Articolo metodologico

Idrolisi di un Ni-Schiff-Base complessi utilizzando le condizioni adatte per la conservazione di acido-labile gruppi protettori

DOI:

10.3791/55677

⸱

6 aprile 2017

 ,  , 
1Department of Chemistry, Slippery Rock University

In questo articolo

Sommario

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Qui, presentiamo un'idrolisi efficiente e successiva protezione Fmoc di un amminoacido isolato da un complesso Ni-Schiff-base. condizioni di idrolisi qui presentati sono adatti per l'uso quando è richiesta la ritenzione di gruppi protettivi acido-labile catena laterale. Questa tecnica può essere adattabile ad una varietà di substrati amminoacidi innaturali.

Abstract

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aminoacidi non naturali, aminoacidi contenenti funzionalità in catena laterale non comunemente visto in natura, sono sempre trovati in sequenze peptidiche sintetiche. Sintesi di alcuni aminoacidi non naturali spesso include l'uso di un precursore costituito da una base di Schiff-stabilizzato da un catione nichel. Unnatural catene laterali possono essere installati su un backbone aminoacido che si trova in questo complesso Schiff-base. L'amminoacido non naturale risultante può essere isolato da questo complesso mediante idrolisi della Schiff-base, tipicamente impiegando riflusso in soluzione fortemente acida. Queste condizioni fortemente acide possono rimuovere l'acido-labile catena laterale gruppi protettori necessario per gli amminoacidi non naturali da utilizzare nella sintesi peptidica in fase solida di micro-onde. In questo lavoro, presentiamo un'idrolisi efficiente e successiva protezione Fmoc di un amminoacido isolato da un complesso di base Ni-Schiff. condizioni di idrolisi presentati in questo lavoro sono adatti per la conservazione di s acido-labileide-catena gruppi protettori e può essere adattabili ad una varietà di substrati amminoacidi innaturali.

Introduzione

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amminoacidi non naturali catene laterali cuscinetto (di SAU) che variano da quelli dei venti naturali amminoacidi presenti in natura hanno trovato utilità in un'ampia gamma di applicazioni. Sintesi di questi SAU, tuttavia, può essere difficile a seconda della struttura delle catene laterali e la stereochimica della spina dorsale aminoacido. Attivazione del legame CH di glicina nel contesto di un complesso Schiff-base di nichel è stato utilizzato per produrre una varietà di derivati di amminoacidi compreso α, acidi p-diammino 1 e il cuscinetto di SAU fluorurato 2 o eterociclici catene laterali. 3

Dopo aggiunta di innaturali catene laterali, funzionalizzati SAU sono tipicamente rimossi dal complesso Schiff-base riflusso in acido cloridrico 4 e vengono successivamente isolato con cromatografia a scambio ionico. Mentre in genere efficace, questo protocollo genera unacidi mino che possono essere adatti per l'uso nella sintesi peptidica in fase solida (SPSS). La natura del SPPS richiede la presenza di gruppi acido-labile catena laterale protezione e la natura fortemente acida di condizioni tipiche Ni-Schiff-base decomposizione impedisce isolamento di SAU con questi gruppi protettivi intatte. A nostra conoscenza, solo un metodo di decomposizione alternativa 'stato segnalato: impiego di acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) e idrazina a temperature elevate, 5 condizioni che si può non essere adatto per qualche catena laterale gruppi protettivi come phthalimides.

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Figura 1: Sintesi di Ni-PBP-Gly da Ni 2+, PBP e glicina (Gly). Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Qui, riportiamo un metodo per idrolisi di un complesso Ni-Schiff-base, Ni-PBP-Gly (Figura 1). Questo complesso, derivato da Ni 2+, glicina, e piridina-2-carbossilico (2-benzoil-fenil) -ammide (PBP), 6 ha dimostrato di essere una piattaforma utile per la sintesi di una varietà di SAU ed è facilmente accessibili mediante la via sintetica a due fasi. 7 Sintesi di questo complesso è letteratura precedented resa elevata. 6 I nostri risultati descritti qui di seguito dimostrano l'applicabilità delle condizioni di idrolisi utilizzando EDTA a leggermente acida a condizioni di pH neutro adeguati per l'utilizzo con cuscinetto acido-labile catena laterale di SAU gruppi protettivi. A seguito di idrolisi, la soluzione acquosa risultante può essere isolato e sottoposto immediatamente alle condizioni di protezione Fmoc standard per permettere un aminoacido Fmoc-protetto (Figura 2).


Figura 2: Idrolisi e Fmoc-protezione di un amminoacido Isolato da Ni-PBP-Gly. Condizioni di reazione: i. EDTA (12 equiv), pH 4,5; ii. Etile acetato e lavata aggiustamento a pH 7; iii. Fmoc-OSu (1 equiv), NaHCO 3 (2 equiv). Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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Protocollo

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1. L'idrolisi del Complesso Ni-Schiff-Base

  1. Sciogliere 1 mmoli del complesso Ni-PBP-Schiff-base in 40 ml di N, N-dimetilformammide (DMF) sotto agitazione in un pallone da 250 ml a fondo tondo a temperatura ambiente.
  2. Aggiungere 60 ml di soluzione 0,2 M EDTA acquosa, a pH 4,5.
  3. Utilizzando una barra di agitazione magnetica e mescolare piastra, agitare la soluzione combinata notte. Come il complesso Schiff-base viene idrolizzato, il colore si sposterà da un rosso intenso al bianco.
  4. Dopo il completamento della reazione, come indicato dall'assenza di qualsiasi colorazione rossa, trasferire la reazione in un imbuto separatore da 250 ml.
  5. Aggiungere 50 mL di diclorometano, tappare l'imbuto separatore, e mescolare. Drenare il lavaggio organico in un becher rifiuti. Ripetere questo processo tre volte per rimuovere PBP e ogni complesso Ni-PBP-Schiff-base residua. Raccogliere lo strato acquoso residuo in un pallone a fondo rotondo da 250 mL.

2. Fmoc Protezione dei idrolizzato Amino Acid

  1. Regolare lo strato acquoso isolata dal passaggio 1.5 sopra descritto a pH 7 con bicarbonato di sodio solido. Controllare periodicamente pH utilizzando strisce reattive pH.
  2. Aggiungere 168 mg di bicarbonato di sodio (2,00 mmol, 2 equiv) alla soluzione e mescolare con una barra di agitazione magnetica e mescolare piastra.
  3. Sciogliere 337 mg di Fmoc N -hydroxysuccinimide estere (1,00 mmoli, 1 equivalente) in una quantità minima di diossano (circa 4 o 5 mL) in una fiala 10 mL. Trasferire questa soluzione alla soluzione acquosa e agitazione per una notte.
  4. Dopo aver lasciato la reazione di agitazione per una notte, acidificare la soluzione risultante a pH 2 con acido cloridrico 1M. Controllare periodicamente pH utilizzando strisce reattive pH.
  5. Trasferire la reazione in un imbuto separatore da 250 ml e si aggiungono 50 mL di acetato di etile. Chiudere l'imbuto separatore, mescolare bene, e raccogliere lo strato organico in un pallone Erlenmeyer da 250 mL. Ripetere questa operazione altre due volte, combinando gli estratti organici. Essiccare gli estratti organici combinati con circa 3 g di magnesio sulfate.
  6. Concentrare gli estratti organici combinati utilizzando un evaporatore rotante per permettersi l'aminoacido Fmoc-protetto greggio.

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Risultati

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Abbiamo ipotizzato che la rimozione del Ni 2+ dal complesso Ni-PBP-Gly potrebbe consentire un'idrolisi acquosa efficiente del Schiff-base senza la necessità di condizioni di pH dure. Come EDTA è un agente chelante poco costoso e ben studiato, 10 ipotizziamo che l'aggiunta di EDTA ad una soluzione di Ni-PBP-Gly faciliterebbe chelazione di ioni Ni 2+, promuovendo così idrolisi del complesso.

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Discussione

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Il protocollo descritto sopra è utile nella sua capacità di facilitare l'isolamento di una dorsale amminoacido da un complesso Ni-Schiff-base in condizioni di pH blande e successiva protezione Fmoc di questo aminoacido isolato attraverso due passaggi critici. Il primo passo consiste nel mescolare una soluzione in DMF / acqua contenente EDTA per facilitare il distacco del aminoacido dal complesso. Residui sottoprodotti organici complessi o possono essere facilmente rimossi con estrazione. Il secondo passo di questo p...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Il finanziamento fornito da Slippery Rock University. Vorremmo ringraziare T. Boron III (Slippery Rock University) e C. Haney (University of Pennsylvania) per le loro intuizioni.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Ni-PBP-GlySintetizzato dal protocollo pubblicato
DMFFisherD119-4
EDTAFisherS311-100
DiclorometanoAcrosAC610050040
Bicarbonato di sodioFisherS233-500
Fmoc-OSuChem-Impex"00147"
DiossanoFisherD111-500
Acido cloridricoFisherA144-500
Acetato di etileAcrosAC610060040
Solfato di magnesioFisherM65-500
ZEOPrep 60ECO Gel di siliceZEOChem
HexanesFisher3200250.650.443
per cromatografia
Strisce reattive per pH Evaporatore
rotante
250 mL Imbuto
250 mL Pallone
Barra di agitazione Piastra
agitazione
Colonna separatorea fondo tondodi

Riferimenti

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