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在多肽合成中,,,,,羧基和羟基是两类常见的官能团。。。。。。。。羧基是构建肽键的根基结构单元,,,,,羟基则因亲核性在侧链保;;;;;ず屯驯;;;;;;ぶ衅等圆渭臃从,,,,,两者在多肽合成中表演着关键角色。。。。。。。。然而,,,,,因其反映活性较高,,,,,两者易在合成过程中产生多种非预期的副反映,,,,,直接影响指标产品的纯杜纂收率。。。。。。。。下面我们梳理了这两个基团的常见副反映,,,,,以期在现实操作中提供参考。。。。。。。。
羧基副反映重要集中在天冬氨酸(Asp)/谷氨酸(Glu)的骨架和侧链上,,,,,重要蕴含以下几类:
1. 碱催化下的酯互换反映
在固相合成中,,,,,选取氯甲基树脂(Merrifield树脂)时,,,,,氨基酸经碱催化的取代反映以酯键的大局固定在树脂上,,,,,常用的碱蕴含铯盐、三乙胺、四甲基氢氧化铵(TMAH)等,,,,,其中TMAH催化成效更优。。。。。。。。但问题在于,,,,,该过程会伴随有Asp/Glu侧链上的苄基酯产生酯互换副反映,,,,,如下图1,,,,,在甲醇系统中,,,,,苄基酯转换成甲酯,,,,,而在后续的HF介导的侧链脱保;;;;;げ街柚,,,,,难以实现侧链去屏蔽。。。。。。。。

图1 Asp/Glu侧链的酯互换副反映
不外,,,,,这一副反映若加以利用,,,,,也是一种有效的合成战术。。。。。。。。例如,,,,,选取TMAH/叔丁醇在70°C处置肽基-Merrifield树脂,,,,,可将Asp/Glu侧链的苄酯转化为叔丁酯,,,,,同时实现肽链从固相载体上的切割,,,,,直接得到相应的C端叔丁酯。。。。。。。。
2. 裂解与纯化过程中的甲酯化副反映
在肽树脂裂解或侧链全局脱保;;;;;す讨,,,,,若残留甲醇(如洗涤带入),,,,,在酸性环境下会建饰多肽中的羧基,,,,,引发甲酯化副反映。。。。。。。。因而,,,,,对于酯化敏感的肽,,,,,应预防使用甲醇洗涤树脂,,,,,或严格节造干燥过程。。。。。。。。
此表,,,,, 在反相液相色谱中进行提纯时,,,,,甲醇因成本优势被宽泛用作有机洗脱剂,,,,,而甲醇/水系统中通常需参与TFA或甲酸等酸性改性剂,,,,,网络到的肽溶液呈酸性。。。。。。。。在后续的浓缩过程中,,,,,Asp/Glu侧链羧基或肽骨架羧基极易产生甲酯化反映,,,,,影响多肽质量。。。。。。。。若甲酯化偏差较为严沉,,,,,建议改用乙腈作为有机洗脱剂。。。。。。。。
丝氨酸(Ser)/苏氨酸(Thr)因其β-羟基拥有亲核性,,,,,在多肽合成中易产生多种副反映。。。。。。。。同时,,,,,羟基上的酰;;;;;;;;;;;せ不嵩谔囟ㄇ疤嵯戮钊鏞→N迁徙,,,,,β-解除等副反映。。。。。。。。
1. 烷基化副反映
Alloc保;;;;;せ蚨忠斓恼恍,,,,,常用于羟基的选择性保;;;;;。。。。。。。。但O-Alloc保;;;;;さ乃堪彼岵谢赑d(0)催化下脱除时,,,,,Alloc保;;;;;さ聂腔赡懿鶲-烯丙基化副反映,,,,,天生O-烯丙基保;;;;;さ乃堪彼岣辈罚ㄍ2)。。。。。。。。这个副产品对Pd(0)化学不变,,,,,无法通过耽搁处置功夫再生游离的β-羟基。。。。。。。。不外,,,,,在有效丙烯酸断根剂存鄙人,,,,,该副反映可得到有效节造。。。。。。。。

图2 Alloc脱保;;;;;ひ⒌南┍狈从
2. 酰;;;;;癘→N迁徙副反映
在氨基酸偶联过程中,,,,,若使用过量酰;;;;;约粱蛑副臧被岱从郴郝,,,,,则可能缩幼羟基与氨基之间的亲核性差距,,,,,导致Ser/Thr的β-羟基产生酰;;;;;狈从。。。。。。。。此表,,,,,在氨基保;;;;;せ磐驯;;;;;;ひ约昂笮募畲χ霉讨,,,,,已酰;;;;;聂腔岵;;;;;;鵒→N迁徙,,,,,导致肽链意表终止(图3)。。。。。。。。

图3 酰;;;;;鵒→N迁徙反映
3. β-解除副反映
β-解除反映是Ser/Thr中常见的副反映之一。。。。。。。。当Ser/Thr侧链羟基上连有吸电子基团(如Ts、Ms等)时,,,,,在碱性前提下极易产生β-解除反映(图4)。。。。。。。。

图4 碱催化下的β-解除反映
即便侧链未保;;;;;さ腟er/Thr,,,,,也并非齐全预防此类反映产生。。。。。。。。在碱浓度、温度、反映功夫和肽序列等成分影响下,,,,,β-解除反映仍有可能产生。。。。。。。。此表,,,,,部门偶联试剂也能诱导这一副反映的产生,,,,,例如,,,,,DSC、CDI以及碳二亚胺类偶联试剂可活化Ser/Thr的β-羟基,,,,,继而引发β-解除反映(图5)。。。。。。。。

图5 CDI引发的β-解除反映
4. 噁唑类副产品的形成
噁唑类副产品的形成重要有两种情况:其一是当N端选取氨基甲酸酯(Z、Boc等)保;;;;;な,,,,,侧链未保;;;;;さ腟er/Thr在碱性前提下,,,,,β-羟基可能会进攻骨架氨基甲酸酯部门,,,,,形成噁唑烷酮副产品(图6)。。。。。。。。因而,,,,,对肽进行碱处置时,,,,,将N端Ser/Thr的β-羟基进行保;;;;;,,,,,或选取更和善的前提能有效预防副反映的产生。。。。。。。。

图6 噁唑烷酮形成机造
其二是肽链内部的Ser/Thr残基也能通过β-羟基进攻邻近肽键,,,,,天生五元环中央体。。。。。。。。这个中央体一方面可经酰;;;;;鵑→O迁徙转化为酯衍生物;;;;;;另一方面可经脱水和氧化转化为噁唑啉甚至噁唑产品(图7)。。。。。。。。类似的过程也见于半胱氨酸(Cys)和β-氨基丙氨酸,,,,,别离天生相应的噻唑啉/噻唑和咪唑啉/咪唑衍生物。。。。。。。。

图7 异构体肽酯/噁唑(啉)形成机造
5. 逆羟醛缩合裂解
Ser/Thr侧链游离的β-羟基与邻近的羰基组成了β-羟基羰基结构——性质上为羟醛缩合后产品结构,,,,,因而,,,,,在酸碱前提下都可能产生逆羟醛缩合裂解。。。。。。。。在碱性前提下,,,,,这一过程会导致Ser/Thr残基的Cα—Cβ键断裂,,,,,天生甲醛/乙醛和相应的酮类化合物(图8)。。。。。。。。只管此类副反映不常见,,,,,但在多肽合成或其他有关处置过程中仍需注意。。。。。。。。

图8 逆羟醛缩合裂解
以上梳理的为较为常见和典型的副反映类型。。。。。。。。在现实合成中,,,,,羧基和羟基有关的副反映大局多样、机造复杂,,,,,但无数能够通过合理的保;;;;;せ≡瘛⒀细竦墓ひ詹问谠煲约笆实钡姆从城疤嵊呕丛し。。。。。。。。充分相识这些副反映的法规,,,,,是提升多肽药物质量与收率的沉要基础。。。。。。。。
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参考文件:
[1] Side Reactions in Peptide Synthesis. Yi Yang.

