Hydrolyse van een Ni-Schiff Base-complex onder omstandigheden geschikt voor het bewaren van zuur-labiele Protecting Groups
Summary
Hier presenteren we een efficiënte hydrolyse en daaropvolgende Fmoc bescherming van een aminozuur geïsoleerd uit een Ni-Schiff-base complex. Hydrolyseomstandigheden die hier geschikt zijn voor gebruik retentie zuur-labiele zijketen beschermende groepen vereist. Deze techniek kan worden aangepast aan een verscheidenheid van niet-natuurlijke aminozuur substraten.
Abstract
Onnatuurlijke aminozuren, aminozuren met zijketen functionaliteiten niet vaak gezien in de natuur, in toenemende mate in synthetische peptidesequenties. Synthese van enkele niet-natuurlijke aminozuren omvat vaak het gebruik van een precursor bestaande uit een Schiff-base gestabiliseerd door een nikkel kation. Onnatuurlijke zijketens kunnen op aminozuurskelet in deze Schiff-base complex geïnstalleerd. De resulterende onnatuurlijke aminozuur kan daarna worden geïsoleerd uit dit complex via hydrolyse van de Schiffse-base, typisch door gebruik te refluxen in sterk zure oplossing. Deze sterk zure omstandigheden kunnen zuur-labiele zijketen beschermende groepen verwijderen noodzakelijk voor de onnatuurlijke aminozuren voor gebruik in microgolven vaste-fase peptidesynthese. In dit werk presenteren we een efficiënte hydrolyse en daaropvolgende Fmoc bescherming van een aminozuur geïsoleerd uit een Ni-Schiffse base complex. Hydrolyseomstandigheden die in dit werk zijn geschikt voor het bewaren van zuurlabiele side-keten beschermende groepen en kunnen worden aangepast aan een verscheidenheid van niet-natuurlijke aminozuur substraten.
Introduction
Onnatuurlijke aminozuren (UAA's) dragende zijketens die afwijken van de twintig natuurlijk voorkomende aminozuren die in de natuur zijn bruikbaar in een breed scala van toepassingen. Synthese van deze UAA is echter moeilijk zijn afhankelijk van de structuur van de zijketens en de stereochemie van de aminozuur backbone. CH bindingsactivering van glycine in het kader van een nikkel Schiff-base complex werd gebruikt om een verscheidenheid van aminozuurderivaten zoals α, β-diaminozuren 1 en UAA's lager gefluoreerd 2 of heterocyclische zijketens produceren. 3
Na toevoeging van niet-natuurlijke zijketens, gefunctionaliseerde OCG worden meestal van de Schiff-base complex met terugvloeiing in zoutzuur 4 verwijderd en vervolgens geïsoleerd met behulp van ionenwisselingschromatografie. Terwijl over het algemeen efficiënt Dit protocol genereertmino zuren die geschikt zijn voor gebruik in vaste-fase peptidesynthese (SPPS) zijn. De aard van SPPS vereist de aanwezigheid van een zuur-labiele zijketen-beschermende groepen en de sterk zure karakter typische Ni-Schiff-base ontledingsomstandigheden voorkomt isolatie landbouwgrond met deze beschermende groepen intact. Voor zover wij weten heeft slechts één alternatief decompositiemethode gemeld: gebruik van ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA) en hydrazine bij verhoogde temperaturen, 5 omstandigheden die zelf niet geschikt voor sommige zijketen beschermende groepen zoals ftaalimiden zijn.
Figuur 1: Bereiding van Ni-PBP-Gly van Ni2 +, PBP en glycine (Gly). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken. </a>
Hierin beschrijven we een werkwijze voor hydrolyse van een Ni-Schiff-base complex, Ni-PBP-Gly (Figuur 1). Dit complex afgeleid van Ni 2+, glycine en pyridine-2-carbonzuur- (2-benzoyl-fenyl) -amide (PBP), 6 is aangetoond dat een nuttig platform voor de synthese van diverse UAA's en makkelijk toegankelijk met behulp van een twee-staps syntheseroute. 7 Synthese van het complex-literatuur precedent in hoge opbrengst. 6 Onze resultaten hieronder tonen de toepasbaarheid van hydrolyseomstandigheden gebruik EDTA bij mild zure tot neutrale pH omstandigheden die geschikt zijn voor gebruik met de UAA dragende zuur-labiele zijketen-beschermende groepen. Na hydrolyse, kan de verkregen oplossing worden geïsoleerd en onmiddellijk onderworpen aan standaardomstandigheden Fmoc bescherming van een Fmoc-beschermd aminozuur werd verkregen (figuur 2).
<p class="jove_content" fo: keep-together.within-page = "1">
Figuur 2: Hydrolyse en Fmoc-bescherming van een aminozuur Geïsoleerd van Ni-PBP-Gly. Reactie Voorwaarden: i. EDTA (12 equiv), pH 4,5; ii. Ethylacetaat wassen en instelling op pH 7; iii. Fmoc-OSu (1 equiv), NaHCO3 (2 equiv). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Protocol
Representative Results
Discussion
De hierboven beschreven protocol is bruikbaar in zijn vermogen om de isolatie van een aminozuur skelet van een Ni-Schiff-base-complex onder milde pH-omstandigheden en daaropvolgende Fmoc bescherming van deze geïsoleerde aminozuur via twee kritische stappen te vergemakkelijken. De eerste stap omvat het roeren van een DMF / wateroplossing die EDTA om afgifte van het aminozuur uit het complex te vergemakkelijken. Residuele complex of organische bijproducten kunnen gemakkelijk worden verwijderd met afzuiging. De tweede sta…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Financiering die door Slippery Rock University. We danken T. Boron III (Slippery Rock University) en C. Haney (Universiteit van Pennsylvania) voor hun inzichten.
Materials
| Ni-PBP-Gly | Synthesized from published protocol | ||
| DMF | Fisher | D119-4 | |
| EDTA | Fisher | S311-100 | |
| Dichloromethane | Acros | AC610050040 | |
| Sodium Bicarbonate | Fisher | S233-500 | |
| Fmoc-OSu | Chem-Impex | "00147" | |
| Dioxane | Fisher | D111-500 | |
| Hydrochloric Acid | Fisher | A144-500 | |
| Ethyl Acetate | Acros | AC610060040 | |
| Magnesium Sulfate | Fisher | M65-500 | |
| ZEOPrep 60ECO Silica Gel | ZEOChem | ||
| Hexanes | Fisher | 3200250.650.443 | |
| Chromatography Column | |||
| pH Test Strips | |||
| Rotary Evaporator | |||
| 250 mL Separatory Funnel | |||
| 250 mL Round Bottom Flask | |||
| Stir Bar | |||
| Stir Plate |
References
- Wang, J., Shi, T., Deng, G., Jiang, H., Liu, H. Highly Enantio- and Diastereoselective Mannich Reactions of Chiral Ni(II) Glycinates with amino sulfones. Efficient asymmetric synthesis of aromatic α,β-diamino acids. J. Org. Chem. 73 (21), 8563-8570 (2011).
- Wang, J., Lin, D., Zhou, S., Ding, X., Soloshonok, V. A., Liu, H. Asymmetric synthesis of sterically and electronically demanding linear ω,-trifluoromethyl containing amino acids via alkylation of chiral equivalents of nucleophilic glycine and alanine. J. Org. Chem. 76 (2), 684-687 (2011).
- Wang, J., Zhou, S., Lin, D., Ding, X., Jiang, H., Liu, H. Highly diastereo- and enantioselective synthesis of syn-β,-substituted tryptophans via asymmetric Michael addition of a chiral equivalent of nucleophilic glycine and sulfonylindoles. Chem. Commun. 47 (29), 8355-8357 (2011).
- Belokon, Y. N. Highly efficient catalytic synthesis of α,-amino acids under phase-transfer conditions with a novel catalyst/substrate pair. Angew. Chem. Int. Ed. 40 (10), 1948-1951 (2001).
- Zhou, S., Wang, J., Lin, D., Zhao, F., Liu, H. Enantioselective synthesis of 2-substituted-tetrahydroisoquinolin-1-yl glycine derivatives via oxidative cross-dehydrogenative coupling of tertiary amines and chiral nickel(II) glycinate. J. Org. Chem. 78 (22), 11204-11212 (2013).
- Belokon, Y. N. Synthesis of α,-amino acids via asymmetric phase transfer-catalyzed alkylation of achiral nickel(II) complexes of glycine-derived Schiff bases. J. Am. Chem. Soc. 125 (42), 12860-12871 (2003).
- Ueki, H., Ellis, T. K., Martin, C. H., Soloshonok, V. A. Efficient large-scale synthesis of picolinic acid-derived nickel(II) complexes of glycine. Eur. J. Org. Chem. 2003 (10), 1954-1957 (2003).
- Dener, J. M., Fantauzzi, P. P., Kshirsagar, T. A., Kelly, D. E., Wolfe, A. B. Large-scale syntheses of Fmoc-protected non-proteogenic amino acids: useful building blocks for combinatorial libraries. Org. Process Res. Dev. 5 (4), 445-449 (2001).
- Cruz, L. J., Beteta, N. G., Ewenson, A., Albericio, F. "One-pot", preparation of N-carbamate protected amino acids via the azide. Org Process Res. Dev. 8 (6), 920-924 (2004).
- Hart, J. R. . Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. , (2000).
- Adamson, J. G., Blaskovich, M. A., Groenevelt, H., Lajoie, G. A. Simple and convenient synthesis of tert-butyl ethers of Fmoc-serine, Fmoc-threonine, and Fmoc-tyrosine. J. Org. Chem. 56 (10), 3447-3449 (1991).
- Seyfried, M. S., Lauber, B. S., Luedtke, N. W. Multiple-turnover isotopic labeling of Fmoc- and Boc-protected amino acids with oxygen isotopes. Org. Lett. 12 (1), 104-106 (2010).
- Bonke, G., Vedel, L., Witt, M., Jaroszewski, J. W., Olsen, C. A., Franzyk, H. Dimeric building blocks for solid-phase synthesis of α,-peptide-β,-peptoid chimeras. Synthesis. 2008 (15), 2381-2390 (2008).
