La elección del agente condensante para los péptidos sintéticos es crucial
La elección del agente condensador en la síntesis de péptidos puede afectar directamente a la formación de enlaces peptídicos y a la aparición de reacciones secundarias. En circunstancias normales, elegir un agente condensador adecuado es la garantía para sintetizar varios tipos de péptidos biológicamente activos con diversas estructuras.
Los agentes condensantes en la síntesis de polipéptidos se dividen principalmente en tipo carbodiimida, tipo catiónico fósforo y tipo catiónico urea según sus estructuras.
Agente de condensación de carbodiimida
Los intermedios de reacción de los agentes de condensación de carbodiimida en la síntesis de polipéptidos son principalmente O-acilisoureas y anhídridos simétricos de componentes carboxílicos (Fig.3). La racemización del producto se debe principalmente a la ciclación intramolecular de O-acilisourea y anhídrido de ácido para formar 5(4H)-oxazolona, que puede eliminar fácilmente su protón - para formar un anión de oxazolona vibracionalmente estable. Este anión de oxazolona puede reprotonarse desde ambos lados del plano molecular y reaccionar adicionalmente con el componente amino para obtener un producto racémico. Cuando se agregan aditivos, pueden interceptar O-acilisoureas altamente reactivas y productos intermedios de anhídrido ácido para generar los ésteres activados correspondientes, que pueden aminarse aún más para obtener el producto objetivo.
N,N'-diciclohexilcarbodiimida (DCC): uno de los agentes condensadores más utilizados en la síntesis de péptidos, con un amplio espectro de aplicaciones y corto tiempo de reacción. Sin embargo, la N,N'-diciclohexilurea (DCU) producida por la reacción tiene muy poca solubilidad en la mayoría de los disolventes orgánicos y, a veces, se mezcla con el producto y es difícil de eliminar.
N,N'-diisopropilcarbodiimida (DIC): genera subproductos de reacción solubles en agua, de bajo coste, adecuado para la preparación de grandes cantidades de péptidos, pero utilizado solo provocará que el producto tenga un mayor grado de racemización. Por esta razón, generalmente se usa junto con aditivos como HOSu, HOBt, HOAt o HOOBt para inhibir la racemización del producto y también puede inhibir eficazmente la formación de subproductos como la N-acilurea.
Agente de condensación compuesto DCC-HOBt: uno de los métodos de condensación más utilizados en la actualidad, puede inhibir más eficazmente la racemización y aumentar la velocidad de reacción. Sin embargo, se producen subproductos de azida, lo que limita su amplia aplicación.
Agente de condensación compuesto DCC-HOAt: inhibe eficazmente la racemización y aumenta la velocidad de reacción. Es especialmente adecuado para la síntesis de péptidos estéricamente impedidos. Sin embargo, es caro y no es adecuado para la preparación a gran escala. péptidos.
Agente condensante tipo catión fósforo
El uso de cationes acil fósforo como intermediarios activos para formar enlaces amida fue propuesto por primera vez por Kenner en 1969 y utilizó este método para la síntesis de polipéptidos, desarrolló algunos. reactivos que pueden producir este intermedio, como el reactivo Bate, etc. Estos reactivos no se utilizan ampliamente debido a su bajo rendimiento, gran racemización del producto u operaciones complicadas.
Agente de condensación Carter BOP: ampliamente utilizado en la síntesis de polipéptidos en fase sólida y líquida, pero el subproducto hexametilfosforamida tiene toxicidad cancerígena.
PyBOP: Los subproductos tienen baja toxicidad y mayor reactividad que el BOP.
AOP, PyAOP, BrOP, PyClOP, PyBrOP: un tipo de agente de condensación de catión de fósforo a base de HOAt y catión de fósforo halogenado, que puede promover eficientemente la formación de enlaces amida estéricamente impedidos, y son ampliamente utilizados. utilizado en la síntesis de péptidos y péptidos bioactivos ricos en N-metil aminoácidos o aminoácidos C, C-dialquilados. Sin embargo, este tipo de agente de condensación es caro y no es adecuado para la preparación de polipéptidos a gran escala.
Agente de condensación catiónico de urea
Al igual que el agente de condensación catiónico de fósforo, los principales intermediarios involucrados en la reacción de condensación polipeptídica de los agentes de condensación catiónicos de urea derivados de HOBt y HOAt son: Componente carboxílico benzotriazol éster y éster de 7-azabenzotriazol. Cuando el agente de condensación catiónico de urea halogenada participa en la síntesis de polipéptidos, los intermedios activos de la reacción son principalmente haluros de ácido y anhídridos de ácido de componentes carboxílicos.
Agentes de condensación catiónica de urea a base de HOAt (TBTU, HBPyU, HATU, TOTU): velocidad de reacción rápida, baja racemización del producto y alto rendimiento pero en polipéptidos ricos en N-metil aminoácidos El rendimiento y la óptica; La pureza de los productos en la síntesis era pobre.
Agentes condensadores catiónicos de urea halogenada (PyCIU, TFFH, BTFFH, CI, CTDP): juegan un papel importante en la síntesis de péptidos estéricamente impedidos y se utilizan para compuestos que contienen N-metil aminoácidos y C, en Síntesis de péptidos de aminoácidos C-dialquilados. La racemización del producto durante el proceso de condensación de fragmentos entre este tipo de reactivo y el agente de condensación catiónico de fósforo halogenado es relativamente grande.
Otros tipos de agentes condensantes
Además de los principales tipos de agentes condensantes mencionados anteriormente, algunos otros tipos de agentes condensantes también se utilizan hasta cierto punto en la síntesis de polipéptidos, entre ellos cuales son los representativos Principalmente incluyen: BOP-Cl, FDP, FDPP, DEPBT, EDQ, etc.
BOP-Cl: Puede promover eficazmente la formación de enlaces amida estéricamente impedidos con menos racemización, y se ha utilizado con éxito en la síntesis de péptidos bioactivos ricos en N-metil aminoácidos. Sin embargo, este agente condensante reaccionará con los aminoácidos libres, especialmente cuando el componente aminoácido es una amina primaria, y los péptidos no se pueden preparar mediante el método de un solo recipiente.
FDP y FDPP: Ambos reactivos son derivados de fenol libres de flúor. Tienen las ventajas de un alto rendimiento del producto y un postprocesamiento simple en la síntesis de péptidos, pero no son adecuados para la síntesis de péptidos estéricamente impedidos. El FDPP es particularmente adecuado para la síntesis de péptidos cíclicos. DEPBT es un éster de fosfato derivado de HOBt, que se caracteriza por una menor racemización del producto.
EEDQ: Es un agente de condensación clásico. Promueve principalmente la síntesis de polipéptidos formando intermedios de anhídrido mixto. La desventaja es que la racemización del producto es grande.
Análisis completo. de los anteriores Entre varios tipos de agentes de condensación, incluidos carbodiimida, catión de fósforo y catión de urea, los agentes de condensación de tipo catión de fósforo y catión de urea tienen el mejor rendimiento en términos de actividad de reacción, rendimiento del producto y pureza óptica. Ambos tipos de agentes de condensación son. superior a otros tipos de agentes condensantes. El rendimiento del agente de condensación catiónico de urea en todos los aspectos es superior hasta cierto punto al agente de condensación catiónico de fósforo correspondiente. A pesar de esto, la prueba de Young muestra que los reactivos catiónicos de urea HBTU, HBPyU y HAPyU todavía tienen 25,4, 18,0 y 13,9 racemización respectivamente en la síntesis de dipéptidos simulados. Por lo tanto, el diseño y la síntesis de nuevos agentes de condensación de péptidos con mayor reactividad y menor racemización del producto para sintetizar eficientemente péptidos y péptidos bioactivos siguen siendo problemas urgentes en el campo de la síntesis de péptidos. ?