Synthesis 2011(4): 653-661  
DOI: 10.1055/s-0030-1258396
PAPER
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

A Practical Large-Scale Synthesis of Cyclic RGD Pentapeptides Suitable for Further Functionalization through ‘Click’ Chemistry

Jiří Paleček, Gerald Dräger, Andreas Kirschning*
Institut für Organische Chemie and Biomolekulares Wirkstoffzentrum (BMWZ), Leibniz Universität Hannover, Schneiderberg 1b, 30167 Hannover, Germany
e-Mail: andreas.kirschning@oci.uni-hannover.de;
Further Information

Publication History

Received 18 November 2010
Publication Date:
11 January 2011 (online)

Abstract

A multigram batch of the cyclo[Arg-Gly-Asp-d-Phe-Lys] and its N-ε-azido derivative was accomplished via solution-phase synthesis using an epimerization-free fragment condensation. The C-terminus of d-Phe was protected as its tert-butyl ester. Fmoc (Arg, Gly, Asp, d-Phe) and Boc (Lys) groups were used to protect all N-α-termini. The Ts and NO2 groups, respectively were chosen to protect the guanidine group. The macrocyclization step (between d-Phe and l-Lys) was carried out under TBTU/HOBt or DPPA condensation conditions. Finally, the ε-amino group of the lysine residue was selectively converted into the azido group by a diazo-transfer reaction.

    References

  • 1 Gurrath M. Müller G. Kessler H. Aumailley M. Timpl R. Eur. J. Biochem.  1992,  210:  911 
  • Minireviews:
  • 2a Plow EF. Haas TA. Zhang L. Loftus J. Smith JW. J. Chem. Biol.  2000,  275:  21785 
  • 2b Gottschalk K.-E. Kessler H. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  3767 
  • 3a Review: Hynes RO. Cell  1992,  69:  11 
  • 3b Brooks PC. Clark RA. Cheresh DA. Science  1994,  264:  569 
  • 3c Hynes RO. Nat. Med.  2002,  8:  918 
  • 4a Haubner R. Gratias R. Diefenbach B. Goodman SL. Jonczyk A. Kessler H. J. Am. Chem. Soc.  1996,  118:  7461 
  • 4b Dai X. Su Z. Liu JO. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  6295 
  • 4c Boturyn D. Dumy P. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  2787 
  • 4d Liu J, Dai X, and Su Z. inventors; US 0125243  A1. 
  • 4e Dijkgraaf I. Rijnders AY. Soede A. Dechesne AC. van Esse GW. Brouwer AJ. Corstens FHM. Boerman OC. Rijkers DTS. Liskamp RMJ. Org. Biomol. Chem.  2007,  5:  935 
  • 5 Dechantsreiter MA. Planker E. Math B. Lohof E. Hlzemann G. Jonczyk A. Goodman SL. Kessler H.
    J. Med. Chem.  1999,  42:  3033 
  • 6a Annis DA. Helluin O. Jacobsen EN. Angew. Chem. Int. Ed.  1998,  37:  1907 
  • 6b Kantlehner M. Schaffner P. Finsinger D. Meyer J. Jonczyk A. Diefenbach B. Nies B. Hölzemann G. Goodman SL. Kessler H. ChemBioChem  2000,  1:  107 
  • 6c McCusker CF. Kocienski PJ. Boyle FT. Schätzlein AG. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2002,  12:  547 
  • 6d Auernheimer J. Dahmen C. Hersel U. Bausch A. Kessler H. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  16107 
  • 6e van Berkel SS. Dirks ATJ. Meeuwissen SA. Pingen DLL. Boerman OC. Laverman P. van Delft FL. Cornelissen JJLM. Rutjes FPJT. ChemBioChem  2008,  9:  1805 
  • 6f Besong G. Billen D. Dager I. Kocienski PJ. Sliwinski E. Tai LR. Boyle FT. Tetrahedron  2008,  64:  4700 
  • 6g Petersen S. Alonso JM. Specht A. Doudu P. Goeldner M. del Campo A. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  3192 
  • 7a Brooks PC. Montgomery AMP. Rosenfeld M. Reisfeld RA. Hu T. Klier G. Cheresh DA. Cell  1994,  79:  1157 
  • 7b Eliceiri BP. Cheresh DA. J. Clin. Invest.  1999,  103:  1227 
  • 7c Hynes RO. Cell  1987,  48:  549 
  • 7d Clezardin P. Cell. Mol. Life Sci.  1998,  54:  541 
  • 8a Review: Hersel U. Dahmen C. Kessler H. Biomaterials  2003,  24:  4385 
  • 8b Kantlehner M. Finsinger D. Meyer J. Schaffner P. Jonczyk A. Diefenbach B. Nies B. Kessler H. Angew. Chem. Int. Ed.  1999,  38:  560 
  • 9a Huisgen R. Knorr R. Mobius L. Szeimies G. Chem. Ber.  1965,  98:  4014 
  • 9b Tornøe CW. Christensen C. Meldal M. J. Org. Chem.  2002,  67:  3057 
  • 9c Rostovtsev VV. Green LG. Fokin VV. Sharpless KB. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  2596 
  • 10a Chittaboina S. Xie F. Wang Q. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  2331 
  • 10b Hotha S. Kashyap S. J. Org. Chem.  2006,  71:  364 
  • 10c Muthana S. Yu H. Huang S. Chen X. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  11918 
  • 10d Miller N. Williams GM. Brimble MA. Org. Lett.  2009,  11:  2409 
  • 11 Rijkers DTS. van Esse GW. Merkx R. Brouwer AJ. Jacobs HJF. Pieters RJ. Liskamp RMJ. Chem. Commun.  2005,  4581 
  • 12a Review: Han S.-Y. Kim YA. Tetrahedron  2004,  60:  2447 
  • 12b Ley SV. Priour A. Eur. J. Org. Chem.  2002,  3995 
  • 12c Eisenbrand G. Lauck-Birkel S. Tang WC. Synthesis  1996,  1246 
  • 12d Maryanoff BE. Greco MN. Zhang H.-C. Andrade-Gordon P. Kauffman JA. Nicolaou KC. Liu A. Brungs PH. J. Am. Chem. Soc.  1995,  117:  1225 
  • 12e Ali FE. Bennett DB. Calve RR. Elliott JD. Hwang S.-M. Ku TW. Lago MA. Nichols AJ. Romoff TT. Shah DH. Vasko JA. Wong AS. Yellin TO. Yuan C.-K. Samanent JM. J. Med. Chem.  1994,  37:  769 
  • 12f Jasseron S. Contino-Pépin C. Maurizis JC. Rapp M. Pucci B. Eur. J. Med. Chem.  2003,  38:  825 
  • 12g Maulucci N. Chini MG. Di Micco S. Izzo I. Cafaro E. Russo A. Gallinari P. Paolini C. Nardi MC. Casapullo A. Riccio R. Bifulco G. De Riccardis F. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  3007 
  • 12h Izzo I. Maulucci N. Bifulco G. De Riccardis F. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  7557 
  • 13a Roeske R. J. Org. Chem.  1963,  28:  1251 
  • 13b Thorsen M. Andersen TP. Pedersen U. Yde B. Lawesson S.-O. Tetrahedron Lett.  1985,  26:  5633 
  • 13c Tennant-Eyles RJ. Fairbanks AJ. Tetrahedron: Asymmetry  1999,  10:  391 
  • 13d Cheung KS. Wassermann SA. Dudek E. Lerner SA. Johnston M. J. Med. Chem.  1983,  26:  1733 
  • 13e Barton JN. Piwinski JJ. Skiles JW. Regan JR. Menard PR. Desai R. Golec FS. Reilly LW. Goetzen T. J. Med. Chem.  1990,  33:  1600 
  • 13f Metwally SA. Coenen HH. Stöcklin G. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1987,  60:  4437 
  • 13g Wang W. Weisz K. Chem. Eur. J.  2007,  13:  854 
  • 13h Serizawa M. Ukaji Y. Inomata K. Tetrahedron: Asymmetry  2006,  17:  3075 
  • 14a Lapeyre M. Leprince J. Massonneau M. Oulyadi H. Renard P.-Y. Romieu A. Turcatti G. Vaudry H. Chem. Eur. J.  2006,  12:  3655 
  • 14b Szewczuk Z. Buczek P. Stefanowicz P. Krajewski K. Wieczorek Z. Siemion IZ. Acta Biochim. Pol.  2001,  48:  121 
  • 15a Takaoka K. Tatsu Y. Yumoto N. Nakajima T. Shimamoto K. Bioorg. Med. Chem.  2004,  12:  3687 
  • 15b Somogyi L. Haberhauer G. Rebek J. Tetrahedron  2001,  57:  1699 
  • 15c Shendage DM. Fröhlich R. Haufe G. Org. Lett.  2004,  6:  3675 
  • 16a Review: Herzner H. Reipen T. Schultz M. Kunz H. Chem. Rev.  2000,  100:  4495 
  • 16b Pettit GR. Taylor SR. J. Org. Chem.  1996,  61:  2322 
  • 16c Doedens L. Opperer F. Cai M. Beck JG. Dedek M. Palmer E. Hruby VJ. Kessler H. J. Am. Chem. Soc.  2010,  132:  8115 
  • 17a Quintanar-Audelo M. Fernández-Carvajal A. Van Den Nest W. Carreňo C. Ferrer-Montiel A. Albericio F. J. Med. Chem.  2007,  50:  6133 
  • 17b Ming Z. Chao C. Mingdi G. Shiqi P. Junke Y. Kexiang Z. Saizhu W. Prep. Biochem. Bitechnol.  2000,  30:  241 
  • 17c Zheng M. Zhang X. Zhao M. Chang HW. Wang W. Wang Y. Peng S. Bioorg. Med. Chem.  2008,  16:  9574 
  • 17d Szewczuk Z. Buczek P. Stefanowicz P. Krajewski K. Wieczorek Z. Siemion IZ. Acta Biochim. Pol.  2001,  48:  121 
  • 17e Seo J. Igarashi J. Li H. Martásek P. Roman LJ. Poulos TL. Silverman RB. J. Med. Chem.  2007,  50:  2089 
  • 17f Seo J. Silverman RB. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  4069 
  • 17g Katritzky AR. Meher G. Narindoshvili T. J. Org. Chem.  2008,  73:  7153 
  • 17h Cezari MHS. Juliano L. Pept. Res.  1986,  9:  88 
  • 18a Review: Hamada Y. Shioiri T. Chem. Rev.  2005,  105:  4441 
  • 18b Review: Wipf P. Chem. Rev.  1995,  95:  2115 
  • 18c Brady SF. Varga SL. Freidinger RM. Schwenk DA. Mendlowski M. Holly FW. Veber DF. J. Org. Chem.  1979,  44:  3101 
  • 18d Brady SF. Freidinger RM. Paleveda WJ. Colton CD. Homnick CF. Whitter WL. Curley P. Nutt RF. Veber DF. J. Org. Chem.  1987,  52:  764 
  • 19a Miyoshi M. Nunami K. Sugano H. Fujii T. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1978,  51:  1433 
  • 19b Enders D. Terteryan V. Paleček J. Synthesis  2010,  2979 
  • 19c Jabre ND. Respondek T. Ulku SA. Korostelova N. Kodanko JJ. J. Org. Chem.  2010,  75:  650 
  • 20a Sakakibara S. Shimonishi Y. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1965,  38:  1412 
  • 20b Sakakibara S. Shimonishi Y. Kishida Y. Okada M. Sugihara H. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1967,  40:  2164 
  • 20c Sakakibara S. Kishida Y. Nishizawa R. Shimonishi Y. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1968,  41:  438 
  • 20d Flouret G. Brieher W. Majewski T. Mahan K.
    J. Med. Chem.  1991,  34:  2089 
  • 21a Cossy J. Belotti D. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2001,  11:  1989 
  • 21b Teno N. Wanaka K. Okada Y. Tsuda Y. Okamoto U. Hijikata-Okunomiya A. Naito T. Okamoto S. Chem. Pharm. Bull.  1991,  39:  2930 
  • 21c ertová M. Procházka Z. Slaninová J. Škopková J. Barth T. Lebl M. Collect. Czech. Chem. Commun.  1992,  57:  604 
  • 21d Golding BT. Mitchinson A. Clegg W. Elsegood MRJ. Griffin RJ. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1999,  349 
  • 22a Alper PB. Hung S.-C. Wong C.-H. Tetrahedron Lett.  1996,  37:  6029 
  • 22b Nyffeler PT. Liang C.-H. Koeller KM. Wong C.-H. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  10773 
  • 22c Titz A. Radic Z. Schwardt O. Ernst B. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  2383 
  • 22d Yan R.-B. Yang F. Wu Y. Zhang L.-H. Ye X.-S. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  8993 
  • 22e Rijkers DTS. van Vugt HHR. Jacobs HJF. Liskamp RMJ. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  3657 
  • 22f Lundquist JTIV. Pelletier JC. Org. Lett.  2001,  3:  781 
  • 23 Hou R.-Z. Liu Y.-J. Zhang N. Huang Y.-B. Wang H. Yang Y. Xu L. Zhang X.-Z. Prep. Biochem. Biotechnol.  2006,  36:  243 
  • 24a McIntosh JM. Mishra P. Can. J. Chem.  1986,  64:  726 
  • 24b Chen H. Feng Y. Xu Z. Ye T. Tetrahedron  2005,  61:  11132