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Chemistry

एक पानी में घुलनशील धातु कार्बनिक जटिल सरणी के संश्लेषण

Published: October 8, 2016 doi: 10.3791/54513
Automatic Translation
1, 1, 2,3,4, 1
1International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science, 2Department of Chemistry, University of California–Berkeley, 3Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, 4Kavli Energy NanoSciences Institute at Berkeley, University of California–Berkeley

Introduction

जटिल आणविक संरचना के नियंत्रित संश्लेषण हमेशा सिंथेटिक रसायन शास्त्र में एक प्रमुख मुद्दा रहा है। देखने के इस बिंदु से, multinuclear heterometallic परिसरों के संश्लेषण के लिए एक designable फैशन अभी भी एक योग्य विषय है क्योंकि ligand-metallation आधारित दृष्टिकोण से संभव संरचनात्मक परिणामों की संख्या है कि आमतौर पर के लिए प्रयोग किया जाता है की अकार्बनिक रसायन विज्ञान के क्षेत्र में चुनौती दी जा करने के लिए है monomeric धातु परिसरों की तैयारी। हालांकि multinuclear heterometallic परिसरों के कई उदाहरण अब तक 1,2,3 सूचित किया गया है, परीक्षण और त्रुटि या उनके संश्लेषण की कठिन प्रकृति एक सरल तरीका है कि संरचनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए लागू होता है के विकास जरूरी है।

एक नया दृष्टिकोण इस मुद्दे के समाधान के रूप में, 2011 में हम एक कृत्रिम पद्धति 4,5 जहां विभिन्न mononuclear धातु एक Fmoc संरक्षित एमिनो एसिड आधा भाग होने के परिसरों क्रमिक रूप से बहु देने के लिए मिलकर कर रहे हैं सूचना दीठोस चरण पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण 6 के प्रोटोकॉल का उपयोग करके peptidic सरणियों धातु। पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण की लगातार प्रकृति के कारण, कई धातु केन्द्रों में से एक विशिष्ट अनुक्रम तर्क से संख्या और उन धातु जटिल monomers के युग्मन प्रतिक्रियाओं के आदेश को नियंत्रित करने से designable है। बाद में, इस दृष्टिकोण के आगे दो छोटे सरणियों 7 के बीच सहसंयोजक उठाना के साथ संयोजन से विभिन्न बड़े और / या शाखायुक्त सरणी संरचनाओं बनाने के लिए आधुनीकीकरण था।

यहाँ हम बताएंगे कि कैसे इस तरह के multimetallic peptidic सरणियों के संश्लेषण के लिए आम तौर पर हाल ही में बताया WSMOCA (1 से 8 कैस आर.एन. 1827663-18-2, चित्रा 1) का चयन करके चलाया जा रहा है एक प्रतिनिधि उदाहरण के रूप में। एक विशेष सरणी के संश्लेषण इस प्रोटोकॉल में वर्णित किया जाता है, उसी प्रक्रिया isomers 9 सहित विभिन्न दृश्यों, की एक विस्तृत श्रृंखला के संश्लेषण के लिए लागू कर रहे हैं। हमें उम्मीद है कि इस आद्यकर्नल अनुक्रम नियंत्रित यौगिकों का विज्ञान है, जहां अणुओं biopolymers इस प्रकार अब तक आम तौर पर किया गया है जांच की लेकिन शायद ही कभी धातु जटिल आधारित प्रजातियों के उदाहरणों में शामिल हैं में भाग लेने के लिए और अधिक शोधकर्ताओं को प्रेरित करेगा।

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Protocol

1. धातु जटिल Monomers की तैयारी (2 कैस आर.एन. 1381776-70-0, 3 कैस आर.एन. 1261168-42-6, 4 कैस आर.एन. 1261168-43-7, चित्रा 1)

  1. आरयू मोनोमर 2 की तैयारी
    1. एक में हलचल पट्टी के साथ (380 एमजी, 0.48 mmol) और [आरयू (पी -cymene) सीएल 2] डिमर (224 एमजी, 0.37 mmol); जैविक अग्रदूत (चित्रा 1 9 5 कैस आर.एन. 1381776-63-1) गठबंधन 100 मिलीलीटर एकल गर्दन दौर नीचे कुप्पी।
    2. मेथनॉल (MeOH) (25 एमएल) के मिश्रण में जोड़ें, कुप्पी की संयुक्त करने के लिए एक कंडेनसर कनेक्ट करते हैं, और एक तापमान नियंत्रित तेल स्नान में 3 घंटे के लिए 65 डिग्री सेल्सियस पर निलंबन हलचल।
    3. कमरे के तापमान पर प्रतिक्रिया मिश्रण ठंडा और शोषण से एक फिल्टर पेपर के माध्यम से निलंबन फिल्टर।
    4. MeOH के साथ अच्छी तरह फिल्टर पर छाछ धो तक छानना नेत्रहीन बेरंग हो जाता है और कम दबाव के तहत छाछ सूखी।
    5. 6 &: - '(4-METHYLPHENYL) -2,2' अवशेषों और 4 गठबंधन# 39;, 2 "एक 100 मिलीलीटर एकल गर्दन दौर नीचे फ्लास्क में हलचल पट्टी के साथ -terpyridine (216 एमजी, 0.68 mmol)।
    6. MeOH (22.5 मिलीलीटर) और पानी (2.5 एमएल) के मिश्रण में जोड़ें, कुप्पी की संयुक्त करने के लिए एक कंडेनसर कनेक्ट करते हैं, और 16 घंटे के लिए 70 डिग्री सेल्सियस पर निलंबन हलचल।
    7. कमरे के तापमान पर प्रतिक्रिया मिश्रण ठंडा और निलंबन फिल्टर।
    8. कम दबाव के तहत फ़िल्टर पर छाछ सूखी और डाइमिथाइल sulfoxide (DMSO) (3 एमएल) में भंग।
    9. एथिल एसीटेट (EtOAc) की एक अतिरिक्त के लिए धीरे धीरे DMSO समाधान जोड़ें।
    10. परिणामी निलंबन फ़िल्टर, EtOAc के साथ फिल्टर पर अवशेषों धोने, और कम दबाव के तहत यह सूखी।
  2. पं मोनोमर 3 की तैयारी
    1. में हलचल पट्टी के साथ (360 एमजी, 0.50 mmol) और पंडित (cycloocta-1,5-diene) सीएल 2 (195 एमजी, 0.52 mmol); जैविक अग्रदूत (चित्रा 1 6 4 कैस आर.एन. 1261168-39-1) गठबंधन एक 100 मिलीलीटर एकल गर्दन दौर नीचे कुप्पी। </ Li>
    2. MeOH (15 एमएल) के मिश्रण में जोड़ें, कुप्पी की संयुक्त करने के लिए एक कंडेनसर कनेक्ट करते हैं, और 12 घंटे के लिए 65 डिग्री सेल्सियस पर निलंबन हलचल।
    3. कमरे के तापमान पर प्रतिक्रिया मिश्रण ठंडा और निलंबन फिल्टर।
    4. MeOH के साथ अच्छी तरह फिल्टर पर अवशेषों को धो लें और कम दबाव के तहत यह सूखी।
  3. आरएच मोनोमर 4 की तैयारी
    1. एक 100 मिलीलीटर में हलचल पट्टी के साथ (360 एमजी, 0.50 mmol) और RhCl 3 · 3H 2 ओ (137 एमजी, 0.52 mmol) एकल गर्दन दौर नीचे फ्लास्क, जैविक अग्रदूत (चित्रा 1 6) का मिश्रण।
    2. MeOH (50 एमएल) के मिश्रण में जोड़ें, कुप्पी की संयुक्त करने के लिए एक कंडेनसर कनेक्ट करते हैं, और एक 2 एन वातावरण के तहत 12 घंटे के लिए 65 डिग्री सेल्सियस पर निलंबन हलचल।
    3. कमरे के तापमान पर प्रतिक्रिया मिश्रण ठंडा और निलंबन फिल्टर।
    4. MeOH के साथ अच्छी तरह फिल्टर पर अवशेषों को धो लें और कम दबाव के तहत यह सूखी।
    4. 2. की तैयारी पानी में घुलनशील धातु कार्बनिक जटिल सरणी 1

    1. टीजी Sieber राल से Fmoc deprotection
      1. एक 10 मिलीलीटर 2-गर्दन कुप्पी एक गिलास फिल्टर से लैस तल पर एक नाली और एक 2 रास्ता रोकने मुर्गा (चित्रा 2A) असर में हलचल पट्टी के साथ के रूप में खरीदा टीजी Sieber राल (135 मिलीग्राम) का मिश्रण। एक 3-रास्ता रोक मुर्गा और कुप्पी के जोड़ों के लिए एक गिलास डाट कनेक्ट करें।
      2. एक निर्वात पंक्ति का उपयोग करके एन 2 के साथ आंतरिक वातावरण एक्सचेंज, और फिर निर्जल ग्रेड क्लोराइड (सीएच 2 सीएल 2) (1 मिलीलीटर) (चित्रा 2 बी) के साथ राल प्रफुल्लित।
      3. निर्जल ग्रेड dimethylformamide (DMF) (3 एमएल) और piperidine (1 मिलीलीटर) इस क्रम में जोड़ें और कमरे के तापमान पर 2.5 घंटे के लिए मिश्रण हलचल।
      4. नाली के माध्यम से निस्पंदन द्वारा समाधान निकालें। निर्जल ग्रेड MeOH से राल (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) और निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 धो (3 मिलीग्राम, 3मिनट सरगर्मी) निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 के साथ बारी-बारी से तीन बार और फिर (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) चार बार (चित्रा 2 सी)।
      5. सभी समाधान 2.1.4 में प्राप्त का मिश्रण है और उन्हें acetonitrile (सीएच 3 सीएन) 50 मिलीलीटर की एक मात्रा के साथ पतला। 1 सेमी की एक ऑप्टिकल लंबाई के साथ एक क्वार्ट्ज क्युवेट में परिणामी समाधान के एक विभाज्य (1 मिलीलीटर) स्थानांतरण और साथ सीएच 3 सीएन (2 मिलीलीटर) पतला।
      6. Deprotected Fmoc आधा भाग (च μmol) (299 एनएम पर 6234) piperidine-dibenzofulvene अभिवर्तन के विलुप्त होने के गुणांक के आधार पर 10 से मोल संख्या और spectroscopically प्राप्त absorbance (क) प्रोटोकॉल के माध्यम से तैयार समाधान के 2.1.5 निम्नलिखित के अनुसार निर्धारित बनाने के लिए समीकरण:
        च = 0.05 x 10 6 एक्स 3 एक्स एक / 6234
    2. आरयू मोनोमर 2 लोड हो रहा है
      1. निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (2.5 मिलीलीटर), आरयू मोनोमर 2 जोड़े एन, धोया राल के लिए एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में एन -diisopropylethylamine (मैं पीआर 2 नेट) (20 μl) और कमरे के तापमान (चित्रा 2 डी) में 12 घंटे के लिए मिश्रण हलचल।
      2. नाली के माध्यम से निस्पंदन द्वारा समाधान निकालें। निर्जल ग्रेड DMSO के साथ राल धो (3 मिलीग्राम, 5 मिनट सरगर्मी) में तीन बार, निर्जल ग्रेड MeOH (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) और निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) बारी-बारी से तीन गुना और निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) तीन बार।
      3. निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (5 एमएल), benzoic एनहाइड्राइड (0.28 जी, 1.5 mmol), और एन -methylimidazole धोया राल और हलचल को एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में (0.10 मिलीग्राम, 1.5 mmol) जोड़ेंकमरे के तापमान पर 2 घंटे के लिए मिश्रण।
      4. नाली के माध्यम से निस्पंदन द्वारा समाधान निकालें। निर्जल ग्रेड चर्चा के साथ निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 के साथ राल (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) और निर्जल ग्रेड MeOH धो (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) बारी-बारी से तीन बार और फिर 2 सीएल 2 (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) तीन बार।
      5. 2.1.3-2.1.6 में वर्णित के रूप में लोड आरयू मोनोमर 2 का मोल संख्या यों प्रोटोकॉल दोहराएँ।
    3. Fmoc- और पक्ष-अवशेषों तृतीयक-ब्यूटाइल (टी बीयू) के लोड हो रहा है -protected (एल) -glutamic एसिड (ग्लू) (7 कैस आर.एन. 71989-18-9, चित्रा 1)
      1. निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (4.5 एमएल), ग्लू · एच 2 ओ (39.4 मिलीग्राम, 88.8 μmol), HBTU (50.5 मिलीग्राम, 133.2 μmol), निर्जल ग्रेड DMSO (0.5 एमएल) जोड़ें, और मेरे पास 2 शुद्ध पीआर ( धोया राल के लिए एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में 50 μl) और कमरे ते पर 12 घंटे के लिए मिश्रण हलचलmperature (चित्रा 2 ई)।
        नोट: ग्लू की मात्रा · एच 2 हे और HBTU धीरे-धीरे कदम 2.3 2.7 राल निरंतर पर प्रतिक्रियाशील राष्ट्रीय राजमार्ग 2 कार्यक्षमता के लिए उनकी stoichiometry रखने के लिए से घट रहे हैं।
      2. 2.2.2-2.2.4 में वर्णित के रूप में प्रोटोकॉल दोहराएँ।
      3. कुप्पी से बाहर राल का एक छोटा सा हिस्सा ले लो और यह (सीएफ 3 सीओ 2 एच) (2.5 μl), triethylsilane (ईटी 3 SiH) (0.5 μl) trifluoroacetic एसिड का एक मिश्रण में डाल दिया, और 1,2-dichloroethane ( 47 μl)। 0.5 घंटे के लिए मिश्रण Sonicate और मास स्पेक्ट्रोमेट्री 4,7,8,9 (चित्रा 3 ए) के लिए परिणामी समाधान का उपयोग करें।
      4. 2.1.3-2.1.6 में वर्णित के रूप में लोड ग्लू का मोल संख्या यों प्रोटोकॉल दोहराएँ।
    4. पं मोनोमर 3 की लोडिंग
      1. निर्जल ग्रेड DMSO (4.5 एमएल), पं मोनोमर (32.9 मिलीग्राम, 33.3 μmol), HBTU (18.9 मिलीग्राम, 50.0 μmol), निर्जल ग्रेड सीएच 2 जोड़ेसीएल 2 (0.5 मिलीलीटर), और मैं पीआर 2 नेट (20 μl) धोया राल के लिए एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में और कमरे के तापमान (चित्रा 2 एफ) में 12 घंटे के लिए मिश्रण हलचल।
      2. 2.2.2-2.2.5 में वर्णित के रूप में लोड पं मोनोमर 3 का मोल संख्या यों प्रोटोकॉल दोहराएँ।
    5. ग्लू से लोड हो रहा है
      1. निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (4.5 एमएल), ग्लू · एच 2 ओ (27.8 मिलीग्राम, 62.9 μmol), HBTU (35.8 मिलीग्राम, 94.4 μmol), निर्जल ग्रेड DMSO (0.5 एमएल) जोड़ें, और मेरे पास 2 शुद्ध पीआर ( 50 μl) धोया राल के लिए एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में और कमरे के तापमान पर 12 घंटे के लिए मिश्रण हलचल।
      2. 2.3.2-2.3.4 (चित्रा 3 बी) के रूप में वर्णित प्रोटोकॉल दोहराएँ।
    6. आरएच मोनोमर 4 की लोडिंग
      1. निर्जल ग्रेड DMSO (4.5 एमएल), आरएच मोनोमर 4 (21.8 मिलीग्राम, 2 जोड़ेधोया राल के लिए एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में 3.3 μmol), HBTU (13.3 मिलीग्राम, 35.0 μmol), निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (0.5 मिलीलीटर), और मैं पीआर 2 नेट (20 μl) और मिश्रण हलचल कमरे के तापमान (चित्रा 2 जी) पर 12 घंटे के लिए।
      2. 2.2.2 में वर्णित के रूप में प्रोटोकॉल दोहराएँ।
      3. 2.6.1 में वर्णित के रूप में प्रोटोकॉल दोहराएँ।
      4. 2.2.2-2.2.5 में वर्णित के रूप में लोड आरएच मोनोमर 4 का मोल संख्या यों प्रोटोकॉल दोहराएँ।
    7. ग्लू से लोड हो रहा है
      1. निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (4.5 एमएल), ग्लू · एच 2 ओ (20.4 मिलीग्राम, 46.0 μmol), HBTU (26.2 मिलीग्राम, 69.0 μmol), निर्जल ग्रेड DMSO (0.5 एमएल) जोड़ें, और मेरे पास 2 शुद्ध पीआर ( 50 μl) धोया राल के लिए एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में और कमरे के तापमान पर 12 घंटे के लिए मिश्रण हलचल।
      2. 2.3.2-2.3.4 में वर्णित के रूप में प्रोटोकॉल दोहराएँ (चित्रा 3 सी)।
    8. 2- का लोड हो रहा है [2 (2-methoxyethoxy) ethoxy] एसिटिक (तेग) एसिड (8 कैस आर.एन. 16024-58-1, चित्रा 1)
      1. निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (3 मिलीग्राम), तेग एसिड (14 μl, 91.0 μmol), HBTU (51.7 मिलीग्राम, 136.5 μmol), निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (2 मिलीलीटर) जोड़ें, और मैं 2 शुद्ध पीआर ( 50 μl) धोया राल के लिए एक एन 2 वातावरण के तहत इस क्रम में और कमरे के तापमान पर 12 घंटे के लिए मिश्रण हलचल।
      2. नाली के माध्यम से निस्पंदन द्वारा समाधान निकालें। निर्जल ग्रेड DMSO के साथ राल धो (3 मिलीग्राम, 5 मिनट सरगर्मी) दो बार, निर्जल ग्रेड MeOH (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) और निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) बारी-बारी से तीन गुना और निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 (3 मिलीग्राम, 3 मिनट सरगर्मी) तीन बार।
    9. ठोस चरण संश्लेषण के अंत में राल से विखंडन
      1. धुलाईDiethyl ईथर (4 मिलीलीटर, 5 मिनट सरगर्मी) में तीन बार, साथ राल एक वैक्यूम के तहत शुष्क, और निर्जल ग्रेड सीएच 2 सीएल 2 के साथ यह प्रफुल्लित (1 मिलीलीटर, 5 मिनट सरगर्मी)।
      2. सीएफ 3 सीओ 2 एच (0.1 मिलीलीटर), एट 3 SiH (20 μl), और निलंबन के लिए 1,2-dichloroethane (1.9 एमएल) का एक मिश्रण जोड़ें और कमरे के तापमान पर 12 घंटे के लिए मिश्रण हलचल।
      3. राल, नाली के माध्यम से निस्पंदन द्वारा समाधान निकालें सीएफ के एक नए मिश्रण जोड़ने 3 सीओ 2 एच (0.1 मिलीलीटर), एट 3 SiH (20 μl), और 1,2-dichloroethane (1.9 मिलीग्राम), और मिश्रण हलचल कमरे के तापमान पर 1 घंटे के लिए।
      4. समाधान जब तक दोहराएँ कदम 2.9.3 नेत्रहीन बेरंग (चित्रा 2H) हो जाता है।
      5. के रूप में प्रोटोकॉल 2.9.2-2.9.4 के माध्यम से प्राप्त सभी समाधान का मिश्रण है और मास स्पेक्ट्रोमेट्री 4,7,8,9 (चित्रा 3 डी) द्वारा परिणामी समाधान की सामग्री का विश्लेषण।
      6. evaporatio द्वारा समाधान की अस्थिर प्रजातियों हटायेn और सीएफ 3 सीओ 2 एच (0.2 मिलीलीटर), एट 3 SiH (40 μl), और 1,2-dichloroethane (3.8 एमएल) का एक मिश्रण में छाछ भंग।
      7. कमरे के तापमान पर 24 घंटे के लिए मिश्रण हिलाओ और 1 (चित्रा 3E) की ओर अवशेषों पर टी बू समूहों की पूरी deprotection पुष्टि करने के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री 4,7,8,9 द्वारा परिणामी समाधान की सामग्री का विश्लेषण।
      8. वाष्पीकरण द्वारा समाधान की अस्थिर प्रजातियों निकालें।
    10. 1 की शुद्धि
      1. ठोस अवशेषों Sonicate के रूप में सीएच 2 सीएल 2 में प्रोटोकॉल 2.9 के माध्यम से प्राप्त की और समाधान छानना। इस प्रक्रिया को दोहराएं जब तक छानना समाधान नेत्रहीन बेरंग हो जाता है।
      2. मास स्पेक्ट्रोमेट्री 4,7,8,9 द्वारा परिणामी ठोस अवशेषों की सामग्री का विश्लेषण।
      3. MeOH (100 μl / 10 मिलीग्राम) sonication के साथ साथ छाछ धो, समाधान छानना, और उसके एवज में रों की सामग्री का विश्लेषणमास स्पेक्ट्रोमेट्री 4,7,8,9 द्वारा Olid अवशेषों।
      4. Sonication द्वारा सीएच 3 सीएन (90 μl) और पानी (10 μl) का एक मिश्रण में छाछ (1 मिलीग्राम) को भंग करने और फॉस्फेट बफर खारा (800 μl, 10 मिमी, पीएच = 7.4) के साथ परिणामी समाधान गठबंधन। मिश्रण Sonicate और 24 घंटे के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर यह सेते हैं।
      5. 1,2-dichloroethane (500 μl), सीएच 3 सीएन (20 μl), और सीएफ 3 सीओ 2 एच (20 μl) के एक मिश्रण के साथ छानना सतह पर तैरनेवाला में रंगीन प्रजाति निकालें। मास स्पेक्ट्रोमेट्री 4,7,8,9 (3F चित्रा) से निकालने का विश्लेषण।
      6. निष्कर्षण दोहराएँ जब तक जलीय चरण नेत्रहीन बेरंग हो जाता है। जैविक समाधान का मिश्रण है और वाष्पीकरण से अस्थिर प्रजातियों को हटा दें।

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Representative Results

चित्रा 1 अंतिम लक्ष्य यौगिक, व्यापारियों, और मध्यवर्ती की आणविक संरचना से पता चलता है। चित्रा 2 राल की छवियों से पता चलता है और चित्रा 3 चयनित प्रक्रिया चरणों में नमूनों की MALDI-TOF जन स्पेक्ट्रा से पता चलता है। चित्रा 2A से छवियाँ 2H रंग और राल कि यह प्रोटोकॉल की धारा 2 में प्रतिक्रिया कदम के दौरान आए की उपस्थिति में परिवर्तन दिखाने के लिए। MALDI-TOF मास स्पेक्ट्रोमेट्री प्रतिक्रियाओं का पता लगाने के लिए और उम्मीद के रूप में लक्ष्य प्रजातियों की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

आकृति 1
चित्रा 1. WSMOCA, व्यापारियों, और मध्यवर्ती की आणविक संरचना (1) लक्षित WSMOCA। (2, 3, 4) आरयू, पंडित, और आरएच monomers क्रमश:; (5) आरयू मोनोमर 2 के लिए जैविक अग्रदूत; (6) पं मोनोमर 3 और आरएच मोनोमर 4 के लिए जैविक अग्रदूत; (7) ग्लू; (8) तेग एसिड; (9, 10, 11) सिंथेटिक मध्यवर्ती 2.3.3, 2.5.2 में पता लगाया जा सकता है, और 2.7.2, क्रमशः। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चुने गए सिंथेटिक कदम पर 2. राल के दिखावे आंकड़ा की तस्वीरें (एक) के रूप में खरीदा 2.1.1 पर ठोस चरण संश्लेषण के लिए कांच के बने पदार्थ में टीजी Sieber राल। (ख) राल सीएच 2 में बढ़कर 2 सीएल (ग) राल 2.1.4 पर Fmoc समूहों की deprotection के बाद धोया; (घ) राल 2.2.1 पर आरयू मोनोमर 2 की लोडिंग के लिए एक समाधान में निलंबित कर दिया; (ई) राल 2.3.1 पर ग्लू की लोडिंग के लिए एक समाधान में निलंबित कर दिया; (च) राल 2.4.1 पर पं मोनोमर 3 की लोडिंग के लिए एक समाधान में निलंबित कर दिया; (G) राल 2.6.1 पर आरएच मोनोमर 4 की लोडिंग के लिए एक समाधान में निलंबित कर दिया; (ज) राल 2.9.4 में दरार प्रतिक्रिया के लिए एक समाधान में निलंबित कर दिया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
3. 1 determ की तैयारी के निशान चित्रा। बड़े पैमाने पर spectrometric विश्लेषण द्वारा ined MALDI-TOF नमूनों की जन स्पेक्ट्रा ठोस चरण संश्लेषण के चयनित कदम पर राल से रूप-cleaved (प्रक्रियाओं (क) 2.3.3 9 की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए, (ख) 2.5.2 ) निम्नलिखित कदम (प्रक्रियाओं (ई) 2.9.7 पर (घ) 2.9.5 1 की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए और नमूने के उन लोगों, (ग) 2.7.2 11 की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए, 10 की उपस्थिति की पुष्टि करने के लिए 1 के पक्ष अवशेषों पर टी बू समूहों की पूरी deprotection पुष्टि करने के लिए;। (च) 2.10.5 किसी भी बड़े 1 की तुलना में अन्य संकेतों) की अनुपस्थिति की पुष्टि के लिए यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

राल से अवांछित रसायनों के लिए बिल्कुल सही हटाने बस सॉल्वैंट्स है कि आसानी से उन रसायनों को भंग कर सकते हैं के साथ धोने से हमेशा संभव नहीं है। एक महत्वपूर्ण तकनीक कुशलता राल धोने के लिए यह प्रफुल्लित और repetitively हटना तो यह है कि रसायनों के अंदर शेष बाहर मजबूर हो जाएगा करने के लिए प्रेरित करने के लिए है। यही कारण है कि हमारे प्रक्रिया में राल बारी-बारी से सीएच 2 सीएल 2 और MeOH के साथ व्यवहार किया जाता है के रूप में यह धोया जाता है (उदाहरण के लिए, प्रोटोकॉल 2.1.4) है।

लगातार कई गैर मात्रात्मक युग्मन प्रतिक्रियाओं का एक परिणाम के रूप में, ठोस चरण संश्लेषण के अंत में के रूप में cleaved मिश्रण में लक्षित सरणी की राशि छोटा हो सकता है। हालांकि ठोस चरण संश्लेषण में प्रत्येक प्रतिक्रिया आम तौर पर केवल एक बार आयोजित किया जाता है, उसी युग्मन प्रतिक्रिया के लिए कई बार, के रूप में प्रोटोकॉल 2.6 में उदाहरण, दोहराया जा सकता है, तो यह जरूरी है कि इसी प्रतिक्रिया कदम के समग्र युग्मन उपज में सुधार करने के लिए। एक ही coupli दोहराने सेएनजी प्रतिक्रिया दो बार, इसी युग्मन प्रतिक्रिया का एक ~ 10% बड़ा उपज महसूस किया जा सकता है।

Fmoc संरक्षित एमिनो एसिड monomers आमतौर पर ठोस चरण पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण के लिए इस्तेमाल करने के लिए इसके विपरीत, उन monomers multimetallic peptidic सरणियों के लिए एक धातु जटिल असर आम तौर पर राल की सतह पर उनके युग्मन प्रतिक्रियाओं में कोई 80 से अधिक% की उपज बताते हैं। एक भारी धातु जटिल आधा भाग की उपस्थिति के कारण steric प्रभाव, एक भूमिका निभा रूप मोनोमर के सी टर्मिनल पर एक एमिनो एसिड इकाई की प्रविष्टि कभी कभी तेजी से अपने युग्मन उपज में सुधार। हालांकि, मोनोमर संरचना का भी इस तरह के संशोधन अभी भी मात्रात्मक युग्मन प्रतिक्रियाओं का अनुकूलन करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। यह भविष्य में संबोधित करने के लिए विशेष रूप से इस कार्यप्रणाली की पूरी प्रक्रिया के स्वचालन के माध्यम से multimetallic peptidic सरणियों के उच्च throughput उत्पादन के लिए एक मुद्दा है, के रूप में पहले से ही ठोस चरण पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण के मामले में स्थापित किया गया है। समाधान चरण संश्लेषण के साथ तुलना में, ठोस चरण संश्लेषण के महत्वपूर्ण लाभ में से एक के उत्पादों की आसान जुदाई सॉल्वैंट्स कि उन्हें भंग कर सकते हैं के साथ छानने का काम और धोने से समाधान में अन्य रसायनों से राल से जुड़ी है। 11 इस के लिए विशेष रूप से उपयोगी है multimetallic प्रजाति जिसका जुदाई के संश्लेषण / शुद्धि अन्य तरीकों के साथ आसान नहीं है। तदनुसार, प्रोटोकॉल यहाँ पर प्रकाश डाला multimetallic peptidic तीन या अधिक विभिन्न धातुओं के एक पूर्व निर्धारित अनुक्रम होने सरणियों बनाने के लिए केवल यथार्थवादी विकल्प है। इसके अलावा, इस विधि की सादगी के कारण, प्रोटोकॉल पहले से ही मौजूदा सिंथेटिक दृष्टिकोण 1,2,3 से सुलभ उन लोगों की तुलना multimetallic heteronuclear परिसरों की एक बहुत व्यापक रेंज के उत्पादन को कवर कर सकते हैं।

इस विधि द्वारा उत्पादित यौगिकों पेप्टाइड रीढ़ की हड्डी के साथ धातु केन्द्रों में से एक पूरी तरह से नियंत्रित अनुक्रम के अधिकारी के रूप में, वे अपील कर रहे हैंआईएनजी उम्मीदवारों जैव संबंधित अणुओं के साथ बातचीत (जैसे, पेप्टाइड्स, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड होता है, और शर्करा, जो भी उनकी संरचना में एक विनियमित अनुक्रम है) पर इस तरह के दृश्य विनियमित संरचनाओं के प्रभाव की जांच करने के लिए। यह उत्पाद पानी में घुलनशील बनाने के लिए हमारे प्रोत्साहन है।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dichloro(1,5-cyclooctadiene)platinum(II) TCI D3592
Rhodium(III) chloride trihydrate Kanto Chemical 36018-62
Phosphate buffered saline, tablet Sigma Aldrich P4417-50TAB 
NovaSyn TG Sieber resin Novabiochem 8.55013.0005
HBTU TCI B1657
Benzoic anhydride Kanto Chemical 04116-30
Trifluoroacetic acid Kanto Chemical 40578-30
Triethylsilane TCI T0662
2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]acetic acid Sigma Aldrich 407003 Dried over 3 Å sieves
Dithranol Wako Pure Chemical Industries 191502
N-methylimidazole TCI M0508
Piperidine Kanto Chemical 32249-30
4'-(4-methylphenyl)-2,2':6',2"-terpyridine Sigma Aldrich 496375
Dehydrated grade dimethylsulfoxide Kanto Chemical 10380-05 
Dehydrated grade methanol Kanto Chemical 25506-05 
Dehydrated grade dichloromethane Kanto Chemical 11338-84
MeOH Kanto Chemical 25183-81 
Dimethylsulfoxide Kanto Chemical 10378-70
Ethyl acetate Kanto Chemical 14029-81
Acetonitrile Kanto Chemical 01031-70 
1,2-dichloroethane Kanto Chemical 10149-00
Diethyl ether Kanto Chemical 14134-00 
Dichloromethane Kanto Chemical 10158-81

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References

  1. Takanashi, K., et al. Heterometal Assembly in Dendritic Polyphenylazomethines. Bull. Chem. Soc. Jpn. 80, 1563-1572 (2007).
  2. Packheiser, R., Ecorchard, P., Rüffer, T., Lang, H. Heteromultimetallic Transition Metal Complexes Based on Unsymmetrical Platinum(II) Bis-Acetylides. Organometallics. 27, 3534-3536 (2008).
  3. Sculfort, S., Braunstein, P. Intramolecular d10-d10 Interactions in Heterometallic Clusters of the Transition Metals. Chem. Soc. Rev. 40, 2741-2760 (2011).
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रसायन विज्ञान अंक 116 multinuclear heterometallic परिसरों ठोस चरण पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण पानी घुलनशीलता दयाता प्लेटिनम रोडियाम
एक पानी में घुलनशील धातु कार्बनिक जटिल सरणी के संश्लेषण
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Bose, P., Sukul, P. K., Yaghi, O.… More

Bose, P., Sukul, P. K., Yaghi, O. M., Tashiro, K. Synthesis of a Water-soluble Metal–Organic Complex Array. J. Vis. Exp. (116), e54513, doi:10.3791/54513 (2016).

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