1969 W. Konia und R. Geiaer 125 Liebigs Ann. Chem. 727, 125 - 129 (1969)

Eine neue Synthese des Antamanids

von Wolfgang Konig und Rolf Geiger

Aus den Farbwerken Hoechst, vormals Meister, Lucius & Bruning, D-623 Frankfurt-Hochst

Eingegangen am 20. Marz 1969

Durch RingschluB des linearen Decapeptids Phe-Phe- Pro -Pro - Phe -Phe-Val -Pro - Pro - Ala (Stellung 5 4 4 in Formel 1) mittels Dicyclohexylcarbodiimid/N-Hydroxy-succin- imid wird das cyclische Decapeptid Antamanid in 36.5proz. Ausbeute erhalten.

A Novel Synthesis of Antamanid By cyclization of the linear decapeptide phenylalanyl-phenylalanyl-prolyl-prolyl-phenyl- alanyl-phenylalanyl-valyl-prolyl-prolyl-alanine (position 5 + 4 in formula 1) with the help of dicyclohexylcarbodiimide/N-hydroxy-succinimide (DCC/HOSu) antamanid (1) is ob- tained in a 36.5% yield.

Antamanid, eine lipophile Komponente der Inhaltsstoffe von Arnunitu phoffoides, ist ein Cyclodecapeptid der Formel 1 ; es enthalt nur L-Aminosauren 1).

phee d Phe" - Val' - P r o Z .-) Pro3

t 1 Pro" c Pro' c Phe6 c Phe5 C Ala4

1

Bei den interessanten physiologischen Eigenschaften des Antamanids - es hebt bei rechtzeitiger Applikation die todliche Wirkung der Phallotoxine2) und der Amatoxinez) auf - schien uns die Sequenz mit ihren je zwei Pro-Pro- und Phe-Phe-Dipeptidbruchstucken ein geeignetes Studienobjekt fur eine rasche und rationelle Synthese dieses Decapeptids zu sein.

Von den 10 Moglichkeiten des Ringschlusses einer linearen Decapeptidvorstufe wurden bereits zwei verwirklicht3). Einmal wurde zwischen Phe5 und Phe6, das andere Ma1 zwischen Pro* und Phe9 cyclisiert. Unsere Vermutung, daB zwischen Alanin (Ala4) und Phenylalanin (Phes) eine vergleichsweise geringe sterische Hinderung zu erwarten sei, fuhrte zur Synthese von H-Phe-Phe-Pro-Pro-Phe-Phe-Val- Pro-Pro-Ala-OH (2) nach Schema 1, wobei zunachst die beiden Dipeptide Z -

1 ) Th. Wieland, G . Liiben, H . Ottenheym, J . Faesel, J . X. de Vries, W . Konz, A . Prox und J. Schmid, Angew. Chem. 80, 209 (1968); Angew. Chem., internat. Edit. 7, 204 (1968); Th. Wieland, G. Liiben, H . Ottenheym und H . Schiefer, Liebigs Ann. Chem. 722,173 (1969).

2) Th. Wieland, Fortschr. Chem. org. Naturstoffe [Wien] 25, 214 (1967). 3 ) Th. Wieland, J . Faesel und W . Konz, Liebigs Ann. Chem. 722, 197 (1969).

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Pro-Pro-OH und Z--Phe--Phe-OH unter Umgehung der Ester direkt aus aktivierten Z-Aminosaure-estern und Arninosauren hergestellt wurden4.5). Bei der Synthese von Z -Pro - Pro -OHs) lieferte der Nitrophenylester wesentlich bessere Ausbeuten als der N-Hydr oxy-succinimidester. Zur Kniipfung der weiteren Peptid- Bindungen bedienten wir uns der racernisierungsfreien DicyclohexyIcarbodiimid/ N-Hydroxy-succinirnid-Methodeb) (DCC/HOSu-Methode); nur bei Sequenz Z-- Pro-Pro-Ala-OBu' aus 2-Pro-Pro-OH und H-Ala-OBu' ergab die Ge- rnischte-Anhydrid-Methode7), die bei Carboxyl-endstandigem Prolin ohne Race- rnisierung verlauft, bedeutend bessere Ausbeuten.

Schema I . Darstellung von 2. - Abkiirzungen: 2 = Benzyloxycarbonyl, ONP = p-Nitro- phenylester, O B d = tert.-Butylester, 0% = N-Hydroxy-succinimidester, DCC = Dicyclo- hexylcarbodiimid, HOSu = N-Hydroxy-succinimid, HZ/Pd = katalytische Hydrierung mit

Pd-Katalysator, TFE = Trifluoressigsaure.

Bei der Cyclisierung von 2 zu 1 bewahrte sich wiederurn die DCC/HOSu-Methode6), die kiirzlich zur Cyclisierung von [Clys, Gly**]-Grarnicidin S8) eingesetzt wurde. Das Antamanid konnte auf diese Weise aus dem freien Decapeptid 2 in 36.5 proz. Ausbeute

4) G. W . Anderson, J . E. Zimmerman und F. M . Callahan, J. Amer. chem. SOC. 85, 3039 ( 1 963).

5 ) L. A . Shchukina, G . A . Ravdel, M . P . Filatova, E. P . Semkin und S. N . Krasnova, Chim. prirodnych Soedinenij 2, 124 (1966) [C. A. 65, 10663 (1966)f.

6) F. Weygand, D. Hofmann und E. Wiinsch, Z. Naturforsch. 21b, 426 (1966); E. Wiinsch und F. Drees, Chem. Ber. 99, 110 (1966).

7' Th. Wielond und H. Bernhurd, Liebigs Ann. Chem. 572, 190 (1951); R . A . Boissonnas, Helv. chim. Acta 34, 874 (1951); J . R . Vaughan j r . , J. Amer. chem. SOC. 73, 1389 (1951).

8) J. Halsrrem und H. Klostermeyer, Liebigs Ann. Chem. 715, 208 (1968).

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synthetisiert werden. In Schmelzpunkt und chrornatographischem Verhalten unter- scheidet es sich nicht von natiirlichem Antamanid. Auch im biologischen Test zeigte sich die erwartete Wirkung.

Herrn Prof. Dr. Th. Wieland, mit dessen freundlichem Einverstlndnis wir die Synthese unternahmen, danken wir fur die uberlassung von Vergleichsmaterial und fur die biologische Priifung unserer Verbindung.

Beschreibung der Versuche Die Schmelzpunkte wurden in offenen Kapillaren bestimmt und sind nicht korrigiert. -

Die Drehwerle wurden in einem 1-dm-Rohr im lichtelektrischen Polarimeter der Fa. Carl Zeiss gemessen, die Werte der D-Linie graphisch ermittelt. - Chromatographische Reinheits- priifungen (DC) wurden auf Diinnschichtplatten (E. Merck) in verschiedenen Laufmitteln vorgenommen.

H-Pro-Pro-Ala-OBu'~HCI. - Zu34.6g(O.1 Mol) Z - P r o - P r o - 0 H J ) u n d 13.6ccm (0.1 Mol) Triathylamin in 150ccm Methylenchlorid laBt man bei -10" unter Riihren 13.6 g (0.1 Mol) Chloratneisensaure-isobutylester in 40 ccm Methylenchlorid tropfen, riihrt 10 Min. bei -lo", gibt 18.2 g (0.1 Mol) H-Ala-OBu'.HCI (durch Hydrieren von Z-Ala-OBu'9) bei gleichzeitiger Zugabe von methanol. Salzsaure bei p H 4.5 hergestellt, Schmp. 164") und 13.6 ccm (0.1 Mol) Triathylamin zu, riihrt 2 Stdn. bei etwa 0" und laBt 12 Stdn. bei Raum- temperatur stehen. Danach wird i. Vak. eingeengt, der Riickstand zwischen Wasser und Essig- ester verteill, die Essigesterphase mit 2 n Zitronenslure, gesatt. NaHCO3-Losung und Wasser ausgeschiittelt, mit NazSOd getrocknet und eingeengt. Es bleiben 47.3 g 01 zuriick. Der Riickstand (Z-Pro-Pro--Ala- OBu') wird in etwa 350 ccm Methanol gelost. Durch die Losung, der man etwas Pd(OH)z/BaSO4-Katalysator 10) zugesetzt hat, leitet man Wassersrofl, wobei durch Zutropfen von I n methanol. HCI mit Hilfe eines Autotitrators pH 4.5 gehalten wird. Nach der Hydrierung wird iiber ein Kieselgel-Filter abgesaugt, das Filtrat eingeengt und der Riickstand rnit Ather verricben. Ausbeute 3 I .7 g (84%), Schmp. 151 - 153", [a]$ =

- 152" ( c = I , Methanol).

C ~ ~ H ~ O C I N ~ O ~ (375.9) Ber. N 11.18 Gef. N 11.3

Z-Phe-Phe-OH. - 66 g (0.4 Mol) Phenylalanin werden in einer Mischung aus 800 ccm Dioxan und 200 ccm 2 n NaOH gelost. Man gibt 79.2 g (0.2 Mol) Z-Phe-OOSuIl) zu, riihrt 12 Stdn. bei Raumtemperatur, saugt ab, dampft das Filtrat i.Vak. ein, nimmt den Ruckstand in 400 ccrn Essigester auf, schiittelt mit 2 n HCI und Wasser aus, trocknet die Essigesterphase uber NaZS04 und destilliert das Losungsmittel ab. Der Riickstand wird aus Athanol/Wasser (3 : 1) umkristallisiert. Ausbeute 69.0 g (77 %), Schmp. I58 - 160".

C ~ ~ H ~ ~ N Z O J (446.5) Ber. C 69.97 H 5.87 N 6.27 Gef. C 69.6 H 5.9 N 6.3

Z - Phe-Phe-Pro-Pro-0H.Cyclohexylamin. - Aus 44.6 g (0.1 Mol) 2 - P h e - P h e - OH, 23 g (0.2 Mol) N- Hydroxy-succinimid und 22 g (0.107 Mol) Dicyclohexylcarbodiimid

9) G. W. Anderson und F. M. Callahan, J. Amer. chem. SOC. 82, 3359 (1960). 10) R. Kuhn und H. J . Haas, Angew. Chem. 67, 785 (1955). 1 1 ) G. W. Anderson, J . E. Zimmerman und F. M . Callahan, J. Amer. chem. SOC. 86, 1839

(1964).

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(DCC) wird in 400 ccm Tetrahydrofuran bei - 5" der Hydroxysuccinimidester hergestellt. Man riihrt nach Zugabe von DCC 1 Stde. bei -5" und 2 Stdn. bei Raumtemperatur, saugt vom Harnstoff ab und destilliert das Losungsmittel i.Vak. ab. Der Riickstand wird aus Athanol urnkristallisiert. Ausbeute 42.5 g (78%), Schmp. 148--151°, [a]g = -30.9" (c = 1, Dimethyl- acetamid). - 37.8 g (70 mMol) Hydroxysuccinimidester werden rnit 15.4 g (73.5 mMol) Pro-Pro-OH12) in 150 ccm Dimethylformamid ca. 45 Min. geriihrt. Man gibt 8.1 g (70 mMol) N-Athyl-morpholin zu und riihrt 12 Stdn. bei Raumtemperatur. Nach Eindampfen i.Vak. nimmt man den Riickstand in 200ccm Essigester auf, schiittelt mit I n HCI und wenig Wasser aus, trocknet iiber Na2S04 und destilliert den Essigester ab. Der Riickstand wird in wenig Aceton aufgenommen. Auf Zugabe von 8.5 ccm Cyclohexylamin und 300 ccm Ather fallt ein Niederschlag aus, der nach 2 Stdn. bei 0" abfiltriert, getrocknet und aus Isopropyl- alkohol umkristallisiert wird. Ausbeute 29.0 g (65%), Schmp. 194- 196". [a]$ = -101" (c = 0.3 in Methanol).

C42H5zN507 (739.8) Ber. C 68.2 H 7.08 N 9.47 Gef. C 68.2 H 7.2 N 9.6

Z-Phe-Phe-Val-Pro-Pro-Ala--But. - Zu einer Losung von 37.6 g (0.1 Mol) H - Pro-Pro- Ala- OBuf .HCI in 200 ccm Methylenchlorid und 13.6 ccm Trilthylamin (0.1 Mol) gibt man 38.5 g (0.1 1 Mol) Z - Val-OSuII), riihrt etwa 5 Stdn. bei Raumtempe- ratur und IaiBt 3 Tage bei Raumtemperatur stehen. Danach wird i.Vak. eingeengt und der Riickstand zwischen Essigester und Wasser verteilt. Die Essigesterphase wird mit 2 n Zitronen- saure, gesatt. NaHCO3-LBsung und Wasser gewaschen, mit Na2S04 getrocknet und eingeengt. Der Riickstand wird in Essigester gelost und an basischem A1203 (Woelm, Aktiv.-Stufe 1) chromatographiert. Das Eluat wird eingeengt: 51.5 g (89%, bez. auf H-Pro-Pro-Ala- OBut.HCI) oliges Z- Val-Pro-Pro-Alu-OBu'. Es wird in etwa 350 ccm Methanol ge- lost, mit etwas Pd(OH)2/BaS04-Katalysator 10) versetzt und hydriert, wobei durch Zutropfen von 1 n methanol. HC1 mit einem Autotitrator pH 4.5 eingehalten wird. Nach der Hydrierung wird iiber ein Kieselgur-Filter abgesaugt, das Filtrat eingeengt und der Ruckstand 2-3 ma1 mit Ather verrjeben. Der Ather wird verworfen und der Ruckstand i. Hochvak. getrocknet. Es verbleibt ein amorphes, DC-einheitliches Produkt ; Ausbeute 40.8 g (96 %, bez. auf Z -Val - Pro-Pro-Ala-OBu') amorphes H - Val-Pro-Pro-Ala--OBu'.HCl. Es wird rnit 38.3 g Z-Phe-Phe-OH, 19.6 g N-Hydroxy-succinimidund 11.5 ccmTriathylamin in etwa 600 ccm Methylenchlorid unter Riihren auf 0' abgekiihlt und mit einer eiskalten Losung von 18.7 g DCCin Methylenchlorid versetzt. Man riihrt 3 Stdn. bei 0" und 1aBt 12 Stdn. bei Raurntempe- ratur stehen. Das Filtrat wird eingeengt, der Riickstand zwischen Essigester und Wasser verteilt, die Essigesterphase ausgeschiittelt, getrocknet und eingedampft. Der Riickstand wird 3 ma1 rnit Ather verrieben und abfiltriert;der Ather wird verworfen. Ausbeute60.85g(71%, bez. auf Zur Analyse wurde eine Probe in Tetrahydrofuran an basischem A1203 (Woelm, Aktiv.-Stufe 1) gereinigt. Von 127" an beginnt die Substanz zu schmelzen. [a]? = - 126" (c = 2, Methanol).

H - Pro - Pro -Ala -OBu'.HCI) Z - Phe - Phe - Val- Pro -Pro - A h -0Bul .

C48H62N609 (867.1) Ber. C 66.49 H 7.21 N 9.69 Gef. C 66.6 H 7.3 N 9.5

H-Phe-Phe- Val -Pro-Pro--Ala-OBd. - Zu einer Losung von 8.9 g Z - P h e - Phe- Val-Pro-Pro-Ala-OBu' in Methanol gibt man Pd(OH)2/BaS04-Katalysatorlo) und hydriert, wobei durch Zutropfen von 1 n methanol. HCI rnit einem Autotitrator pH 4.5

12) N . C . Davis und E. t. Smith, J. biol. Chemistry ZOO, 373 (1953).

I969 Eine neue Synthese des Antamanids 129

cingehalten wird. Nach der Hydrierung wird filtriert, das Filtrat i.Vak. eingedampft und der Riickstand in Wasser aufgenommen. Das Filtrat wird rnit NazCO3-Losung auf pH 9 gebracht und rnit Essigester 3 ma1 extrahiert. Die vereinigten Essigesterphasen werden mit Na2SO4 getrocknet und eingedampft. Es bleiben 7.3 g (97 %) amorphe, DC-einhei'liche Substanz zu- ruck.

Z--Phe-Phe-Pro-Pro-Phe-Phe- Val-Pro-Pro-Ala-OBu'. - 8.1 g ( 1 1 mMol) Z- Phe- Phe - Pro -Pro -- O H . Cyclohexylarnin werden zwischen Essigester und 2 n HCI verteilt. Die Essigesterphase wird mit Wasser gewaschen, rnit NazS04 getrocknet und ein- gedampft. Der Riickstand wird in 40 ccm Dimethylformamid gelost und mit 7.3 g (10 mMol) H - Phe - Phe - Val -Pro --Pro - Ala - OBu' und 2.3 g (20 mMol) N-Hydroxy-succinimid versetzt. Man kiihlt auf - 10". gibt 2.2 g DCC (gelost in 5 ccm kaltem Dimethylformamid) dazu, lant 4 Stdn. bei tiefer Ternperatur und 12 Stdn. bei Raumtemperatur stehen, dampft ein, nimmt den Riickstand in Essigester auf, schiittelt mit 2 n Zitronensaure, gesatt. NaHCO3- Losung und Wasser aus, trocknet die Essigesterphase mit Na2S04 und dampft i.Vak. ein. Der Riickstand wird in Tetrahydrofuran gelost und an basischem A1203 (Woelm, Aktiv.- Stufe 1) chromatographiert. Das Eluat wird eingeengt und i. Hochvak. getrocknet. Es bleibt eine amorphe, DC-einheitliche Substanz zuriick; Ausbeute 8.35 g (61 %).

C ~ ~ H ~ ~ N ~ O O ~ ~ . H Z O (1373.6) Ber. C 66.4 H 7.05 N 10.20 Gef. C66.3 H 7.1 N 10.6

Z- Phe- Phe- Pro - Pro - Phe - Phe - Val- Pro ~ Pro- Ala- OH. - 18.9 g 2- Phe- Phe - Pro - Pro - Phe - Phe - Val - Pro - Pro - Ala - OBu' werden in ca. 50 ccm Trifluoressig- suitre gelost. Man laRt 10 Min. bei Raumtemperatur stehen und dampft bei 25" (Bad) i.Vak. ein. Mit Ather wird 3 ma1 nachdestilliert, der Riickstand mit Ather verrieben und abgesaugt. Ausbrute 17.2 g (95 %) amorphe, DC-einheitliche13) Substanz.

H - P h e - Pl ie -Pro-Pro-Phe--Phe-Val -Pro-Pro-Ala-OH. - 16.9g Z-Phe- Phe - Pro - Pro - Phe - Phe - V a l - Pro - Pro - Ala - OH werden in 250 ccrn Methanol gelost und mit Pd(OHl~/BaSOj-KatalysatorlOJ hydriert. Das Filtrat wird eingeengt und der Riickstand rnit Ather verrieben. Ausbeute 15.0 g (99%) amorphe Substanz. - DC: Wenig Ninhydrin-positive Verunreinigung.

Antamanid. - Zu einer Losung von 2.3 g (2 mMol) H - Phe - Phe - Pro - Pro - Phe - Phe- Val- Pro-- Pro- Ala-OH in 50 ccm Dimethylformamid gibt man 450 ccm Methylen- chlorid und 920 mg N-Hydroxy-succinimid. Man kiihlt auf OD, gibt unter Riihren eine ge- kiihlte (0 ) Losung von 880 mg DCC in wenig Methylenchlorid zu, 1aBt 2 Stdn. bei 0" und ca. 50 Stdn. bei Raumtemperatur stehen, dampft i. Vak. ein und versetzt den Ruckstand mit Tetrahydrofuran. Dicyclohexylharnstoff wird abfiltriert und das Filtrat i. Vak. eingeengt. Der Riickstand wird in wenig Tetrahydrofuran gelost und mit Tetrahydrofuran an 2 0 g basischem A1203 (Woelm, Aktiv.-Stufe I) chromatographiert. Es werden etwa 100- 120 ccm Eluat gesammelt und i. Vak. eingedampft. In 20 ccm Chloroform/Aceton (8 : 2) wird der Riickstand gelost und an 20 g Kieselgel (0.05-0.20 rnm; Merck) chromatographiert. Das Eluat von ca. 100ccm Chloroform/Aceton (8 : 2) wird verworfen. Das Eluat von 100ccm Tetrahydrofuran wird eingedampft und der Ruckstand aus Aceton/Wasser urnkristallisiert. Ausbeute 834mg(36.5%),Schmp. 170-174"; [a]:&= --196", [a]:,",= --160.5", [ C X ] ~ ~ = -148" ( c = I , Methanol). - DC: Einheitlich und identisch mit dem Naturprodukt 1).

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