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Organic Chemistry II

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Festphasen Synthese

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Festphasen Synthese ist ein Verfahren, in denen das Produkt während gebunden zu einer unlöslichen Material synthetisiert wird.

Festphasen Synthese wird oft verwendet, um biologische Oligomere und Polymere wie Peptide, Nukleinsäuren und Oligosaccharide zu produzieren. Diese Moleküle bestehen aus Ketten von kleineren molekularen Untereinheiten, Monomere genannt. Synthese einer Oligomere oder Polymere nimmt viele Schritte wie die Monomere in der richtigen Reihenfolge hinzugefügt werden müssen.

Ein Problem mit mehrstufigen Synthesen, Reinigung und Isolierung der stabile Produkte der einzelnen Schritte, genannte Zwischenerzeugnisse, sinkt die Gesamtausbeute. In der festen Phase Synthese bleibt das Zwischenprodukt an die solide Unterstützung im gesamten Synthese gebunden. Dies ermöglicht Lösungsphase Reagenzien, Lösungsmittel und Nebenprodukte weggespült, entfällt die Notwendigkeit, zu reinigen und jede Zwischenprodukt zwischen den einzelnen Schritten zu isolieren.

Dieses Video wird zeigen das Verfahren für die Festphasen-Peptidsynthese und einige Anwendungen der Festphasen Synthese in der Chemie einführen.

In der Festphasen-Synthese ist ein Molekül auf einer festen Unterlage in einer Abfolge von Reaktionen synthetisiert. Zum Beispiel werden eine Oligomere oder Polymere synthetisiert ein Monomer zu einem Zeitpunkt um das Endprodukt zu bilden. Die wachsende Oligomere oder Polymere bleibt stark an die solide Unterstützung bis sie getrennt ist, oder gespalten, aus der Halterung mit Reagenzien gebunden.

Jedes Monomer müssen mindestens zwei Bindungsstellen an der Polymerkette zu beteiligen, aber nur eine Bindungsstelle kann zu einem Zeitpunkt um sicherzustellen, dass das Monomer zum richtigen Atom bindet vorhanden sein. Dies geschieht mit Gruppen zu schützen, sind die funktionellen Gruppen, die in einen oder mehrere Schritte der Synthese nicht reaktiv sind. Die Bindungsstelle wiederhergestellt, oder deprotected, durch die Behandlung des Moleküls mit bestimmten Reagenzien, die Schutz zu konvertieren, eine reaktive funktionelle Gruppe gruppieren.

Um Festphasen-Synthese zu beginnen, ist das Ausgangsmaterial ein speziell entwickeltes Harz oder unlösliche Polymer am Standort nur Bindung gebunden. Dann ist das gebundene Ausgangsmaterial deprotected Bindung des zweiten Monomer in der Kette zu ermöglichen. Als nächstes eine Lösung aus dem zweiten Monomer in der Kette hinzugefügt, zusammen mit einer Kopplung Agent , Bindung zwischen den Monomeren zu erleichtern.

Nach das zweiten Monomer an das Ausgangsmaterial bindet, ist das resultierende dimeres Zwischenprodukt deprotected. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis das Ziel Oligomer oder Polymer gebildet hat. Das Produkt ist von der festen Unterstützung in Lösung, gespalten, aus denen es gereinigt, isoliert und analysiert werden kann.

Festphasen Synthese wird oft für die Synthese von Peptiden, die Ketten von Aminosäuren verwendet. Aminosäuren haben eine Amingruppe, eine Carboxylgruppe und eine Substituent oder "Side-Chain". Das Amin ist zunächst geschützt. Sobald deprotected, bildet das Amin eine Peptidbindung mit der Carboxylgruppe der nächsten Aminosäure.

Nun, Sie die Prinzipien der Festphasen Synthese verstehen, gehen wir durch ein Verfahren für die Festphasen-Peptidsynthese, in dem wir die Ergänzung der ersten beiden Aminosäuren zeigen wird.

Um den Vorgang zu starten, schließen Sie ein Auffangkolben für Abfälle an eine 100 mL manuelle Peptid-Synthese-Schiff. Dann legen Sie 0,360 g 2-Chlorotrityl-Chlorid Harz in das Gefäß.

Um die Kupplung Schritt beginnen, waschen Sie zuerst die Perlen mit 10 mL NMP unter einen Strom von N2 Gas.

Dann fügen Sie 10 mL NMP, 1,6 Mmol der nächsten Fmoc-geschützten Aminosäure, 1,6 Mmol Haftvermittler HBTU und 2,5 mL DIPEA geladen Harz.

Blase N2 gas durch die Harzmischung für 30 Minuten und dann abtropfen lassen das Lösungsmittel. Waschen Sie und abtropfen lassen Sie die Perlen mit 10 mL Portionen von DMF dreimal als zuvor.

Wiederholen Sie der Kaiser-Test. Kupplung ist erfolgreich aufgetreten, wenn die Perlen und die Lösung gelb, darauf hinweist, dass keine Amin Gruppen vorhanden sind.

Als nächstes Spalten Sie die neue Fmoc-Gruppe mit 20 % 4-Methylpiperidine in DMF und waschen Sie die Perlen mit 10 mL Portionen von DMF. Wiederholen Sie die Kupplung und Deprotection für jede verbleibende Aminosäure in der Ziel-Peptid.

Nach dem letzten Aminosäure deprotected worden ist und die Harzkügelchen wurden gewaschen, fügen Sie 40 mL der Spaltung Peptidlösung, das Peptid-Produkt aus dem Harz zu trennen.

Stickstoff-Gas durch die Harzmischung für 3 h-Blase, und ersetzen Sie den Auffangkolben. Übertragen Sie die Lösung aus dem Harz-Gemisch auf den neuen Auffangkolben unter Vakuum.

Um das Endprodukt zu erzeugen, entfernen Sie das Lösungsmittel mit einem Drehverdampfer.

Festphasen Synthese ist weit verbreitet in Biologie und Chemie. Schauen wir uns ein paar Beispiele.

Festphasen-Synthese eröffnet viele neue synthetische Wege, Oligosaccharide, die kurze Ketten Einfachzucker Monomere mit wichtigen biologischen Rollen, wie Energiespeicher sind. Im Gegensatz zu Peptidbindungen enthält jeder Band zwischen Zucker ein Stereocenter. Um ein Oligosaccharid synthetisieren, nicht nur die Monomere müssen in der richtigen Reihenfolge, aber die Anleihen müssen auch die richtigen Stereochemie. Festphasen-Synthesetechniken wurden entwickelt, um paar jedes Monomer durch ein höchst Stereoselective Verfahren, die heute ausreichend verfeinert, um automatisiert werden.

Festphasen-Synthese ist ein gemeinsames Konzept für Kombinatorische Chemie, die Praxis der Synthese von vielen Varianten eines Stoffes in einem einzigen synthetischen Prozess. Die geladene Harz kann Teile mit unterschiedlichen Monomeren oder Moleküle reagieren leicht aufgeteilt werden soll. Nach jeder Reaktion sind die Portionen gewaschen und neu kombiniert. Dies wird wiederholt, bis die gewünschte Anzahl der Produkte generiert wurde. Diese Technik eignet sich vor allem in der pharmazeutischen Forschung, wie sie verwendet werden kann, um neue Verbindungen zu erzeugen oder um die Reaktivität einer Verbindung mit einer Vielzahl von Molekülen zu bewerten.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die feste Phase Synthese beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen die grundlegenden Prinzipien der Festphase Synthese, das Verfahren für die Festphasen-Peptidsynthese und ein paar Beispiele wie Festphasen Synthese in der organischen Chemie verwendet wird. Danke fürs Zuschauen!

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