Методическая статья

Гидролиз Ni-Шифф-Base комплекс Использование Условия Пригодные для удержания кислотно-лабильных защитных групп

DOI:

10.3791/55677

⸱

6 апреля 2017 г.

 ,  , 
1Department of Chemistry, Slippery Rock University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Здесь мы представляем эффективный гидролиз и последующую защиту Fmoc аминокислоты, выделенной из никель-Шифф-щелочного комплекса. Гидролиз условие, представленное здесь, является подходящим для использования, когда требуется сохранение кислотно-лабильной боковой цепь защитных групп. Эта техника может быть адаптированы к различным неестественных аминокислотных субстратов.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Неприродные аминокислоты, аминокислоты, содержащие боковую цепь функциональных возможностей обычно не видела в природе, все чаще можно встретить в синтетических пептидных последовательностях. Синтез некоторых неприродных аминокислот часто включает в себя использование предшественника, состоящий из Schiff-основания, стабилизированного катионом никеля. Неприродные боковые цепи могут быть установлены на основной цепи аминокислоты, найденного в этом Шифф-основного комплекса. В результате неестественно аминокислота, то может быть выделена из этого сложного с помощью гидролиза Schiff-основания, как правило, с использованием рефлюкса в сильно кислом растворе. Эти высоко кислотные условия могут удалить кислотно-лабильную боковую цепь защитных групп, необходимые для неестественных аминокислот, которые будут использоваться в СВЧ-помощи твердофазного синтеза пептидов. В этой работе мы представляем эффективный гидролиз и последующую защиту Fmoc аминокислоты, выделенную из базового комплекса Ni-Шифф. Гидролиз условие, представленное в этой работе, является подходящим для сохранения кислотно-лабильных сида цепью защитные группы и могут быть адаптированы к различным неестественных аминокислотных субстратов.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Неприродные аминокислоты (UAA) в боковых подшипниках цепь, которые варьируются от тех, из двадцати встречающихся в природе аминокислот, найденных в природе, которые нашли применение в широком диапазоне применений. Синтез этих UAA, однако, может быть трудным в зависимости от структуры боковых цепей и стереохимий аминокислотного остова. СНА активация связи глицина в контексте Шифф-основной комплекс никеля используется для получения различных производных аминокислот , включающими а, р-диаминых кислот 1 и подшипника UAA в фторированном 2 или гетероциклических боковых цепях. 3

После добавления неестественных боковых цепей, функционализированные УАА - х , как правило , удаляются из Шиффа-щелочной комплекса нагревания с обратным холодильником в соляной кислоте 4 и затем выдел ют с помощью ионообменной хроматографии. Хотя в целом эффективным, этот протокол генерируетМина кислота, которые могут быть пригодны для использования в твердофазном синтезе пептидов (SPPS). Природа SPPS требует присутствий кислотно-лабильной боковой цепь защитных групп и сильно кислого характера типичных условий Ni-Шиффового основание разложения предотвращает выделение UAA с этими защитными группами интактных. Насколько нам известно, было сообщено только один метод разложения альтернативы: использование этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и гидразином при повышенных температурах, 5 условий , которые сами по себе не могут быть пригодны для некоторых боковых цепей защитных групп , таких как фталимидов.

figure-introduction-1
Рисунок 1: Синтез Ni-PBP-Gly из Ni 2+, PBP и глицин (Gly). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры. а>

В данном случае мы приводим способ гидролиза Ni-Шифф-щелочного комплекса с Ni-ПБП-Гли (рисунок 1). Этот комплекс, полученный из Ni 2+, глицин и пиридин-2-карбоновой кислоты (2-бензоил-фенил) -амид (РВР), 6 было продемонстрировано , чтобы быть полезной платформой для синтеза различных UAA и является легко доступен с использованием двухступенчатого пути синтеза. 7 Синтез этого комплекса литература-прецедентов с высоким выходом. 6 Наши результаты описаны ниже демонстрируют применимость условий гидролиза с использованием ЭДТА в умеренно кислых до нейтральных условиях рН , подходящих для использования с UAA в несущей кислотно-лабильной боковой цепи защитных групп. После гидролиза, полученный водный раствор может быть выделен и немедленно подвергает стандартные условия Fmoc - защиты с получением Fmoc-защищенной аминокислоты (рисунок 2).


Рисунок 2: Гидролиз и Fmoc-защита аминокислоты , выделенная из Ni-PBP-Gly. Условия реакции: я. ЭДТА (12 экв), рН 4,5; II. Этилацетат стирки и регулирование до рН 7; III. Fmoc-OSu (1 экв), NaHCO 3 (2 экв). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Гидролиз Ni-Шифф-Base Complex

  1. Растворите 1 ммоль Ni-ПБП-Шифф-щелочного комплекса в 40 мл N, N - диметилформамид (ДМФ) при перемешивании в 250 мл круглодонную колбу при комнатной температуре.
  2. Добавить 60 мл 0,2 М водного раствора ЭДТА, рН 4,5.
  3. С помощью магнитной мешалки и перемешать пластину, перемешать комбинированное решение в течение ночи. По мере того как Шифф-базовый комплекс подвергают гидролизу, цвет будет смещаться от темно-красного до белого.
  4. После завершения реакции, как указано в отсутствии какого-либо красной окраски, передать реакцию в делительную воронку 250 мл.
  5. Добавить 50 мл дихлорметана, колпачок делительную воронку, и перемешать. Слить органический мыть в стакан отходов. Повторите эту процедуру три раза, чтобы удалить PBP и любой остаточный никель-ПБП-Шифф-базовый комплекс. Собрать оставшийся водный слой в круглодонную колбу объемом 250 мл.

2. Защита Fmoc гидролизного Аминокислотный

  1. Настройка выделенного водного слоя со стадии 1.5, описанной выше до рН 7 с помощью твердого бикарбоната натрия. Проверка рН периодически с использованием тестовых полосок рН.
  2. Добавить 168 мг бикарбоната натрия (2,00 ммоль, 2 экв) к раствору и перемешивают с помощью магнитной мешалки и перемешать пластину.
  3. Растворяют 337 мг Fmoc - N -hydroxysuccinimide эфир (1,00 ммоль, 1 экв) в минимальном количестве диоксана (примерно 4 или 5 мл) в 10 Мл Виал. Передача этого раствора к водному раствору и перемешивают в течение ночи.
  4. После выдерживания реакционной смеси перемешиваться в течение ночи, подкисляют полученный раствор до рНа 2 с помощью 1 М соляной кислоты. Проверка рН периодически с использованием тестовых полосок рН.
  5. Передача реакции в делительную воронку 250 мл и добавляют 50 мл этилацетата. Закрывают делительную воронку, хорошо перемешать, и собирают органический слой в колбу Эрленмейера на 250 мл. Повторите эту процедуру еще два раза, сочетающий в себе органические экстракты. Сушат объединенные органические экстракты с примерно 3 г sulfat магнияе.
  6. Концентрируют объединенные органические экстракты с использованием роторного испарителя с получением неочищенного Fmoc-защищенной аминокислоты.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы предположили , что удаление Ni 2+ из комплекса Ni-ПБП-Gly может позволить эффективный водный гидролиз Шиффа базы без необходимости в суровых условиях рН. Как ЭДТА является недорогим и хорошо изученным хелатирующим агентом, 10 мы предположили , что добавление ЭДТА к раствору Ni-PBP-Gly будет способствовать комплексообразования ионов Ni 2+, способствуя тем самым гидролиз комплекса.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Протокол, описанный выше, является полезным в его способности, чтобы облегчить выделение магистрали аминокислоты из никель-Шифф-щелочного комплекса в мягких условиях рН и последующей защиты Fmoc этой изолированной аминокислоты через две критические шаги. Первый этап включает перемешивание ДМФА / воду раствора, содержащий ЭДТ, чтобы облегчить высвобождение аминокислоты из комплекса. Остаточные сложные или органические побочные продукты могут быть легко удалены с извлечением. Второй шаг этого протокола включает в себя защ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Финансирование предусмотрено Скользкий Рок университета. Мы хотели бы поблагодарить Т. бора III (Скользкий Рок университет) и C Хани (Университет Пенсильвании) за их идеи.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Ni-PBP-GlyСинтезирован из опубликованного протокола
DMFFisherD119-4
EDTAFisherS311-100
ДихлорметанаAcrosAC610050040
бикарбоната натрияFisherS233-500
FMOC-OSuChem-Impex"00147"
ДиоксанFisherD111-500
Соляная кислотаFisherA144-500
ЭтилацетатAcrosAC610060040
Сульфат магнияFisherM65-500
ZEOPrep 60ECO СиликагельZEOChem
HexanesFisher3200250.650.443
Хроматографическая колонка
Тест-полоски для измерения pH,
Ротационный испаритель
250 мл Разделительная воронка
250 мл Круглое дно Колба
перемешивания Пластина
перемешивания
для для

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wang, J., Shi, T., Deng, G., Jiang, H., Liu, H. Highly Enantio- and Diastereoselective Mannich Reactions of Chiral Ni(II) Glycinates with amino sulfones. Efficient asymmetric synthesis of aromatic α,β-diamino acids. J. Org. Chem. 73 (21), 8563-8570 (2011).
  2. Wang, J., Lin, D., Zhou, S., Ding, X., Soloshonok, V. A., Liu, H. Asymmetric synthesis of sterically and electronically demanding linear ω,-trifluoromethyl containing amino acids via alkylation of chiral equivalents of nucleophilic glycine and alanine. J. Org. Chem. 76 (2), 684-687 (2011).
  3. Wang, J., Zhou, S., Lin, D., Ding, X., Jiang, H., Liu, H. Highly diastereo- and enantioselective synthesis of syn-β,-substituted tryptophans via asymmetric Michael addition of a chiral equivalent of nucleophilic glycine and sulfonylindoles. Chem. Commun. 47 (29), 8355-8357 (2011).
  4. Belokon, Y. N. Highly efficient catalytic synthesis of α,-amino acids under phase-transfer conditions with a novel catalyst/substrate pair. Angew. Chem. Int. Ed. 40 (10), 1948-1951 (2001).
  5. Zhou, S., Wang, J., Lin, D., Zhao, F., Liu, H. Enantioselective synthesis of 2-substituted-tetrahydroisoquinolin-1-yl glycine derivatives via oxidative cross-dehydrogenative coupling of tertiary amines and chiral nickel(II) glycinate. J. Org. Chem. 78 (22), 11204-11212 (2013).
  6. Belokon, Y. N. Synthesis of α,-amino acids via asymmetric phase transfer-catalyzed alkylation of achiral nickel(II) complexes of glycine-derived Schiff bases. J. Am. Chem. Soc. 125 (42), 12860-12871 (2003).
  7. Ueki, H., Ellis, T. K., Martin, C. H., Soloshonok, V. A. Efficient large-scale synthesis of picolinic acid-derived nickel(II) complexes of glycine. Eur. J. Org. Chem. 2003 (10), 1954-1957 (2003).
  8. Dener, J. M., Fantauzzi, P. P., Kshirsagar, T. A., Kelly, D. E., Wolfe, A. B. Large-scale syntheses of Fmoc-protected non-proteogenic amino acids: useful building blocks for combinatorial libraries. Org. Process Res. Dev. 5 (4), 445-449 (2001).
  9. Cruz, L. J., Beteta, N. G., Ewenson, A., Albericio, F. "One-pot", preparation of N-carbamate protected amino acids via the azide. Org Process Res. Dev. 8 (6), 920-924 (2004).
  10. Hart, J. R. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. (2000).
  11. Adamson, J. G., Blaskovich, M. A., Groenevelt, H., Lajoie, G. A. Simple and convenient synthesis of tert-butyl ethers of Fmoc-serine, Fmoc-threonine, and Fmoc-tyrosine. J. Org. Chem. 56 (10), 3447-3449 (1991).
  12. Seyfried, M. S., Lauber, B. S., Luedtke, N. W. Multiple-turnover isotopic labeling of Fmoc- and Boc-protected amino acids with oxygen isotopes. Org. Lett. 12 (1), 104-106 (2010).
  13. Bonke, G., Vedel, L., Witt, M., Jaroszewski, J. W., Olsen, C. A., Franzyk, H. Dimeric building blocks for solid-phase synthesis of α,-peptide-β,-peptoid chimeras. Synthesis. 2008 (15), 2381-2390 (2008).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Unnatural Amino AcidsFmoc ProtectionAmino Acid HydrolysisEDTA HydrolysisSide Chain Protecting GroupsSolid Phase Peptide SynthesisNickel Complex IsolationMild pH Conditions

Похожие статьи