Chiral N-(Coumarin-3-ylcarbonyl)-α-amino Acids: Fluorescent Markers for Amino Acids and Dipeptides

Abstract

N-(Coumarin-3-ylcarbonyl)benzotriazole has been coupled with free amino acids, N-terminal-protected lysines and dipeptides to afford fluorescent amino acids and dipeptides (76-89% yield) with retention of original chirality. N ^α- and N ^ε-Coumarin-labeled­ lysines are obtained by simple, two-step procedures. N ^α-Cbz-N ^ε-(Coumarin-3-ylcarbonyl)-l-lysine is demonstrated to be an optically active fluorescent marker for labeling amino acids in solution-phase syntheses.

Key words

amino acids - peptides - coupling - coumarin fluorophore - benzotriazole methodology

References

• 1 Swedlow JR. Platani M. Cell Struct. Funct.  2002,  27:  335 
• 2 Ehrhardt D. Curr. Opin. Plant Biol.  2003,  6:  622 
• 3 Hovius R. Vallotton P. Wohland T. Vogel H. Trends Pharmacol. Sci.  2000,  21:  266 
• 4 Mayer A. Neuenhofer S. Angew. Chem.  1994,  106:  1097 
• 5 Summerer D. Chen S. Wu N. Deiters A. Chin JW. Schultz PG. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.  2006,  103:  9785 
• 6 Eddaoudi M. Parrot-Lopez H. De Lamotte SF. Ficheux D. Prognon P. Coleman AW. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2  1996,  1711 
• 7 Cohen BE. Pralle A. Yao X. Swaminath G. Gandhi CS. Jan YN. Kobilka BK. Isacoff EY. Jan LY. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.  2005,  102:  965 
• 8 Cohen BE. McAnaney TB. Park ES. Jan YN. Boxer SG. Jan LY. Science  2002,  296:  1700 
• 9 De Filippis V. De Boni S. De Dea E. Dalzoppo D. Grandi C. Fontana A. Protein Sci.  2004,  13:  1489 
• 10 Faure MP. Gaurdeau P. Shaw I. Cashman NR. Beaudet A. J. Histochem. Cytochem.  1994,  42:  755 
• 11 Fernandez-Carneado J. Kogan MJ. Castel S. Giralt E. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  1811 
• 12 Lohse J. Nielsen PE. Harrit N. Dahl O. Bioconjugate Chem.  1997,  8:  503 
• 13 Bennett FA. Barlow DJ. Dodoo ANO. Hider RC. Lansley AB. Lawrence MJ. Marriott C. Bansal SS. Anal. Biochem.  1999,  270:  15 
• 14 Esteves AP. Rodrigues LM. Silva ME. Gupta S. Oliveira-Campos AMF. Machalicky O. Mendonca AJ. Tetrahedron  2005,  61:  8625 
• 15 Ammar H. Fery-Forgues S. Gharbi RE. Dyes Pigm.  2003,  57:  259 
• 16 Gikas E. Parissi-Poulou M. Kazanis M. Vavagianis A. Anal. Chim. Acta  2003,  489:  153 
• 17 Sastry S. Biophys. Chem.  2001,  91:  191 
• 18 Malkar NB. Fields GB. Lett. Pept. Sci.  2000,  7:  263 
• 19 Berthelot T. Laïn G. Latxague L. Déleris G. J. Fluoresc.  2004,  14:  671 
• 20 Bennett FA. Barlow DJ. Dodoo ANO. Hider RC. Lansley AB. Lawrence MJ. Marriott C. Bansal SS. Tetrahedron Lett.  1997,  38:  7449 
• 21 Wang J. Xie J. Schultz PG. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  8738 
• 22 Heiner S. Detert H. Kuhn A. Kunz H. Bioorg. Med. Chem.  2006,  14:  6149 
• 23 Amir D. Haas E. Biochemistry  1987,  26:  2162 
• 24 MacBeath G. Schreiber SL. Science  2000,  289:  1760 
• 25 Kondo H. Takaki K. Kuroki R. Tada A. Fukumoto K. Sunamoto J. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1984,  57:  2957 
• 26 Lin Y.-W. Chiu T.-C. Chang H.-T. J. Chromatogr., B  2003,  793:  37 
• 27 Mittoo S. Sundstorm LE. Bradley M. Anal. Biochem.  2003,  319:  234 
• 28 Amir D. Haas E. Biochemistry  1988,  27:  8889 
• 29 Gaietta G. Deerinck TJ. Adams SR. Bouwer J. Tour O. Laird DW. Sosinsky GE. Tsien RY. Ellisman MH. Science  2002,  296:  503 
• 30 Gatti R. Gioia MG. Andreatta P. Pentassuglia G. J. Pharm. Biomed. Anal.  2004,  35:  339 
• 31 Klonis N. Clayton AHA. Voss EW. Sawyer WH. Photochem. Photobiol.  1998,  67:  500 
• 32 Kele P. Sui G. Huo Q. Leblanc RM. Tetrahedron: Asymmetry  2000,  11:  4959 
• 33 Brun M.-P. Bischoff L. Garbay C. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  3432 
• 34 Randall CS. Malefyt TR. Sternson LA. In Peptide and Protein Drug Delivery   Randall CS. Malefyt TR. Sternson LA. Marcel Dekker; New York: 1991.  Chap. 5. p.203-246  
• 35a Katritzky AR. Belyakov SA. Aldrichimica Acta  1998,  31:  35 
• 35b Katritzky AR. Wang MY. Yang HF. Zhang SM. Akhmedov NG. ARKIVOC  2002,  (viii):  134 
• 35c Katritzky AR. Yang HF. Zhang SM. Wang MY. ARKIVOC  2002,  (xi):  39 
• 35d Katritzky AR. Suzuki K. Singh SK. Synthesis  2004,  2645 
• 35e Katritzky AR. Angrish P. Hür D. Suzuki K. Synthesis  2005,  397 
• 35f Katritzky AR. Angrish P. Suzuki K. Synthesis  2006,  411 
• 35g Katritzky AR. Todadze E. Cusido J. Angrish P. Shestopalov AA. Chem. Biol. Drug Des.  2006,  68:  37 
• 35h Katritzky AR. Angrish P. Narindoshvili T. Bioconjugate Chem.  2007,  18:  994 

36

Two compound numbers given as a combination within square brackets represent a racemate or a diastereomeric mixture; all single compound numbers represent enantiomers.

37

No signal was seen in the proton NMR spectra for the acid proton (COOH) for most of the free carboxylic acids; this signal is reported only for compounds 21b, 27 and [29a + 29a′].