制备脯氨酸硼酸酯的方法技术

介绍了一种制备脯氨酸硼酸酯的方法。Ｎ－被保护的吡咯在２－位被锂化，其产物与硼酸三烷基酯反应。再将其还原以形成被保护的脯氨酸硼酸，然后使之与二醇反应以得到酯。随着用酯基保护的硼酸部分将氮上的保护基除去，以获得需要的脯氨酸硼酸酯。在一可替换的合成中制得的脯氨酸硼酸酯在硼原子上具有一个手性中心。还公开了对映体拆分的方法，以获得在Ｃ－端基具有脯氨酸硼酸酯而不是一种氨基酸的肽。这些硼酸肽类似物可用于抑制生物学上重要的蛋白酶。还公开了几种从蒎二醇硼酸酯中除去蒎二醇的方法。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备旋光的脯氨酸硼酸酯的方法。这些酯可用作生产肽的中间体与脯氨酸硼酸而不是脯氨酸相结合。这些肽可用来抑制各种生物学上重要的蛋白酶。象用掺入α-氨基酸之硼酸类似物的肽以替代C-端残基一样，已基于这些化合物是许多丝氨酸蛋白酶的有效抑制剂的报导，使人们对α-氨基酸的硼酸类似物产生了兴趣。例如，参见Matteson等人;Kettner等人;和Kinder等人。一些研究者，包括Koehler等人和Rawn等人，推测在这些化合物中硼原子中心的空的P轨道与酶活性部位羟基相作用，形成了一个模拟酶水解之过渡态的四面体加合物。可以想象硼酸类似物对酶的结合比底物本身更为紧密，从而抑制了对底物的酶促活性。因为α-氨基酸的硼酸类似物和掺入这些类似物的肽能基于它们所抑制的酶的生物学功能发光，所以目前正被用于研究中。另外，正象下面所解释的，它们也可用于治疗中。由于已显示在C-端基结合有脯氨酸的α-氨基硼酸类似物(BoroPro)的肽是某些脯氨酸后裂解酶的有效抑制剂，因此是特别感兴趣的。例如，Bachovchin等人报导这类肽是从某些细菌中得到的IgA蛋白酶的抑制剂。这些酶强烈地参予细菌毒性。Flentke等人报导这类肽抑制二肽基肽酶Ⅳ(DP-Ⅳ)，后者则对T-细胞中抗原诱导的细胞增殖和IL-2产生起到抑制作用。已知后一效应导致对免疫反应的抑制。免疫反应的抑制在处理如器官移植排斥、移植物对宿主疾病和各种自身免疫病中是有用的。以前的α-氨基硼酸的合成路线依赖于前述的Mattesont等人所公开的步骤，它遵循硼氢化反应，用氯甲基锂进行(不对称)同系化反应和氨解的反应次序。Matteson等人描述了利用这一技术合成N-乙酰基丙氨酸，N-乙酰基缬氨酸，N-乙酰基亮氨酸和N-乙酰基苯丙氨酸之硼酸类似物的方法。在这些类似物中有一些是以较好的(9∶1)非对映异物体比率获得的。利用Matteson的方法合成BoroPro已由前述的Bachovachin和Flentke所证实，但进一步的修饰需要构建吡咯烷环，因此只能放弃。此外，利用不对称合成或拆分技术制备单一对映体的BoroPro的反应条件还未见报导。由于缺少合成脯氨酸硼酸的有效途径而阻碍了进一步探索脯氨酸后裂解酶，特别是DP-Ⅳ之生物化学，以及使用BoroPro基酶抑制剂进行治疗的努力。对BoroPro更好来源的需要促使我们探索该化合物，特别是该化合物之光学活性形式的可替代的合成路线，并完成了本专利技术。本专利技术的第一个大的方面包括三个紧密相关的合成脯氨酸硼酸酯的方法。其中的两个由吡咯开始，第三个合成方法由吡咯烷开始。在本专利技术的第一方面的范围中包括一些新的中间体。脯氨酸硼酸在硼原子上具有一个α手性中心。本专利技术的第二个大的方面包括一种在需要时拆分脯氨酸硼酸对映体的方法。按照这种方法，通过与一手性醇，特别可取的是与蒎二醇进行反应以生成脯氨酸硼酸酯。分离引入附加的手性中心产生的非对映体混合物可以很方便地完成对映体的拆分。得到的脯氨酸硼酸酯可以很容易地与那些活化的，如在肽合成中常用的羰酸基团相偶合，以获得在C-端基具有脯氨酸硼酸酯，而不是氨基酸的肽。可以除去酯保护基以获得游离的硼酸肽。当酯保护基是蒎二醇时，不容易用已知的技术除去之。本专利技术的第三个方面包括几种除去蒎二醇保护基的方法。附图说明图1是本专利技术优选的反应路线实例。按照本专利技术以吡咯开始的第一个合成方法是与一种活化的碳酸衍生物进行反应，以便利用如式-COOR的基团来保护氮原子，式中R是C1-6烷基、C3-6环烷基、苄基、苯基、被一个或多个C1-6烷基取代的苯基，或三甲基甲硅烷基乙基，以获得如式Ⅰ的化合物。 较好的保护基团中R是叔丁基、苄基、三甲基甲硅烷基乙基，苯基，甲基或乙基。最好的保护基是叔丁氧羰基或Boc。可利用已知的技术使用保护基团。Grehn等人描述了1-Boc-吡咯的合成。随后用锂化试剂处理式Ⅰ化合物以获得如式Ⅱ的化合物 式中R是如前面定义的基团。式Ⅰ化合物的锂化可用甲基哌啶化锂以已知的方法处理来完成，如Hasan等人所介绍的，或用其它位阻氨基化锂如二异丙基氨基化锂或二环己基氨基化锂来完成，也可在有四甲基乙二胺存在时用正丁基锂来进行锂化反应。该反应可以很方便地在惰性溶剂中进行，较好的是在-78℃～-40℃的温度用醚如THF，二乙醚，二甲氧基乙烷或甲基叔丁基醚这样的溶剂。也可用已知的如Chen等人[Org.Syn.70.151(1991)描述的方法在2-位上将吡咯溴化，并保护所得到的产物，然后用已知的技术选用如正丁基锂这样不很昂贵的锂化试剂进行锂化。不需分离即可将式Ⅱ的中间体与硼酸三烷基酯反应，其中每个烷基可以是含1～6个碳原子的直链，支链或环烷基，较好的是硼酸三甲基酯或三乙基酯，然后用如柠檬酸或乙酸或硫酸氢钾这样的弱酸进行酸催化水解，以获得如式Ⅲ的带有保护基的吡咯-2-硼酸 式中R是如前面所定义的。然后经催化氢化将式Ⅲ中间体还原，以形成被保护的式Ⅳ的脯氨酸硼酸。 式中B定义同前所述。式Ⅲ中间体可在如乙酸乙酯或四氢呋喃这样的有机溶剂中使用如活性炭上的5%铂，氧化铂，活性炭上的铑，矾土上的铑，活性炭上的钯或兰尼镍这样的催化剂在大气压下或约50psi的压力下进行催化氢化。式Ⅳ的硼酸的一个可选择的合成方法是用一种适宜的酰化试剂处理吡咯烷，以获得被保护的如式Ⅷ的化合物。 式中R是如前面所定义的。选择保护基以使吡咯烷的活性能在邻近氮的位置进行锂化，保护基应含有能阻碍锂化试剂攻击羰基的庞大部分。优选的是使用如式-COOR的氨基甲酰基保护基，例如，基团中R是叔丁氧基或2，4，6-三-叔丁基苯氧基。但也可使用某些酰基或苯酰基，如叔丁基羰基或三苯甲基羰基。Beak等人描述了其它适宜的保护基。最好的保护基是叔丁氧基羰基或Boc中。可按已知的技术将保护基用于吡咯烷。随后用锂化试剂处理式Ⅷ化合物以获得式Ⅸ化合物。 式中R是如前面所定义的。式Ⅷ化合物可用仲丁基锂和四甲基乙二胺按已知的方法处理进行锂化(如Beak等人所述的)。该反应可以方便地在一种惰性有机溶剂中，较好的是一种醚如二乙醚，甲基叔丁基醚或THF中，在温度为大约-78℃～0℃，较好为-78℃～-40℃的条件下进行。用一反应性烷基锂如仲丁基锂或叔丁基锂来进行锂化反应，较好的是存在一种如四甲基乙二胺，六甲基磷酰胺或N，N′-二甲基丙烯脲(DMPU)这样的配位添加剂。不需分离，式Ⅸ中间体接着与硼酸三烷基酯反应，其中每个烷基可以是含1～6个碳原子的直链，支链或环烷基，较好的是硼酸三甲基酯或三乙基酯;随后用水进行水解并萃取到如氢氧化钠或氢氧化钾这样的碱水溶液中以帮助纯化。酸化碱溶液到约pH3，萃取获得如式Ⅳ的被保护的脯氨酸硼酸。为了形成硼酸酯，接着使式Ⅳ的游离硼酸中间体与如式Ⅴ的二醇进行酯化反应式中X是一个连接基团，以获得如式Ⅵ的化合物 式中X是与上面提到的相同的连接基，R是如前面所定义的。如此形成的酯基团是一种可除去的保护基。这种酯保护基的结构，合成和连接及除去方法在化学领域中是普遍熟知的。因此，化学领域中的专业人员会意识到，连接基X的结构并不重要。连接基X可以是饱和的2到3元烃链;构成可选择性地含有不饱和链或稠环C5-12碳环体系之一部分的饱和的2到3元烃链;构成芳香环系之一部分的2到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备式Ⅶ的脯氨酸硼酸酯的方法＊＊＊（Ⅶ）式中Ｘ是一个连接基团，该方法包括：ａ）用活化的碳酸衍生物处理吡咯，以获得如式Ⅰ的Ｎ－被保护的吡咯＊＊＊（Ⅰ）式中Ｒ是Ｃ↓［１－６］烷基，Ｃ↓［３－６］环烷基，苄基，苯基，被一个或多个Ｃ↓［１－６］烷基取代的苯基，或三甲基甲硅烷基乙基，ｂ）用锂化试剂处理式Ⅰ的被保护的中间体，以获得式Ⅱ的中间体＊＊＊（Ⅱ）式中Ｒ是如上所定义的，ｃ）用硼酸三烷基酯与式Ⅱ中间体反应，该酯中每个烷基可以是含１－６个碳原子的直链，支链或环状烷基，然后用酸催化水解，以获得式Ⅲ的中间体＊＊＊（Ⅲ）式中Ｒ是如上所定义的，ｄ）用催化氢化方法还原式Ⅲ化合物，以获得式Ⅳ的脯氨酸中间体＊＊＊（Ⅳ）式中Ｒ是如上所定义的，ｅ）使式Ⅳ化合物与如式Ⅴ的二醇反应ＨＯ－Ｘ－ＯＨ（Ⅴ）式中Ｘ是与上面提到的相同的连接基，以获得式Ⅵ的硼酸酯＊＊＊（Ⅵ）式中Ｘ是与上面提到的相同的连接基，Ｒ是如上所定义的，ｆ）除去脯氨酸环中氮原子上的保护基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R斯诺，TA凯利，J亚丹母斯，S科特斯，c帕理，
申请(专利权)人：博灵格英格海母制药公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]