一、为什么要追求新的肽合成方法
酰胺键形成是有机合成中最常用的反应之一,也是在制药工业中进行的最常用的药物化学反应。遗憾的是,所涉及的反应条件都特别浪费试剂并因此对环境有害,同时反应过程中也可能存在安全隐患。
至今仍使用的有毒性的溶剂有:二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和二氯甲烷(DCM)。所以寻求更环保的有机溶剂一直是一个热门话题,特别是对于溶剂消耗多,逐步反应的固相多肽合成研究。而水(天然肽生物合成培养基)的使用对有机化学家来说是一个挑战,主要是出于溶解性原因。
今天介绍一种新型的合成肽的方法:使用少量的表面活性剂TPGS-750-M在室温下在水中制备多肽,从而取代有机溶剂作为反应介质。对于简单偶联,肽合成的时间通常需要3-4小时,对于两步去保护加偶联过程通常需要8小时。反应后可通过简单的萃取和酸性/碱性水洗涤来拿到最终的肽。下面介绍下此类反应。
二、Cbz-L-Ala-L-Phe-L-Leu-OEt(II-1)和Cbz-L-Lys(Boc)-L-Pro-L-Val-OMe(II-2)的合成制备过程
Cbz-L-Ala-L-Phe-L-Leu-OEt(II-1)和Cbz-L-Lys(Boc)-L-Pro-L-Val-OMe(II-2)作为α-MSH-13的C-末端三肽部分的前体,以其抗炎作用而闻名。
1,第一步 二肽前体的制备:Cbz-L-Phe-L-Leu-OEt(I-1)和Cbz-L-Pro-L-Val-OMe(I-2)的合成制备过程
两种前体Cbz-L-Phe-L-Leu-OEt(I-1)和Cbz-L-Pro-L-Val-OMe(I-2)的合成,使用茚三酮通过薄层色谱(TLC)定性检测游离胺的消失。偶联反应通常在1小时内完成。所有副产物都可溶于水,因此纯化只需用甲基叔丁基醚(MTBE)或EtOAc进行简单萃取,然后进行酸性和碱性水洗涤。如果二肽直接用于两步一锅去保护/偶联序列,则不需要进一步纯化。对于最终产品,通过二氧化硅垫的快速过滤消除了所有剩余的TPGS-750-M的痕迹,产生所需的纯肽。该方法适用于广泛的氨基酸、脂族胺或脂肪酸,并且已证明在克级规模上有效,提供相似的产率。不过有甘氨酸参与的肽合成,通常产率会偏低些,可能是由于溶解性较差的原因。,但是它们的合成可以通过共溶剂来改善。为了放大和工业目的,强烈推荐使用10%(体积/体积)的共溶剂(例如THF)以更好地处理反应。
2,第二步 上述二肽和N-保护的氨基酸继续反应,形成三肽
在该方法中,将制备的Cbz-二肽I-1和I-2用Pd / C和H 2气体脱保护。最初的脱保护反应通常需要约2小时才能完成,并且可以通过TLC监测。需要1当量的HCl形成铵盐并防止催化剂中毒。在氩气喷射以释放氢气之后,然后可以使用优化的偶联方法,在反应容器中加入下一个N-保护的氨基酸/肽,同时添加另一部分2%(wt / wt)TPGS-750-M- H2O溶液将总浓度降低至0.25M。选择使用亲脂性的羧基苄基(Cbz),这增加了氨基酸在胶束核心内的溶解度。此外,使用该保护基可使其脱保护过程中,仅产生甲苯和CO 2副产物,使后续步骤不受影响。在可能存在溶解度问题的情况下,特别是当所得产物是固体时,添加10%(体积/体积)THF可有助于改善反应混合物的产率和处理。最终产物用乙酸乙酯(EtOAc)萃取,萃取物通过硅藻土过滤以除去Pd / C。在酸性和碱性水洗涤之后,在硅胶柱上进行纯化,得到所需的三肽,产率较高。该方法可非常有效地获得高产量的短肽。