Химия белка. Структура, свойства, методы исследования - Шендрик А.Н. 2022

Синтез пептидов
Методы синтеза пептидов
Метод смешанных ангидридов - Пептидный синтез с использованием активированных эфиров

Синтез пептидов путем аминолиза сложных эфиров N-защищенных аминокислот известен давно. Систематический поиск наиболее склонных к аминолизу “активированных эфиров” начат, однако, только после 1950г.

В ряду изученных ариловых, алкиловых, тиоариловых, тиоалкиловых, оксисукцинимидных и цианметиловых эфиров для синтеза пептидов наиболее приемлемыми оказались п-нитрофениловые эфиры.

По активности в реакциях аминолиза сложные эфиры располагаются примерно в такой последовательности:

-O-C₂H₅ < -O-CH₂-C₆H₅ < -O-CH₃ < -O-CH=CH₂ < -O-C₆H₅ < -S-C₂H₅ <

-S-C₆H₅ < -O-CH₂CN < -O-C₆H₅-NO₂ < -S-C₆H₅-NO₂

Ариловые эфиры. Богдански с сотр. исследовали процесс аминолиза фениловых и нитрофениловых эфиров фталилглицина и в идентичных условиях получили следующие выходы реакции для:

-O-C₆H₅ (3%); -S-C₆H₅ (31%); P-O-C₆H₅-NO₂ (75%); m-O-C₆H₅-NO₂ (83%); O-O-C₆H₅-NO₂ (76%).

Как видно наибольшие выходы наблюдаются для нитрофениловых эфиров. Предпочтительное использование пара-изомера обусловлено тем, что он легче остальных кристаллизуется.

Метод п-нитрофениловых эфиров. Пептидный синтез с использованием п-нитрофениловых эфиров проводят обычно в этилацетате или тетрагидрофуране (в зависимости от растворимости эфира) при комнатной температуре или слабом нагревании. Иногда рекомендуется добавлять диметилформамид. Этим путем удалось синтезировать ряд природных полипептидов.

Скорость аминолиза зависит от длины цепи карбоксильной и аминокомпонент. Большее влияние оказывает длина цепи карбоксикомпоненты. Аминолиз хорошо катализируется добавками имидазола. Реакция образования пептидной связи протекает в оптимальных условиях, как правило, без рацемизации. Однако, для растворов карбобензоксиаминокислот величина удельного вращения в присутствии даже 1% триэтиламина изменяется уже при 20⁰. В этих условиях устойчивы только соответствующие производные глутамина и аспарагина.

Оптически чистые п-нитрофениловые эфиры можно синтезировать по одному из обычных методов, если С-концевая аминокислота не способна рацемизоваться (глицин или пролин).

п-Нитрофениловые эфиры обладают характеристическим поглощением в УФ-области (λ_mах = 268-270 нм.), что позволяет следить за кинетикой процесса спектрофотометрически. Нитрофеннол в этой области не поглощает.

Алкиловые эфиры. Метиловые и этиловые эфиры обладают малой реакционной способностью в пепетидном синтезе. Тем не менее, их используют для получения циклических и линейных пептидов. Скорость аминолиза метиловых эфиров можно увеличить добавками имидазола.

Наиболее активными в ряду алкиловых эфиров являются цианметиловые эфиры. Они легко получаются реакцией N-защищенных аминокислот с хлорацетонитрилом в присутствии триэтиламина. Аминолиз цианэтиловых эфиров проводят обычно при комнатной температуре. Рацемизации, как правило, не наблюдается. Процесс, так же как и в случае п-нитрофениловых эфиров, катализируют добавками имидазола, пиразола, триазолов и др.

Тиоэфиры. В целом тиоалкиловые эфиры малоактивны в реакциях пептидного синтеза и требуют весьма жестких условий проведения процесса. Поэтому они находят весьма ограниченное применение.

По наблюдениям Фаррингтона с сотр. в ряду ариловых эфиров наиболее реакционноспособными являются п-нитротиофениловые эфиры. Тиоалкиловые эфиры по своей активности располагаются в следующий ряд:

-S-CH₂-CH₃ < -S-CH₂-CH₂-NH-COCH₃ < -S-CH₂-CH₂-COOH < -S-CH₂COOH.