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Vol.23 No.2 2009年5月JOURNAL OF SHANDONG INSTITUTE OF LIGHT INDUSTRY Mar. 2009 文章编号:1004-4280(2009)02-0006-02 N-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:A ResearchonMechanismsandMethodsofDeprotectionofN-Boc ZHAOYan, YAOJin-shui, DAIGang, HUJian-qiang (SchoolofMaterialScienceandEngineering, ShandongInstituteofLightIndustry, Jinan250353, China) Abstract:TheaminoprotectivegroupBochasbeenwidelyusedinorganicsynthesisandtheresearchof deprotectioninfluencenotonlythesynthesisofsuccess, butalsothewholereaction.Sodeprotectionis greatlyimportant.ThispaperstudystheMechanismsandMethodsofDeprotectionofN-Boc. Keywords:N-Boc;TFA;deprotection 0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 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。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(20374035)，教育部新世纪人才 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (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7 2 N-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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 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，分析如下。 2.1 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。 2.1.1 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30 min，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℃,2.5%)，溶于苛 中溶解，使用5% Na2CO3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2 S-(-)-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, δ1.451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 3 S-(+)-3-甲基-2-氨基丁酰正丁胺的1HN- MR(400 MHz, CDCl3) 2.1.2 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30 min, 然后提纯粗产物即可[9]。机理与溶液法相同。 2.2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. 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(上接第 7页 ) 30 min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]。 2.3 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。 温馨推荐 您可前往百度文库小程序 享受更优阅读体验 不去了 立即体验 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, etal.Passerinireaction-Amine Deprotection-AcylMigration(PADAM):Aconvenientstrategyfor thesolid-phasepreparationofpeptidomimeticCompounds[ J] . MolecularDiversity.2003(6):227 -235. [ 2] MichaelF, ColinJB, AnthonyRW, etal.Thesynthesisandspec-troscopicanalysisoftheneurotoxicprionpeptide106 -126:Com- parativeuseofmanualBocandFmocchemistry.LetersinPeptide [ 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. 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