偶联试剂

Matthias Junkers

原则上,使用有机化学中可用于合成羧酸酰胺的所有方法都可以实现看似简单的肽键形成。然而,由于天然和非天然氨基酸中存在各种官能团,特别是需要完全保留手性完整性,氨基酸和肽在温和条件下的偶联会颇具挑战性。偶联剂的开发已经过剩,在效率和对特定应用(例如:固相肽合成或片段缩合)的适用性上可互为替代。

简化的肽键形成的一般机制。

方案 1.简化的肽键形成的一般机制。

所有偶联方法均具有相同的反应原理:在第一个氨基酸的羧基活化后,第二个氨基酸可通过其氨基基团的亲核攻击形成肽键。为了防止不受控制的肽键形成,需要可逆地阻断第一个氨基酸和所有官能团化侧链基团的氨基。重复的去阻断、活化和偶联把肽构建成其所需的最终序列。

我们将介绍和讨论我们产品目录中提供的各种偶联剂。如想进一步了解,有一些详细的文章可供阅读。1,2

丙基膦酸酐(T3P®)3是一种非常有效的无毒偶联剂,特别适用于连接立体位阻氨基酸。另一个优点是可用水萃取粗产物来容易地除去副产物。4

Mukaiyama将吡啶试剂(如2-氯甲基吡啶碘化物)引入肽化学,后者可用于合成β-内酰胺碳头孢烯骨架。.5

氰尿酰氯已用于制备酰氯、酰胺和肽。氰尿酰氯衍生物CDMT(2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪)与羧酸形成高反应性酯,然后可用作胺的强力酰化剂和不太亲核的醇类。6活化在碱存在下进行,优选NMM(N-甲基吗啉)。原位NMM和CDMT形成中间体DMTMM。DMTMM可分离出来,作为独立的偶联剂使用。7与CDMT相比,DMTMM不需要预先活化羧酸。SPPS中DMTMM的偶联效率与PyBOP相当,而外消旋化可以保持在检测限以下。8

CDMT与NMM反应生成强力酰化剂DMTMM。

方案 2.CDMT与NMM反应生成强力酰化剂DMTMM。

最常用的原位缩合剂是碳二亚胺。9-11羧酸与碳二亚胺的反应被认为涉及不稳定的O-酰基异脲(见图)。

通过碳二亚胺活化形成肽键的机制

图 1.通过碳二亚胺活化形成肽键的机制

N,N4-二环己基碳二亚胺(DCC)广泛用于Boc/Bzl-肽合成,因为在Boc-去保护期间,在三氟乙酸存在下,二环己基脲(DCU)副产物易于从反应容器中除去。在Fmoc/t-Bu化学中,二异丙基碳二亚胺产生更易溶于DMF的尿素副产物,因此强烈推荐。12,13N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐(WSC、EDC)广泛用于溶液相,因为它生成尿素副产物,能很容易地用水萃取从反应介质中除去。14,15

另一重要的水溶性碳二亚胺是N-环已基-N'-(2-吗啉乙基)碳二亚胺-甲基对甲苯磺酸盐(CMC)。16,17碳二亚胺方法的主要缺点是Asn和Gln残基的侧链羧酰胺脱水成相应的腈。将碳二亚胺与添加剂如羟胺衍生物衍生物(例如1-羟基苯并三唑(HOBt)10或7-氮杂-1-羟基苯并三唑(HOAt))结合使用时,可完全避免这个问题。19-21这些添加剂可有效抑制外消旋化,并可完全消除羧酰胺残基的脱水,同时产生高活性酯物质。碳二亚胺介导的活化是在没有碱催化的情况下实现的,否则在敏感的Fmoc-Cys(Trt)-OH残基中会造成相当严重的外消旋化。22,23

材料
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