Summary

Koruma Grupları aside dayanıksız Saklanmasına için uygun bir Ni-Schiff-Base hidrolizi Kompleksi kullanma Koşullar

Published: April 06, 2017
doi:

Summary

Burada, etkili bir hidroliz ve bir Ni-Schiff-baz kompleksi izole edilen bir amino asidin daha sonra Fmoc koruma sunmaktadır. asit-labil yan zincir koruma gruplarının tutma gerekli olduğunda burada sunulan Hidroliz koşulları kullanılmak üzere uygundur. Bu teknik, doğal olmayan amino asit çeşitli substratlar için adapte edilebilir.

Abstract

Doğal olmayan amino asitler, doğada yaygın şekilde görülmeyen yan zincir işlevsellikleri ihtiva eden bir amino asit, giderek sentetik peptid dizileri bulunur. Bazı doğal olmayan amino asitlerin sentezi genellikle nikel katyon ile stabilize edilmiş bir Schiff-baz içeren bir ön-madde kullanımını içerir. Doğal olmayan yan zincirler, bu Schiff-baz kompleksi içinde bulunan bir amino asit omurgası üzerinde monte edilebilir. Elde edilen doğal olmayan amino asit, daha sonra, tipik olarak kuvvetli asitli çözelti içinde geri akış kullanılarak, Schiff-baz bu kompleks ile hidrolizi ile izole edilebilir. doğal olmayan amino asitler mikrodalga destekli bir katı-faz peptid sentezi kullanılmak için bu yüksek derecede asidik koşullar asit kararsız yan zincir koruma grupları, gerekli kaldırabilir. Bu çalışmada, etkin bir hidroliz ve bir Ni-Schiff baz kompleksine izole edilen bir amino asidin daha sonra Fmoc koruma sunmaktadır. Bu çalışmada sunulan Hidroliz koşulları asit-labil s tutma için uygun olanide-zincir koruma gruplarını ve doğal olmayan amino asit çeşitli substratlar için adapte edilebilir.

Introduction

Doğada bulunan yirmi doğal olarak meydana gelen amino asitler aşağıdaki farklı doğal olmayan amino asitler (UAA) 'ın yatak yan zincirleri geniş bir uygulama aralığı içinde faydalı oldukları bulunmuştur. Bu, UAA 's sentezi, ancak, yan zincirlerin yapı ve amino asit omurgasına stereokimyasına bağlı olarak zor olabilir. Bir nikel Schiff baz kompleksine bağlamında glisin CH bond aktivasyon a, β-diamino asitler 1 ve 2 ya da heterosiklik yan zincirler fluorinatlı UAA en yatak içeren amino asit türevlerinin çeşitli üretmek için kullanılmıştır. 3

Doğal olmayan yan zincirler eklenmesinden sonra, UAA en tipik haliyle hidroklorik asit 4 geri akış ile Schiff baz kompleksine çıkarılır ve daha sonra iyon değişimi kromatografisi kullanılarak izole edilir işlevselleştirilmiş. genellikle verimli olsa da, bu protokol bir üretirKatı faz peptit sentezi ile (SPPS) içinde kullanım için uygun olabilir amino asitlik. SPPS doğası bozulmamış bu koruyucu gruplarla UAA en izolasyonunu önler asit-labil yan zincir koruma gruplarının varlığını ve tipik Ni-Schiff bazı ayrışma koşulları güçlü asidik doğası gerektirir. Bildiğimiz kadarıyla, tek alternatif ayrıştırma yöntemi bildirilmiştir: etilendiamintetraasetik asit (EDTA) ve hidrazin kullanılması, yüksek sıcaklıklarda, kendilerini bazı yan zincir gibi ftalimitler gibi koruma grupları için uygun olmayabilir 5 koşullar, bu.

Şekil 1
Şekil 1: Ni2 +, PBP ve Glisin (Giy) Ni PBP-Gly sentezi. Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın. </a>

Burada, Ni-PBP-Gly (Şekil 1), bir Ni-Schiff baz kompleksine hidrolizi için bir yöntem sunulmaktadır. Ni2 +, glisin ve piridin-2-karboksilik asit (2-benzoil-fenil) -amid (PBP), 6 türetilmiş Bu kompleks, UAA en çeşitli sentezi için yararlı bir platform olduğu gösterilmiştir ve kolay bir edilmiştir erişilebilen iki aşamalı bir sentetik yol kullanılarak. Bu kompleksin 7 sentezi literatürde-konmuşturlar yüksek verimde olan. 6 Sonuçlarımız, aşağıda tarif edilen UAA en taşıyan asit kararsız yan zincir koruma grupları ile kullanım için uygun olan nötr pH koşulları hafif asidik EDTA kullanılarak hidroliz şartları uygulanabilirliğini göstermektedir. Hidrolizi takiben, elde edilen sulu çözelti, izole edilebilir ve Fmoc-korumalı amino asit elde standart Fmoc koruma koşullarında (Şekil 2) hemen tabi tutuldu.

<p class="jove_content" fo: keep-together.within sayfalık = "1"> şekil 2
Şekil 2: Hidroliz ve Ni-PBP-Gly İzole bir şekilde bir Amino Asit Fmoc-koruma. Reaksiyon koşulları: i. EDTA (12 eşdeğer), pH 4.5; ii. pH 7'ye etil asetat yıkama ve ayarlanması; iii. Fmoc-OSu (1 eşdeğer), NaHCO 3 (2 eşdeğ) eklenir. Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.

Protocol

Ni-Schiff-baz Complex 1. Hidroliz Oda sıcaklığında 250 mL'lik tabanı yuvarlak bir şişeye karıştırılarak N, N-dimetilformamid (DMF), 40 mL Ni-PBP-Schiff-baz kompleksi 1 mmol eritin. 0.2 M sulu EDTA çözeltisi, pH 4.5, 60 mL ekleyin. Manyetik bir karıştırma çubuğu kullanılarak ve plaka karıştırın, bir gece boyunca bir araya çözelti karıştırılır. Schiff-baz kompleksi hidrolize gibi, renk beyaz bir koyu kırmızı yönelecektir. herh…

Representative Results

Bu sert pH koşullarında gerek kalmadan Schiff-baz etkin bir sulu hidroliz izin verebilir Ni PBP-Gly kompleksinden Ni + 2 'nin bu kaldırılmasını hipotezini kurduk. EDTA, ucuz ve iyi incelenmiş şelatlayıcı madde olduğu için, 10 biz Ni PBP-Gly bir çözeltiye EDTA ilavesi ve böylece kompleksin hidrolizi teşvik Ni + 2 iyonlarının çelasyonunu kolaylaştırmak varsaydık. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page…

Discussion

Yukarıda tarif edilen protokol iki kritik adımları hafif pH koşulları ve bu izole edilmiş amino asidin daha sonra Fmoc koruma altında bir Ni-Schiff baz kompleksine bir amino asit omurgasına izole edilmesini kolaylaştırmak için yeteneği yararlıdır. İlk adım kompleksinden amino asidin salınmasını kolaylaştırmak için EDTA ihtiva eden bir DMF / su çözeltisi karıştırılarak içermektedir. Kalıntı, karmaşık ya da organik yan ürünler kolaylıkla ekstre ile temizlenebilir. Bu protokol, ikinci a?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Kaygan Kaya Üniversitesi tarafından sağlanan Fonlama. Biz onların anlayışlar için T. Boron III (Kaygan Kaya Üniversitesi) ve C. Haney (Pennsylvania Üniversitesi) teşekkür etmek istiyorum.

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Hart, J. R. . Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. , (2000).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).

Play Video

Cite This Article
Bontrager, C. A., Geibel, T. J., Lengyel, G. A. Hydrolysis of a Ni-Schiff-Base Complex Using Conditions Suitable for Retention of Acid-labile Protecting Groups. J. Vis. Exp. (122), e55677, doi:10.3791/55677 (2017).

View Video