人类松弛素-2衍生物以及由其制备人类松弛素-2的方法

摘要

本发明属于药物合成技术领域，公开了人类松弛素-2的A链衍生物和B链衍生物以及由上述衍生物制备人类松弛素-2的方法，其中A链衍生物中的一对二硫键采用自然氧化法，并且采用PySSPy活化巯基，便于形成第二对二硫键，最后采用碘氧化形成第三对二硫键，成功避免了一步自然氧化法易产生错位的二硫键。此外，本发明采用简单、常用的巯基保护基，避免了采用Stbu等需要特殊切割试剂的巯基保护基，更有利于工业化生产。

说明书

技术领域

本发明涉及药物合成技术领域，具体涉及人类松弛素-2衍生物以及由 其制备人类松弛素-2的方法。

背景技术

人类松弛素-2，通常简称为RLN2，药物名称也被命名为Relaxin，即 松弛肽，是人体内发现的一种多肽激素。人类松弛素-2由两条链组成，A链 含24个氨基酸且存在链内二硫键，B链含29个氨基酸，A链与B链通 过两个二硫键相连，其结构式如下：

近年来的一系列研究发现，人类松弛素-2对心力衰竭等心血管疾病具 有显著的治疗作用，能够扩张体循环血管、扩张肾脏血管并增加动脉顺应 性。美国专利US5166191A已经公开了人类松弛素用于治疗心血管疾病， 尤其是急性和慢性心力衰竭的方法专利。

人类松弛素-2的制备方法国内外均有报道，其中Erika E.Bullesbach和 Christian Schwabe公开了一种人类松弛素-2的固相合成方法（参见Erika E. Bullesbach and Christian Schwabe:“Totalsynthesis of human relaxin and  human relaxin derivatives by solid-phasepeptide synthesis and site-directed  chain combination”,the Journal of Biological Chemistry,1991,第266卷，第 17期，第10754-10761页）。在该方法中，松弛素-2的A链采用Fmoc法 合成，B链采用Boc法合成，合成过程需要采用HF处理两次，并且需要 三步进行链的组合，不同的二硫键采用不同的保护基、不同的脱保护剂， 因此操作极其复杂，并且产率很低，以使用的人类松弛素-2的B链计算， 总产率仅为1.4％。可以认为，从经济学上讲，其在大规模生产中不可接受。

2010年，Kostas K.Barlos等公开了一种人类松弛素-2的化学合成方法 （参见Kostas K.Barlos等:“An optimized chemical synthesis of human  relaxin-2”,Journal of Peptide Science,2010,第16卷，第4期，第200-211 页）。在该方法中，松弛素-2的A链和B链均采用Fmoc法合成，二硫 键的形成采用随机组合法，各个半胱氨酸的侧链采用同一保护基。这一方 法可提高松弛素-2的产率，但产率也仅为48％，且松弛素-2的B链的合 成工艺复杂，不利于工业化生产。

CN102180964A公开了一种人类松弛素-2的固相合成方法，松弛素-2 的A链和B链均采用Fmoc法合成，但氨基酸侧链采用特殊基团保护， 不同半胱氨酸侧链采用交叉保护基。然而，此类保护基团不易脱除，工业 化有一定难度。

目前，单链小分子多肽的合成技术已经成熟。虽然松弛素-2的A链 和B链的固相合成已经可以得到较好的收率，但是将A链和B链链接制 备松弛素-2的固相合成方法的收率仍然较低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述缺陷，通过各个半胱氨酸的侧链采 用常用的不同侧链保护基，通过不同氧化方法得到人类松弛素-2的A链衍 生物和B链衍生物，从而制备人类松弛素-2。该方法操作简单、设备要求 低，易于工业化生产。

为此，本发明一方面提供了人类松弛素-2的A链衍生物A-1，其具有如 下所示的结构，

pGlu-Leu-Tyr-Ser-Ala-Leu-Ala-Asn-Lys-Cys-Cys(Acm)-His-Val-Gly-Cys -Thr-Lys-Arg-Ser-Leu-Ala-Arg-Phe-Cys-OH。

该衍生物A-1的制备方法，包括如下步骤：

1、Fmoc-Cys(Trt)-OH和树脂反应，获得Fmoc-Cys(Trt)-树脂，其中树 脂优选为2-CTC树脂；

2、Fmoc-Cys(Trt)-树脂采用逐一偶联的方式偶联Fmoc保护基团的其他 氨基酸，获得A链肽树脂；

3、A链肽树脂经裂解反应，获得A链衍生物A-1。

本发明另一方面提供了人类松弛素-2的A链衍生物A-2，其具有如下所 示的结构，

该衍生物A-2的制备方法，包括如下步骤：

1、按照上述方法制备A链衍生物A-1;

2、A链衍生物A-1经氧化获得A链衍生物A-2。

本发明另一方面提供了人类松弛素-2的A链衍生物A-3，其具有如下 所示的结构，

该衍生物A-3的制备方法，包括如下步骤：

1、按照上述方法制备A链衍生物A-2;

2、A链衍生物A-2与2,2'-二吡啶二硫PySSPy反应，获得A链衍生物 A-3。

在本发明优选的实施方案中，在制备衍生物A-1的步骤2中，所述的 Fmoc保护基团的其他氨基酸分别为Fmoc-Phe-OH、Fmoc-Arg(pbf)-OH、 Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Ser(tbu)-OH、Fmoc-Arg(pbf)-OH、 Fmoc-Lys(boc)-OH、Fmoc-Thr(tbu)-OH、Fmoc-Cys(Trt)-OH、Fmoc-Gly-OH、 Fmoc-Val-OH、Fmoc-His(trt)-OH、Fmoc-Cys(Acm)-OH、Fmoc-Cys(Trt)-OH、 Fmoc-Lys(boc)-OH、Fmoc-Asn(trt)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Leu-OH、 Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Ser(tbu)-OH、Fmoc-Tyr(tbu)-OH、Fmoc-Leu-OH和 pGlu-OH。

在本发明优选的实施方案中，在制备衍生物A-1的步骤3中，采用的 裂解液为TFA:PHOH:PHSME:EDT:H₂O=80:5:5:2.5:5（v:v）。

本发明另一方面提供了人类松弛素-2的B链衍生物B-1，其具有如下所 示的结构，

H-Asp-Ser-Trp-Met-Glu-Glu-Val-Ile-Lys-Leu-Cys(Acm)-Gly-Arg-Glu-Leu-Val-Arg-Ala-Gln-Ile-Ala-Ile-Cys-Gly-Met-Ser-Thr-Trp-Ser- OH

该衍生物B-1的制备方法，包括如下步骤：

1、Fmoc-Ser(tbu)-OH和树脂反应，获得Fmoc-Ser(tbu)-树脂，其中树 脂优选为wang树脂；

2、Fmoc-Ser(tbu)-树脂采用逐一偶联的方式偶联Fmoc保护基团的其他 氨基酸，获得B链肽树脂；

3、B链肽树脂经裂解反应，获得B链衍生物B-1。

本发明另一方面提供了人类松弛素-2的B链衍生物B-2，其具有如下 所示的结构，

该衍生物B-2的制备方法，包括如下步骤：

1、按照上述方法制备B链衍生物B-1;

2、B链衍生物B-1与2,2'-二吡啶二硫PySSPy反应，获得B链衍生物 B-2。

在本发明优选的实施方案中，在制备衍生物B-1的步骤2中，所述的 Fmoc保护基团的其他氨基酸分别为Fmoc-Trp(Boc)-OH、Fmoc-Thr(tbu)-OH、 Fmoc-Ser(tbu)-OH、Fmoc-Met-OH、Fmoc-Gly--OH、Fmoc-Cys(Trt)-OH、 Fmoc-Ile-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Ile-OH、Fmoc-Gln（trt）-OH、 Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc-Leu-OH、Fmoc- Glu(OtBu)--OH、Fmoc-Arg(Pbf)--OH、Fmoc-Gly–OH、Fmoc-Cys(Acm)–OH、 Fmoc-Leu–OH、Fmoc-Lys(boc)–OH、Fmoc-Ile–OH、Fmoc-Val–OH、Fmoc- Glu(OtBu)–OH、Fmoc-Glu(OtBu)–OH、Fmoc-Met-OH、Fmoc-Trp(Boc)-OH、 Fmoc-Ser(tbu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH。

在本发明优选的实施方案中，在制备衍生物B-1的步骤3中，采用的 裂解液为TFA:PHOH:PHSME:EDT:H₂O=80:5:5:2.5:5（v:v）。

本发明另一方面提供了一种制备人类松弛素-2的方法，包括如下步骤：

1、按照上述方法制备人类松弛素-2的B链衍生物B-2；

2、按照上述方法制备人类松弛素-2的A链衍生物A-2；

3、将步骤1制备的B链衍生物B-2与步骤2制备的A链衍生物A-2 反应，获得具有如下所示的A-B：

4、步骤3获得的A-B经氧化获得人类松弛素-2粗品；

5、步骤4获得的人类松弛素-2粗品经纯化、转盐和冻干后获得人类松 弛素-2纯品。

本发明另一方面还提供了另外一种制备人类松弛素-2的方法，包括如 下步骤：

1、按照上述方法制备人类松弛素-2的A链衍生物A-3；

2、按照上述方法制备人类松弛素-2的B链衍生物B-1；

3、将步骤1制备的A链衍生物A-3与步骤2制备的B链衍生物B-1 反应，获得具有如下所示的A-B：

4、步骤3获得的A-B经氧化获得人类松弛素-2粗品；

5、步骤4获得的人类松弛素-2粗品经纯化、转盐和冻干后获得人类松 弛素-2纯品。

在本发明优选的实施方案中，在上述制备人类松弛素-2的方法中，步 骤4所述的氧化采用碘作为氧化剂。

由上述描述可知，与现有技术相比，本发明的人类松弛素-2的A链衍 生物中一对二硫键采用自然氧化法，并且采用PySSPy活化巯基，便于形 成第二对二硫键，最后采用碘氧化形成第三对二硫键，成功避免了一步自 然氧化法易产生错位的二硫键。并且本发明采用简单、常用的巯基保护基， 避免了采用Stbu等需要特殊切割试剂的巯基保护基，更有利于工业化生产。 本发明采用的巯基保护基和氧化方法具体如下：

1、人类松弛素-2的A链中第10、15和24位的Cys采用Trt或Mmt 以及TFA可切割的保护基团，第11位的Cys采用Acm保护基团。

2、人类松弛素-2的A链衍生物A-1采用自然氧化法氧化第10位和第 15位的二硫键，获得A链衍生物A-2。

3、人类松弛素-2的B链中第23位的Cys采用Trt或Mmt以及TFA 可切割的保护基团，第11位的Cys采用Acm保护基团。

4、采用PySSPy活化A链衍生物A-2中的第24位Cys的巯基或活化 B链衍生物B-1中的第24位Cys的巯基。

附图说明

图1：实施例1制备得到的A链衍生物A-1的肽谱图；

图2：实施例1制备得到的A链衍生物A-2的肽谱图；

图3：实施例2制备得到的B链衍生物B-1的肽谱图；

图4：实施例3制备得到的B链衍生物B-2的肽谱图；

图5：实施例4制备得到的A链衍生物A-3的肽谱图；

图6：实施例3和4制备得到的人类松弛肽-2的精肽谱图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，旨在用于说明本发明 而非限定本发明。应当指出，对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明 原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也 同样落入本发明的保护范围之内。

本发明所使用的缩写的含义列于下表中。

英文缩写 中文含义 Fmoc 9-芴甲氧羰基 Boc 叔丁氧羰基 tBu 叔丁基 Trt 三苯甲基 DMF N,N-二甲基甲酰胺 DCM 二氯甲烷

DBLK 20%六氢吡啶/DMF溶液 DIC N,N-二异丙基碳二亚胺 DIPEA N,N-二异丙基乙胺 DMAP 4-二甲胺基吡啶 PYBOP 六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基 TBTU O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸 HOBT 1-羟基苯并三唑 TFA 三氟乙酸 EDT 1,2-乙二硫醇 PHOH 苯酚

实施例1：A链衍生物的合成

1、Fmoc-Cys(Trt)-树脂的制备

以2-CTC-树脂为载体，2-CTC树脂100g（替代度为0.8mmol/g），加 入到反应柱中，用干燥的二氯甲烷（DCM）溶涨30分钟以上，环境温度 控制在-30℃至-20℃。

称取Fmoc-Cys(Trt)-OH（46.8g，80mmol），用DCM溶解后冰浴条件 下加入DIPEA（20.7g，160mmol），活化5分钟后加入到反应柱中，环境 温度控制在-30℃至-20℃，40分钟后反应结束，树脂分别用DMF洗涤三次， 用封闭液DIPEA:甲醇:DCM=1:2:17（v:v）封闭三次，每次3min。封闭液 体积按4.0ml/克树脂计算。再加入适量的甲醇洗涤3次，每次10分钟，减 压干燥得到112gFmoc-Cys(Trt)-2-CTC树脂，替代度为0.18mmol/g。

2、偶联A链获得A链肽树脂

将步骤1中制备的112g(20mmol)Fmoc-Cys(Trt)-2-CTC树脂，用N,N- 二甲基酰胺（DMF）溶涨30分钟以上，用适量的20%哌啶/DMF溶液（DBLK） 脱Fmoc得到H-Cys(Trt)-2-CTC树脂。进行程序反应，依次进行缩合反应 连接Fmoc-Phe-OH、Fmoc-Arg(pbf)-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Leu-OH、 Fmoc-Ser(tbu)-OH、Fmoc-Arg(pbf)-OH、Fmoc-Lys(boc)-OH、Fmoc-Thr(tbu)- OH、Fmoc-Cys(Trt)-OH、Fmoc-Gly-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc-His(trt)-OH、 Fmoc-Cys(Acm)-OH、Fmoc-Cys(Trt)-OH、Fmoc-Lys(boc)-OH、Fmoc-Asn(trt)- OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Ser(tbu)-OH、 Fmoc-Tyr(tbu)-OH、Fmoc-Leu-OH和pGlu-OH，获得pGlu-Leu-Tyr(tbu)- Ser(tbu)-Ala-Leu-Ala-Asn(trt)-Lys(boc)-Cys(Trt)-Cys(Acm)-His(trt)-Val-Gly-C ys(Trt)-Thr(tbu)-Lys(boc)-Arg(pbf)-Ser(tbu)-Leu-Ala-Arg(pbf)-Phe-Cys(trt)-树 脂，其中每次缩合反应中Fmoc保护氨基酸的投料量与树脂用量的物质的 量比为(3-5):1，每次缩合反应中PYBOP用量与Fmoc保护氨基酸用量的物 质的量比为1:1；得到235g肽树脂。

3、裂解A链肽树脂获得A链衍生物A-1

将步骤2中获得的235g肽树脂，加入裂解液2400ml （TFA:PHOH:PHSME:EDT:H₂O=80:5:5:2.5:5），室温搅拌4小时后过滤，收 集滤液，树脂再用少量的TFA洗涤2次，合并滤液，加入到无水乙醚中沉 淀，离心，用无水乙醚洗涤3次，真空干燥得到58g A链衍生物A-1，即 pGlu-Leu-Tyr-Ser-Ala-Leu-Ala-Asn-Lys-Cys-Cys(Acm)-His-Val-Gly-Cys-Thr- Lys-Arg-Ser-Leu-Ala-Arg-Phe-Cys-OH，纯度为68.5%。

4、自然氧化获得A链衍生物A-2

将步骤3中获得的58g A链衍生物A-1用2.9L水和2.9L腈搅拌溶解， 用氨水将pH调至8.1-8.5，室温氧化5个小时以上，采用HPLC监控直至 氧化完全。反应完全后减压浓缩得到3.0L A链衍生物A-2水溶液。

实施例2：B链衍生物的合成

1、Fmoc-Ser(tbu)-树脂的制备

以wang树脂为载体，称取替代度为90g（0.8mmol/g）的Wang树脂， 加入到固相反应柱中，用DMF洗涤2次，用DMF溶胀树脂30分钟后， 称取Fmoc-Ser(tbu)-OH（27.5g,72mmol）、HOBT（9.7g，72mmol）和DMAP （0.8g，7.2mmol）用DMF溶解，冰水浴下加入DIC（9.3g，72mmol）活 化后，加入上述装有树脂的反应柱中，反应2小时后，加入吡啶（114g， 1440mmol）和乙酸酐（147g，1440mmol）封闭12小时。用DMF洗涤6 次，得到100gFmoc-Ser(tbu)–Wang树脂，替代度为0.20mmol/g。

2、偶联B链获得B链肽树脂

将步骤1中制备的100g(20mmol)Fmoc-Ser(tbu)-Wang树脂，加入固相 反应柱中，用DMF洗涤2次，用DMF溶胀Fmoc-Ser(tbu)-Wang树脂30 分钟后，用DBLK脱除Fmoc保护，依次完成Fmoc-Trp(Boc)-OH、Fmoc- Thr(tbu)-OH、Fmoc-Ser(tbu)-OH、Fmoc-Met-OH、Fmoc-Gly--OH、Fmoc- Cys(Trt)-OH、Fmoc-Ile-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Ile-OH、Fmoc-Gln （trt）-OH、Fmoc-Ala-OH、Fmoc-Arg(Pbf)-OH、Fmoc-Val-OH、Fmoc- Leu-OH、Fmoc-Glu(OtBu)--OH、Fmoc-Arg(Pbf)--OH、Fmoc-Gly–OH、 Fmoc-Cys(Acm)–OH、Fmoc-Leu–OH、Fmoc-Lys(boc)–OH、Fmoc-Ile–OH、 Fmoc-Val–OH、Fmoc-Glu(OtBu)–OH、Fmoc-Glu(OtBu)–OH、Fmoc-Met-OH、 Fmoc-Trp(Boc)-OH、Fmoc-Ser(tbu)-OH、Fmoc-Asp(OtBu)-OH的偶联，获 得H-Asp(OtBu)-Ser(tbu)-Trp(Boc)-Met-Glu(OtBu)-Glu(OtBu)-Val- Ile-Lys(boc)-Leu-Cys(Acm)-Gly-Arg(Pbf)-Glu(OtBu)-Leu-Val-Arg(Pbf)-Ala-G ln（trt）-Ile-Ala-Ile-Cys(Trt)-Gly-Met-Ser(tbu)-Thr(tbu)-Trp(Boc)-Ser(tbu)-树 脂，每次缩合反应中Fmoc保护氨基酸的投料量与树脂用量的物质的量比 为(3-5):1，每次缩合反应中PYBOP用量与Fmoc保护氨基酸用量的物质的 量比为1:1，获得280g肽树脂。

3、裂解B链肽树脂获得B链衍生物B-1

将步骤2中获得的280g肽树脂，加入裂解液2800ml （TFA:PHOH:PHSME:EDT:H₂0=80:5:5:2.5:5），室温搅拌4小时后过滤，收 集滤液，树脂再用少量的TFA洗涤2次，合并滤液，加入到无水乙醚中沉 淀，离心，用无水乙醚洗涤3次，真空干燥得到70g B链衍生物B-1，即 H-Asp-Ser-Trp-Met-Glu-Glu-Val-Ile-Lys-Leu-Cys(Acm)-Gly-Arg-Glu-Leu-Val -Arg-Ala-Gln-Ile-Ala-Ile-Cys-Gly-Met-Ser-Thr-Trp-Ser-OH，纯度为62.5%。

实施例3：人类松弛素-2的合成

1、B链衍生物B-1与PySSPy反应获得B链衍生物B-2

将实施例2中获得的B链衍生物B-1，用2.8L0.1M NH₄HCO₃溶解， 加入PySSPy（2,2'-二吡啶二硫）（4.2g，20mmol），搅拌1小时，获得B链 衍生物B-2溶液，即：

2、B链衍生物B-2与A链衍生物A-2反应，获得A-B

将步骤1中获得的B链衍生物B-2溶液加入到实施例1中制备的A链 衍生物A-2水溶液中，室温搅拌2小时，获得A-B，即：

3、碘氧化A-B，获得人类松弛素-2粗品

将碘（10.2g，40mmol）用1L甲醇溶解后，加入到步骤2制备的溶液 中，室温搅拌2小时，得到人类松弛素-2的粗品溶液，即：

4、RP-HPLC纯化，获得人类松弛素-2精肽

将步骤3中制备的人类松弛素-2粗品，旋干甲醇，过滤，采用Waters600 RP-HPLC系统，波长230nm，色谱柱为50×250mm反相C18柱，常规 0.2%TFA/乙腈流动相纯化，收集目的峰馏分，得到纯度大于98.5%的精肽。 将精肽溶液采用Waters600RP-HPLC系统，色谱柱为50×250mm反相 C18柱，0.2%醋酸溶液/乙腈流动相转盐，收集目的峰馏分，旋转蒸发浓缩， 冻干得到人类松弛素-2精肽36g，HPLC大于纯度98.5%，总收率为30%（以 起始20mmol计算）。

实施例4：人类松弛素-2的合成

1、A链衍生物A-2与PySSPy反应获得A链衍生物A-3

将实施例1获得的A链衍生物A-2，加入PySSPy（2,2'-二吡啶二硫） （4.2g，20mmol），搅拌1小时，获得A链衍生物A-3溶液，即：

2、A链衍生物A-3与B链衍生物B-1反应，获得A-B

将实施例2中制备的70g B链衍生物B-1用2.5L水溶解，将步骤1中 制备的A链衍生物A-3溶液加入到B链衍生物B-1溶液中，室温搅拌2小 时，获得A-B，即：

3、碘氧化A-B，获得人类松弛素-2粗品

将碘（10.2g，40mmol）用1L甲醇溶解后，加入到步骤2制备的溶液 中，室温搅拌2小时，得到人类松弛素-2的粗品溶液，即：

4、RP-HPLC纯化，获得人类松弛素-2精肽

将步骤3中制备的人类松弛素-2粗品，旋干甲醇，过滤，采用Waters600 RP-HPLC系统，波长230nm，色谱柱为50×250mm反相C18柱，常规 0.2%TFA/乙腈流动相纯化，收集目的峰馏分，得到纯度大于98.5%的精肽。 将精肽溶液采用Waters600RP-HPLC系统，色谱柱为50×250mm反相 C18柱，0.2%醋酸溶液/乙腈流动相转盐，收集目的峰馏分，旋转蒸发浓缩， 冻干得到人类松弛素-2精肽40g，HPLC大于纯度98.5%，总收率为33%（以 起始20mmol计算）。