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O-Glycopeptid-Synthese unter Verwendung von 9-Fluorenylmethoxycarbonyl-(Fmoc)-geschtzten Bausteinen.

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15.0 mmol n-Butyllithium in 20 ml Diethylether versetzt. Nach 1 h fugte
man 0.45 g (5.00 mmol) CuCN hinzu und ruhrte bei Raumtemperatur 1 h.
Zur farblosen Cupratlosung 4c-B wurden nun 3.92 g (15.0 nmol) 2 bei
-20°C gegeben. Nach 1-stdg. Ruhren und Emarmen auf 10°C war die Umsetzung beendet und man filtrierte vom festen Riickstand (CsHs-C-C-Cu,
iiberschuss. 2& Lithium-diphenylphosphinat) ab. AnschlieDend wurde die
Losung durch Umkondensieren ( O T , loJ Tom) von nicht-fluchtigen Anteilen befreit. Nach dem Abziehen des Losungsmittels destillierte man &
bei 2 5 T (Bad)/10'3 Torr; Ausb. 0.98 g (78%).
I
literatur
0-Glycopeptid-Synthese unter Verwendung von 9-FluOrenYlmethoxycarbonyl- (Fmoc)-geschutzten Baus teinen
Dieses Manuskript ist
zu zitieren als
Angew. Chem. Suppf.
This manuscript is
to be cited as
Angew. Chem. Suppl.
1983,39-46
1983,39-46
0 Verlag Chernie GmbH. 0-6940Weinhem,1683
0721 422718310101 W39802 5010
**
111 V. Wolf, F. Kowitz, Liebigs Ann. Chem. 638 (1960) 33, setzten die
Grignardverbindung von Phenylacetylen mit Diethylchloramin zu
-N,N-Diethylphenylethinylamin
_
um.
121 a ) H.G. Viehe, M. Reinstein, Angew. Chem. 76 (1964) 537; Angew.
Chem., Int. Ed. Engl. 3 (1964) 506; b) J. Ficini. C. Barbara,
Bull. SOC. Chim. F r . 1964, 871; c) ibid. 1965, 2787; d) R. Buijle,
A. Halleux, H.G. Viehe, Angew. Chem. 78 (1966) 593; Angew. Chern..
Int. Ed. Engl. 5 (1966) 584; f ) H.G. Viehe, Vnamines, in Chemistry
of Acetylenes, Marcel Dekker, Inc., New York 1969, S. 861-912.
/3/ Aus der Dissertation von Michael Bernheim, Universitat Munchen 1981.
/4/ Neueres zur elektrophilen Aminierung von "Carbanionen": a) G. Boche,
N. Mayer, M. Bernheim, R. Wagner, Angew. Chem. 90 (1978) 733;
Chem., Int. Ed. Engl. 17 (1978) 687; b ) M. Bernheim. G. Boche, Angew. Chem. 92 (1980) 1043; Angew. Chem., Int. Ed. Enal. 19 (1980)
1010; c) 8.M. Trost, W.H. Pearson, J. Am. Chem. Sot. 103 (1981)
2483; d) A. Hassner, P. Munger, B.A. Belinka, Tetrahedron Lett. 23
(1982) 699; e) G. Boche, F. Bosold, M. NieBner, Tetrahedron Lett. 23
(1982) 3255.
/5/ Die Reaktionstragheit von Acetyliden gegeniiber Elektrophilen ist bekannt, s . 2.B. a) Houben-Weyl. Methoden der Organischen Chemie, Bd.
5 / 2 a , Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1977; b) Lit. 4e).
161 Die Zusammensetzung von 4,(R-CEC)3CuLi,. gibt lediglich die stochiometrischen Verhaltnisse wieder.
/7/ a ) G.H. Posner, Qrg. React. 19 (1972) 1; b ) ibid. 22 (1975) 253;
m.
-
37
Von Petra SchultheiR-Reimann und Horst Kunz
Angesichts der groaen biologischen Bedeutung der Glycoproteine / I / gewinnt die Glycopeptid-Synthese zunehmend Interesse / 2 / . Speziell die Blndegewebs-Glycoproteine, aber auch
viele Membran- und Serumkomponenten, enthalten die O-glycosidische Bindung zwischen Serin oder Threonin und verschiedenen K o h l e n h y d r - a t - V e r k n u p f u n g s p a r t n e r n . Die hohe Saurenund Basenlabrlitat dieser 0-Glycosyl-Serin- bzw.-ThreoninBindung /3/ wirft hesondere Schwierigkeiten fur die Synthese
solcher Glycopeptide auf. Die gezielte C-terminale Kettenverlangerung von Serin-Glycopeptiden gelingt, wenn die 2Bromethylester als Carboxyschutzgruppe verwendet werden / 4 / .
Zur selektiven Aminodeblockrerung sowohl N-glycosidisch gebundener Asparagin- /Sa/als auch 0-glycosidisch gebundener
Serin-Derivate /Sh/ kann nit Erfolg der 2-Triphenylphosphonioethoxycarhonyl-(Peoc)-Rest als Aminoschutzgruppe herangezogen
werden. Da die direkte Glycosylierung von Peoc-Serinestern
* Prof .Dr.H .Kunz, Dip1 .-Chem. P .SchultheiD-Reimann,
lnstitut fur flrganische Chemie der Universitzt,
Joh.-Joachim-Becher-Weg 18-20, 0-6500 Mainz
**Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und vom Fonds der Chemischen Industrie unterstutzt.
-
-
c) G.M. Whitesides, W.F. Fischer, J. San Filippo, R.W. Bashe,
H.O. House, J. Am. Chem. SOC. 91 (1969) 4871; d) E.J. Corey,
D. Floyd, B.H. Lipshutz, J. Org. Chem. 43 (1978) 3418.
/8/ Herstellung von a) R-CrC-CU nach D.C. Owsley, C.E. Castro,
Synth. 52 (1972) 128; b) CuBr.(CH,),S nach H.O. House, C.-Y. Chu,
J.M. Wilkins, M.J. hen, J. Org. Chem. 40 (1975) 1460.
/9/ a) T.B. Grindley, K.F. Johnson, A.R. Katritzky, H.J. Keogh, Ch.
Thirkettle, R.D. Topsom, J. Chem. SOC. Perkin 11, 1974, 282; b)
L.I. Peterson, Tetrahedron Lett. 1968, 5357.
/ l o / S.V. Ponomarev, O.A. Zakharova, S.A. Lebedev, I.F. Lutsenko, Zh.
Obshch. Khim. 45 (1975) 2680.
a
*
39
-
nach Koenigs-Knorr- und verwandten Verfahren /6,7/ nicht ertolgreicn ist, haben wir den 9 - F l u o r e n y l m e t h o x y c a r b o n y l (Fmoc)-Rest /8/ mit dem Ziel eingesetzt, eine selektive
Aminodeblockierung an Serin-Glycopeptiden zu erreichen.
Zu diesem Zwecke wird Fmoc-Serinbenzylester 1 mit 2,3,4,6Tetra-0-benzoyl-a-D-glucopyranosylbromid
in Gegenwart Yon
Silbertrifluormethansulfonat/Tetramethylharnstoff/7/ zum
Serin-8-glucosid 2 als Modellsubstanz in 5 8 % Ausbeute
z
Bz
CH2-0-$-Ser-0
Bzl
Benzoyl
=
Bzl= Benzyl
0
ter Fassung am 27. September 1982
/Z
129
be,
Fmoc-HN-$ti-C006zl
1
Eingegangen am 9. August, in verander-
Ag-Triflat
S/
*
(Me2N)zCO
020
OBZ
2
4
-CH7-flBz
3 : R = - H
: R =
:
R
=
-CH2-0Bz 58%
s : R = - H
70%
umgesetzt. Die Struktur von $ wird spektroskopisch und elementar-analytisch gesichert. Im 'H-NMR-Spektrum verursacht
H-1 ein Dublett bei 6 = 4 . 7 6 ppm. Die Kopplungskonstante J
$2
= 8.1 H z belegt die 8-Konfrguration. Oas 13C-NMR-Signal des
C-1 bei 6 = 701.3 ppm untermauert diese Feststellung.
Die Glycosylierung von 1 gelingt auch nit 2,3,4-Tri-o-benZoyla-0-xylopyranosylbromid 3 in guter Ausbeute. Die 8-Konfiguration des biologisch relevanteren Konjugates 2 ist durch die
Kernresonanzspektren bisher nicht sicher z u belegen. K'eder
die Jc- llH-Kopplungskonstante im gated-' 3C-NMR-Spektrum mit
169.1 Hz sprirht klar fur das 6-Anowere 2, noch liegen sowohl die Protonenkopplung J1/2 = 4.7 t i z irn 90 MHz-'H-NMR-
-
38
-
- 40
-
Spektrum als auch die chemische Verschiebung von C-1 ( 6 =
100.1 ppm) im '3C-NMR-Spektrum in einem Bereich, der eine
klare Zuordnung zur a - oder 8-Reihe ohne weitere Vermessung
ahnlich geschutzter Xylopyranose-Derivate erlaubt /9/.
Der Wert dei- Fmoc-Gruppe fur die Glycopeptid-Synthese zeigt
sich darin, daI3 beide Glycosylserin-Derivate 4 und 2 i n
Morpholin selektiv und in hoher Ausbeute an der Aminofunktion
deblockiert werden konnen.
wird, wie schon bei
und 10, in Morpholin abgespalten. Vom
N-deblockierten Glucotripeptidester 12 laRt sich der C-terminale Benzylrest kydrogenolytisch quantitativ entfernen.
H-Asn-Leu-S r 06zl
f-
'
H-Sy-OBzl
bBz
__13__
H-Asn-Leu-S
f - OH
H-Am-Leu-S r
Morpholin
$,Z
( 4 )
83 %
7r- OH
H2N-NHZ
BzO
6
R = -M2-OBz
Z:R=-H
:
98%
CH30H
OBZ
97%
14
-~
15
98 %
~~
=
I n beiden Fallen wird weder die gefurchtete 8-Eliminierung
/lo/ des glykonischen Teils noch eine Esterspaltung beobachtet. Die N-deblockierten Verbindungen 6 und 7 zeigen ahnliche Charakteristika in ihren NMR-Spektren wie die Verbindungen
und 5 , wonach nur fur 5, die 8-Konfiguration vollig
gesichert ist.
Die freie Aminofunktion von 6 reagiert mit Fmoc-Leucin 8
und ebenso mit dem N-geschutzten Dipeptid Fmoc-Asn-Leu-OH 2
unter Einwirkung von Ethyl-2-ethoxy-l,2-dihydro-l-chinolin-
carbowlat (EEDQ)/ll/ ZU dem 0-Glycosyl-dipeotld 10 bzw.
_
ZUm 0-Llycosyl-tripeptid _11.
-
41 -
-Bzgj-7
Morphol in
6
Fmoc-Leu-OH
CEDQ/CH2CI
g
Bz
I
OBz
_l o_
Fmoc-Asn-Leu-OH
62%
2
H-Le u-Ser-OBzl
I
EEDQ/CH2Cl
1
I
&
Fmoc-Asn-Leu-S
r OBzl
t-
'
6Bz
DMF , DCC,
1-Hydroxy-benzotriazol
11
Die Fmoc-Gruppe kann auch auf der Stufe des Glycodipeptids
- _ hoch selektiv abgespalten werden. Durch Umsetzung des
1Q
N-deblockierten L e u c y l - g l y c o s y l s e r i n e s t e r s 1 2 mit Fmoc-Asparagin erhalt man wiederum das geschutzte Glycotripeptid 11.
das als Modellsubstanz fur 0 - N - T r a n s g l y c o s y l i e r u n g e n
dienen soll. Ein Nachteil dieses letztgenannten Weges liegt in
der Schwerloslichkeit des Fmoc-Asparagins, weshalb die Ausbeute dieser Kettenverlangerung n u r maRig ist. Die Struktur
der Glycopeptide 1Q - 12 wird wiederum NMR-spektroskopisch
und elementaranalytisch belegt.
Vom voll geschutzten Glycotripeptid I
' haben wir nacheinander
selektiv alle Schutzgruppen abldsen konnen. Die Fmoc-Gruppe
-
42 -
43 -
A m i n o s a u r e k o h l e n s t o f f s i g n a l e konnen ebenfalls eindeutig
zugeordnet werden. Bei 174.4, 172.6, 172.1 und 168.1 ppm erscheinen die Signale der vier Carbonylkohlenstoffe.
Nach diesen Ergebnissen erweist sich die Fmoc-Gruppe als
wertvolles Instrument zur gezielten N-terminalen Kettenverlangerung der basenlabilen 0-Glycopeptide. Bei diesem Verfahren bleibt auch die Carboxygruppe im Benzylester reversibel geschutzt. Allerdings kann der Benzylester nicht
selektiv neben der Fmoc-Gruppe hydrogenolytisch gespalten
werdrn, da diese bei der katalytischen Hydrierung nicht stabil ist /12/. Eine weitere Grenze liegt in der zunehmenden
Schwerlaslichkeit groDerer Fmoc-Bausteine, so daD dort wohl
wieder auf die loslichkeitsvermittelnden Schutzgruppen zurdckgegriffen werden muR.
Arbeitsvorschriften:
N-(9-Fluorenylmethoxycarbonyl)-0-i2.3.4.6-tetra-O-ben~ovl8-D-~lucopyranosyl)-L-serin-benzylester
43%
Fmoc-Asn-OH
62 %
(c=O.S.MeOtl)
Die als problematisch geltende Abtrennung der Benzoylreste
im Kohlenhydratteil des Glucotripeptids 14 gelingt glatt mit
Hydrazinhydrat in Methanol bei Raumtemperatur. Laut Dunnschichtchromatogramm verlauft sie in 30 min.vollstandig und
einheitlich unter Bildung des freien Glucotripeptids 12, das
selbst aus einem kleinen Ansatz (0.4 mmol) nach Ahfangen des
Hydrazins mit Aceton durch Umkristallisieren aus Methanol/
Essigester in 6 2 % Ausbeute isoliert werden kann. Eine !--Eliminierung des Kohlenhydratteils ist nicht zu beobachten. Die
Struktur des 0-Glucosylserin-Tripeptids 12 wlrd NMR-spektroskoyisch belegt. Insbesondere im 13C-NMR-Spektrum zeigt das
Signal des anomeren Kohlenstoffatoms bei S=lOl . 7 ppm die
P-glycosidische Bindung an. Alle ubrigen Kohlenhydrac- und
-
Fmoc-Leu-Ser-OBZl
-14,s'
Zu 2.31 g (9 mmol) Silbertriflat in 40 ml absol. Methylenchlorid tropft man bei -4OOC eine Losung von 3.95 g (9.5 nwl)
Fmoc-Serin-benzylester 1, 5.95 g ( 9 mmol) 2.3.4.6-Tetra-Obenzoyl-a -D-glucopyranosylbromid und 1.1 g (9.3 mmol)
Tetramethylharnstoff in 60 ml absol. Methylenchlorid zu.
Nach 18 h bei Raumtemperatur wird der Niederschlag abfiltriert und mit 20 ml Methylenchlorid gewaschen. Die organischen Filtrate werden mit 30 ml Wasser, zweimal mit 5 0 ml
10 proz. Kaliumhydrogencarbonat-Losung und wiederum mit Wasser extrahiert und iiber Natriumsulfat getrocknet. Nach Abdestillieren des Losungsmittels i.Vak. chromatographiert
man dber 300 g Kieselgel 60 mit Toluol/Ethanol (26:l). Das
Produkt (Rf = 0 . 5 0 , Toluol/Ethanol = 26:l) kristallisiert
aus Essigester/Petrolether in weinen Nadeln.
Ausbeute: 5.2 g (58 % ) ; Schmp. lll-113°C,[a]~z=
+6.34
=
(c=O.S1,EtO.k); 'H-NMR (CDCl3):6 (ppm) = 4.76 (d, J
1.2
8.1 Hz, H-1); 13C-NMR (CDC13): S(ppm) = 101.3 (C-1)
-
44 -
IbspaltunR der Fmoc-Gruppe:
0~(2,3,4,6-~etra-0-ben~oyl-~~D-~lucopyranosyl)-L-serin-
benzylester
zu zitieren als
Angew. Chern. Suppl.
1983.47-56
2
1 g ( I mmol) des glucosyl.icrten Fmoc-Serinesters 4 werden
In 10 ml Plorpholin 30 Vin. be1 Raumtemperatur geruhrt. Nach
iugahe von 100 ml Methylenchlorid schuttelt man mit 50 m l
sehr verdunnter Salzsdure (pH-4) und viermal mit 50 ml Was
ser aus, trocknet d i e organische Phase u b e r Natriumsulfat
und destilliert das ?lcthylenchlorid i.Vak. ah. >Ian glbt das
Rohprodukt in henig Essigester auf eine kurze Kleselgels z i u l e , cluiert mit Essi&ester/Petrolether 1:2 zuerst das h (9-Fluorenylmethyl)-mcrpholin und dann 6 nit Essigester.
Ausbeutc: 0.7 g (97 %),5chmp.5S°C, [cY]i21 r10.91 (c=O.51,
CHC13). 'Ii-NMR (CDC13). d (ppm) =4.89 (d,J1,?=7.4Hz,lt-1).
to be cited as
Angew. Chem. Suppl.
1983,4?-56
0 Verlag ChernieGrnbH,0-6940Weinhem. 1983
0721 -422?/83/0101-0047t
02 5010
Uber an srnetall-substituierte
Stibane
Cp(CO)(L)Fe-SbBr,-PMej
(L = CO. Me-P.
~.
a1
ACC
MeNC) -
oren'
~
1:1-~~~riostiban-Trimethylphosphan-KomPlexe/1/
Yon Hans-Achim Kaul, Dieter GrelRinger, Wolfgang Malisch'
Heinz-Peter Klein und Ulf Thewalt * *
Irn Ferrio-stiban Cp(CO)2Fe-SbMep
laRt sich ein CO-Ligand
miihelos durch tertilre Phosphane ersetzen, wodurch ein asymmetrisches Metallzentrum aufgebaut wird / 2 / . Ein weiterer
Ligandenaustausch scheitert an der erhohten Kcordinationsfestigkeit des verbleibenden CO-Lzganden. Wir haben jetzt
untersucht, ob das im Falle einer Halogensubstitution gesteigerte Akzeptorvermogen der W-gebundenen Antimonido-Einheit /3/, die zweimalige Einfilhrung Yon Trimethylphosphan
errnoglicht.
zu diesem Zweck wurde das Stiban Cp(C0)2Fe-SbBr2 /3/ in
Benzol bei 25OC mit Me3b umgesetzt. Dabei tritt alyerdings
nicht eine CO-Substitution, sondern ausschlieRlich eine
Prof. Dr. W. Malisch, Dr. H. A. Kaul. D. GreiRinger ,
Institut fur Anorganische Chemie der Universitat WUrzburg, Am Hubland, D-8700 Wurzburg
Prof. Dr. U. Thewalt, Dipl. Chem. H.-P. Klein.
Sektion fiir Rontgen- und Elektronenbeugung der Universitlt Ulm. Oberer Eselsberg, D-7900 Ulm
**
-
45
Rontgen-Strukturanalyse.
-
-
/1/ Ubersicht: >.Sharon und H.Lls, Chem.Engin.News 58, (1981), 21
/2/ H.Paulsen und J.-P.Wlck, Liebigs Ann.Chem.1982, 1121 und dort
zitierte Literatur
/3/ A.E.Lutzow und J.R.Vercellotti, J.Chem.Soc. C 1967, 1750
/4/ ti.Kunz und M.Buchholz, Angew.Chem. 93 (1981),91?, Angew.Chem.Int.
Ed.Eng1. 20 (1981), 894
/5a/ H.Kunz und H.X;luth,Angew.Chem. 93 (1981), 918, hgew.Chem.int.Ed.
Ergl. 20 (1981), 895
/5b/ H.Kunz und Lnauth, Liebigs Ann.Chem., z.Druck eingerreicht.
/6/ A.F.BochkoV und G.E.Zalkov. The Chemistry of the 0-Glycosidic Bond,
Pergamon Press, Oxford 1g79
/7a/ S.Hanessian und J.Banoub, Carbohydr.Res.52 (1977), 261
/ 7 b / J.Banoub und D.R.Bundle, Can.J.Chem. 57 (1979), 2085
/8/ L.A.Carpino und N.Y.Han, J.0rg.Chem. 37 (1972), 3404
/9/ T.C.Mc Ewan,A.G.>k Innes und D.G.Smith,Carbohyd.Res. 104 (1982), 161
/lo/ R . K h und J.Low, Chem.Ber. 74 (1941), 219
/11/ B.Bclleau und G.?kilek,J.An.Chem.%c. 90 (1968), 1651
/12a/ J.blartinez,J.C.Tolleund M.Bodanszky,J.Org.Chem. 44 (19?9), 3596
/ 1 2b/ EAtherton,L .Ilury,R. C.Sheppard und B.J .Williams, Tetrahedron Lett .
1979, 3041
Eingegangen am 16. September, in erweiterter Fassung am 10. November 1982
/Z
147
S/
47
-
Addition des Phosphans an das trivalente Antimonatom unter
Bildung des Addukts 2 ein /4/.
Q
2
Ein einfacher CO/Me3P-Austausch am Metal]. erfolgt e r s t in
Gegenwart eines starken ijberschusses an Phosphan und bei
erhohter Reaktionsternperatur ( 6 o 0 C ) , ohne daR der Sb-gebun1aRt
dene Donor abdissoziiert. Die Einfilhrung Yon MeNC an
sich bereits ab 40°C erzielen.
2
- -3a: L
He P
&:
MeNC
2. 3a, & sind ais Addukte von Trimethylphosphan mit der
=
_
Lewis-Sgure Cp(CO)(L)Fe-SbBr2
zu beschreiben. Die Koordination am Antimon wird durch die Hochfeldlage seiner 31PResonanz belegt [-42.3 (2). -53.1 (%)
- bzw. -43.2 (&)I,
auRerdem durch eine niederfrequente Verschiebung der vCOasum 20 bzw. 60 em-' /3/5/.
bzw. vCOs-Bande von
Obwohl vom Wechsel Methyi/Brom eine Steigerung der Lewisacidi tat des Antimonatoms zu erwarten 1st. uberraschen die
Befunde Yon G 1 . (1) und (2). weri fur Cp(CO)2Fe-SbBr2 ganz
hervorragende Lewisbase-Eigenschaften nachgewiesen wurden
/3/? die bei dem in freier Fcrm blsher nicht darstellbaren
Stiban Cp(C0)(Me3P)Fe-SbBr2 aufgrund des guten Donorvermogens des Phosphan-Liganden weiter gesteigert sein sollten.
Irn Gegensatz zur "metallfreien" Lewis-Saure Hal Sb (Hal =
Cl, Br) /6-10/ bilden die Metall-stibane aber kelne Komple-
a
1
- 46
-
L
-
48 -
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