N_Boc保护基脱除的原理与方法简介

N_Boc保护基脱除的原理与方法简介第23卷第2期山东轻工业学院学报2009年5月JOURNALOFSHANDONGINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRYMar.2009文章编号:1004-4280(2009)02-0006-02N-Boc保护基脱除的原理与方法简介赵艳,姚金水,戴罡,呼建强(山东轻工业学院材料科学与 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院,山东济南250353)摘要:叔丁氧羰基(Boc)作为氨基的重要保护基团在有机合成中已有广泛应用,其脱保护反应的研究不仅决定了合成的成败,而且也会影响反应能否继续进行,因此是合成反应中及其重要的环节。本文综合实例,介绍了N-Boc基团脱保护反应的原理与具体方法。关键词:N-Boc;三氟乙酸;脱保护中图分类号:O631文献标识码:AResearchonMechanismsandMethodsofDeprotectionofN-BocZHAOYan,YAOJin-shui,DAIGang,HUJian-qiang(SchoolofMaterialScienceandEngineering,ShandongInstituteofLightIndustry,Jinan250353,China)Abstract:TheaminoprotectivegroupBochasbeenwidelyusedinorganicsynthesisandtheresearchofdeprotectioninfluencenotonlythesynthesisofsuccess,.Keywords:N-Boc;TFA;deprotection0引言多官能团化合物(如氨基酸)合成反应中要注意解决两个问题。一是将同一分子的两个官能团中的一个“保护”起来不反应,选择性留下一个,反应完后再定量地去掉保护基,同时还不能影响分子中的其它部分,特别是已经接好的酰胺键。二是设法“活化”参与反应的氨基或羧基,使之在温和的条件下能够顺利反应。1常用的氨基保护基氨基原则上可采用酰化、烷基化、烷基酰化等反应进行可逆屏蔽。基于硫和磷衍生物的保护基团也有报道。过去10年,发展了上百种不同的氨基保护基团,主要包括烷氧羰基型保护基团、酰基型保护基团和烷基型保护基团。苄氧羰基(Z)、叔丁氧羰基(Boc)、9-芴氧羰基(Fmoc)是最常见的3种氨基保护基团。Z基是一种使用时间很长的氨基保护基,至今仍有广泛应用。其优点是制备容易:得到的Z-氨基酸易结晶并且稳定,活化时不易消旋,可以在HBr/AcOH、Na/液氨等条件下脱去该保护基团。Fmoc基是氨基甲酸酯型氨基酸保护基团中,唯一广泛应用的可以在弱碱条件下解离的基团。Fmoc脱保护可使用稀哌啶溶液或二乙胺/DMF溶液,在室温下完成。起初,Boc保护基团主要用于液相肽合成化学中的氨基的保护。随后Boc的发展是为了增加在温和条件下脱保护的产率,并形成气体的或低沸点的产物。其发展结果是Boc脱保护几乎可以定量,Boc基团很快就被用到固相合成方法中。目前,在有机合成尤其是多肽合成中,Boc作为氨基的保护基团通过不同的稳定策略(如Boc/Z)以及正交策略(如Boc/Fmoc)的组合,仍然广泛地被使用[1-4]。收稿日期:2009-01-05基金项目:国家自然科学基金资助项目(),教育部新世纪人才计划(NCET-07-0521)作者简介:赵艳(1983-),女,山东省济南市人,山东轻工业学院材料科学与工程学院硕士研究生,研究方向:材料学.第2期赵艳,等:N-Boc保护基脱除的原理与方法简介2N-Boc保护基的脱除方法合成反应的最终脱保护基不仅决定合成的成败,而且也关系到下一步反应能否继续进行,因此是合成反应中及其重要的环节。本文主要介绍N-Boc保护基的脱除方法。N-Boc在不同实验方案中的脱除方法不尽相同,且没有专门的文献介绍。本文整理归纳,大体可分为三类, 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 如下。三氟乙酸(TFA)法TFA可以脱除一些不耐酸的保护基,如Boc,金刚烷氧羰基(Adoc)等。本法比较温和、反应时间短、产率高、副反应少,越来越多地得到应用,尤其在发展很快的固相合成法中。Wunsch等人曾用TFA最终脱保护法合成了胰高血糖素。TFA法也是N-Boc脱保护最常用的一种方法。根据具体的实验条件,又可分为溶液法和微波辐射法。溶液法溶液法是将TFA溶于二氯甲烷(DCM)中,配成溶液,然后进行脱保护。一般地,都是采用25%的TFA溶液在室温下反应30min,即可脱除N-Boc保护基[5]。反应原理如图1(以氨基酸为例)所示。图1TFA溶液法脱保护机理[6]实例:将三氟乙酸(9mL)与二氯甲烷(10mL)硫酚,硫酚的作用是清除叔丁基阳离子[7];也可加的混合溶液加入到S-(-)-3-甲基-2-(N-叔丁氧羰基)入苯甲醚、苯甲硫醚、苯酚、苯硫酚、乙二硫醇,1,3-氨基丁酰正丁胺(8g)中,,在室温下搅拌1h左右。二甲氧基苯,或间甲酚[8]。间甲酚为无色或淡黄色反应停止,旋转蒸发。将剩余物质加入适量乙酸乙酯可燃液体,溶于约40倍的水(40℃,%),溶于苛中溶解,使用5%NaCO溶液洗涤至pH为8～9。除性碱液和常用有机溶剂。去溶剂,得脱去Boc保护基后的产物S-(+)-3-甲基-2-氨基丁酰正丁胺。如图2所示。图2S-(-)-3-甲基-2-(N-叔丁氧羰基)氨基丁酰正丁胺的1HNMR(400MHz,CDCl)3在图2中,δ处的高峰是N原子上的Boc基团的吸收峰,用TFA脱保护反应之后,即在图3中可以看出,Boc基团的强吸收峰消失,说明Boc基团已经被脱除。另外,叔丁基阳离子对吲哚环或芳环上的氢会起到一定的攻击作用。为了防止吲哚环或芳环上的氢被取代,可以采取加入其它试剂的方法。如加入图3S-(+)-3-甲基-2-氨基丁酰正丁胺的1HN-MR(400MHz,CDCl3)微波辐射法微波辐射法一般用于固相多肽合成,方法是在60℃下,用微波仪器照射30min,然后提纯粗产物即可[9]。机理与溶液法相同。盐酸法盐酸法是用浓盐酸与有机溶剂(如乙酸乙酯)以一定的配比(约1∶2)配成溶液,然后室温反应(下转第12页)12山东轻工业学院学报第23卷bulkamorphous/amorphouscompositealoysthroughpowdermet-2007,1:70.alurgyroute[J].JMaterSci,2008,43:3118-3123.[24]陶平均,杨元政.大块非晶材料的性能及其应用[J].轻合金[20]邵丙璜,高举贤,李国豪.金属粉末爆炸烧结界面能量沉积机加工技术,2006,34(1):45-47.制[J].爆炸与冲击,1989,9(1):17.[25]闫鸿浩,李晓杰.爆炸焊接界面产生非晶相的理论解释[J].[21]陈晓华,张勇,陈国良.非晶合金及其复合材料的制备、性能稀有金属材料与工程,2003,32(3):176.和应用[J].中国材料科技与设备,2006,6:12-15.[26]闫鸿浩,李晓杰,奚进一,等.多层非晶薄带爆炸焊接温度场[22]张晓立,王金相,孙宇新,等.非晶块体材料的制备及其应用模型[J].高压物理学报,2002,16(1):65.进展[J].材料导报网刊,2006,2:4-7.[27]闫鸿浩,李晓杰,奚进一,等.块体非晶合金制备技术展望[23]惠希东,陈国良.块体非晶合金[M].北京:化学工业出版社,[J].金属功能材料,(4):1-4.(上接第7页)30min即可。应当注意的是,盐酸是强酸,容易导致反应物(如多肽化合物)的分解[10]。硅胶催化法硅胶催化法是在反应物中加入甲苯,搅拌均匀后,加入硅胶,加热回流,反应结束后,冷却至室温,过滤,然后用不同溶剂清洗硅胶,将滤液蒸干后,进一步提纯即可[11]。硅胶催化N-Boc脱保护的方法具有适用范围广、操作简单、反应迅速和产率较高等优点,温和的催化剂和反应条件也避免了副反应的发生。此外,该方法还具有选择性,在同样条件下,没有观察到其它氨基保护基团(如Cbz,Fmoc等)的脱保护,如图4、图5所示。图4硅胶催化法脱保护图5硅胶催化法选择性脱保护3结束语随着保护基化学在有机合成尤其是蛋白质技术中的应用,脱保护技术也愈发重要。目前,N-Boc保护基的3种脱除方法各有利弊。TFA法最常用,但是,成本要大,盐酸法便宜,却易导致酰胺键断裂。硅胶催化法是一种新的方法,操作简单,但是后处理比较复杂。这需要我们根据不同的实验方案、要求选择适合的方法。参考文献:[1]LucaB,AndreaB,GiuseppeG,Deprotection-AcylMigration(PADAM):Aconvenientstrategyforthesolid-phasepreparationofpeptidomimeticCompounds[J].(6):227-235.[2]MichaelF,ColinJB,AnthonyRW,-126:[J].Science1999(6):129-134.[3]何为,马立人.肽核酸[M].北京:化学工业出版社,2003.[4]陶尉孙.蛋白质分子基础[M].北京:人民教育出版社,1981.[5]TarikereLG,NarayananR,humanmucin-derivedO-linkedglycopept-ides[J].Lettersinpeptidescience,1996(3):79-88.[6]古练权,许家喜,段玉峰.生物化学[M].北京:高等教育出版社,2006.[7]格林[美],伍兹[美].有机合成中的保护基[M].上海:华东理工大学出版社,2004.[8]武钦佩,李善茂.保护基化学[M].北京:化学工业出版社,2007.[9]NatarajanS,AlexanderY,aminesbyTFAcombinedwithfreebasegenerationusingbasicion-exchangeresins[J].MolecularDiversity,2005(9):291-293.[10]华家柽.实用蛋白质化学技术[M].上海:上海科学技术出版社.1982[11]张敏杰,袁修华,马丽,等.硅胶催化的选择性去除N-Boc保护基[J].高等学校化学学报.2007,28(12):2330-2332.CTRL+A全选可调整字体属性及字体大小-CAL-FENGHAI.NetworkInformationTechnologyCompany.2020YEAR