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Organic Chemistry II

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固相合成

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固相合成法是将产品与不溶性材料结合时合成的一种方法。

固相合成通常用于生产生物齐聚物和聚合物, 如多肽、核酸和寡糖。这些分子由较小的分子亚基组成, 称为单体。合成一个齐聚物或聚合物需要许多步骤, 因为单体必须按照正确的顺序添加。

一个多步合成的问题是, 每个步骤的稳定产品的净化和隔离, 称为中间产品, 降低了总体产量。在固相合成中, 中间产物在整个合成过程中始终与固体的支撑相结合。这使得溶液相试剂, 溶剂和副产品被冲走, 消除了需要净化和隔离每个中间产品之间的步骤。

该视频将说明固相多肽合成的过程, 并介绍了固相合成在化学中的一些应用。

在固相合成中, 分子是在一系列反应的固体支持下合成的。例如, 一个齐聚物或聚合物将在一个时间合成一个单体, 形成最终产品。不断增长的齐聚物或聚合物仍然强烈地绑定到固体支持, 直到它被分离, 或劈开, 从支持与试剂。

每个单体都必须有至少两个结合位点作为聚合物链的一部分, 但只有一个结合点可以在一个时间内提供, 以确保单体绑定到正确的原子。这是通过保护组实现的, 它们是在合成的一个或多个步骤中没有反应的功能组。绑定站点被还原或deprotected, 通过使用特定的试剂将保护组转换为反应性功能组来处理该分子。

开始固相合成, 起始材料是绑定到一个专门设计的树脂或不溶性聚合物在其唯一可用的结合点。然后, 束缚起动材料是 deprotected 允许捆绑第二个单体在链子。接下来, 添加了链中第二个单体的溶液, 以及一个偶联剂, 以促进单体之间的粘结。

一旦第二单体与起始材料结合, 产生的二中间体产品 deprotected。这个过程是重复的, 直到目标齐聚物或聚合物形成。将该产品从固体支架中分离出来, 从中提纯、分离和分析。

固相合成常用于合成多肽, 即氨基酸链。氨基酸有胺类, 羧基, 和取代基, 或 "侧链"。胺最初被保护。一旦 deprotected, 胺形成一个肽键与下一氨基酸的羧基。

现在, 您了解了固相合成的原理, 让我们通过一个固相多肽合成的过程, 在其中我们将展示了前两种氨基酸的加入。

为了开始这个过程, 把一个接收瓶的废物连接到一个100毫升的手动多肽合成容器。然后将0.360 克 2-chlorotrityl 氯树脂放入容器中。

要开始耦合步骤, 先用10毫升的 NMP 在 N2 气体的流动下洗涤珠子。

然后, 加入10毫升的 NMP, 1.6 摩尔的 n-芴甲氧羰基保护的氨基酸, 1.6 摩尔的偶联剂 HBTU, 2.5 毫升 DIPEA 的负载树脂。

气泡 N2 气体通过树脂混合物30分钟, 然后排出溶剂。用10毫升的 DMF 部分洗涤和沥干三次, 像以前一样。

重复凯撒测试如果珠子和溶液变黄, 就会发生耦合, 表明没有胺类存在。

接下来, 将新的 n-芴甲氧羰基基团与 20% 4-啶在 dmf 中, 并用10毫升的 dmf 部分洗涤珠子。对目标肽中的每个剩余氨基酸重复脱。

在最后的氨基酸被 deprotected 和树脂珠子洗净后, 加入40毫升的肽裂解液, 将肽产品从树脂中分离出来。

气泡氮气通过树脂混合物为3小时, 然后更换接收瓶。将溶液从树脂混合物转移到真空下的新接收瓶。

为了产生最终的产品, 用旋转蒸发器除去溶剂。

固相合成广泛应用于生物和化学。让我们看几个例子。

固相合成为寡糖开辟了许多新的合成途径, 它们是简单的糖单体的短链, 具有重要的生物作用, 如储能。与肽键不同, 糖中的每个键都含有 stereocenter。合成寡糖, 不仅必须使单体的顺序正确, 而且还必须有正确的立体。固相合成技术的发展, 以夫妇每个单体的高度立体的过程, 今天是充分细化, 以自动化。

固相合成是一种常用的方法, 以组合化学, 这是在单一合成过程中合成许多变种的化合物的做法。被装载的树脂可以容易地被分裂成部分与不同的单体或分子反应。每个反应后, 部分被洗涤和重组。这是重复的, 直到所需的产品数量已经生成。这项技术在药物研究中特别有用, 因为它可以用来产生新的化合物或评估化合物的反应性与广泛的分子。

你刚刚看了朱庇特的固相合成导论。现在你应该了解固相合成的基本原理, 固相多肽合成的过程, 以及固相合成在有机化学中的应用实例。谢谢收看!

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