多肽的化学合成

保护基可以在钠、液氨作用下除去。
（二）肽键的形成方法
具有游离氨基的组分称为氨基组分，具有游离羧基的组 分称为羧基组分。 肽键生成的原理是：将N-保护氨基酸或肽的羧基转化 成活化型的RCOX，使得羰基碳原子带有较强的正电性而有 利于氨基组分对它进行亲核反应生成肽键。
RCOOH—— RCO－X ——— RCONHR’＋ HX R’-NH2
（一）氨基酸常用的保护方法
多肽合成必须解决下面四个问题
1.氨基保护 2. 羧基保护 3. 侧链保护 4. 接肽方法
保护基必须具备的条件
易在预定的部位引入，在接肽时能起保护作用； 在某特定的条件下，保护基很易除去； 引入和除去保护基时，分子中的其它部位 不会受到影响，特别是已接好的肽键。
1、氨基的保护
1、羧基活化法
• 羧基的羟基不是一个好离去的基团； • 羧基本身不是一个最好的酰基化剂； • 羧基的活化是将羧基转变成一个活泼的羧基衍生物，提 高羧基的酰化能力。
• 叠氮法、混合酸酐法和活化脂法均是温和的方法，已经 被广泛应用于肽的合成
（1）酰氯法
• 最早使用的方法；
• 氨基酸的酰氯容易与氨基作用形成肽键；
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3、侧链的保护
氨基酸
Ala(A) Arg(R) Asn(N) Asp(D) Cys(C) Gln(Q) Glu(E) Gly(G) His(H) None Pbf, Mtr, Pmc Trt, Mebh, Tmob OtBu, OAI° Trt, Acm°,tBu°,Stbu Trt, Mbh, Tmob OtBu, OAI° None Trt, Boc
多肽的化学合成
多肽的化学合成
• 多肽的化学合成，是按照设计的氨基酸顺序，通过定向形成 酰胺键方法得到目标多肽分子； • 氨基酸之间形成酰胺键的反应相当复杂； • 要成功的合成具有特定氨基酸顺序的多肽，必须采用定向形 成酰胺键方法，即对暂时不参予形成酰胺键的氨基和羧基， 以及侧链活性基团进行保护。同时还要对羧基进行活化。
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实例：巯基的保护
巯基经常用苄基和对甲氧苄基，如下式苯甲基保护
CH2SCH2C6H5 HSCH2 C6H5CH2Cl + ZNHCHCOOR 上保护基 ZNHCHCOOR
Na, NH3(l)
去保护基
CH2SH ZNHCHCOOR
空气中氧化
CH2S ZNHCHCOOR
SCH2 ZNHCHCOOR
NH2
CF3COOH 去保护基
接肽（过程略）
R O CH3 (CH3)3C+ + CO2 + +NH3CHCNHCHCOO -
（３）用苄氧酰基（或称苯甲氧基甲酰氯）保护
O
C6H5CH2OH+COCl2（光气)
Benzoxycarbonyl（简写Z）
CH2 O C Cl
Z在弱酸性条件下比较稳定，但在催化氢解条件 下容易被除去。产物也容易分离。
常用氨基保护基的方法：酰化
最广泛应用的氨基保护基(PG)是叔丁氧甲酰基(t-Boc)
三苯甲基、对甲苯磺酰基、芴甲氧羰基（Fmoc)，可用 HBr/CH3COOH在室温下除去； 苄氧酰基（CBz），通过催化加氢或用金属钠在液氨中处理 除去；
（1）用芴甲氧羰基保护
Ｎ’－芴甲氧羰基（Fmoc）基团作为保护基的优点： Fmoc基团可被碱脱除 对酸稳定，用三氯乙酸较强酸处理不受影响； 仅用温和的碱处理，通过β-消除反应即可脱去，不需要三级胺 中和；
保护基团
——
功能性基团
胍基Guanidine N 酰胺amide 羧基carboxyl 疏基sulfhydryl 酰胺amide 羧基carboxyl —— 咪唑imidazole
Ile(I)
Leu(L) Lys(K) Met(M) Orn(O) Phe(F) Pro(P) Ser(S) Thr(T) Trp(W)
• 由于反应过程中容易引起氨基酸消旋化，实际 应用价值小。
（2）混合酸酐法
• 氨基酸的羧基可以转化成酸酐；
• 酸酐有两个亲电中心，在形成肽键时能够产生几乎等量的 副产物，应用不对称酸酐可以克服此缺点；
• 氨基被保护的氨基酸在低温且有叔胺的存在下与氯甲酸乙 酯生产成混合酸酐能与另一个氨基酸脂缩合成肽 • 在无水溶剂中可以减小消旋，保持很低的水平。
t-Butoxycarbonyl 简写BOC
在多肽中的应用
O R O + - (CH ) COCCl -OH, 25oC H3N -CH-COO 33 (CH3)3COC- HN-CH-COO 上保护基
R
R O CH3 O CH 3CHCOOH (CH3)3COC-NH-CH-CNHCHCOO H
（1mol）
O C6H5CH3 + CO2 + H3N+CH2C-NHCH2COO-
去保护基
H+
[C6H5CH2OCOOH] + 2 H3N+CH2COO -
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2、羧基的保护
• 与氨基保护基比较，羧基保护基种类较少； • 一般以盐或酯的形式加以保护；
• 常用的有钾盐、钠盐、三乙胺盐等；
• 常用的酯类有：甲酯和乙酯、苄酯 、叔丁酯； •Leabharlann 叔丁酯是近年来最常用的羧基保护基。
Fmoc基团有特征性的紫外吸收，易于监测反应的进行，给使
用仪器自动化合成多肽带来许多方便。
（2）用叔丁氧羰基保护
t-Boc是常用的氨基保护基。
二叔丁基二碳酸酯与氨基酸作用，形成t-Boc-氨基酸，可
以有效地保护氨基；

t-Boc基可以在温和的酸性条件下，以气态形式被除去。
O (CH3)3COC-
反应过程
O
+NH 3CH2CO2 -
C6H5CH2OCCl
OH- 上保护基
O + C6H5CH2OC-NHCH2COO- H
OHH+
SOCl2
O O C6H5CH2OC-NHCH2CCl
+NH CH CO -, 3 2 2
接肽
O O C6H5CH2OC-NHCH2C-NHCH2COOH
H2 Pd/C
None
None Boc, Aloco,Fmoc° None Boc None None tBu tBu Boc
——
—— 氨基amino —— 氨基amino —— —— 羟基hydroxyl 羟基hydroxyl 吲哚indole
Tyr(Y)
Val(V)
tBu
none
苯基phenol
羟基hydroxyl