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固相合成

Overview

资料来源: 加州大学欧文分校化学系 Vy 先生和戴安娜

乙烯的固相合成是一个诺贝尔奖得主的发明, 其中的反应物分子是约束在坚实的支持和经历连续的化学反应, 形成一个理想的化合物。当分子与固体的支持, 过剩的试剂和副产品可以清除去除杂质, 而目标化合物仍然绑定到树脂。具体来说, 我们将展示一个固相肽合成 (许可证) 的例子来证明这个概念。

Principles

固相合成是一种用于简化分子合成的方法。它通常用于组合化学 (一种用于在短时间内制备大量分子的技术), 用于生成化合物库, 因为它易于纯化, 并能进行全面的化学合成。固相合成通常涉及树脂的使用;不, 聚合物的材料, 这是 pre-functionalized, 所以开始建设 blockcan 容易绑定。构建基块在添加到树脂上后通常会受到保护, 并且可以在解决方案中轻松 deprotected 和处理下一个所需的构造块 (图 1)。一旦合成了所需的分子, 就可以很容易地从树脂中劈开。

由于它是稳健的, 固相合成已被用于合成核酸, 寡糖, 和最常见的, 肽。乙烯在1963年发现并报道, 许可证已成为最广泛使用的方法来生成多肽库。乙烯荣获1984诺贝尔许可证奖。许可证可以很容易地利用 n-芴甲氧羰基 (基敏感) 或 Boc (酸敏感) 的N-保护基团的氨基酸, 建立库的多肽在短时间内。HBTU (偶联剂) 和i-Pr2EtN (底座) 激活氨基酸的C端, 用于与另一种氨基酸耦合。n-芴甲氧羰基保护基团可通过 4-啶去除, 而中银保护基团可被强酸性物质 (如乙酸酸) 除去。在这个实验中, 我们将通过合成二肽来演示许可证。我们将使用凯泽测试, 一个定性的方法来测试是否存在初级胺, 监测反应的进展。

Figure 1
图1。固体相肽合成 (许可证) 的概念。

Procedure

1. 装载树脂

  1. 对100mL 多肽合成容器, 添加 2-chlorotrityl 氯 (CTC) 树脂 (1.1 摩尔/克, 0.360 克, 0.400 摩尔)。添加20毫升 DMF, 并允许他们膨胀30分钟, 在 N2.
  2. 在真空中排出珠子, 加入10毫升 DMF。
  3. 添加500毫克芴甲氧羰基-Ala-OH (1.60 摩尔) 和2.5 毫升iPr2EtN, 并在 N2下混合15分钟。
  4. 在真空下排出溶剂, 再用芴甲氧羰基-Ala-OH 为15分钟。
  5. 在真空下沥干溶剂, 用10毫升 DMFunder N2洗涤珠子, 在真空3x 下排水。

2. n-芴甲氧羰基组的脱

  1. 在 DMF 中添加 10 mL 20% 4-啶, 并在 N2下搅动珠子15分钟。
  2. 在真空下排出溶剂, 重复脱。
  3. 在 N2下用10毫升 DMF 洗涤珠子, 在真空3x 下排水。

3. 执行凯泽测试

  1. 通过添加1-2 滴溶液 A (0.5 毫升0.01 米 KCN) 进行凯撒测试24.5 毫升吡啶), 溶液 B (1 克茚, 20 毫升n丁醇), 和溶液 C (20 克苯酚, 10 毫升, n-丁醇), 每个成两个试管。一个测试管将是控制, 而另一个将监测反应。
  2. 从反应釜中添加少量的树脂珠到反应试管, 将两个试管加热到110° c。
  3. 如果脱是完整的, 测试管的内容将变成深蓝色/紫色的颜色。如果脱不完整或失败, 解决方案将保持黄色。将反应试验管与对照试验管进行比较。

4. 连接下一块积木

  1. 在真空下排出溶剂。
  2. 用10毫升n-methyl-2-pyrrolidone 在 n2下清洗珠子, 并在真空下将溶剂排出。
  3. 要开始下一个耦合, 添加10毫升 NMP, 620 mgFmoc-OH (1.6 摩尔), 610 毫克 HBTU (1.6 摩尔), 和2.5 毫升iPr2EtN, 并允许树脂气泡下 N2为30分钟。
  4. 在真空下排出溶剂。
  5. 在 N2下用10毫升 DMF 洗涤珠子, 在真空3x 下排水。
  6. 执行凯撒测试 (见步骤 3.1-3.3), 寻找完成的耦合。试管中的珠子和溶液应该是黄色的。

5. 将树脂上的肽裂解

  1. 使用步骤 2.1-2.3 将剩下的 n-芴甲氧基切割。
  2. 在真空下将溶剂排出后, 将40毫升解理液 (95% TFA、2.5% H2O、2.5% 提示) 添加到树脂和 N2下的气泡中 3 h。
  3. 在多肽合成器上放置一个新的接收烧瓶, 并将含有所需肽的 theTFA 溶液排入新烧瓶。

6. 沉淀和 I 隔离肽

  1. 将 TFA 溶液分离成4个圆锥小瓶, 并将25毫升冷醚 (20 ° c) 添加到每个小瓶中沉淀该肽。
  2. 离心机的小瓶 (3000 rpm, 0-4 ° c) 为20分钟醒酒剩余的 TFA 和乙醚溶液从锥形小瓶和集中的肽沉淀, 以支付所需的二肽作为一个白色固体。

Results

固体相肽 synthesisfor 过程3的代表性结果。

过程步骤 溶液颜色
3。1 控制-清除, 浅黄色
反应-清晰, 浅黄色
3。2 控制-清除, 浅黄色
反应–深蓝色
3。3 深蓝色解决方案, 珠蓝色-完全脱或耦合失败
无色, 珠黄色-脱失败或完成
无色溶液, 珠红色-不完全耦合或不完全脱

表1。 P程序 3 的代表性结果。

Application and Summary

在本实验中, 我们通过合成一个二肽, 证明了通过许可证固相合成的例子。

固相合成广泛应用于组合化学中, 建立了化合物库, 用于快速筛选。它被普遍用于合成多肽、寡糖和核酸。此外, 这一概念已经在化学合成中得到实施。因为它是异构的, 这些固体支持的试剂通常可以回收和重复使用, 在随后的反应。

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0:04

Overview

1:24

Principles of Solid Phase Synthesis

3:54

Amino Acid Loading and Deprotection

6:13

Peptide Coupling and Isolation

8:02

Applications

9:15

Summary

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