Przedstawiono potencjalną ogólną metodę syntezy rozpuszczalnych w wodzie wielometalicznych matryc peptydowych zawierających z góry określoną sekwencję centrów metali.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiono potencjalną ogólną metodę syntezy rozpuszczalnych w wodzie wielometalicznych matryc peptydowych zawierających z góry określoną sekwencję centrów metali.
Demonstrujemy metodę syntezy rozpuszczalnej w wodzie wielometalicznej matrycy peptydowej zawierającej z góry określoną sekwencję centrów metali, takich jak Ru(II), Pt(II) i Rh(III). Związek, nazwany rozpuszczalną w wodzie matrycą kompleksów metaloorganicznych (WSMOCA), otrzymuje się poprzez 1) konwencjonalne przygotowanie oparte na chemii roztworu odpowiednich monomerów kompleksu metali z ugrupowaniem aminokwasowym chronionym 9-fluorenylometylokoksykarbonylem (Fmoc) oraz 2) ich sekwencyjne sprzężenie z innymi rozpuszczalnymi w wodzie organicznymi jednostkami budulcowymi na funkcjonalizowanej powierzchniowo żywicy polimerowej zgodnie z procedurami pierwotnie opracowanymi dla syntezy w fazie stałej polipeptydy, z odpowiednimi modyfikacjami. Ślady reakcji wyznaczone za pomocą analizy spektrometrii mas na reprezentatywnych krokach sprzęgania w etapie 2 potwierdzają selektywną budowę z góry określonej sekwencji centrów metalowych wraz ze szkieletem peptydowym. WSMOCA odcięta od żywicy pod koniec etapu 2 ma pewien poziom rozpuszczalności w środowisku wodnym zależny od wartości pH i/lub zawartości soli, co jest przydatne do oczyszczania związku.
Kontrolowana synteza skomplikowanych struktur molekularnych zawsze była głównym problemem w chemii syntetycznej. Z tego punktu widzenia synteza wielojądrowych kompleksów heterometalicznych w sposób możliwy do zaprojektowania jest nadal godnym tematem do zakwestionowania w dziedzinie chemii nieorganicznej ze względu na liczbę możliwych wyników strukturalnych z podejścia opartego na metalizacji ligandów, które jest powszechnie stosowane do wytwarzania monomerycznych kompleksów metali. Chociaż do tej pory opisano kilka przykładów wielojądrowych kompleksów heterometalicznych1,2,3, metoda prób i błędów lub żmudny charakter ich syntezy wymaga opracowania prostej metody, która ma zastosowanie do szerokiego zakresu struktur.
Jako nowe podejście do rozwiązania tego problemu, w 2011 roku opisaliśmy metodologię syntezy4,5, w której różne jednojądrzaste kompleksy metali z grupą aminokwasów chronionych przez Fmoc są sekwencyjnie sprzężone w celu uzyskania wielometalicznych macierzy peptydowych przy użyciu protokołów syntezy polipeptydów w fazie stałej6. Ze względu na konsekwentny charakter syntezy polipeptydów, określoną sekwencję wielu centrów metali można racjonalnie zaprojektować poprzez kontrolowanie liczby i kolejności reakcji sprzęgania tych monomerów kompleksu metali. Później podejście to zostało jeszcze bardziej zmodularyzowane w celu stworzenia różnych większych i/lub rozgałęzionych struktur macierzowych poprzez połączenie z wiązaniem kowalencyjnym między dwiema krótszymi tablicami7.
Tutaj pokażemy, jak zazwyczaj przebiega synteza takich wielometalicznych układów peptydowych, wybierając ostatnio zgłoszony WSMOCA (18 CAS RN 1827663-18-2; Rysunek 1) jako reprezentatywny przykład. Chociaż synteza jednej konkretnej macierzy jest opisana w tym protokole, te same procedury mają zastosowanie do syntezy szerokiego zakresu różnych sekwencji, w tym izomerów9. Spodziewamy się, że protokół ten zainspiruje więcej badaczy do udziału w nauce o związkach kontrolowanych sekwencyjnie, gdzie badane do tej pory cząsteczki były zazwyczaj biopolimerami, ale rzadko zawierały przykłady gatunków opartych na kompleksach metali.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie monomerów kompleksu metalowego (2 CAS RN 1381776-70-0, 3 CAS RN 1261168-42-6, 4 CAS RN 1261168-43-7; Rysunek 1)
2. Przygotowanie rozpuszczalnej w wodzie tablicy kompleksów metalowo-organicznych 1
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rysunek 1 pokazuje struktury molekularne końcowego związku docelowego, prekursorów i produktów pośrednich. Rysunek 2 przedstawia obrazy żywicy, a rysunek 3 przedstawia widma masowe MALDI-TOF próbek na wybranych etapach procedury. Obrazy od rys. 2a do 2h pokazują zmiany w kolorze i wyglądzie żywicy, którym podlega podczas etapów reakcji w sekcji 2 protokołu. Spektrometria mas MALDI-TOF służy do śledzenia r...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Idealne usunięcie niepożądanych substancji chemicznych z żywicy nie zawsze jest możliwe po prostu przez mycie rozpuszczalnikami, które mogą łatwo rozpuścić te chemikalia. Kluczową techniką skutecznego mycia żywicy jest spowodowanie jej wielokrotnego pęcznienia i kurczenia się, tak aby chemikalia pozostające w środku zostały wypchnięte na zewnątrz. Dlatego żywica w naszej procedurze jest traktowana naprzemiennie CH, 2, Cl2 i MeOH podczas mycia (np . protokół 2.1.4).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez World Premier International Research Center (WPI) Initiative on Materials Nanoarchitectonics oraz Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research (No. 26620139), które zostały dostarczone przez MEXT, Japonia.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Dichloro(1,5-cyklooktadieno)platyna(II) | TCI | D3592 | |
| Trójwodny chlorek rodu(III) | Kanto Chemical | 36018-62 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanem, tabletka | Sigma Aldrich | P4417-50TAB | |
| Żywica NovaSyn TG Sieber | Novabiochem | 8.55013.0005 | |
| HBTU | TCI | B1657 | |
| Bezwodnik benzoesowy | Kanto Chemical | 04116-30 | |
| Kwas trifluorooctowy | Kanto Chemical | 40578-30 | |
| Trietylosilan | TCI | T0662 | |
| Kwas 2-[2-(2-(2-metoksyetoksy)etoksy]octowy | Sigma Aldrich | 407003 | Suszone na 3 sitach |
| Dithranol | Wako Pure Chemical Industries | 191502 | |
| N-metyloimidazol | TCI | M0508 | |
| Piperydyna | Kanto Chemical | 32249-30 | |
| 4'-(4-metylofenylo)-2,2':6',2"-terpirydyna | Sigma | Aldrich 496375 | |
| Odwodniony dimetylosulfotlenek | Kanto Chemical | 10380-05 | |
| Metanol odwodniony | Kanto Chemical | 25506-05 | |
| Odwodniony gatunek dichlorometanu | Kanto Chemical | 11338-84 | |
| MeOH | Kanto Chemical | 25183-81 | |
| Dimetylosulfotlenek | Kanto Chemical | 10378-70 | |
| Octan etylu | Kanto Chemical | 14029-81 | |
| Acetonitryl | Kanto Chemical | 01031-70 | |
| 1,2-dichloroetan | Kanto Chemical | 10149-00 | |
| Eter dietylowy | Kanto Chemical | 14134-00 | |
| Dichlorometan | Kanto Chemiczny | 10158-81 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie