Синтез фосфоизостеров дипептидных компонент амилоида
- Авторы: Головаш С.Р.1, Иванов Д.Е.1, Бородачев А.В.1, Шестов В.И.1, Дмитриев М.Э.1, Рагулин В.В.1
-
Учреждения:
- Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
- Выпуск: Том 94, № 1 (2024)
- Страницы: 98-104
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/0044-460X/article/view/258262
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044460X24010081
- EDN: https://elibrary.ru/HKVRCB
- ID: 258262
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Предложен простой и эффективный метод синтеза новых свободных фосфиновых кислых пептидов, структурных изостеров дипептидных составляющих бета-амилоида (Aβ42), потенциальных ингибиторов цинк-металлопротеиназ.
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
Одним из наиболее плодотворных подходов к поиску физиологически активных веществ является фосфорная модификация природных аминокислот и пептидов. Замена пептидной NHС (О) связи в молекуле дипептида метиленфосфорильным СH2P (O) (OH) фрагментом приводит к образованию α-аминофосфиновых кислот – фосфиновых пептидов, связывающих в молекуле две аминокислотные компоненты с помощью Zn-хелатирующей кислой фосфиновой функции, которая имитирует природную пептидную связь с тетракоординированным атомом углерода в переходном состоянии пептидного гидролиза [1–4]. Поэтому образующиеся фосфиновые пептиды, структурные изостеры пептидов, являются мощными ингибиторами Zn-металлопротеиназ, вовлеченных в разнообразные биологические процессы [5–8]. В этой связи развитие синтетических методов модификации природной пептидной молекулы является актуальным.
В настоящей работе в качестве объекта для фосфиновой модификации предложен бета-амилоид Aβ42, который считают ключевым пептидом в патогенезе болезни Альцгеймера, усиливающим олигомеризацию и образование так называемых амилоидных бляшек, состоящих из скоплений пептида, свернутых в виде бета-складки [9–15]. В данной работе предложен метод синтеза новых фосфоизостеров N- и С-терминальных дипептидных компонент амилоида, аспартилаланина (Aβ1-2) и изолейцилаланина (Aβ41-42) соответственно. Интересно отметить, что амилоид Aβ42 отличается от амилоида Aβ40 наличием этой последней дипептидной составляющей (Aβ41-42), при этом в литературе отсутствуют данные об участии Aβ40 в процессах олигомеризации и образовании амилоидных бляшек. В работе также осуществлен синтез фосфоизостеров некоторых дипептидных компонент середины полипептидной цепочки амилоида Aβ42: валилфенилаланина (Aβ18-19) фенилаланилфенилаланина (Aβ19-20), фенилаланилаланина (Aβ20-21) валилглицина (Aβ24-25 и Aβ36-37) и глицилглицина (Aβ37-38). Необходимо отметить, что ранее нами были синтезированы фосфиновые изостеры дипептидных компонент амилоида: изолейцилглицина (Aβ32-33) и глициллейцина (Aβ33-34) [16].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В работе предложен простой и эффективный метод синтеза свободных α-аминофосфиновых кислот – пептидов 1а–ж (схема 1). Использована трехкомпонентная карбаматная версия реакции Кабачника–Филдса в среде ацетилхлорида без выделения образующихся N-защищенных фосфиновых пептидов 2 в индивидуальном виде (схема 1). В этом случае в качестве N-компоненты синтеза использовали водорастворимые метил- и этилкарбаматы 3, которые вводили в реакционную сферу в небольшом избытке с целью наиболее полного расходования альдегида 4 и фосфонистой кислоты 5 в процессе реакции, а также с целью удаления непрореагировавших соединений в процессе обработки реакционной смеси. В предложенной N+PC процедуре использованы фосфонистые карбоновые кислоты 5, использование которых более эффективно в сравнении с фосфонистыми карбоновыми эфирами по причине генерирования in situ в условиях реакции высоко реакционного нуклеофильного интермедиата, смешанного фосфокарбонового ангидрида – фосфолактона 6 (схема 1) [17]. В свою очередь, электрофильной компонентой, непосредственно участвующей в образовании фосфор-углеродной связи, является ацилиминиевый катион 7, генерируемый in situ в условиях кислого катализа из соответствующего диалкил алкилиденбискарбамата 8, как было нами показано раннее [18–20]. Последний является относительно стабильным интермедиатом реакции, легко образующимся из соответствующих алкилкарбамата 3 и карбонильного соединения 4 в условиях реакции (схема 1) [18–20].
Схема 1
Синтез фосфинового изостера глицилглицина 1е (Aβ37-38) осуществлен путем двухкомпонентной версии реакции с использованием в качестве электрофильной компоненты предварительно синтезированного диэтилметиленбискарбамата 9 (схема 1), совмещающего в молекуле амино- и карбонильную (формальдегид) компоненты.
Образующиеся N-метилоксикарбонил- и N-этилоксикарбонилзащищенные пептиды 2а–ж (Alk = Me, Et) без выделения подвергали кислотному гидролизу и получали искомые пептиды 1а–ж в свободной форме (схема 1). Контроль за ходом реакции проводили с помощью ЯМР 31P спектроскопии. Предложенный подход достаточно эффективен для получения свободных фосфиновых пептидов в укрупненных масштабах, которые могут быть использованы для дальнейших пептидных построений.
Кроме того, синтез N-защищенных фосфиновых пептидов 2а [изостер дипептидной компоненты AspAla (Aβ1-2)] и 2в [изостер дипептидной компоненты PhePhe (Aβ19-20)] осуществлен в более мягких условиях в соответствии с N+PC процедурой амидоалкилирования фосфонистых кислот 5 (R = Me и Bn) с участием соответствующих алкилкарбаматов 3 (Alk = Me и Bn) и альдегидов 4 [R2 = EtOC(O)CH2 и Bn] в среде уксусного ангидрида в условиях кислого катализа, осуществляемого трифторуксусной кислотой (TFA) (схема 1) [17–20]. Последующий кислотный гидролиз N-защищенных пептидов 2а и 2в также позволил получить фосфиновые пептиды 1а и 1в в свободной форме, физико-химические и спектральные данные которых значительно не отличались от данных для пептидов 1а и 1в, полученных более простым методом, описанным выше.
Строение целевых N-защищенных фосфиновых пептидов 2а, в и пептидов в свободной форме аминофосфиновых кислот 1а–ж определяется природой заместителей R1 и R2 (R3) в соответствующих С- и N-компонентах образующегося фосфинового дипептида. В работе использованы фосфонистые карбоновые кислоты 5, содержащие структурный изостер глицина (R1 = H) (5a), аланина (R1 = Me) (5б) и фенилаланина (R1 = Bn) (5в).
ВЫВОДЫ
Таким образом, предложена простая и эффективная методика синтеза новых аминофосфиновых кислот в свободной форме – фосфоизостеров дипептидных компонент бета-амилоида Aβ42.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Спектры ЯМР 1H, 31P{1H} и 13С{1H} снимали на Фурье-спектрометре Bruker DPX-200 и Bruker Avance III 500, при необходимости проводили DEPT 13С{1H} ЯМР эксперимент. Ход реакций контролировали с помощью спектроскопии ЯМР 31Р и (или) ТСХ. Все соединения, для которых приведены спектральные и аналитические данные, гомогенны по данным ТСХ. Аналитическую тонкослойную хроматографию проводили на покрытых диоксидом кремния алюминиевых пластинах (силикагель Силуфол-254) с использованием УФ света в качестве визуализирующего агента (254 нм) и пламени для контроля визуализации, а также на пластинках Alufol с использованием раствора нингидрина для анализа аминокислот. Для ионообменной хроматографии использовали катиониты Purolite C100E (H+) или Dowex 50WX8-200 (H+). Температуру плавления определяли на приборе Boetius PHMK или в блоке в открытом стеклянном капилляре. Для фосфиновых пептидов 1а–ж в свободной форме и N-защищенных фосфиновых пептидов 2a и 2в получены масс-спектры высокого разрешения (HRMS) в отрицательной форме с использованием масс-спектрометра Orbitrap Exactive (Thermofisher Scientific).
Получение фосфонистых карбоновых кислот 5 осуществляли в соответствии с ранее опубликованными методиками [18–20].
Диэтилметиленбискарбамат (9). Смесь диэтоксиметана (0.05 моль), 2 экв. этилкарбамата (0.10 моль) и 2 экв. трифторуксусной кислоты (0.10 моль) в растворе уксусного ангидрида (15–17 мл) перемешивали при комнатной температуре, затем реакционную смесь упаривали, остаток распределяли между хлороформом (30 мл) и водой (10 мл). Органическую фазу дополнительно промывали водой (10 мл), сушили сульфатом натрия и упаривали в вакууме. Остаток кристаллизовали из диэтилового эфира. Выход 5.3 г (56%), белые кристаллы, т. пл. 122–123°C. Спектр ЯМР 1H (CDCl3), δ, м. д.: 1.22 т (6H, CH3, 3JНH 7.1 Гц), 4.10 к (4H, CH2O, 3JНH 7.1 Гц), 4.47 т (2H, NCH2, 3JНH 6.6 Гц), 5.40–5.95 м (2H, NH). Спектр ЯМР 13C{1H} (CDCl3), δC, м. д.: 14.4 (CH3), 47.9 (NCH2), 61.0 (OCH2), 156.9 (C=O). Найдено,%: C 43.92, 43.83; H 7.56, 7.70; N 14.66, 14.53. C7H14N2O4. Вычислено,%: C 44.20; H 7.42; N 14.73.
Общая методика синтеза свободных фосфиновых пептидов 1а–ж. К перемешиваемому раствору 5 ммоль соответствующей фосфонистой кислоты 5 и 6.0 ммоль метил- или этилкарбамата в растворе 20 мл охлажденного до ~5°C ацетилхлорида добавляли по каплям 5.2–5.5 ммоль соответствующего альдегида 4. Образовавшуюся смесь перемешивали при постепенном самонагревании до комнатной температуры. По завершении реакции смесь разбавляли 10 мл хлористого метилена и упаривали в вакууме. Маслообразный остаток распределяли между этилацетатом и водой (25 и 10 мл), органический слой дополнительно промывали водой (2×10 мл) и упаривали в вакууме. Остаток, согласно данным ЯМР 1Н и 31Р, представлял собой N-метилоксикарбонил- или N-этилоксикарбонилзащищенную фосфиновую кислоту 2а–ж (δP 51–55 м. д.). Его кипятили в 25–30 мл 6 н. HCl в течение ~10 ч. Если органический остаток содержал исходную фосфонистую кислоту 5 (δP 25–35 м. д., обычно не более 10%), реакционную массу после кислотного гидролиза подвергали ионообменной хроматографии на катионите (H+) (элюент – Н2О–1 н. HCl). Элюат с положительной реакцией на нингидрин упаривали в вакууме. Образующиеся в результате гидролиза или хроматографии гидрохлориды аминокислот 1а–ж растворяли в водном спирте и обрабатывали избытком окиси пропилена. Свободные аминофосфиновые кислоты 1а–ж кристаллизовали из спирта или из смеси спирт–диэтиловый эфир. Фосфиновые пептиды 1a–ж представляли собой белые кристаллические вещества.
В случае синтеза фосфинового пептида 1а (изостер AspAla, дипептидной компоненты Aβ1-2) этоксикарбонилуксусный альдегид вводили в реакцию в виде раствора 5.5 ммоль диэтилацеталя этоксикарбонилуксусного адьдегида в смеси 1 мл уксусного ангидрида и 1 мл TFA после перемешивания этого раствора в течение 10–15 мин. Далее синтез проводили согласно общей процедуре.
В случае синтеза фосфинового пептида 1е (изостера GlyGly, дипептидной компоненты Aβ37-38) к перемешиваемому раствору 5 ммоль соответствующей фосфонистой кислоты 5 (R1 = H) в растворе 20 мл охлажденного до ~5°C ацетилхлорида порциями добавляли 5.5–6.0 ммоль предварительно синтезированного диэтилметиленбискарбамата 9. Затем синтез проводили в соответствии с общей процедурой.
1-Амино-2-гидроксикарбонилэтил-2′-(гидроксикарбонил) пропилфосфиновая кислота (1а). Выход 47%, т. пл. 125–128°C, Rf ~ 0.1 (i-BuOH:AcOH:H2O = 20:5:3). Cпектр ЯМР 1H (D2O + DCl), δ, м. д.: 1.21 д (3H, CH3, 3JНН 7.0 Гц), 1.52–1.80 м (1H, РСН2), 1.95–2.20 м (1Н, РСН2), 2.50–2.93 м (3Н, CH2СOOH + CHCOOH), 3.40–3.68 м (1H, PCHN). Спектр ЯМР 13С {1H} (D2O + DCl), δC, м. д.: 18.2* д (СН3, 3JРС 5.1 Гц), 18.8 д (СН3, 3JРС 7.3 Гц), 29.5* д (РСН2, 1JРС 91.1 Гц), 31.7 д (РСН2, 1JРС 95.9 Гц), 32.0 д [CHC (O), 2JРС 6.2 Гц], 33.2* [CH2C (O)], 34.3 [CH2C (O)], 46.9 д (PCHN, 1JРС 92.6 Гц), 173.9 д [CH2C (O), 3JРС 11.7 Гц], 180.4 д [CHC (O), 3JРС 8.1 Гц]. Здесь и далее звездочкой отмечены соответствующие сигналы минорной формы, диастереомера или конформера. Спектр ЯМР 31Р{1H} (D2O + DCl): δР 32.9 м. д. Масс-спектр (HRMS ESI/Q-TOF), m/z: 238.0490 [M – H]– (вычислено для C7H13NO6P–: 238.0481). Найдено, %: C 34.88; H 6.21; N 6.07. C7H14NO6P. Вычислено, %: С 35.15; H 5.90; N 5.86.
1-Aмино-2-метилпропил-2′-гидроксикарбонил-2′-бензилэтилфосфиновая кислота (1б). Выход 63%, т. пл. 115–117°C, Rf ~ 0.2 (i-BuOH:AcOH:H2O = 20:4:3). Cпектр ЯМР 1H (D2O), δ, м. д.: 0.82 д (3H, CH3, 3JHH 6.2 Гц), 0.88 д (3H, CH3, 3JHH 6.6 Гц), 1.44–1.70 м (1H, CHСH3), 1.72–2.10 м (2H, PCH2), 2.27–2.60 м (1Н, CHCOOH), 2.65–2.77 м (2Н, СН2Ph), 2.75–2.98 м (1H, PCHN), 7.02–7.90 м (5Н, Ph). Спектр ЯМР 13С{1H} (D2O), δC, м. д.: 16.6 д (СН3, 3JРС 3.3 Гц), 16.8* д (СН3, 3JРС 3.3 Гц), 21.0 д (СН3, 3JРС 11.1 Гц), 21.1* д (СН3, 3JРС 10.7 Гц), 27.2* и 27.5 (СНСН3), 31.1 д (РСН2, 1JРС 85.9 Гц), 39.9 д (СН2Ph, 3JРС 6.6 Гц), 40.1* д (СН2Ph, 3JРС 8.8 Гц), 45.3 д (СНСООН, 3JРС 1.8 Гц), 45.5* д (СНСООН, 3JРС 2.2 Гц), 54.9* д (РСНN, 1JРС 96.2 Гц), 55.6 д (РСНN, 1JРС 95.8 Гц), 126.2, 128.4, 129.0, 140.3 (Ar), 183.4* д (C=O, 3JРС 7.4 Гц), 183.5 д (C=O, 3JРС 8.5 Гц). Спектр ЯМР 31Р{1H} (D2O): δР 35.9 м. д. Найдено, %: C 55.88; H 7.67; N 4.57. C14H22NO4P. Вычислено, %: С 56.18; H 7.41; N 4.68.
1-Амино-2-фенилэтил-2′-гидроксикарбонил-2′-бензилэтилфосфиновая кислота (1в). Выход 57%, т. пл. 148–150°C, Rf ~ 0.25 (i-BuOH:AcOH:H2O = 4:1:1). Cпектр ЯМР 1H (D2O + NaOD, pH ~ 10), δ, м. д.: 1.43–1.77 м (1H, РСН2), 1.80–2.10 м (1Н, РСН2), 2.24–2.51 м (1Н, СHCOOH), 2.58–2.95 м (4Н, PhСН2), 2.95–3.17 м (1Н, PCHN). Спектр ЯМР 13С{1H} (D2O + NaOD, pH ~ 10), δC, м. д.: 30.0* д (РСН2, 1JРС 88.7 Гц), 30.1 д (РСН2, 1JРС 88.2 Гц), 35.4* и 36.1 (PhCH2), 40.0*, 40.1, 40.2* (CHCOOH), 45.2 д (РhСН2, 2JРС 3.3 Гц), 45.3 д (РhСН2, 2JРС 2.9 Гц), 52.3* д (PCHN, 1JРС 95.8 Гц), 52.7 д (PCHN, 1JРС 95.8 Гц), 126.2*, 126.3*, 126.4, 126.8*, 128.4*, 128.5*, 128.6, 128.8, 128.9, 129.1*, 129.2, 129.4, 129.5, 138.8, 138.9, 139.0 (СH-Ar), 140.3 д (С-Ar, 3JРС 10.0 Гц), 183.4 д (С=O, 3JРС 8.1 Гц). Спектр ЯМР 31Р{1H} (D2O + NaOD, pH ~ 10), δР, м. д.: 41.1*, 43.4, 43.9*. Масс-спектр (HRMS ESI/Q-TOF), m/z: 346.1216 [M – H]– (вычислено для C18H21NO4P–: 346.1208). Найдено, %: C 61.90; H 6.53; Р 9.07. C18H22NO4P. Вычислено, %: С 62.24; H 6.38; P 8.92.
1-Амино-2-фенилэтил-2′-гидроксикарбонилпропилфосфиновая кислота (1г). Выход 60%, т. пл. 165–166°C, Rf ~ 0.15 (BuOH:AcOH:H2O = 20:5:3). Cпектр ЯМР 1H (D2O), δ, м. д.: 0.97 д (3H, CH3, 3JНН 7.0 Гц), 1.40–1.65 м (1H, РСН2), 1.75–2.00 м (1Н, РСН2), 2.40–2.85 м (2H, PhCH2), 2.92–3.13 м (1Н, CHCOOH), 3.37–3.69 м (1H, PCHN), 6.95–7.25 м (5H, Ph). Спектр ЯМР 13С{1H} (D2O), δC, м. д.: 18.5* д (СН3, 3JРС 6.2 Гц), 18.7 д (СН3, 3JРС 6.6 Гц), 30.8 д (РСН2, 1JРС 92.9 Гц), 33.2* и 33.3 (PhCH2), 33.8 (CHCOOH), 51.2 (PCHN, 1JРС 94.0 Гц), 128.1, 129.4, 129.5 (СH-Ar), 134.7 д (C-Ar, 3JРС 8.4 Гц), 179.5 д (C=O, 3JРС 7.3 Гц). Спектр ЯМР 31Р{1H} (D2O): δР 41.8 м. д. Масс-спектр (HRMS ESI/Q-TOF), m/z: 270.0900 [M – H]– (вычислено для C12H17NO4P–: 270.0901). Найдено, %: C 52.87; H 6.80; N 5.07. C12H18NO4P. Вычислено, %: С 53.14; H 6.69; N5.16.
1-Амино-2-метилпропил-2′-(гидроксикарбонил)этилфосфиновая кислота (1д). Выход 52%, т. пл. 184–186°C, Rf ~ 0.1 (i-BuOH:AcOH:H2O = 4:1:1). Cпектр ЯМР 1H (D2O), δ, м. д.: 0.99 д (3H, CH3, 3JНН 7.9 Гц), 1.03 д (3H, CH3, 3JНН 7.3 Гц), 1.75–2.00 м (2H, PCH2), 2.10–2.30 м (1H, CH), 2.40–2.65 м (2H, CH2), 2.80–3.20 м (1H, CHN). Спектр ЯМР 13С{1H} (D2O), δC, м. д.: 17.9 д (СН3, 3JРС 5.1 Гц), 20.1 д (3JРС 6.2 Гц), 24.4 д (1JРС 95.9 Гц), 26.8, 26.9, 55.7 д (1JРС 91.5 Гц), 177.5 д (C=O, 3JРС 15.0 Гц). Спектр ЯМР 31Р{1H} (D2O): δР 34.7 м. д. Масс-спектр (HRMS ESI/Q-TOF), m/z: 208.0730 [M – H]– (вычислено для C7H15NO4P–: 208.0733). Найдено, %: C 39.90; H 7.88; P 6.48. C7H16NO4P. Вычислено, %: С 40.19; H 7.71; N 6.70.
Аминометил-2′-гидроксикарбонилэтилфосфиновая кислота (1е). Выход 59%, т. пл. 137‒138°С, Rf ~ 0.1 (BuOH:AcOH:H2O = 4:2:1). Cпектр ЯМР 1H (D2O), δ, м. д.: 1.75–2.00 м (2Н, PCH2), 2.42–2.63 [2H, CH2C(O)], 3.02 д (2Н, NCH2, 2JPН 9.8 Гц). Cпектр ЯМР 13C{1H} (D2O), δC, м. д.: 24.1 д (PCH2C, 1JPC.97.3 Гц), 26.9 д (PCH2C, 2JPC 3.3 Гц), 37.4 д (PCH2N, 1JPC 93.7 Гц), 177.1 д (C=O, 3JPC 13.5 Гц). Спектр ЯМР 31Р{1H} (D2O): δP 35.6 м. д. Масс-спектр (HRMS ESI), m/z: 166.0275 [M – H]– (вычислено для C4H9NO4P: 166.0269).
1-Амино-2-метилбутил-2′-гидроксикарбонилпропилфосфиновая кислота (1ж). Выход 56%, т. пл. 135‒137°С, Rf ~ 0.20 (BuOH:AcOH:H2O = 4:2:1). Cпектр ЯМР 1H (D2O), δ, м. д.: 0.84 т (3Н, СН3, 3JHH 7.0 Гц), 0.97 д (3Н, СН3, 3JHH 7.1 Гц), 1.02* д (3Н, СН3, 3JHH 7.1 Гц), 1.21 д (3Н, СН3, 3JHH 7.1 Гц), 1.28–1.45 м (1Н, РСН2), 1.45–1.80 м (2Н, РСН2 + СНСН2СН3), 1.83–2.18 м (2Н, СН2СН3), 2.68–2.88 м (1Н, CHCOOH), 2.95–3.20 (1H, CHN). Cпектр ЯМР 13C{1H} (D2O), δC, м. д.: 10.4* и 10.7 (СН3СН2), 14.0 д (СН3СН, 3JPC 3.3 Гц), 14.1 д (СН3СН, 3JPC 3.3 Гц), 15.7*д (СН3СН, 3JPC 3.6 Гц), 15.8*д (СН3СН, 3JPC 3.7 Гц), 18.4*д (СН3СНСOOH, 3JPC 3.7 Гц) и 18.6 д (СН3СНСOOH, 3JPC 3.7 Гц), 24.5*д (СН2СН3, 3JPC 4.8 Гц), 24.6*д (СН2СН3, 3JPC 4.8 Гц), 26.7 д (СН2СН3, 3JPC 8.5 Гц), 32.1 д (PCH2, 1JPC 94.0 Гц) и 32.4* д (PCH2, 1JPC 93.6 Гц) и 32.6*д (PCH2, 1JPC ~ 95 Гц, часть дублета перекрывается интенсивным сигналом СН3СНСН), 32.8* и 33.5 (СН3СНСН), 33.9 д (СН3СНСOOH, 2JPC 4.1 Гц), 53.5* д (PCHN, 1JPC 93.2 Гц), 53.7 д (PCHN, 1JPC 92.5 Гц), 55.1* д (PCHN, 1JPC 92.1 Гц), 55.2 д (PCHN, 1JPC 91.4 Гц), 180.4 д (C=O, 3JPC 8.5 Гц). Спектр ЯМР 31Р{1H} (D2O): δP 34.9 м. д. Масс-спектр (HRMS ESI/Q-TOF), m/z: 236.1057 [M – H]– (вычислено для C9H19NO4P–: 236.1057). Найдено, %: C 45.27; H 8.78; N 6.08. C9H20NO4P. Вычислено, %: С 45.57; H 8.50; N 5.90.
Общая методика синтеза N-защищенных фосфиновых пептидов 2а и 2в. К перемешиваемой смеси 5 ммоль метил- или бензилкарбамата 3 и 5 ммоль соответствующей фосфонистой кислоты 5б (R1 = Me) или 5в (R1 = Bn) в растворе 15 мл уксусного ангидрида при комнатной температуре добавляли по каплям раствор 5.5 ммоль диэтилацеталя этоксикарбонилуксусного адьдегида в смеси 1 мл уксусного ангидрида и 1 мл трифторуксусно кислоты после перемешивания этого раствора в течение 10–15 мин в случае синтеза фосфинового пептида 2а или 5.5 ммоль фенилуксусного альдегида в случае синтеза N-бензилоксикарбонил-защищенного фосфинового пептида 2в. По завершении реакции смесь упаривали в вакууме, остаток растворяли в 4–5 мл хлористого метилена и промывали водой (3×1 мл). Органическую фазу упаривали и остаток кристаллизовали из диэтилового эфира или смеси диэтиловый эфир–петролейный эфир (40–70). N-Защищенные пептиды 2а и 2в представляли собой белые кристаллические вещества.
Гидролиз N-защищенных фосфиновых пептидов 2а и 2в в 6 н. HCl позволил получить фосфиновые пептиды 1а и 1в в свободной форме, константы и спектральные данные которых значительно не отличались от данных для этих пептидов, полученных в соответствии с более простой процедурой без выделения пептидов 2.
1-(N-Метилоксикарбонил) амино-2-этилоксикарбонилэтил-2′-гидроксикарбонилпропилфосфиновая кислота (2а). Выход 45%, т. пл. 97–99°С, Rf ~ 0.25 (CHCl3‒i-PrOH–AcOH, 10:1:1). Cпектр ЯМР 1H (CDCl3 + 1–2 капли TFA), δ, м. д.: 1.25 т (3Н, СН3, 3JHH 7.1 Гц), 1.40 д (3Н, СН3, 3JHH 7.1 Гц), 1.80–2.20 м (1Н, РСН2), 2.25–2.63 м (1Н, РСН2), 2.55–3.40 м [3H, CH2C(O) + CHC(O)], 3.76 c и 3.84*c (3Н, CH3O), 4.22 к (2Н, CH2O), 4.45–4.70 м (PCHN), 6.11 уш. д и 6.67* уш. д (1H, NH, 3JРH 8.8, 3JРH 9.3* Гц). Cпектр ЯМР 13C{1H} (CDCl3 + 1–2 капли TFA), δC, м. д.: 13.5 (СН3СН2), 18.6* д (СН3СН, 3JPC 12.2 Гц), 18.9 д (СН3СН, 3JPC 12.5 Гц), 29.0* д (PCH2, 1JPC 94.7 Гц), 29.3 д (PCH2, 1JPC 91.8 Гц), 33.8 (CH2COO), 34.0 (CHCOO), 47.1 д (PCHN, 1JPC 103.9 Гц), 47.7* д (PCHN, 1JPC 102.8 Гц), 53.8 и 54.4* (СН3О), 63.2 (СН2О), 158.2 (NС=О), 172.9 (CH2OC=O), 181.6 (COOH). Спектр ЯМР 31Р{1H} (CDCl3 + 1–2 капли TFA), δP, м. д.: 55.2*, 56.0. Масс-спектр (HRMS ESI/Q-TOF), m/z: 324.0856 [M – H]– (вычислено для C11H19NO8P–: 324.0854). Найдено, %: C 40.33; H 6.38; Р 9.68. C11H20NO8P. Вычислено, %: С 40.62; H 6.20; P 9.52.
1-(N-Бензилоксикарбонил) амино-2-фенилэтил-2′-гидроксикарбонил-2′-бензилэтилфосфиновая кислота (2в). Выход 53%, т. пл. 147–150°С, Rf ~ 0.20 (CHCl3‒i-PrOH–AcOH, 8:1:1). Cпектр ЯМР 1H (ДМСО-d6 + 1–2 капли TFA), δ, м. д.: 1.00–1.25 м (1H, РСН2), 1.65–2.00 м (1Н, РСН2), 2.60–3.15 м (4Н, PhСН2), 3.35–3.70 м (1Н, СHCOOH), 3.75–4.10 (1H, PCHN), 4.76–5.17 м (СH2O), 6.82–7.77 м (16Н, 3Ph + NH). Cпектр ЯМР 13C{1H} (ДМСО-d6 + 1–2 капли TFA), δC, м. д.: 24.5 (PhCH2), 24.8* д (PCH2, 1JPC 88.9 Гц), 28.2 д (PCH2, 1JPC 88.6 Гц), 33.1 (PhCH2), 41.7 42.0* (PCH2CH), 52.2* д (PCHN, 1JPC 104.7 Гц), 52.8 д (PCHN, 1JPC 104.7 Гц), 65.3*, 65.5 (PhCH2О), 126.6, 127.4, 128.0, 128.5, 129.3, 137.5, 138.5, 139.0 (Ar), 156.3 (NCO), 157.0* (NCO), 175.1* д (СОО, 3JPC 9.2 Гц), 175.5 д (СОО, 3JPC 7.3 Гц). Спектр ЯМР 31Р{1H} (ДМСО-d6), δP, м. д.: 45.8, 51.7*, 52.5*. Масс-спектр (HRMS ESI/Q-TOF), m/z: 480.1580 [M – H]– (вычислено для C26H27NO6P–: 480.1581). Найдено, %: C 64.33; H 6.08; Р 6.65. C26H28NO6P. Вычислено, %: С 64.86; H 5.86; P 6.43.
ФИНАНСОВАЯ ПОДДЕРЖКА
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 23-23-00158). ЯМР спектральные исследования проводили с использованием оборудования многопользовательского аналитического отдела Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Об авторах
С. Р. Головаш
Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
Email: rvalery@dio.ru
Россия, Черноголовка
Д. Е. Иванов
Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
Email: rvalery@dio.ru
Россия, Черноголовка
А. В. Бородачев
Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
Email: rvalery@dio.ru
ORCID iD: 0000-0002-3458-5129
Россия, Черноголовка
В. И. Шестов
Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
Email: rvalery@dio.ru
Россия, Черноголовка
М. Э. Дмитриев
Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
Email: rvalery@dio.ru
ORCID iD: 0000-0001-8870-195X
Россия, Черноголовка
В. В. Рагулин
Институт физиологически активных веществ Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: rvalery@dio.ru
ORCID iD: 0000-0002-3967-1034
Россия, Черноголовка
Список литературы
- Collinsova M., Jiracek J. // Curr. Med. Chem. 2000. Vol. 7. N 6. P. 629. doi: 10.2174/0929867003374831
- Dive V., Georgiadis D., Matziari M., Makaritis A., Beau F., Cuniasse P., Yiotakis A. // Cell. Mol. Life Sci. 2004. Vol. 61. P. 2010. doi: 10.1007/s00018-004-4050-y
- Mucha A. // Molecules. 2012. Vol. 17. P. 13530. doi: 10.3390/molecules171113530
- Georgiadis D., Dive V. // Top. Curr. Chem. 2015. Vol. 360. P. 1. doi: 10.1007/128_2014_571
- Zinc Metalloproteases in Health and Disease // Ed. N.M. Hooper. London: Taylor and Francis, 1996. P. 153.
- Hori M., Nishida K. // Cardiovasc. Res. 2009. Vol. 81. N 3. P. 457. doi: 10.1093/cvr/cvn335
- Whittaker M., Ayscough A. // Celltransmissions. 2001. Vol. 17. N 1. P. 3.
- Pirad B., Matter H. // J. Med. Chem. 2006. Vol. 49. N 1. P. 51. doi: 10.1021/jm050363f
- Dafnis I., Argyri L., Chroni A. // Neuroscience. 2018. Vol. 394. P. 144. doi: 10.1016/j.neuroscience.2018.10.026
- Sun X., Chen W.-D., Wang Y.-D. // Front. Pharmacol. 2015. Vol. 6. P. 1. doi: 10.3389/fphar.2015.00221
- Xiong Z.M., Kitagawa K., Nishiuchi Y., Kimura T., Nakamura T., Inagaki C. // Life Sci. 2009. Vol. 84. P. 132. doi: 10.1016/j.lfs.2008.11.011
- Xiong Z.M., Kitagawa K., Nishiuchi Y., Kimura T., Inagaki C. // Neurosci. Lett. 2007. Vol. 419. N 3. P. 247. doi: 10.1016/j.neulet.2007.04.022
- Musiek E.S., Holtzman D.M. // Neuroscience. 2015. Vol. 18. P. 800. doi: 10.1038/nn.4018
- Dafnis I., Argyri L., Sagnou M., Tzinia A., Tsilibary E.C., Stratikos E., Chroni A. // Sci Rep. 2016. Vol. 6. P. 30654. doi: 10.1038/srep30654
- Argyri L., Dafnis I., Theodossiou T.A., Gantz D., Stratikos E., Chroni A. // J. Biol. Chem. 2014. Vol. 289. P.12931. doi: 10.1074/jbc.M113.538124
- Дмитриев М.Э., Рагулин В.В. // ЖОХ. 2015. Т. 85. Вып. 9. С. 1511; Dmitriev M.E., Ragulin V.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85. N 9. P. 2091. doi: 10.1134/S1070363215090121
- Dmitriev M.E., Golovash S.R., Borodachev A.V., Ragulin V.V. // J. Org. Chem. 2021. Vol. 86. N 1. P.593. doi: 10.1021/acs.joc.0c02259
- Rozhko L.F., Ragulin V.V. // Amino Acids. 2005. Vol. 29. P.139. doi: 10.1007/s00726-005-0194-9
- Dmitriev M.E., Ragulin V.V. // Tetrahedron Lett. 2010. Vol. 51. N 19. P. 2613. doi: 10.1016/j.tetlet.2010.03.020
- Dmitriev M.E., Ragulin V.V. // Tetrahedron Lett. 2012. Vol. 53. N 13. P. 1634. doi: 10.1016/j.tetlet.2012.01.094
Дополнительные файлы
