JP2003073396A - ペプチドの製造方法 - Google Patents

ペプチドの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つまたは複数のアミド結合を含む化合物の
より副生物の少ない製造方法、特に残留カルボキシ成分
がより効率よく除去しうる上記製造方法を開発する。 【解決手段】 本発明は、過剰量の活性化カルボキシル
成分を使用してアミノ成分をアシル化する段階を含むペ
プチドの製造方法であって、アシル化後に残留する活性
化カルボキシル官能基の除去剤として遊離アニオンまた
は潜在アニオンを含むアミンを使用することを特徴とす
る方法に関する。本発明は、オリゴ−及びポリペプチド
の製造、より普遍的には1つまたは複数のアミド結合を
含む化合物の製造に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、1つまたは複数のアミド結合を
含む化合物、特にペプチドの製造を目的とする新規な汎
用方法、特に溶液中で行われる方法に関する。
【0002】ペプチドは溶液中で合成されるかまたは固
体支持体上で合成される。いずれの合成方法でも、結合
段階と脱保護段階とを交互に繰り返し、双方の段階の間
に断続的な精製を行ってもよい。各結合段階ではアミノ
成分に対する定量的な結合を確保するために好ましくは
過剰量の活性化カルボキシル成分を使用する。これによ
って最終生成物中に欠失配列が生じることを防止でき
る。固相ペプチド合成では、残留する活性化カルボキシ
ル成分を通常は各結合段階が終了したときに濾過によっ
て除去する。溶液相合成では、残留する活性化カルボキ
シル成分が断続的な水性処理中に破壊されて除去される
ということが通常は想定されている。しかしながら溶液
相合成ではしばしば、挿入ペプチド配列が最終ペプチド
の不純物として存在している。その理由は、結合段階後
に残留する(活性化)カルボキシル成分が不完全にしか
除去されないので、脱保護後に結合が生じるからであ
る。このような副反応の発生を回避するために、残留す
る活性化カルボキシル官能基を除去(scavenge)する
(失活させる)除去段階を結合段階の直後に導入し得
る。通常は除去剤(scavenger)としてアミンを使用す
る。除去剤としてポリアミンを使用するとき、除去され
た化合物はそれぞれの極性に依存して、好ましくは酸性
の水相に活発に抽出され得る[例えば、Kisfalu
dy,L.ら(1974)Tetrahedron L
ett.19,1785−1786]。伸長中のペプチ
ドが水相中に失われることを避けるために、この抽出は
通常は脱保護段階の前に行う。しかしながら多くの場合
にこの手順では、除去された化合物の疎水性が原因で断
続的な精製が不完全になることが知見された。カルボキ
シル成分のアミノアシル部分に固有の疎水性は、まだ存
在しているアミノ保護基によって強化される。従って水
性抽出が完全に有効ではない。
【0003】最近では、Carpino,L.A.ら
[(1999)J.Org.Chem.64,4324
−4338]が除去法の改良を報告した。該方法では、
ポリアミンを除去剤として使用することに加えて、アミ
ノ保護基1,1−ジオキソベンゾ[b]チオフェン−2
−イルメトキシカルボニル(Bsmoc)を使用した。
Bsmoc官能基は塩基に対して極めて高い置換活性を
有している。その結果として、ポリアミンを使用する単
一段階で、残留する活性化カルボキシル官能基が除去さ
れかつBsmoc官能基が除去される。
【0004】新規なペプチド製造方法がここに知見され
た。該方法は、過剰量の活性化カルボキシル成分を使用
してアミノ成分をアシル化する段階から成り、アシル化
後に残留する活性化カルボキシル官能基の除去剤として
遊離アニオンまたは潜在アニオン(即ち、脱保護によっ
て形成されるアニオン)を含むアミンを使用する。この
新規な方法によれば、活性化カルボキシル成分のN末端
保護基を本質的に随意に選択できる。何故ならば、Ca
rpinoの方法と対照的に、過剰量の活性化カルボキ
シル官能基の除去と同じ反応条件下ではN末端の脱保護
が必ずしも生じないからである。本発明方法によれば更
に、ポリアミンを除去剤として使用する別の従来技術の
方法に見られる疎水性の問題を伴うことなく、残留する
活性化カルボキシル成分を極めて効率的に除去し得る。
本発明方法は溶液中で行うのが好ましい。しかしなが
ら、方法を固相ペプチド合成に使用することも可能であ
る。本発明方法はまた、1つまたは複数のアミド結合を
含む別の化合物の製造にも適している。好ましい実施態
様では、潜在アニオンを含むアミンを除去剤として使用
する。好ましくは、除去用アミン中の潜在アニオンは一
時保護基を有しており、該一時保護基は伸長中のペプチ
ドに結合したいかなる永久保護基の存在下でも選択的に
除去され得る。特に好ましい実施態様では、除去用アミ
ン中の潜在アニオンの保護基は、伸長中のペプチドのN
末端に存在する一時保護基の置換活性と同様の置換活性
を示す。このため、アニオンを生じる除去剤の脱保護と
伸長中のペプチドのN末端脱保護とを単一の処理段階で
行うことができる。本発明方法では、伸長中のペプチド
のN末端に存在しまた場合によっては除去剤に存在する
一時保護基が水素化分解的に除去可能な基であり、永久
保護基がアシドリシス的に除去可能な基であるのが特に
好ましい。好ましくは、該一時保護基がベンジル型の
基、例えば、(置換)ベンジル及びベンジルオキシカル
ボニル基である。好ましい除去剤は、遊離アニオンまた
は潜在アニオンを含む第一級アミン、特にC末端が保護
されたアミノ酸誘導体である。除去用アミンは、カルボ
キシレート以外に、スルホネート、スルフェート、ホス
ホネート、ホスフェートまたはフェノレートなどを非限
定例とする別のアニオン性官能基を含有してもよい。除
去剤として使用し得る極めて好ましいアミノ酸は、β−
アラニンまたはその誘導体(例えば、エステルまたはシ
リルエステル誘導体)である。最も好ましい除去剤はベ
ンジルβ−アラニネートまたはその塩である。
【0005】本発明の方法ではまた、遊離アニオンまた
は潜在アニオンを含むアミンの代わりに、遊離アニオン
または潜在アニオンを含むチオールを除去剤として使用
し得る。除去剤は好ましくは、除去が必要な残留活性成
分に対して2倍−6倍のモル過剰量で使用する。
【0006】本発明の除去剤を使用すると、除去された
親水性化合物が得られる。このような化合物は脱保護段
階後に塩基性水相に活発に抽出され得る。(本発明の除
去剤を使用したとき)脱保護後に、除去された種には遊
離アミノ官能基と遊離カルボキシル官能基との双方が存
在するので親水性が強化される。従って、本発明方法に
よれば、除去された親水性化合物を活発に抽出すること
ができるので断続的な精製が極めて効率的になる。更
に、場合によって存在する活性化されなかった余剰のカ
ルボキシル成分は、脱保護中にその一時的保護基もまた
除去されるので、同時に反応混合物から抽出される。
【0007】本発明の新規な方法はオリゴペプチド及び
ポリペプチドの製造、より一般的には1つまたは複数の
アミド結合を含む化合物の製造に好都合に使用し得る。
【0008】本発明の好適な方法は、過剰量のカルボキ
シル成分をアミノ成分に結合させる方法であり、該方法
では結合試薬及び所望の場合には添加剤を使用してカル
ボキシル官能基を予め活性化するかまたはin sit
u活性化する。結合段階後に残留する活性化カルボキシ
ル官能基は、反応混合物に除去剤を添加することによっ
て除去する。引き続いて、当業界で公知の適当な方法を
使用して一時的保護基を除去し、次いで、除去された化
合物を塩基性水性抽出によって除去する。同時に、場合
によっては存在する活性化されなかった余剰のカルボキ
シル成分は、脱保護中にその一時的保護基もまた除去さ
れるので、反応混合物から抽出される。
【0009】アミノ成分という用語は、遊離アミノ官能
基を含む分子を意味する。より特定的には、アミノ成分
は、遊離アミノ官能基を含み別の官能基が所望の結合反
応を妨害しないように保護されている任意のアミン、ア
ミノ酸またはオリゴペプチドでよい。使用されるアミノ
酸またはオリゴペプチドのC末端官能基は、置換もしく
は未置換のアミドとしてまたはエステルとして保護され
得る。エステルの非限定例は、メチル、エチル、t−ブ
チル、ベンジル、フェンアシル、3−(3−メチル)ペ
ンチル(Mpe)、2−(2−フェニル)プロピル(P
p)、2−クロロトリチル(Clt)、ジフェニル(4
−ピリジル)メチル(PyBzh)、ジシクロプロピル
メチル(Dcpm)、9−フルオレニルメチル(F
m)、アリル(All)、2−(トリメチルシリル)エ
チル(Tmse)、4−{N−[1−(4,4−ジメチ
ル−2,6−ジオキソシクロヘキシリデン)−3−メチ
ルブチル]−アミノ}ベンジル(Dmab)エステル及
び酵素的に開裂可能なエステルである[Roeske,
R.W.(1981):The Peptides′,
vol.3(Gross,E.and Meienho
fer,J.eds.)Academic Pres
s,New York,pp.101−136;Mpe
については:Karlostrom,A.and Un
den,A.(1996)Tetrahedron L
ett.37,4343−4246;Ppについては:
Yue,C.ら(1993)Tetrahedron
Lett.34,323−326;Cltについては:
Athanassopoulos,P.ら(1995)
Tetrahedron Lett.36,5645−
5648;PyBzhについては:Mergler,
M.ら(2001)P154,2 nd Interna
tional Peptide Symposium
&17th American Peptide Sy
mposium;Dcpmについては:Carpin
o,L.A.ら(1995)J.Org.Chem.6
0,7718−7719;Fmについては:Al−Ob
eidi,F.ら(1990)Int.J.Pepti
de Protein Res.35,215−21
8;Allについては:Kunz,H.ら(1985)
Int.J.Peptide Protein Re
s.26,493−497;Tmseについては:Si
eber,P.(1977)Helv.Chim.Ac
ta 60,2711−2716;Dmabについて
は:Chan,W.C.ら(1995)J.Chem.
Soc.,Chem.Commun.,2209−22
10]。アミノ成分中の別の官能基を永久保護するため
にはt−ブチル型の官能基または同様の置換活性をもつ
官能基が好ましい。これらの官能基の非限定例として、
Asp、Glu、Ser、Thr及びTyr側鎖の保護
には−t−ブチル(Bu)、Lys及びTrp側鎖の
保護にはt−ブトキシカルボニル(Boc)、Asn、
Gln及びHis側鎖の保護にはトリチル(Trt)、
Arg側鎖の保護には2,2,5,7,8−ペンタメチ
ルクロマン−6−スルホニル(Pmc)または2,2,
4,6,7−ペンタメチルジヒドロベンゾフラン−5−
スルホニル(Pbf)がある[Barany,G.an
d Merrifield,R.B.(1980):T
he Peptides′,vol.2(Gross,
E.and Meienhofer,J.,eds.)
Academic Press,New York,p
p.1−284;Trp(Boc)には:Franze
n,H.ら(1984)J.Chem.Soc.Che
m.Commun.,1699−1700;Asn(T
rt)及びGln(Trt)には:Sieber,P.
and Riniker,B.(1991)Tetra
hedronLett.32,739−742;His
(Trt)には:Sieber,P.and Rini
ker,B.(1987)Tetrahedron L
ett.28,6031−6034;Pmcには:Ra
mage,R.and Green,J.(1987)
Tetrahedron Lett.28,2287−
2290;Pbfには:Carpino,L.A.ら
(1993)Tetrahedron Lett.3
4,7829−7832]。
【0010】カルボキシル成分という用語は、遊離カル
ボキシル官能基を含む分子を意味する。より特定的に
は、カルボキシル成分は、遊離カルボキシル官能基を有
しており別の官能基が所望の結合反応を妨害しないよう
に保護されている任意のカルボン酸、アミノ酸またはオ
リゴペプチドでよい。好ましい実施態様では、使用され
たアミノ酸またはオリゴペプチドのアミノ基がベンジル
オキシカルボニル(Z)官能基によって一時的に保護さ
れている。官能基の別の非限定例は、Boc、Trt、
フルオレン−9−イルメトキシカルボニル(Fmo
c)、2−(メチルスルホニル)エトキシカルボニル
(Msc)、アリルオキシカルボニル(Alloc)官
能基、オルトニトロベンゼンスルホニル(o−NBS)
のようなアリールスルホニル型の官能基、及び、酵素的
に開裂可能な官能基である[Geiger,R.an
d,Konig,W.(1981):The Pept
ides′,vol.3(Gross,E.and M
eienhofer,J.,eds.)Academi
c Press,New York,pp.1−99;
Allocには:Kunz,H.and Unverz
agt,C.(1984)Angew.Chem.9
6,426−427;アリールスルホニルには:Fuk
uyama,T.ら(1997)Tetrahedro
n Lett.38,5831−5834]。カルボキ
シル成分中の別の官能基を永久保護するためには、アミ
ノ成分に関して上述したようなt−ブチル型の官能基ま
たは同様の置換活性をもつ官能基が好ましい。カルボキ
シル成分を、活性エステル、好ましくは、N−ヒドロキ
シスクシンイミド、ベンゾトリアゾール−1−イル、ペ
ンタフルオロフェニルまたは4−ニトロフェニルエステ
ル、ハロゲン化物、N−カルボキシ無水物としてまたは
対称無水物として予め活性化してもよい。あるいは、カ
ルボキシル成分を、混合無水物として、または、好まし
くはN,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DC
C)もしくは1−(3′−ジメチルアミノプロピル)−
3−エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)のようなカ
ルボジイミド、ウロニウムまたはホスホニウム塩などの
結合試薬を、場合によっては結合用添加剤、好ましく
は、N−ヒドロキシスクシンイミド(HONSu)、1
−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)、3−ヒ
ドロキシ−4−オキソ−3,4−ジヒドロ−1,2,3
−ベンゾトリアゾール(HOOBt)、1−ヒドロキシ
−7−アザベンゾトリアゾール(HOAt)または6−
クロロ−1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(Cl−H
OBt)の存在下、及び、必要な場合には第三級アミン
の存在下で使用して、in situで活性化してもよ
い[The peptides′,vol.1(197
9)(Gross,E.and Meienhofe
r,J.,eds.)Academic Press,
New York;Li,P.and Xu,J.−
C.(2000)Chin.J.Chem.18,45
6−466]。
【0011】一時的保護基は当業界で公知の方法によっ
て除去し得る(上記参照)。Z官能基は、例えば水素ガ
スまたはホルミエート(formiate)を水素供与
体として用いた(標準)手順を使用する水素化分解によ
って除去し得る。この処理中に、ベンジル型保護基は完
全に除去され、t−ブチル型の官能基または同様の置換
活性をもつ官能基は保存される。後者は、当業者に公知
のアシドリシスによって除去し得る。
【0012】塩基性水性抽出という用語の意味は当業者
に理解されるであろう。しかしながら、塩基性水性抽出
は好ましくは、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸ナトリウ
ムの水溶液を使用し、所望の場合には塩化ナトリウムま
たは硝酸カリウムの存在下で行う。活性水性抽出という
用語は、酸性条件下でアミノ成分をプロトン化形態(ア
ンモニウム)で抽出するかまたは塩基性条件下でカルボ
キシル成分を脱プロトン形態(カルボキシレート)で抽
出するような処理を意味する。
【0013】本発明を以下の実施例でより詳細に説明す
る。本発明がこれらの実施例の記載に限定されないこと
は理解されよう。
【0014】実施例1 H−Asp(OBu)−Phe−OBu 20℃の酢酸エチルとジクロロメタンとの混合物中に
5.52gのH−Phe−OBu.HClを含む撹拌
懸濁液に、7.76gのZ−Asp(OBu)−O
H、3.24gの1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、
4.20gの1−(3′−ジメチルアミノプロピル)−
3−エチルカルボジイミド塩酸塩及び4.62mlの4
−メチルモルホリンを添加した。得られた溶液を反応が
完了するまで撹拌後、1.21mlの4−メチルモルホ
リン及び3.51gのベンジルβ−アラニネートp−ト
ルエンスルホネート塩を添加した。混合物を更に30分
間撹拌し、5%NaCO/10%NaCl、5%K
HSO/10%NaCl及び5%NaCO/10
%NaClで抽出した。
【0015】保護されたジペプチドZ−Asp(O
u)−Phe−OBuを含む有機層をパラジウム付着
チャコールの存在下で接触水素化分解処理した。反応の
完了後、5%NaCO/10%NaClを添加し、
得られた懸濁液を濾過した。残渣を酢酸エチルとジクロ
ロメタンとの混合物で洗浄し、集めた有機濾液を5%N
CO/10%NaCl、30%NaCl及び水で
抽出した。有機層を蒸発乾固すると、所望のジペプチド
が定量的収率で得られた。逆相HPLCによる純度:9
8.4%(29分で0.1%トリフルオロ酢酸中に24
%から68%までのアセトニトリル,220nm,2.
0ml/分,5ミクロンのC18カラム)。エレクトロ
スプレーMSによる同定:m/z393.4[M+H]
HNMR(CDCl)δ1.41(s,9
H),1.46(s,9H),1.63(bs,2
H),2.39(dd,1H),2.79(dd,1
H),3.39(d,2H),3.65(m,1H),
4.72(m,1H),7.17−7.32(m,5
H),7.81(d,1H)。
【0016】実施例2 H−Leu−Phe−NH−(CH−CH 20℃の酢酸エチル中の2.12mlのn−オクチルア
ミンの撹拌溶液に、4.61gのZ−Phe−OH、
2.08gの1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、2.
71gの1−(3′−ジメチルアミノプロピル)−3−
エチルカルボジイミド塩酸塩及び1.55mlの4−メ
チルモルホリンを添加した。得られた懸濁液を反応が完
了するまで撹拌後、0.78mlの4−メチルモルホリ
ン及び2.26gのベンジルβ−アラニネートp−トル
エンスルホネート塩を添加した。混合物を更に30分間
撹拌し、5%NaCO/10%NaCl、5%KH
SO /10%NaCl及び5%NaCO/10%
NaClで抽出した。
【0017】Z−Phe−NH−(CH−CH
を含む有機層を1−メチル2−ピロリジノンで希釈し、
パラジウム付着チャコールの存在下で接触水素化分解処
理した。反応の完了後、30%NaClを添加し、得ら
れた懸濁液を濾過した。残渣を酢酸エチルで洗浄し、集
めた有機濾液を5%NaCO/10%NaCl及び
30%NaClで抽出した。
【0018】H−Phe−NH−(CH−CH
を含む20℃の有機層に、4.09gのZ−Leu−O
H、2.08gの1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、
2.71gの1−(3′−ジメチルアミノプロピル)−
3−エチルカルボジイミド塩酸塩、1.55mlの4−
メチルモルホリン及び1−メチル−2−ピロリジノンを
添加した。得られた懸濁液を反応が完了するまで撹拌し
た後、0.78mlの4−メチルモルホリン及び2.2
6gのベンジルβ−アラニネートp−トルエンスルホネ
ート塩を添加した。混合物を更に30分間撹拌し、30
%NaCl、5%NaCO/10%NaCl、5%
KHSO/10%NaCl及び5%NaCO/1
0%NaClで抽出した。 Z−Leu−Phe−NH
−(CH −CHを含む有機層を1−メチル−2
−ピロリジノンで希釈し、パラジウム付着チャコールの
存在下で接触水素化分解処理した。反応の完了後、5%
NaCO/10%NaClを添加し、得られた懸濁
液を45℃で濾過した。残渣を酢酸エチルで洗浄し、集
めた有機濾液を5%NaCO/10%NaCl、3
0%NaCl及び水で抽出した。有機層を蒸発乾固する
と所望生成物が85%の収率で得られた。逆相HPLC
による純度:99.3%(29分で0.1%トリフルオ
ロ酢酸中に24%から68%までのアセトニトリル,2
20nm,2.0ml/分,5ミクロンのC18カラ
ム)によって測定。エレクトロスプレーMSによる同
定:m/z390.4[M+H],412.4[M+
Na],388.2[M+H],434.2[M+
HCOO]H NMR(CDCl)δ0.89
(m,9H),1.12−1.39(m.14H),
1.50−1.60(m,3H),3.01−3.22
(m,4H),3.35(dd,1H),4.53(d
d,1H),5.90(t,1H),7.19−7.3
2(m,5H),7.83(d,1H)。
【0019】結論:得られた生成物の純度及び同定は、
本発明の方法を使用したとき、余剰の(活性化)カルボ
キシル成分が完全に除去されており挿入ペプチド配列が
全く形成されなかったことを証明する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パウルス・ベルナルドウス・ウイルヘルム ス・テン・コルテナール オランダ国、5340・ベー・ハー・オツス、 ペー・オー・ボツクス・20、デイオシン ス・ベー・フエー Fターム(参考) 4H045 AA20 BA11 EA60 FA20 FA31 FA44 FA58 FA61 HA02

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過剰量の活性化カルボキシル成分を使用
    してアミノ成分をアシル化する段階と、アシル化後に残
    留する活性化カルボキシル官能基の除去剤として遊離ア
    ニオンまたは潜在アニオンを含むアミンを使用する段階
    とを含む1つまたは複数のアミド結合を含む化合物の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 潜在アニオンを含むアミンを除去剤とし
    て使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 除去用アミン中の潜在アニオンが、伸長
    中のペプチドに結合したいかなる永久保護基の存在下で
    も選択的に除去できる一時保護基を有していることを特
    徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 除去用アミン中の潜在アニオンが、伸長
    中のペプチドのN末端に存在する一時保護基の置換活性
    と同様の置換活性を示す一時保護基を有していることを
    特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 一時保護基が水素化分解的に除去可能な
    基であり、永久保護基がアシドリシス的に除去可能な基
    であることを特徴とする請求項3または4に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 一時保護基がベンジル型の基であること
    を特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 除去剤が遊離アニオンまたは潜在アニオ
    ンを含む第一級アミンであることを特徴とする請求項1
    から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 第一級アミンがC末端で保護されたアミ
    ノ酸誘導体であることを特徴とする請求項7に記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 アミノ酸がβ−アラニンまたはその誘導
    体であることを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 除去剤がベンジルβ−アラニネートま
    たはその塩であることを特徴とする請求項1から9のい
    ずれか一項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 遊離アニオンまたは潜在アニオンを含
    むアミンに代えて遊離アニオンまたは潜在アニオンを含
    むチオールを除去剤として使用することを特徴とする請
    求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  12. 【請求項12】 溶液中で処理することを特徴とする請
    求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 【請求項13】 ペプチドを製造することを特徴とする
    請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 【請求項14】 請求項1から13のいずれか一項に記
    載の方法から成る方法によって製造されることを特徴と
    する1つまたは複数のアミド結合を含む化合物。
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