способ получения 5-аргиниламинонафталин-1-сульфамидов

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-АРГИНИЛАМИНОНАФТАЛИН-1-СУЛЬФАМИДОВ общей формулы



где R₁ H; R₂ CH₃, C₂H₅; н-; i-C₃H₇; н-, i-, t-C₄H₉,

C₅H₁₁; C₈H₁₇;

или

R₁=R₂ СН₃, C₂H₅, C₃H₇, н-, i-C₄H₉,

или



взаимодействием N защищенного аргинина с соответствующим аминонафталинсульфамидом в среде органического растворителя в присутствии конденсирующего агента с получением N-защищенного 5-аргиниламинонафталин -1-сульфамида его выделением, снятием защитных групп и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта, в качестве N защищенного аргинина используют N^q нитро N третбутилоксикарбониларгинин, который подвергают взаимодействию с 5-аминонафталин-1-сульфамидом в виде основания, где в качестве растворителя используют пиридин и диоксан, а в качестве конденсирующего агента используют ди-трет.бутилпирокарбонат с получением N-защищенного 5-аргиниламинонафталин-1-сульфамида общей формулы



где R₁ и R₂ имеют указанные значения, и снятием защитных групп водородом в растворе хлористого водорода в метаноле в присутствии в качестве катализатора палладия на углероде.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биоорганической химии, конкретно к усовершенствованному способу получения аргинильных производных аминонафталинсульфамидов общей формулы

ArgNH где R¹ H, R² CH₃; C₂H₅; н-, i= C₃H₇; н-, i-, t-C₄H₉; C₅H₁₁; C₈H₁₇;; -CH или R¹ R² CH₃;

C₂H₅; C₃H₇; н-, i-C₄H₉; или

NR¹R²= O; ; которые применяют в биотехнологии в качестве хромо- и флюорогенных субстратов при определении ферментативной активности протеаз и анализа сложных их смесей, а также могут быть использованы для синтеза других производных на их основе, применяемых для таких же целей.

Наиболее близким является способ получения 5-аргиниламинонафталин-1-пентаметиленсульфамида, в котором N-карбобензоксиаргинина гидрохлорид перемешивают с N-гидроксибензотриазолом (ОВТ) в диметилформамиде (DMF) и конденсируют с бромгидратом 5-аминонафталин-1-пентаметиленсульфамида в присутствии дициклогексилкарбодиимида и триэтиламина, образовавшуюся НВr соль N-защищенного аргинил-АНСА разлагают и защитную карбобензоксигруппу снимают бромистым водородом в ледяной уксусной кислоте, выделяют HBr соль аргинил-АНСА, разлагают ее и выделяют продукт в виде свободного основания с выходом 40% Недостатком способа-прототипа являются невысокий выход целевого продукта (40% в расчете от исходного) и многостадийность. Кроме того, в способе используются сильный аллерген дициклогексилкарбодиимид, не производимый в промышленности СССP бромистый водород в ледяной уксусной кислоте, а также образовывается продукт (побочный) бромистый бензил, который является трудноутилизируемым лакриматором. Возможное выделение целевых продуктов в виде бромгидратов нецелесообразно, так как они не стабильные при хранении и не удобны в дальнейшем использовании из-за реакционной способности НВr (он может восстановить сульфамидную группу, а образующийся при этом Br₂ окислить другие лабильные группы).

Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов.

Цель достигается способом, включающим получение N-защищенного 5-аргиниламинонафталин-1-сульфамида, удаление защитной группы и выделение целевого продукта, в котором в качестве исходного соединения используют 5-аминонафталин-1-сульфамид в виде свободного основания, его ацилируют N^q-нитро-N -трет.бутилоксикарбонил-аргинином в среде пиридина-диоксана в присутствии ди-трет.бутилпирокарбоната с получением 5-N^q-нитро-N -трет.бутилоксикарбонил)аргиниламинонафталин-1-сульфа- мида, а удаление защитной группы проводят гидрированием водородом в растворе хлористого водорода в метаноле в присутствии палладиевого-углеродного катализатора с получением дигидрохлорида 5-аргиниламинонафталин-1-сульфамида.

Отличительными признаками предложенного способа являются, во-первых, использование определенного исходного сырья, а также изменение других реагентов и действий, присущих известному ранее способу, с получением положительного эффекта. В предложенной совокупности операций образуются более чистые промежуточные вещества, сокращаются стадии, обеспечивается увеличение выходов целевых продуктов (49,0-62,7% ) в расчете на взятый в реакцию N^q-нитро-N-трет.бутилоксикарбонил-аргинин (см. табл.7). Кроме того, полученные промежуточные продукты в виде 2 НСI-солей аргинил-АНСА удобны для длительного хранения из-за своей стабильности, а при необходимости могут быть разложены до свободных оснований с высокими выходами.

П р и м е р 1 (синтез целевого продукта по прототипу). 5-Аргиниламинонафталин-1-пентаметиленсульфамид.

Раствор 3,5 г (10 ммоль) гидрохлорида N -карбобензоксиаргинина в 20 мл диметилформамида прилили при перемешивании при -4^оС к 1,33 г 1-гидроксибензотриазола в 10 мл диметилформамида, добавили 2,1 г дициклогексилкарбодиимида и перемешивали 40 мин при 0^оС. К полученному раствору добавили 3,7 г (10 ммоль) бромгидрата 5-аминонафталин-1-пентаметиленсульфамида и 2,8 мл триэтиламина. Смесь перемешивали 48 ч, отфильтровали, к фильтрату добавили 60 мл этилацетата и 120 мл гексана, декантировали, осадок промыли смесью этилацетат-гексан, растворили в смеси бутанол-вода, верхний слой отделили, водный экстрагировали бутанолом, объединенные бутанольные вытяжки промыли 5%-ным водным NaNO₃ и водным KHSO₄, водой и упарили досуха. Полученный препарат (R_f= 0,75, бутанол-уксусная кислота вода 4:1:2) без кристаллизации вводили в следующую стадию синтеза.

4 г полученного N -защищенного производного перемешивали 2,5 ч при 20^оС с 40 мл 2н. НВr в СН₃СООН, вылили при перемешивании в 600 мл эфира, осадок отфильтровали, растворили в 200 мл воды, экстрагировали этилацетатом, водный слой упарили досуха, остаток растворили в системе бутанол-СН₃СООН-вода (4:1: 2) и хроматографировали на колонке (5 х 15 см) с силикагелем в той же системе. Зону с голубой флюоресценцией собрали, упарили досуха, растворили в 200 мл воды, перемешивали при 50^оС с 0,5 г активированного угля, отфильтровали, к фильтрату добавили 1 г NaBr, упарили до 20 мл, довели рН до 7,8 с помощью Na₂CО₃ и оставили при 4^оС. Остаток отделили, высушили в вакууме. Выход 2,1 г (40% ). R_f=0,28 (в той же системе, на пластинках силуфола). На ТСХ проявляется нингидрином, обладает синей (= 440 нм) флюоресценцией при облучении УФ.

П р и м е р 2. 5-(N^q-нитро-N-трет.бутилоксикарбонил)аргиниламинонафталин-1-пентаметиленсул ьфамид.

3,2 г (N^q-нитро-N -трет.бутилоксикарбонил)аргинина, 0,8 мл сухого пиридина и 2,4 мл ди-трет.бутилпирокарбоната перемешивают в 10 мл сухого диоксана при 20^оС в течение 1,5 ч. В полученный раствор в течение 50 мин небольшими порциями прибавляют 2,9 г 5-аминонафталин-1-пентаметиленсульфамид. Реакционную смесь перемешивают 4 ч, добавляют еще 1,6 мл ди-трет.бутилпирокарбоната и перемешивают 17 ч. Затем диоксан упаривают при пониженном давлении, маслообразный остаток растворяют в ацетоне и пропускают раствор через хроматографическую колонку с окисью алюминия, элюируют смесью этилацетат-метанол (1:1). Фракцию, содержащую целевой продукт, кипятят 0,5 ч с активированным углем, отфильтровывают, фильтрат упаривают. Маслообразный остаток растирают с сухим диэтиловым эфиром, образовавшийся остаток отфильтровывают и сушат на воздухе. Получают 3,73 г (63%) хроматографически и аналитически чистого продукта, т.пл. 117-121^оС, R_f=0,70 на пластинках силуфола (этилацетатметанол 19:1),|_D²⁰- 5,8 (CI; ацетон).

Найдено, C 52,77; H 6,51; N 16,71; S 4,83.

C₂₆H₃₇N₇SO₇.

Вычислено, С 52,78; Н6,30; N 16,58; S 5,42.

Аналогично были получены и другие N-защищенные 5-аргиниламино-нафталин-1-сульфамиды. Их выходы приведены в табл.1, физико-химические свойства в табл.2.

П р и м е р 3. Дигидрохлорид 5-аргиниламинонафталин-1-пентаметиленсульфамида.

5,92 г 5-(N^q-нитро-N^-трет.бутилоксикарбонил)аргиниламинонафталин-1-пентаметиленсул ьфамрастворяют в 150 мл сухого метанола, добавляют 10 мл 4,4 н. НСI в метаноле и 2 г катализатора (10% Pd/C). Перемешивают в токе водорода 25 ч при 20^оС, добавляют еще 2,5 г катализатора и 4,5 мл НСI в метаноле, перемешивают еще 23 ч в токе водорода. После этого реакционную смесь отфильтровывают, фильтрат упаривают, маслообразный остаток растирают с сухим диэтиловым эфиром, отфильтровывают и промывают эфиром. Получают 4,73 г (91%) целевого продукта, т.пл. 141-145^оС, R_f=0,40 (на пластинках силуфола н-бутанол-уксусная кислота-вода 4: 1: 2),|_D²⁰+ 6,3 (CI; CH₃OH). ПМР (ДМСО):1,38 (СН₂), 3,06 (СН₂).

Найдено, C 48,76; H 6,45; N 15,94; S 5,46; CI 13,24.

C₂₁H₃₂N₆SO₃Cl₂.

Вычислено, C 48,55r; H 6,21; N 16,18; S 6,17; Cl 13,65.

Аналогично проводят удаление защитной группы других N-защищенных аргиниламинонафталинсульфамидов. Выход полученных соответственных дигидрохлоридов приведен в табл. 3, их физико-химические свойства в табл.4.

П р и м е р 4. 5-Аргиниламинонафталин-1-пентаметиленсульфамид.

5,2 г (0,01 моль) дигидрохлорида 5-аргиниламинонафталин-1-пентаметиленсульфа- мида растворяют в 50 мл воды, к раствору в делительной воронке добавляют 200 мл н-бутанола и (порциями по 20 мл, встряхивая после каждой порции) 5% -ный водный NaHCO₃до рН > 7 (водного слоя). Органический слой промывают водой дважды по 20 мл и упаривают до 10-15 мл. Остаток растирают с 150 мл сухого эфира, отфильтровывают, промывают эфиром, сушат. Получают 4,15 г (93% ) целевого продукта. Т.пл. 138-143^оС, R_f 0,40 (та же система.|_D²⁰ + 6,9 (Cl; CH₃OH).

Найдено, C 56,24; H 6,77; N 18,85; S 6,54.

C₂₁H₃₀N₆SO₃.

Вычислено, C 56,48; Н 6,77; N 18,82; S 7,18.

Аналогично примеру 4 получены другие 5-аргиниламинонафталин-1-сульфамиды. Их выходы приведены в табл.5, физико-химические свойства в табл.6.

Выход конечных продуктов в пересчете на взятое в синтез количество исходного соединения (N^q-нитро-N -трет. бутилоксикарбонил)-аргинина (3,2 г) приведены в табл.7.

Как видно из выше приведенных примеров и табл. 7, предложенный способ позволяет повысить выход конечного продукта от 40% до 49,0-62,7% Дополнительным технологическим преимуществом предлагаемого способа является возможность выделения стабильных промежуточных продуктов дигидрохлориды аргиниламинонафталинсульфамидов, которые, в отличие от (N -карбобензокси)аргиниламинонафталинсульфа- мидов, аргиниламинонафталинсульфамидов и их бромгидратов, могут долго храниться и при необходимости непосредственно использоваться в пептидном синтезе без нежелательных побочных реакций.

Использование изобретения позволяет получать аргинил-АНСА в промышленных масштабах из доступного сырья и с высокими выходами.