2-(1H-苯并三偶氮L-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸酯作为一种重要的化合物,具有广泛的应用价值。本文将探讨2-(1H-苯并三偶氮L-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸酯在众多领域中的多种应用。
背景:TBTU的中文名称为2-(1H-苯并三偶氮L-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸酯,是一种白色逐渐变为灰白色的晶体,其熔点为200-205℃。TBTU常用作固相多肽合成中的偶联试剂。
多肽是生物体内对生命现象具有重要影响的一种物质,尤其是对机体内许多细胞功能具有重要影响。因此,多肽的全合成具有非常重要的意义,它不仅指导了多肽合成的理论,而且对多肽合成的应用具有重要价值。
应用:
1. TBTU促进合成固相多肽的合成
1997年,Gobbo M等在The journal of peptide research上报道了运用固相多肽技术以TBTU-HOBt-DIPEA体系合成了不同碳原子骨干的循环激肽类似物。1992年,Reid, Gavin E等在Analytical Biochemistry上报道了以TBTU为缩合 剂用固相多肽技术自组装合成叔丁氧羰基氨基酸。2001年,Zubrzak P等在Acta biochimica Polonica上报道了以TBTU为缩合剂,以固相多肽技术合成新的多肽,这种多肽是一种新的免疫抑制剂。2002年,周贺钺[ 32]等在中国生化药物杂志上报道了以TBTU为缩合剂用固相多肽技术合成了甲状旁腺素1-34肽。2013年,刘标和汤斌在化工学报上报道了以TBTU为缩合剂用固相多肽技术合成了高纯胸腺肽α1,高纯胸腺肽α1在临床上主要用作免疫调节剂。以上仅仅是无数个TBTU 应用中典型的几个。
2. TBTU促进的1,2,4-恶二唑类化合物的合成
在各种生物模型中,已经发现1,2,4-恶二唑类化合物与酯或酰胺具有相似的物理和化学性质,因此具有类似或相关的生物电子等排体能力,可能对细胞正常机理产生改变。根据文献资料,1,2,4-恶二唑类化合物存在于血清素(5-HT3)拮抗剂、毒蕈碱激动剂和多巴胺(D4)配体中。一些化合物已显示出对多巴胺、血清素和去甲肾上腺素转运体具有很好的亲和力。在β3肾上腺素能受体激动剂中,1,2,4-恶二唑环系统也被用作尿素生物电子等排体。通过使用1,2,4-恶二唑类小的杂环,可以设计出二肽酯。
Re′becca F. Poulain等研究发现用羧酸和偕胺肟为原料,在O-酰化这一步,用TBTU作为羧酸功能的活化剂。这种方法具有较高的收率和纯度,它可以适用于具有空间位阻的羧酸,并且酸的活性中间体不稳定。可以在深孔板上容易的合成1,2,4-恶二唑类化合物。
3. TBTU促进的β-氨基酸的合成
β-氨基酸(二肽)指氨基结合在β位碳原子上的氨基酸。β-氨基酸在有机合成、石油化工、医疗等各个方面具备重要的应用。β-氨基酸的低聚物可以折叠成定义良好的二级结构像螺旋,折叠片,圈等等。这些二级结构类似于充分研究的α-肽和α-蛋白。β-氨基酸可以通过α-氨基酸的同系化来合成,这种方法是通过阿恩特-艾斯特方法的两步协议和其他几个路线。
Basanagoud S. Patil等人以TBTU作为作为偶联剂,利用α-氨基酸的同系化来合成β-氨基酸使用阿恩特-艾斯特方法合成了一序列的β-氨基酸衍生物。这种反应过程简洁、快捷并且拥有立体定向型构造。
4. TBTU促进的酰胺和酰肼的合成
在有机合成和生物机体中,酰胺官能团拥有十分重要的地位。合成酰胺的经常使用的方法是先将羧基活化,然后再与胺反应得到酰胺。羧基的活化是转化为各种活性官能如酰卤,酸酐,酰基叠氮基团等。
2007年,S. Balalaie等报道了利用O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸(TBTU)作为偶联试剂,以乙腈为溶剂,在一般温度下由羧酸与脂肪族伯胺、芳香伯胺和苯肼在三乙胺或二异丙基乙胺有机碱存在下合成了相应的酰胺和酰肼。这个方法在温和的条件的反应,目标产品的收率也高。
参考文献:
[1]石伟. TBTU促进合成杂环及酯的有机反应[D]. 齐鲁工业大学, 2014.
[2]曹震伟,赵秀芬. TBTU缩合法对阿片肽固相合成的工艺研究 [J]. 科技信息, 2012, (16): 151+153.
本文将讲述2-(1H-苯并三偶氮L-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸酯作为缩合剂时怎么参与合成,旨在为相关领域的研究人员提供参考依据。
简述:2-(1H-苯并三偶氮L-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸酯(TBTU),英文名为2-(1H-Benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium tetrafluoroborate,分子式为C11H16BF4N5O,外观与性状为白色到近乎白色粉末,熔点为205℃,可溶于乙腈。TBTU是一种重要的偶联试剂,常用于固相多肽合成。
参与合成:
1.降糖多肽CW7213的合成
CW7213是胰高血糖素样肽-1(GLP-1)类似物,具有多种生理功能:能够降低患者体重,更平稳地控 制血糖水平,不会产生低血糖。以Fmoc-Gly-WANG树脂为起始原料,以 HBTU、TBTU/HOBt为缩合剂,可合成降糖多肽CW7213。
2. 阿片肽固相合成
阿片肽是由13个氨基酸组成的生物活性肽。它是免疫系统中重要的调节因子,参与人体许多重要的生理过程。采用TBTU缩合法,以Wang树脂为固相载体进行固相合成,可得到阿片肽,具体步骤如下:
(1)树脂的充分溶胀
将1.0gFmoc-Leu-Wang-R加到反应器中,用10mlDCM浸泡30min, 抽干。
(2)脱除Fmoc保护基
加入10ml 20%哌啶/二氯甲烷溶液(V:V),反应5min,抽干;再以同样的量处理一次,反应30min;依次用10ml的二氯甲烷(2次)、乙醇(1次) 交替洗涤、抽干,取少量树脂(2-10mg)用水杨醛定量自由基法测定总氨基量(mmol/g树脂)。
(3)肽键的形成(TBTU缩合法)
试剂的加入量以第一个缩合的氨基酸为例:将0.4948g Fmoc-Ile-OH溶于3mlDMF(0.4495gTBTU、0.1891gHOBt、0.5mlDIEA)溶液中,预平衡30min,再加入7mlDMF溶液,以至反应溶液体积为10ml。 室温下反应,以茚三酮反应监测反应进程,若发现树脂呈紫色,表明仍有氨基没有反应完全,需要再次缩合,若无色,表明反应已基本完全,可以进入下一步缩合反应。定性检测合格后,将反应溶剂抽干,用乙醇、二氯甲烷交替洗涤,并取少量树脂干燥至恒重,用水杨醛法测定其残余 氨基,计算缩合率(%)。具体步骤如下:
重复操作步骤2-5。
(4)将步骤1中的树脂肽Fmoc-Leu-Wang-R换为Fmoc-Ile-Leu R,将步骤2中的Fmoc-Ile换为Fmoc-Tyr(tBu),重复步骤1~步骤3的操作,以此类推,即将前一步合成的树脂肽作下一步合成的氨基组分,进行12次接肽反应,以至13个 氨基酸之间的肽键全部形成。
(5)氨基末端的乙酰化
脱除多肽链最末端氨基酸的保护基后,用10mL 50%醋酐/吡啶(v: v)溶液于室温下处理所得树脂30min,洗涤,抽干,以同样溶液和量再处理一次,时间为2h,使氨基末端乙酰化。
(6)脱除侧链保护基及下树脂
在最后形成的13肽树脂中,加入20mL50%三氟乙酸/二氯甲烷(v:v) 溶液,于25℃反应60min,抽滤,滤液保留待用。将含50%三氟乙酸的二氯甲烷溶液10mL加入滤液,反应20min,之后用上述溶液洗涤3次,洗液与前次滤液归并,经旋转蒸发仪蒸至余液少许,加入大量无水乙醚,析出白色粉末状物,离心分离除去液相,之后用无水乙醚将粉末研磨5 次,后真空干燥,称重计算产率。
参考文献:
[1]孔毅,赖伊丽,黄海等. 降糖多肽CW7213的合成制备研究 [J]. 药物生物技术, 2012, 19 (05): 397-400. DOI:10.19526/j.cnki.1005-8915.2012.05.005
[2]曹震伟,赵秀芬. TBTU缩合法对阿片肽固相合成的工艺研究 [J]. 科技信息, 2012, (16): 151+153.
FMOC-O-叔丁基-L-丝氨酸是一种丝氨酸类衍生物,常温常压下为白色或者灰白色固体。它在水中不溶,但可溶于乙酸乙酯、二氯甲烷和氯仿等有机溶剂。该物质主要用作生物化学合成试剂,广泛应用于多肽类药物分子和生物活性分子的结构修饰与合成中。
图1 FMOC-O-叔丁基-L-丝氨酸的酰胺化反应
通过将2-(1H-苯并三偶氮L-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸酯、N,N-二异丙基乙胺和R/S-苯乙胺加入FMOC-O-叔丁基-L-丝氨酸的溶液中,经过一系列反应步骤,可以得到酰胺化的目标产物分子。
FMOC-O-叔丁基-L-丝氨酸在生物化学合成中具有重要的应用价值。它可以作为生物试剂用于多肽的合成和修饰过程中,特别适用于修饰蛋白质中的丝氨酸残基,从而改变其结构和生物活性。该化合物含有活性的羧基和酰胺基团,可以与醇类化合物或胺类化合物发生缩合反应,从而合成所需的酯类或酰胺类衍生物,为多肽类药物分子和生物活性分子的结构修饰和合成提供了重要的工具。
[1] Sousa, Carlos A. D.; et al Polyhedron (2015), 102, 121-129.