Hydrolysats d'un complexe Ni-base de Schiff Conditions Utilisation Convient pour le maintien de groupes protecteurs d'acide labile
Summary
Ici, nous présentons une hydrolyse efficace et une protection Fmoc ultérieure d'un acide aminé isolé à partir d'un complexe à base de Ni-Schiff. Les conditions d'hydrolyse présentées ici sont appropriés pour une utilisation lors de la rétention des groupes protecteurs de chaîne latérale d'acide-labile est nécessaire. Cette technique peut être adaptée à une variété de substrats d'acides aminés non naturels.
Abstract
acides aminés non naturels, des acides aminés contenant des fonctionnalités de chaîne latérale non couramment observés dans la nature, sont de plus en plus trouvent dans des séquences de peptides synthétiques. Synthèse de certains acides aminés non naturels comprennent souvent l'utilisation d'un précurseur constitué d'une base de Schiff stabilisée par un cation de nickel. Unnatural chaînes latérales peuvent être installés sur un acide aminé squelette retrouvé dans cette base de Schiff complexe. L'acide aminé non naturel qui en résulte peut alors être isolé à partir de ce complexe en utilisant l'hydrolyse de la base de Schiff, typiquement en utilisant un reflux dans une solution fortement acide. Ces conditions fortement acides peuvent éliminer les groupes protecteurs de chaîne latérale labile acide nécessaire pour les acides aminés non naturels à utiliser dans la synthèse des peptides en phase solide assistée par micro-ondes. Dans ce travail, nous présentons une hydrolyse efficace et une protection Fmoc ultérieure d'un acide aminé isolé à partir d'un complexe à base de Ni-Schiff. Les conditions d'hydrolyse présentées dans ce travail sont adaptés à la rétention de l'acide s-labilesles groupes protecteurs de chaîne ide et peuvent être adaptable à une variété de substrats d'acides aminés non naturels.
Introduction
Les acides aminés non naturels de chaînes latérales d'appui (SAU) de variant de celles des vingt acides aminés naturels trouvés dans la nature ont trouvé une utilité dans une large gamme d'applications. peut être difficile cependant, la synthèse de ces années SAU, en fonction de la structure des chaînes latérales et la stéréochimie du squelette d'acide aminé. Activation de la liaison CH de glycine dans le contexte d'un complexe de nickel-base de Schiff a été utilisé pour produire une variété de dérivés d'acides aminés , y compris α, des acides ß-diamino 1 et le palier de SAU fluoré 2 ou hétérocycliques chaînes latérales. 3
Après addition de chaînes latérales non naturelles, fonctionnalisés SAU de sont typiquement éliminés du complexe de base de Schiff par reflux dans de l' acide chlorhydrique 4 et sont ensuite isolés en utilisant une Chromatographie par échange d'ions. Bien que généralement efficace, ce protocole génère unmino acides qui peuvent être inappropriés pour une utilisation dans la synthèse de peptides en phase solide (SPPS). La nature de SPPS nécessite la présence de groupes protecteurs de chaîne latérale labile en milieu acide et de la nature fortement acide de conditions typiques de décomposition Ni-base de Schiff empêche l'isolement de la SAU de ces groupes protecteurs intacts. À notre connaissance, seul un procédé de décomposition de remplacement a été rapporté: utilisation de l' acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) et de l' hydrazine à des températures élevées, 5 des conditions qui eux – mêmes peuvent ne pas convenir à certains groupes protecteurs de chaîne latérale comme phtalimides.
Figure 1: Synthèse de Ni-PBP-Gly parmi Ni 2+, PBP, et Glycine (Gly). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre. </a>
Ici, nous rapportons un procédé pour l' hydrolyse d'un complexe à base de Ni-Schiff, Ni-PBP-Gly (Figure 1). Ce complexe, dérivé de Ni 2+, de la glycine et la pyridine-2-carboxylique (2-benzoyl-phényl) -amide (PBP), 6 a été démontrée comme étant une plate – forme utile pour la synthèse d'une variété de de SAU et est facilement accessible en utilisant une voie de synthèse en deux étapes. 7 Synthèse de ce complexe est la littérature avec un rendement élevé nombreux précédents. 6 Les résultats décrits ci – dessous démontrent l'applicabilité des conditions d'hydrolyse en utilisant de l' EDTA à modérément acide à des conditions de pH neutres appropriés pour être utilisés avec des groupes protecteurs à chaîne latérale d'acide-labile de palier SAU. Après l' hydrolyse, la solution aqueuse résultante peut être isolée et soumise immédiatement à des conditions de protection Fmoc standard pour permettre un acide aminé protégé par Fmoc (figure 2).
<p class="jove_content" fo: keep-together.within page = "1">
Figure 2: Hydrolyse et Fmoc-protection d'un acide aminé isolé à partir de Ni-PBP-Gly. Conditions de réaction: i. EDTA (12 équiv), pH 4,5; ii. acétate d'éthyle lavage et ajustement à un pH de 7; iii. Fmoc-OSu (1 équiv), NaHCO 3 (2 équiv). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le protocole décrit ci-dessus est utile pour sa capacité à faciliter l'isolement d'un squelette d'acides aminés à partir d'un complexe Ni-base de Schiff dans des conditions de pH doux et protection Fmoc subséquente de cet acide aminé isolé par deux étapes essentielles. La première étape consiste à agiter une solution de DMF / eau contenant de l'EDTA pour faciliter la libération de l'acide aminé à partir du complexe. Des sous-produits résiduels complexes ou organiques peuvent être…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Le financement fourni par Slippery Rock University. Nous tenons à remercier T. Boron III (Slippery Rock University) et C. Haney (Université de Pennsylvanie) pour leurs idées.
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).
