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Organic Chemistry II

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Synthèse en Phase solide

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Synthèse en phase solide est une méthode dans laquelle le produit est synthétisé tout lié à une matière insoluble.

Synthèse en phase solide est souvent utilisée pour produire biologiques oligomères et polymères tels que des peptides, acides nucléiques et oligosaccharides. Ces molécules sont composées de chaînes plus petites des sous-unités moléculaires, appelées monomères. Synthétiser un oligomère ou polymère prend beaucoup d’étapes, les monomères s’ajoutent dans le bon ordre.

Un problème avec des synthèses multi-étapes, c’est cette purification et isolement des produits stables de chaque étape, appelée produits intermédiaires, diminue le rendement global. Dans la synthèse en phase solide, le produit intermédiaire demeure lié au solid soutien tout au long de la synthèse. Cela permet des réactifs de phase soluble, des solvants et des sous-produits à être emportés, éliminant le besoin de purifier et d’isoler chaque produit intermédiaire entre les étapes.

Cette vidéo va illustrer la procédure pour la synthèse de peptide de phase solide et introduire quelques applications de synthèse en phase solide en chimie.

Dans la synthèse en phase solide, une molécule est synthétisée sur un support solide dans une séquence de réactions. Par exemple, un oligomère ou polymère sera synthétisé un monomère à la fois pour former le produit final. Le croissant oligomère ou polymère reste fortement lié à l’appui solide jusqu'à ce qu’elle est séparée, ou clivés, du soutien avec des réactifs.

Chaque monomère doit avoir au moins deux sites de fixation de faire partie de la chaîne polymère, mais seulement un accepteur peut être disponible à la fois pour s’assurer que le monomère se lie à l’atome correct. Ceci est réalisé avec les groupes protecteurs, qui sont des groupes fonctionnels qui ne sont pas réactifs pendant une ou plusieurs étapes de la synthèse. Le site de liaison est restauré ou déprotégé, en traitant de la molécule avec des réactifs spécifiques pour convertir la protection du groupe à un groupe fonctionnel réactif.

Pour commencer la synthèse en phase solide, le matériel de départ est lié à une résine spécialement conçue ou polymère insoluble sur son site de liaison disponible uniquement. Ensuite, le produit de départ lié est déprotégé pour autoriser la liaison du second monomère dans la chaîne. Ensuite, on ajoute une solution de monomère deuxième dans la chaîne, ainsi qu’un agent de couplage pour faciliter la liaison entre les monomères.

Une fois le second monomère se lie à la matière première, produit intermédiaire dimère qui en résulte est déprotégé. Ce processus est répété jusqu'à ce que l’oligomère de cible ou polymère a formé. Le produit est clivé de l’appui solide dans la solution, d'où elle peut être purifiée, isolé et analysé.

Synthèse en phase solide est souvent utilisée pour la synthèse des peptides, qui sont des chaînes d’acides aminés. Les acides aminés ont un groupement amine, un groupe carboxyle et un substituant ou « side chain ». L’amine est protégé au départ. Une fois que déprotégé, l’amine forme une liaison peptidique avec la fonction carboxyle de l’acide aminé suivant.

Maintenant que vous comprenez les principes de la synthèse en phase solide, nous allons passer par une procédure pour la synthèse de peptide de phase solide, dans lequel nous allons démontrer l’addition des deux premiers acides aminés.

Pour commencer la procédure, raccorder un ballon récepteur pour les déchets à un navire de synthèse peptidique manuelle 100 mL. Placez ensuite 0,360 g de résine de chlorure de 2-chlorotrityl dans le navire.

Pour commencer l’étape de l’accouplement, tout d’abord laver les billes avec 10 mL de NMP sous un débit de gaz N2.

Puis, ajouter 10 mL de NMP, 1,6 mmol de l’aminoacide prochaine Fmoc-protégé, 1,6 mmol de l’agent de couplage HBTU et 2,5 mL de DIPEA à la résine chargée.

Bulle de gaz N2 dans le mélange de résine pendant 30 minutes et puis égoutter le solvant. Laver et égoutter les perles avec des portions de 10 mL de DMF trois fois, comme avant.

Refaites le test de Kaiser. Couplage s’est produite avec succès si les perles et la solution virent au jaunes, indiquant qu’aucun groupes amines ne sont présents.

Ensuite, attacher le nouveau groupe Fmoc avec 20 % 4-méthylpipéridine dans le DMF et laver les perles avec des portions de 10 mL de DMF. Répétez le couplage et la déprotection pour chaque autres acides aminés du peptide de la cible.

Après le dernier acide aminé a été déprotégé et les perles de résine ont été lavés, ajouter 40 mL de solution de clivage du peptide de séparer le produit du peptide de la résine.

Bulle de gaz d’azote dans le mélange de résine pour 3 h et ensuite remplacer le ballon récepteur. Transférer la solution du mélange de la résine dans le nouveau ballon récepteur sous vide.

Pour générer le produit final, enlever le solvant avec un évaporateur rotatif.

Synthèse en phase solide est largement utilisée en biologie et en chimie. Regardons quelques exemples.

Synthèse en phase solide ouvre de nombreuses nouvelles voies synthétiques d’oligosaccharides, qui sont de courtes chaînes de monomères de sucres simples avec des rôles biologiques importants, tels que le stockage de l’énergie. Contrairement aux liaisons peptidiques, chaque liaison entre sucres contient un centre stéréogène. Pour synthétiser un oligosaccharide, doivent non seulement les monomères être dans le bon ordre, mais les obligations doivent aussi avoir la stéréochimie correcte. Techniques de synthèse en phase solide ont été développés pour atteler chaque monomère par un processus hautement stéréosélective, qui est aujourd'hui suffisamment raffiné à automatiser.

Synthèse en phase solide est une approche commune à la chimie combinatoire, qui est la pratique de synthétiser de nombreuses variantes d’un composé dans un seul processus synthétique. La résine chargée peut facilement être divisée en portions de réagir avec différents monomères ou molécules. Après chaque réaction, les portions sont lavées et recombinées. Cela est répété jusqu'à ce que le nombre désiré de produits a été généré. Cette technique est particulièrement utile dans la recherche pharmaceutique, car il peut être utilisé pour générer de nouveaux composés ou pour évaluer la réactivité d’un composé avec un large éventail de molécules.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE de synthèse en phase solide. Vous devez maintenant comprendre les principes sous-jacents de synthèse en phase solide, la procédure pour la synthèse de peptide de phase solide et quelques exemples de comment solid phase de synthèse est utilisée en chimie organique. Merci de regarder !

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