mercaptoäthanol für die Dauer von 30 bis 60 Minuten bei 0 0C behandelt, wobei das Peptid von den restlichen Schutzgruppen und vom Harz befreit wird.The peptide-resin constructed according to the scheme should be thoroughly washed and dried. Approximately 2 grams of peptide polymer are treated with about 10 milliliters of redistilled, anhydrous hydrogen fluoride in the presence of redistilled anisole (about 0.3 to 1.5 milliliters) or mercaptoethanol for 30 to 60 minutes at 0 ° C Peptide is removed from the remaining protecting groups and the resin.
Fluorwasserstoff und flüchtige Substanzen entfernt man durch imlegen von Hochvakuum, behandelt den Rückstand mit Äther (zur Entfernung von Anisol u.a.), löst das Peptid in 2-proz. Essigsäure und filtriert vom Restpolymer. Die vereinigten essigsauren Lösungen ergeben nach Lyophilisation ein festes Produkt, das aus dem gebildeten Peptid besteht. Gegebenenfalls ist das so erhaltene Peptid durch Anwendung geeigneter Verfahren noch aufz-ureinigen.Hydrogen fluoride and volatiles are removed by imposing high vacuum, the residue is treated with ether (to remove anisole and the like), the peptide is dissolved in 2 percent strength. Acetic acid and filtered from the residual polymer. The combined acetic acid solutions give after lyophilization a solid product consisting of the formed peptide. Optionally, the resulting peptide is still purified by use of suitable methods.
b) mittels Ammonolyseb) by means of ammonolysis
Erfolgt der Aufbau eines Peptides, das eine C-terminale Säureamid-Gruppe enthält (z.B. LH-RH), an einem chlormethylierten Polymerisat, ist die Peptidablösung vom Träger mittels Ammonolyse durchzuführen.When the construction of a peptide containing a C-terminal acid amide group (e.g., LH-RH) on a chloromethylated polymer is carried out, the peptide detachment from the carrier is carried out by means of ammonolysis.
Hierzu gibt man das Peptid-Polymer, z. B. 6 Gramm, in eine Druckflasche, fügt 5 bis 10 Milliliter Dichloride than und gegebenenfalls katalytische Mengen eines Reaktionsbeschleunigers, beispielsweise Diäthylenglykol, hinzu, dann 500 Milliliter bei -3 0C mit Ammoniak gesättigtem Methanol.For this purpose, the peptide polymer, z. B. 6 grams, in a pressure bottle, adds 5 to 10 milliliters of dichlorides than and optionally catalytic amounts of a reaction accelerator, such as diethylene glycol, then 500 milliliters at -3 0 C saturated with ammonia methanol.
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Nachdem das Gemisch etwa 24 bis 72 Stunden bei Raumtemperatur stand, entfernt man das überschüssige Ammoniak durch Anlegen eines Vakuums, saugt über eine Glasfilterfritte ab, wäscht das zurückbleibende Harz gründlich mit Methanol und engt die vereinigten Filtrate i.V. bei 35 0C ein. Zur Entfernung der Schutsgruppen v/ird der über P.0-o getrocknete feste Rückstand mit flüssigem Fluorwasserstoff (ca. 15 bis 20 Milliliter, Zusatz von 0,3 Milliliter Anisol) 60 Minuten lang bei 0 0C behandelt. Man entfernt Fluorwasserstoff durch Anlegen eines Pumpenvakuums, extrahiert den Rückstand mit Äther, um Anisol u. ä. zu entfernen, löst das Peptid in 2-proz. Essigsäure, filtriert vom Rest-Polymer und lyophilisiert die vereinigten Filtrate. Das so erhaltene, von allen Schutzgruppen befreite Peptid ist gegebenenfalls noch aufzureinigen.After the mixture has been at room temperature for about 24 to 72 hours, the excess ammonia is removed by applying a vacuum, aspirated through a glass filter frit, the residual resin thoroughly washed with methanol and the combined filtrates concentrated iV at 35 ° C. To remove the scavenger groups , the solid residue dried over P.0 o is treated with liquid hydrogen fluoride (about 15 to 20 milliliters, addition of 0.3 milliliters of anisole) at 0 ° C. for 60 minutes. Hydrogen fluoride is removed by applying pump vacuum, the residue is extracted with ether to give anisole and the like. Ä., Dissolves the peptide in 2 percent. Acetic acid, filtered from the residual polymer and the combined filtrates lyophilized. D a s thus obtained, freed of all the protecting groups peptide is optionally purify.
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Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD20023177A DD133231B1 (en) | 1977-07-22 | 1977-07-22 | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PEPTIDES, PROTEINS AND PROTEIN SEQUENCES |
Applications Claiming Priority (1)
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DD20023177A DD133231B1 (en) | 1977-07-22 | 1977-07-22 | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PEPTIDES, PROTEINS AND PROTEIN SEQUENCES |
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Family Applications (1)
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-
1977
- 1977-07-22 DD DD20023177A patent/DD133231B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DD133231A1 (en) | 1978-12-20 |
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