보호 그룹 산 - 불안정의 보존에 적합한 니켈 쉬프 - 자료의 가수 분해 복잡한 사용 조건

본 절차의 전반적인 목표는 니켈 shift base 복합체로부터 비천연 아미노산을 편리하게 분리하고, 이후 이들 아미노산을 Fmoc로 보호하는 것입니다. 이 방법은 비천연 아미노산을 보다 쉽게 합성하는 방법과 같은 유기 화학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 산에 민감한 측쇄 보호기가 있는 아미노산을 니켈 shift base 복합체로부터 분리할 수 있다는 점입니다.

니켈 복합체의 유기 용매 용해도가 제한적이기 때문에 이 방법에 익숙하지 않은 연구자들은 어려움을 겪을 수 있습니다. DMF는 복합체를 용해할 수 있고 물과 혼합 가능하므로 가장 적절한 용매입니다. 우리는 무기화학 교수인 Dr.Boron으로부터 니켈과 금속 킬레이트제에 관한 통찰을 얻었을 때 이 방법에 대한 처음 아이디어를 갖게 되었습니다.

이 절차를 시작하려면 250 mL 둥근 바닥 플라스크에 40 mL의 DMF를 넣습니다. 니켈 PBB Schiff base 복합체 1 mmol을 상온에서 교반하며 DMF에 용해시킵니다. 다음으로 pH 4.5인 0.2 M EDTA 수용액 60 mL를 첨가합니다.

마그네틱 바와 교반기를 사용하여 용액을 하룻밤 동안 교반합니다. 반응이 완료되면 용액을 250 milliliter 분별 깔때기로 옮깁니다. DCM 50 milliliters를 추가합니다.

그런 다음 분별 깔때기의 마개를 닫고 혼합합니다. 유기 세척액을 폐액 비커에 따라냅니다. DCM을 첨가하고 혼합한 후 유기 세척액을 제거하는 과정을 3회 반복합니다.

그 후, 남은 수층을 250 milliliter 둥근 바닥 플라스크에 수집합니다. 먼저 고체 탄산수소나트륨을 사용하여 분리된 수층의 pH를 pH 7로 조정합니다. 다음으로 탄산수소나트륨 168 milligrams를 첨가합니다.

마그네틱 스티어 바와 교반기를 사용하여 용액을 섞습니다. 중탄산나트륨 2당량을 첨가하기 위해 pH를 7로 조정하는 것이 매우 중요합니다. 이는 Fmoc 보호 반응을 촉진하기 위해 용액이 약염기성 상태여야 하기 때문입니다.

10 milliliter 바이알에 337 milligrams Fmoc 및 hydroxysuccinimide ester와 5 milliliters의 dioxane을 넣어 녹입니다. 이 혼합물을 수용액으로 옮기고 밤새 교반합니다. 다음 날, 1 molar 염산을 사용하여 용액을 pH 2로 산성화합니다.

이후 반응물을 250 milliliter 분별 깔때기로 옮깁니다. 50 milliliters FO-acetate를 첨가합니다. pH가 2 미만으로 떨어지지 않게 하는 것과 이 단계를 신속하게 완료하는 것이 중요합니다.

그렇게 하지 않으면 곁사슬 보호기가 소실될 수 있습니다. 분별 깔때기의 마개를 닫고 잘 섞어줍니다. 그런 다음 유기층을 250 milliliter 삼각 플라스크에 수집합니다.

에틸 아세테이트를 첨가하고, 혼합한 후 유기층을 수집하는 과정을 두 번 더 반복하여 유기 추출액을 합칩니다. 다음으로 약 3g의 황산마그네슘을 사용하여 합쳐진 유기 추출액을 건조합니다. 회전 증발기를 사용하여 합쳐진 유기 추출액을 농축함으로써 조(crude) Fmoc 보호 아미노산을 얻습니다.

본 연구에서는 완만한 pH 조건 하에서 니켈 쉬프트 염기 복합체로부터 아미노산 골격을 분리한 후, 두 가지 핵심 단계를 거쳐 Fmoc 보호 반응을 수행합니다. 첫 번째 단계에서는 EDTA가 포함된 DMF 수용액을 교반하여 복합체로부터 아미노산의 방출을 촉진합니다. 방출된 아미노산을 분리 및 추출한 후, Fmoc 보호 조건에 노출시켜 Fmoc 보호 아미노산을 얻습니다.

가수분해 반응의 진행 정도는 용액의 색상이 빨간색에서 흰색으로 변하는 것을 모니터링하여 추적합니다. EDTA가 8당량 미만으로 포함된 반응에서는 어느 정도의 색상 변화가 나타나지만 항상 불완전하게 진행됩니다. 반면, EDTA가 없는 반응에서는 색상 변화가 전혀 나타나지 않습니다.

따라서 반응을 완결시키기 위해서는 최소 8당량의 EDTA가 필요합니다. 이어서 가수분해 반응의 유효 pH를 평가합니다. 상온에서 하룻밤 동안 교반했을 때, pH 4.5에서 7.5 범위의 조건에서 가수분해가 성공적으로 일어나는 것을 확인할 수 있습니다.

이는 EDTA 가수분해의 유연성을 보여줍니다. 이후 다양한 측쇄 보호기를 가진 여러 아미노산을 사용하여 이러한 가수분해 조건의 타당성을 테스트합니다. 각 경우에 측쇄 보호기가 완전히 유지되었음을 proton NMR을 통해 확인하였습니다.

이 기술을 숙달하면 적절하게 수행했을 때 48시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 전체 과정에서 설명된 특정 pH 수준을 준수하는 것이 중요합니다. 이 절차 이후에는 산에 민감한 측쇄 보호기를 가진 다른 아미노산의 가수분해와 같은 다른 방법들을 수행하여, 이 기술이 다양한 기질에 대해 얼마나 유용한지와 같은 추가적인 질문들에 답할 수 있습니다.

이 기술이 개발되면 유기 합성 분야의 연구자들이 산에 약한 측쇄 보호기를 가진 비천연 아미노산의 합성을 탐구할 수 있는 길이 열릴 것입니다. 이 영상을 시청한 후에는 완만한 pH 범위의 반응 조건을 사용하여 니켈 PPB 쉬프 염기 복합체로부터 아미노산을 분리하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 유기 용매, 특히 DMF를 사용하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 이 절차를 수행하는 동안에는 항상 개인 보호 장구 착용과 같은 예방 조치를 취해야 함을 잊지 마십시오.