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Organic Chemistry II

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Síntesis en fase sólida

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Síntesis en fase sólida es un método en el cual se sintetiza el producto mientras se limite a un material insoluble.

Síntesis en fase sólida se utilizan a menudo para producir biológicos oligómeros y polímeros como oligosacáridos, péptidos y ácidos nucleicos. Estas moléculas se componen de cadenas más pequeñas subunidades moleculares, llamados monómeros. Sintetizar un oligómero o polímero lleva muchos pasos, como los monomers se deben agregar en el orden correcto.

Un problema con varios pasos de síntesis es purificación y aislamiento de los productos estables de cada paso, llamado productos intermedios, disminuye el rendimiento general. En síntesis en fase sólida, el producto intermedio sigue siendo límite al apoyo sólido a lo largo de la síntesis. Esto permite fase de solución reactivos, disolventes y subproductos a ser arrastrados, eliminando la necesidad de purificar y aislar cada producto intermedio entre pasos.

Este video se ilustran el procedimiento de síntesis peptídica en fase sólida y presentar algunas aplicaciones de la síntesis de fase sólida en química.

En síntesis en fase sólida, una molécula se sintetiza sobre un soporte sólido en una secuencia de reacciones. Por ejemplo, un oligómero o polímero será sintetizado un monómero a la vez para formar el producto final. La creciente oligómero o polímero permanece fuertemente enlazado a la sólida hasta que se separa, o troceados, desde el apoyo con reactivos.

Cada monómero debe tener al menos dos sitios de Unión para formar parte de la cadena del polímero, pero solamente un enlace puede estar disponible en un momento para asegurarse de que el monómero se une al átomo de correcto. Esto se consigue con la protección de los grupos, que son grupos funcionales que no son reactivos durante uno o más pasos de la síntesis. El sitio de Unión es restablecido, o deprotected, por el tratamiento de la molécula con reactivos específicos para convertir la protección del grupo a un grupo funcional reactivo.

Para iniciar la síntesis en fase sólida, el material de partida está limitado a una resina especialmente diseñada o un polímero insoluble en su sitio de Unión sólo está disponible. Luego, el material partido encuadernado es deprotected para permitir el enlace del segundo monómero en la cadena. A continuación, se agrega una solución del monómero segundo en la cadena, junto con un agente de acoplamiento para facilitar la unión entre los monómeros.

Una vez que el segundo monómero se une a la materia prima, producto intermedio resultante dimérico es deprotected. Este proceso se repite hasta que el oligómero de destino o polímero ha formado. El producto es dividido de apoyo sólido en la solución, que puede ser purificada, aislada y analizado.

Síntesis en fase sólida es de uso frecuente para la síntesis de péptidos, que son cadenas de aminoácidos. Los aminoácidos tienen un grupo amino, un grupo carboxilo y un sustituto o "cadena lateral". La amina inicialmente está protegida. Una vez deprotected, la amina forma un enlace peptídico con el grupo carboxilo del siguiente aminoácido.

Ahora que usted entiende los principios de la síntesis de fase sólida, vamos a ir a través de un procedimiento de síntesis de péptidos de fase sólida, en la que demostramos la adición de los dos primeros aminoácidos.

Para comenzar el procedimiento, conecte un recipiente para residuos a un buque de la síntesis de péptidos manual 100 mL. Luego coloque 0,360 g de resina de cloruro de 2-chlorotrityl en el recipiente.

Para comenzar la etapa de acoplamiento, primero lave los granos con 10 mL de NMP bajo un flujo de N2 gas.

A continuación, añadir 10 mL de NMP, 1,6 mmol del siguiente aminoácido protegido de Fmoc, 1,6 mmol del agente de acoplamiento HBTU y 2,5 mL de DIPEA a la resina cargada.

Burbuja de gas N2 a través de la mezcla de resina durante 30 minutos y luego drenar el solvente. Lavar y escurrir los granos con porciones de 10 mL de DMF tres veces, como antes.

Repita la prueba de Kaiser. Acoplamiento se ha producido con éxito si la solución y granos vuelven amarillos, indicando que no hay grupos de Amina.

A continuación, unirse al nuevo grupo Fmoc con 20% 4-methylpiperidine en DMF y lavar los granos con porciones de 10 mL de DMF. Repita el acoplamiento y desprotección para cada resto aminoácido en el péptido de destino.

Después del último aminoácido ha sido deprotected y los granos de resina hayan sido lavadas, añadir 40 mL de solución de clivaje de péptidos para separar el producto del péptido de la resina.

Burbuja de gas nitrógeno a través de la mezcla de resina de 3 h y vuelva a colocar el recipiente. Transferir la solución de la mezcla de resina en el nuevo recipiente al vacío.

Para generar el producto final, eliminar el disolvente con un evaporador rotatorio.

Síntesis en fase sólida es ampliamente utilizado en biología y química. Echemos un vistazo a algunos ejemplos.

Síntesis en fase sólida había abierto muchos nuevos caminos sintéticos a oligosacáridos, que son cadenas cortas de monómeros de azúcar simple con importantes funciones biológicas, tales como almacenamiento de energía. A diferencia de los enlaces peptídicos, cada enlace entre azúcares contiene un stereocenter. Para sintetizar un oligosacárido, no sólo los monómeros se debe en el orden correcto, pero los bonos deben tener también la estereoquímica correcta. Se desarrollaron técnicas de síntesis en fase sólida para acoplar cada monómero mediante un proceso altamente estereoselectiva, que hoy en día es lo suficientemente refinado para ser automatizado.

Síntesis en fase sólida es un enfoque común a la química combinatoria, que es la práctica de la síntesis de muchas variantes de un compuesto en un solo proceso sintético. La resina cargada se puede dividir fácilmente en porciones para reaccionar con diferentes monómeros o moléculas. Después de cada reacción, las porciones son lavadas y recombinadas. Esto se repite hasta el número deseado de productos se ha generado. Esta técnica es particularmente útil en la investigación farmacéutica, como se puede utilizar para generar nuevos compuestos o para evaluar la reactividad de un compuesto con una gran variedad de moléculas.

Sólo ha visto la introducción de Zeus para síntesis en fase sólida. Ahora debe entender los principios subyacentes de la síntesis en fase sólida, el procedimiento de síntesis peptídica en fase sólida y algunos ejemplos de cómo sólida fase de síntesis se utiliza en química orgánica. ¡Gracias por ver!

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