Способ управления процессом твердофазного синтеза биополимеров

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В) (11 257/О ГОСУДАРСТВПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ ЕННЫЙ КОМИТЕТКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ОБРЕТЕЙИЯ ИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ(57) Изобретение относится к способу управления процессом. твердофазного синтеза биополимеров на нежестких полимерных носителях и иожет быть ис" пользоеано в. производстве биологичес" ки активных веществ, Оно позволит увеличить производительность процесса не менее цем в двв раза; Способ заключается в том, цто на каждой операции в процессе твердофазного синтеза. непрерывно измеряют объем носителя, определяют его приращение .и при значении приращения равном.ыулю задерживают выполнение следующей операции на заданное время, после чего переходят к выполнению следующей операции, . а 2 ил. 1 таЬл.е торское бюстроения дой, числовым порядстадий, химицевкимбиополимерной цепиизменяется в 1,05-9Способ управленифазного синтеза бися с помощью фиг.На фиг,показафик изменения объетеля - хлорметилирола с 2-ной сшивкойотдельных операцияхках хлористым метилдиметилформамидом; оЮтв . кривая б - определение приращения . о-, объема носителя, например, путем диф-.(71) Специальное конструкро биологического прибороАН СССР,(96) Старт Д. и Янг Д, Твердофазныйсинтез пептидов, М.: Мир, 1971,с. 8 В.Реакции на полимерных подложкахпри органическом синтезе. М,: Мир,1983, с. 4 Ч-Ч 56.Ч) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТВЕРДОФАЗНОГО СИНТЕЗА БИОПОЛИМЕРОВ Изобретение относится к способу управления процессом твердофазного. синтеза Ьиополимеров на нежестких по" лимерных носителях и может найти широкое применение в химических, биологических, медицинских исследованиях, а. также в промышленном производетве био" логически активных веществ,Целью изобретения является повц шение производительности процесса.Способ управления процессом тверд фазного синтеза биополимеров основан на свойстве полимера, носителя изме.-.ть свой объем (набухать) в процес"протекания операций синтеза. В за висимости от физико"химических свойс носителя, характеризующихся его прир ком операций исоставом растущей. объем носителяи более раз.я процессом твердоополимеров поясняети 2.ны: кривая а - грама полимера носи- ванного полистиродивинилбензола на синтеза " промывеном, метанолом,4087нала завершения предыдущей операциии начала следующей.На шиг. 2 показано изменение объема носителя, которое характеризует динамику наращивания пептидной цепи наполимере носителе полистироле с 13дивинилбензола (реакция сигнала пептидаЯНМ - Ча 1-( 107 РгИЕг.СР СОО3 Бок С 1 у Ча 1 0 ЯВи +в ДМФА С 1 у) Координаты графиков: по оси ординат Ч- объем носителя; м - масса носителя х ц " сила тока и напря20 женив;, по оси абсцис гвремя.Способ управления осуществляется следующим образом. В реактор в необходимой последовательности подают компоненты синтеза. При йх поступлении изменяется объем носителя в зависимос 25 ти от конкретной операции и это изменение непрерывно регистрируют,на каждой операции синтеза, как показано на фиг. 1 а 2.Изменение объема носителя рациях синтеза - промывка (ф1 - хлористым метиленом С1 Т и ТЧ - метанолом СНзОН;111 - диметилформамидом НСОИ(СН з) з.Изменение объема носителя при операциях наращивания пептидной цепи (фиг,. 2): при опеиг,1 а):НЫ 13 1 - промывка хлористым метиленом;1 Т в деблокирован 50 трифторуксусной кислотой СРзСООН в хлористом 0 метилене;111 - нейтрализация этилдиизопропиламином 1-.РгЩ)1 Ч, - промывка метанолом СНОН;Ч - конденсация трет-бутилоксикарбонилглицина (Бок С 1 у)о в диметилформалиде (ДМФА) НСОИ(СН)г 11 Ч - промывка диметилФормамидом,, На участках графйка (фиг. 1 а) показано: 12 - сухой носитель; 2-3 7 " 50 увеличение объема носителя; 4-9, 8-9- уменьшение объема носителя.На участках графика (фиг, 1 а) показано: 1"2 - сухой носитель; 2-3, б- увеличение объема носителя;4-9 8-9 - уменьшение объема носителя.На участках графика (Фиг. 2) показано: 1-2 - присутствие в реакторе ,трет-бутилоксикарбонилвалина Ьок Ча 1 р б 3 174 ференцированил информа ционного си г на - . ла (кривой а);кривая в " задержка выполнения следукщей операции на время, необходимое для завершения текущей (выработка сигнала задержки операции);кривая г - переход к выполнению следующей операции или выработка сиг.Ьок ЧаТ 0 0 р 504 СР СООНв ДМФА . в СН сс 1 г на полимере - носителе; 2-3, ч б"7 8-9, 10-11, 11"12 " течение операций (по изменению объема носителя).Зная изменение объема носителя,непрерывно определяют его приращение,например, дифференцированием сигнала (фиг. 1 б), характеризующего изменение объема (фиг. 1 а) и при значениисигнала величины. приращения, полученного с определенной погрешностью, характеризующего нулевое приращениеобъема, задерживают выполнение следу.ющей операции для гарантированногообеспечения удаления избытков реагентов и продуктов (фиг, 1 в),участки кривых З-ч, 5-б 7-8 9-10,11-12, 13-.14 - задержки времени выполнения следующих операций 11-1 Ч и11-Ч 1.После истечения времени задержкипереходят к выполнению следующей операции путем подачи управляющего сигнала (Фиг. 1 г).П р и м е р, В проточном реакторе,представляющем камеру переменной емкости, заполненную полимерным нежестким носителем бензгидриламин с 23-нойсшивкой дивинилбензолом (РКР Япония)был синтезирован пептид ТучРчОРЬе ИН,Температура реагентов и растворителей - комнатная 20 + 3 С, атмосферноедавление 100+ч МПа.В качестве защитных групп в синтезе были использованы Вос-группы. Активированные,эфиры аминокислот приготовляли ДСС/НОВ методом, Для подгйтов"ки полимера к конденсации каждой аминокислоты использовался М-метилпирролидон (ИИР); для промывки и сжатияполимера после конденсации пользовались изопропиловым спиртом (1-РчОН),Изменение объема носителя регистрировалось с помощью датчика, сигналы,117 И 087 бкоторого передавались на самописец.реведен из хпоргидрата в свободнуюРеагенты и растворители,подавались в аминоформу. р 4 триэтиламином в хлорокамеру мини-насосом, скорость протока:.,форме, а затем сжат изопропиловым1,2 и Ч мл/мин,1 спиртом, При этом на каждой операцииПеред началом синтеза загруженныи в процессе синтеза происходитчв реактор полимерный носитель был пеОр ИНС 1 - ь ОР-ИН,у Др - ИН-РЬеВос - э Вос РЬтОВС 5 О% ТГЛ,/СНС 1 зЯ-ИН;РЬеИБ СГСОО . Ор-ИН-РйеРчоВос50 е ТЕА/СНС 1 з ВоЯ ТЕА/СНС 1Я"МН-РЬерчоМНе . ОР.МНРЬе Рчо Туч НосВосТучО РВС 503 ТГЛ/СНС 1 г Я-ИНРЬе Рчо Туч ИН СГ СООь ТЕА/СНС 1Способ управления процессом твердофазного синтеза биополимеров на неУсловные обозначения: ТЕА -триэтиламин; ТГЛ - трифторуксусная кис" лота.На диаграммной ленте самописца непрерывно регистрируют. изменение объе" ма носителя и определяют его приращение; при значении приращения объема, равном нулю, фиг. 1 и 2) задерживают выполнение следующей операции на время, необходимое для завершения текущей операции (1-10 мин), после чего переходят к выполнению следуоцей операции.Для. связывания непрореагировавших аминогрупп после каждой конденсации в реактор вводят раствор 2 мл 0,05 И 0 ИГ/СНС 1, 1 мл 54 ТЕА в то" луоле; 7 мл толуола.В связи с тем, что предлагаемый способ предусматривает непрерывный контроль и управление процессом синтеза, методика, синтеза существенно отличается от существующих стандартных методик, что в свою очередь, не позволяет проводить формальное сравнение по всем операциям синтеза. Возможно сравнение лишь по отдельным операциям, Такое сравнение приводится в таблице.После полного синтеза пептида на полимере для контроля полноты протекания синтеза была проведена стандарт" ная проверка пикриновой кислотой. 3Прирост массы пептидил-полимерасоставляет 99, 1 от теоретически рассчитанного значения прироста. Снятыйс полимера пептид проверялся на хроматографическую гомогенность. Чистотаравна 9 бу,Способ управления процессом твер 35 дофазного синтеза биополимеров нанежестких носителях по изменению объема носителя позволяет повысить не менее чем в два раза производительностьсинтеза за счет полной автоматизации46 процесса путем регистрации измененийобъема носителя и преобразования этихизменений в информационные и управляющие сигналы; снижает расход дорогостоящих и дефицитных реагентов в4 несколько раз за счет своевременногозавершения каждой .операции по сигналу, информирующему о прекращении изменения объема носителя.ЭФФективность синтеза повышаетсяЯ за счет уменьшения побочных продуктовреакций вследствие уменьшенного объемареагентов, повышенной их концентрации,что, в конечном итоге, приводит к повышению качества синтезируемых биопо 55 лимеров.Формула и з о б р е т е н и яДа нный способ Известный способ(патент США И 11382922) Критерии сравнения Количество операцийна одну конденсациюКолицество использованныхрастворителей на однуконденсацию, смВремя, затрачиваемое наоперации одной конденсации,мин 1620 1 6-1.6 121"391 Дано полное время на все операции, включая контрольокончания реакции конденсации.дано чистое время нахождения реагентов и растворителейв реакторе, Время .на заполнение реактора и слив изреактора, которое значительно превышает время операцийсинтеза, не приводится, Не учтено также время, необходимое на контроль окончания реакции конденсации, котороесоставляет 90-210 мин,1 УЙ 408 У 8жестком полимерном носителе в зависи- теля, определяют его приращение и при мости от физико-химических свойств значении приращения объема, равном нуносителя, о т л и ц а ю щ и й с я тем, лю, задерживают выполнение следующей что с целью повышения производитель операции на заданное время, после че.- ности процесса, на каждой операции в го йеРеходят к выполнению следующей5процессе синтеза измеряют объем носи- операции.1744087 остдвитель ехред И.Мор ЛовКоррект еико км нтал