CN109438550A - 新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，属于多肽合成技术领域。本发明的技术方案要点为：新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，该新型碳正离子多肽缩合剂为N,N,N',N'‑四甲基‑O‑(3,4‑二氢‑4‑氧代‑1,2,3‑苯并三嗪‑1‑基)脲四氟硼酸盐，其结构式为

Description

新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用
技术领域
本发明属于多肽合成技术领域，具体涉及一种新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用。
背景技术
多肽合成的方法分为酶促法和化学法。酶促法，优点是具有专一性好，无需保护，甚至可以在水中进行，缺点是尚不能大规模应用。化学法，最早使用的是将氨基酸活化为酰氯、叠氮、对称酸酐以及混合酸酐的方法，存在氨基酸消旋、反应试剂危险和制备复杂等缺点，逐渐被后来的肽缩合试剂法取代。
理想的多肽缩合剂应该具有制备方便、价格低、活性高、无消旋及副反应少等特点。目前使用的多肽缩合剂按照其结构可分为二亚胺型、磷正离子型和脲正离子型。第一个多肽缩合剂是于1955年开发出来的N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)(J.Am.Chem.Soc.,1955,77:1067.)。但是该多肽缩合剂在反应中生成的N,N'-二环己基脲(DCU)在大多数有机溶剂中溶解度很小，很难除尽。自1975年，Castro等人设计合成了第一个基于HOBt的磷正离子型缩合剂BOP以来，1-羟基苯并三唑HOBt为活化酯的磷正离子和碳正离子型肽缩合剂迅速发展，再后来这种以3-羟基-1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮衍生化的碳正离子肽缩合剂N,N,N',N'-四甲基-O-(3,4-二氢-4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3-基)脲四氟硼酸盐(TDBTU)(OrganicSynthesis,1-3,2013；WO2005007634；Tetrahedron Letters,1989,30(15),1927-1930.)也得到了制备和应用。2014年，专利(ZL20141010745.2)报道了3-羟基-1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮的同分异构体，1-羟基-1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮的制备方法，并应用在多肽缩合中(ZL201410107410.6)。目前，基于1-羟基-1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮的有机碳正离子缩合剂应用尚未见相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供了一种新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用。
本发明为实现上述目的采用如下技术方案，新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，其特征在于：该新型碳正离子多肽缩合剂为N,N,N',N'-四甲基-O-(3,4-二氢-4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-1-基)脲四氟硼酸盐，其结构式为
本发明所述的新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，其特征在于具体过程为：在有机溶剂中加入N-端保护的氨基酸或多肽片段、C-端保护的氨基酸或多肽片段、有机碱和碳正离子多肽缩合剂，于-5～30℃搅拌反应合成目标产物多肽，其中有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺，有机碱为二异丙基乙胺、三乙胺、DBU或碳酸钾。
进一步优选，所述N-端保护的氨基酸或多肽片段、C-端保护的氨基酸或多肽片段、有机碱与碳正离子多肽缩合剂的投料摩尔比为1:1:1-2:1-2。
进一步优选，所述N-端保护的氨基酸或多肽片段为Cbz-Phe-OH、Cbz-Val-OH或Cbz-Ala-OH，所述C-端保护的氨基酸或多肽片段为H2N-Leu-OMe·HCl、H2N-Val-OMe·HCl、H2N-Ala-OMe·HCl、H2N-Phe-OMe·HCl或H2N-Gly-OEt·HCl。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：使用新型碳正离子多肽缩合剂合成的产物用Young test方法进行测试，没有观察到氨基酸的消旋，进一步表明该新型碳正离子多肽缩合剂N,N,N',N'-四甲基-O-(3,4-二氢-4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-1-基)脲四氟硼酸盐能够很好地抑制缩合过程中氨基酸的消旋。
具体实施方式
通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
以Cbz-Phe-OH和H2N-Leu-OMe·HCl缩合生成Z-Phe-Leu-OMe为例(实施例1～5)。
实施例1
Z-Phe-Leu-OMe的合成
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Leu-OMe·HCl置于250mL圆底烧瓶，再加入50mL二氯甲烷、10mmol二异丙基乙胺和10mmol碳正离子缩合剂，于-5℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，精制后得白色固体，产率为98.1％，纯度为99.5％。MS(ESI,m/z):449.2[M+Na]+。
实施例2
Z-Phe-Leu-OMe的合成
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Leu-OMe·HCl置于250mL圆底烧瓶，再加入50mL三氯甲烷、20mmol二异丙基乙胺和20mmol碳正离子缩合剂，于30℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，产率为97.0％，纯度为99.3％。
实施例3
Z-Phe-Leu-OMe的合成
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Leu-OMe·HCl置于250mL圆底烧瓶，再加入50mL四氢呋喃、10mmol三乙胺和20mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，产率为97.8％，纯度为99.4％。
实施例4
Z-Phe-Leu-OMe的合成
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Leu-OMe·HCl置于250mL圆底烧瓶，再加入50mL N,N-二甲基甲酰胺、20mmol DBU和20mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，产率为98.6％，纯度为99.7％。
实施例5
Z-Phe-Leu-OMe的合成
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Leu-OMe·HCl置于250mL圆底烧瓶，再加入50mL二氯甲烷、15mmol碳酸钾和15mmol碳正离子缩合剂，于3℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，产率为98.0％，纯度为99.8％。
实施例6
Z-Val-Val-OMe
取5mmol Cbz-Val-OH和5mmol H2N-Val-OMe·HCl置于100mL圆底烧瓶，再加入25mL二氯甲烷、10mmol三乙胺和10mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(10mL)、1mol/L HCl溶液(10mL)、饱和Na2CO3溶液(10mL)和饱和食盐水溶液(10mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，收率为97.0％，纯度为99.6％。MS(ESI,m/z):387.2[M+Na]+。
实施例7
Z-Ala-Ala-OMe
取2mmol Cbz-Ala-OH和2mmol H2N-Ala-OMe·HCl置于50mL圆底烧瓶，再加入50mL二氯甲烷、2mmol三乙胺和4mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(10mL)、1mol/L HCl溶液(10mL)、饱和Na2CO3溶液(10mL)和饱和食盐水(10mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，产率为97.6％，纯度为99.6％。MS(ESI,m/z):331.2[M+Na]十。
实施例8
Z-Ala-Phe-OMe
取5mmol Cbz-Ala-OH和5mmol H2N-Phe-OMe·HCl置于100mL圆底烧瓶，再加入25mL氯甲烷、10mmol三乙胺和5mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(10mL)、1mol/L HCl溶液(10mL)、饱和Na2CO3溶液(10mL)和饱和食盐水(10mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，收率为98.5％，纯度为99.5％。MS(ESI):407.2[M+Na]十。
实施例9
Z-Ala-Val-OMe
取10mmol Cbz-Ala-OH和10mmol H2N-Val-OMe·HCl置于25mL圆底烧瓶，再加入50mL三氯甲烷、10mmol三乙胺和12mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(10mL)、1mol/L HCl溶液(10mL)、饱和Na2CO3溶液(10mL)和饱和食盐水溶液(10mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，收率为99.0％，纯度为99.8％。MS(ESI):359.2[M+Na]十。
实施例10
Z-Ala-Gly-OEt
取5mmol Cbz-Ala-OH和5mmol H2N-Gly-OEt·HCl置于100mL圆底烧瓶，再加入50mL三氯甲烷、5mmol三乙胺hao和10mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(10mL)、1mol/L HCl溶液(10mL)、饱和Na2CO3溶液(10mL)和饱和食盐水溶液(10mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，收率为98.6％，纯度为99.5％。MS(ESI):331.2[M+Na]+。
实施例11
Z-Phe-Gly-OEt
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Gly-OEt·HCl置于250mL圆底烧瓶，再加入50mL N,N-二甲基甲酰胺、20mmol DBU和20mmol碳正离子缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，收率为98.0％，纯度为99.7％。MS(ESI):407.2[M+Na]十。
以上实施例1～11中使用新型碳正离子多肽缩合剂合成的产物用Young test方法进行测试，没有观察到氨基酸的消旋，进一步表明该新型碳正离子多肽缩合剂N,N,N',N'-四甲基-O-(3,4-二氢-4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-1-基)脲四氟硼酸盐能够很好地抑制缩合过程中氨基酸的消旋。
实施例12
Z-Phe-Gly-OEt
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Gly-OEt·HCl置于250mL圆底烧瓶，再加入50mL N,N-二甲基甲酰胺、20mmol DBU和20mmol碳正离子多肽缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，收率为98.0％，纯度为99.7％。MS(ESI):407.2[M+Na]十。
实施例13
Z-Phe-Gly-OEt
取10mmol Cbz-Phe-OH和10mmol H2N-Gly-OEt·HCl置于250mL圆底烧瓶，加入50mL N,N-二甲基甲酰胺、20mmol DBU和20mmol碳正离子多肽缩合剂，于0℃搅拌反应，反应结束后依次用水(100mL)、1mol/L HCl溶液(100mL)、饱和Na2CO3溶液(100mL)和饱和食盐水溶液(100mL)洗涤，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤除去干燥剂，减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗品精制后得白色固体，收率为98.0％，纯度为99.7％。MS(ESI):407.2[M+Na]十。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (4)

1.新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，其特征在于：该新型碳正离子多肽缩合剂为N,N,N',N'-四甲基-O-(3,4-二氢-4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-1-基)脲四氟硼酸盐，其结构式为
2.根据权利要求1所述的新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，其特征在于具体过程为：在有机溶剂中加入N-端保护的氨基酸或多肽片段、C-端保护的氨基酸或多肽片段、有机碱和碳正离子多肽缩合剂，于-5～30℃搅拌反应合成目标产物多肽，其中有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺，有机碱为二异丙基乙胺、三乙胺、DBU或碳酸钾。
3.根据权利要求2所述新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，其特征在于：所述N-端保护的氨基酸或多肽片段、C-端保护的氨基酸或多肽片段、有机碱与碳正离子多肽缩合剂的投料摩尔比为1:1:1-2:1-2。
4.根据权利要求2所述新型碳正离子多肽缩合剂在多肽合成中的应用，其特征在于：所述N-端保护的氨基酸或多肽片段为Cbz-Phe-OH、Cbz-Val-OH或Cbz-Ala-OH，所述C-端保护的氨基酸或多肽片段为H2N-Leu-OMe·HCl、H2N-Val-OMe·HCl、H2N-Ala-OMe·HCl、H2N-Phe-OMe·HCl或H2N-Gly-OEt·HCl。
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