Artigo de método

A hidrólise de um Ni-base de Schiff complexa usando condies adequadas para a retenção dos grupos protectores ácido-lábil

DOI:

10.3791/55677

⸱

6 de abril de 2017

 ,  , 
1Department of Chemistry, Slippery Rock University

Neste artigo

Resumo

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Aqui, nós apresentamos uma hidrólise eficiente e subsequente protecção Fmoc de um aminoácido isolado a partir de um complexo de Ni-base de Schiff. As condições de hidrólise aqui apresentados são adequados para utilização quando é necessária a retenção de grupos protectores de cadeia lateral lábil a ácidos. Esta técnica pode ser adaptável a uma variedade de substratos de aminoácidos não naturais.

Resumo

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Os aminoácidos não naturais, os aminoácidos contendo funcionalidades de cadeia lateral que não são normalmente vistos na natureza, são cada vez mais encontrada em sequências de péptidos sintéticos. Síntese de alguns aminoácidos não naturais muitas vezes inclui a utilização de um precursor constituído por uma base de Schiff estabilizada por um catião de níquel. Unnatural cadeias laterais pode ser instalado sobre um esqueleto de aminoácidos encontrados neste complexo de base de Schiff. O aminoácido não natural resultante pode então ser isolado a partir deste complexo usando hidrólise da base de Schiff, tipicamente pelo emprego de refluxo em solução fortemente ácida. Estas condições altamente ácidas podem remover-lábil ácido grupos de protecção necessária da cadeia lateral para os aminoácidos não naturais a serem utilizados na síntese de péptidos em fase sólida assistida por microondas. Neste trabalho, nós apresentamos uma hidrólise eficiente e subsequente protecção Fmoc de um aminoácido isolado a partir de uma base de complexo de Ni-Schiff. As condições de hidrólise apresentados neste trabalho são adequados para a retenção de s ácido-lábeis-Cadeia ide grupos de protecção e podem ser adaptável a uma variedade de substratos de aminoácidos não naturais.

Introdução

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Os aminoácidos não naturais cadeias laterais de rolamento (de UAA) que variam desde aqueles dos vinte aminoácidos que ocorrem naturalmente encontrados na natureza têm encontrado utilidade numa vasta gama de aplicações. Síntese destes UAA de, no entanto, pode ser difícil, dependendo da estrutura das cadeias laterais e a estereoquímica do esqueleto de aminoácidos. CH activação ligação de glicina no contexto de um complexo de base de Schiff de níquel tem sido usada para produzir uma variedade de derivados de amino ácidos incluindo α, ácidos p-diamino 1 e rolamento da UAA fluorado 2 ou cadeias laterais heterocíclicas. 3

Após a adição de cadeias laterais não naturais, funcionalizado UAA de são tipicamente removidos a partir do complexo de base de Schiff por refluxo em ácido clorídrico 4 e são, subsequentemente, isolado usando cromatograf ia de permuta iónica. Embora geralmente eficiente, este gera um protocoloácidos mino que podem ser inadequados para utilização na sintese de péptidos em fase sólida (SPPS). A natureza da SPPS requer a presença de grupos ácido-lábil de protecção da cadeia lateral e a natureza fortemente ácida de condições típicas de decomposição de Ni-base de Schiff impede isolamento de SAU de com estes grupos protectores intactas. Para nosso conhecimento, apenas um método de decomposição alternativa tem sido relatada: utilização do ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) e de hidrazina a temperaturas elevadas, 5 condições que se não pode ser adequado para algumas das cadeias laterais grupos protectores tais como ftalimidas.

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Figura 1: Síntese de Ni-PBP-Gly a partir de Ni 2+, PBP, e glicina (Gly). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Relata-se um método para a hidrólise de um complexo de Ni-base de Schiff, Ni-PBP-Gly (Figura 1). Este complexo, derivado de Ni 2+, glicina, e piridina-2-carboxílico (2-benzoil-fenil) -amida do ido (PBP), 6, tem sido demonstrado ser uma plataforma útil para a síntese de uma variedade de SAU de e é facilmente acessíveis usando uma via de síntese em duas fases. 7 Síntese de este complexo é, com elevado rendimento precedentes-literatura. 6 Os resultados descritos a seguir demonstram a aplicabilidade de condições de hidrólise utilizando EDTA a levemente ácido a condições de pH neutros adequados para uso com cadeia lateral lábil-ácido rolamento de UAA grupos protectores. A seguir à hidrólise, a solução aquosa resultante pode ser isolado e submetido imediatamente a condições-padrão de protecção Fmoc, para se obter um aminoácido protegido com Fmoc (Figura 2).


Figura 2: Hidrólise e Fmoc-protecção de um aminoácido isolada a partir de Ni-PBP-Gli. Condições de reação: i. EDTA (12 equiv), pH 4,5; ii. Acetato de etilo de lavagem e ajustamento do pH a 7; iii. Fmoc-OSu (1 equiv), NaHCO 3 (2 eq). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Protocolo

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1. A hidrólise do complexo de Ni-base de Schiff

  1. Dissolve-se 1 mmol do complexo de Ni-PBP-base de Schiff em 40 mL de N, N-dimetilformamida (DMF) com agitação num balão de 250 ml de fundo redondo à temperatura ambiente.
  2. Adicionar 60 ml de solução aquosa de EDTA 0,2 M, pH 4,5.
  3. Usando uma barra de agitação magnética e agitou-se placa, agita-se a solução combinada durante a noite. Como o complexo de base de Schiff é hidrolisado, a cor vai mudar de um vermelho escuro para branco.
  4. Depois de se completar a reacção, conforme indicado pela ausência de qualquer coloração vermelha, transferir a reacção para um funil de separação de 250 mL.
  5. Adicionar 50 mL de diclorometano, a tampa do funil de separação, e misturar. Drenar a lavagem orgânico em um copo de resíduos. Repetir este processo três vezes para remover PBP e qualquer complexo de Ni-PBP-base de Schiff residual. Recolher a camada aquosa restante em um balão de fundo redondo de 250 mL.

2. Protecção Fmoc de Hidrolisado de Aminoácidos

  1. Ajustar a camada aquosa isolada a partir do passo 1.5 descrito acima para pH 7 utilizando bicarbonato de sódio sólido. Verificar o pH periodicamente usando tiras de teste do pH.
  2. Adicionar 168 mg de bicarbonato de sódio (2,00 mmol, 2 equiv) à solução e agita-se utilizando uma barra de agitação magnética e agitar placa.
  3. Dissolve-se 337 mg de éster hidroxisuccinimida de Fmoc N (1,00 mmol, 1 equiv) numa quantidade mínima de dioxano (cerca de 4 ou 5 mL) num frasco de 10 mL. Transferir esta solução à solução aquosa e agita-se durante a noite.
  4. Depois de deixar a reacção a agitar durante a noite, acidifica-se a solução resultante para pH 2 com ácido clorídrico 1 M. Verificar o pH periodicamente usando tiras de teste do pH.
  5. Transferir a mistura reaccional para um funil de separação de 250 ml e adicionar 50 ml de acetato de etilo. Tapar o funil de separação, misturar bem, e recolher a camada orgânica num frasco de Erlenmeyer de 250 mL. Repetir este processo mais duas vezes, combinando-se os extractos orgânicos. Secam-se os extractos orgânicos combinados com cerca de 3 g de magnésio sulfate.
  6. Concentra-se os extractos orgânicos combinados, utilizando um evaporador rotativo para proporcionar o aminoácido protegido com Fmoc em bruto.

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Resultados

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Colocámos a hipótese de que remoção do Ni2 + a partir do complexo de Ni-PBP-Gly pode permitir a uma hidrólise aquosa eficiente da base de Schiff, sem a necessidade de condições de pH duras. Como o EDTA é um agente quelante barato e bem estudada, 10 a hipótese de que a adição de EDTA a uma solução de Ni-PBP-Gly facilitaria a quelação de iões de Ni 2+, promovendo, assim, a hidrólise do complexo.

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Discussão

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O protocolo descrito acima é útil na sua capacidade para facilitar o isolamento de um esqueleto de aminoácidos a partir de um complexo de Ni-base de Schiff em condições de pH leves e subsequente protecção Fmoc deste aminoácido isolado por meio de dois passos críticos. O primeiro passo envolve a agitação de uma solução de DMF / água contendo EDTA para facilitar a libertação do aminoácido a partir do complexo. Residuais subprodutos orgânicos complexos ou pode ser facilmente removido com extracção. O segundo passo deste pr...

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Divulgações

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Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

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Financiamento concedido pela Universidade de Slippery Rock. Nós gostaríamos de agradecer T. Boron III (Slippery Rock University) e C. Haney (Universidade da Pensilvânia) para seus insights.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Ni-PBP-Glysintetizado a partir do protocolo publicado
DMFFisherD119-4
EDTAFisherS311-100
DiclorometanoAcrosAC610050040
Bicarbonato de SódioFisherS233-500
Fmoc-OSuChem-Impex"00147"
DioxanoFisherD111-500
Ácido clorídricoFisherA144-500
Acetato de etilaAcrosAC610060040
Sulfato de magnésioFisherM65-500
ZEOPrep 60ECO Sílica GelZEOChem
HexanesFisher3200250.650.443
de Cromatografia
Tiras
Evaporador
250 mL Funil
250 mL Frasco
Barra de Agitação
Placa
Coluna de Teste de pHRotativoSeparatóriode Fundo Redondo de Agitação

Referências

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Ni Schiff BaseUnnatural Amino AcidsAcid Labile Protecting GroupsFmoc ProtectionAmino Acid HydrolysisEDTA HydrolysisSide Chain Protecting GroupsSolid Phase Peptide SynthesisNickel Complex IsolationMild pH Conditions

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