Флуоренилметилоксикарбонильная защитная группа

Защитная группа, лабильная по отношению к основаниям

Флуоренилметоксикарбонильная защитная группа ( Fmoc ) представляет собой щелочно -лабильную защитную группу, используемую в органическом синтезе .

Защита и формирование

Карбамат Fmoc часто используется в качестве защитной группы для аминов , где группа Fmoc может быть введена путем взаимодействия амина с флуоренилметилоксикарбонилхлоридом (Fmoc-Cl), например: ^[1]

Схема, показывающая присоединение группы Fmoc к аминокислоте

Другой распространенный метод введения группы Fmoc – через 9-флуоренилметилсукцинимидилкарбонат (Fmoc-OSu), который сам по себе может быть получен реакцией Fmoc-Cl с дициклогексиламмониевой солью N -гидроксисукцинимида . ^[2]

Реакция с 9-флуоренилметилоксикарбонилазидом (который, в свою очередь, получен путем реакции Fmoc-Cl с азидом натрия ) в бикарбонате натрия и водном диоксане также является методом введения группы Fmoc. ^[3]

Поскольку флуоренильная группа обладает высокой флуоресценцией, некоторые УФ-неактивные соединения могут реагировать с образованием производных Fmoc, пригодных для анализа методом обращенно-фазовой ВЭЖХ . Аналитическое использование Fmoc-Cl, не использующее хроматографию, может быть ограничено требованием удаления избытка Fmoc-Cl перед анализом флуоресценции .

Расщепление и снятие защиты

Группа Fmoc быстро удаляется основанием. Пиперидин обычно предпочтителен для удаления группы Fmoc, поскольку он образует стабильный аддукт с побочным продуктом дибензофульвена, предотвращая его реакцию с субстратом. ^[4]^[5]

Роли в SPPS

Использование Fmoc в качестве временной защитной группы для амина на N-конце в SPPS очень распространено для подхода Fmoc/tBu, поскольку его удаление с помощью раствора пиперидина не нарушает кислотолабильный линкер между пептидом и смолой. ^[6] Типичное снятие защиты Fmoc в SPPS выполняется с помощью раствора 20% пиперидина в N,N-диметилформамиде (ДМФА). ^[7]

C ₁₃ H ₉ -CH ₂ -OC(O)NHR + (CH ₂ ) ₅ NH → (CH ₂ ) ₅ NH+2 + [C ₁₃ H ₈ -CH ₂ -OC(O)NHR] ^-

[C ₁₃ H ₈ -CH ₂ -OC(O)NHR] ^- → C ₁₃ H ₈ =CH ₂ + ^- OC(O)NHR

⁻ OC(O ) NHR + ( _CH2 ) _5NH+2 → HOC(O)NHR + ( _CH2 ) _5NH

HOC(O)NHR → _CO2 + _RNH2

C ₁₃ H ₈ =CH ₂ + (CH ₂ ) ₅ NH → C ₁₃ H ₉ −CH ₂ N(CH ₂ ) ₅

Распространенные коктейли для снятия защиты с Fmoc во время SPPS:

20% пиперидина в ДМФ (группа Fmoc имеет приблизительный период полураспада 6 секунд в этом растворе) ^[7]
5% пиперазина , 1% DBU и 1% муравьиной кислоты в DMF. Этот метод позволяет избежать использования строго контролируемого пиперидина. ^[8] Для пептида с 9 остатками, синтезированного этим методом, не наблюдалось побочных продуктов. ^[9]

Ссылки

^ Ямада, Кадзухико; Хасидзуме, Дайсуке; Симидзу, Тадаши; Оки, Синобу; Ёкояма, Сигэюки (2008). «Твердотельное ЯМР 17O, рентгеновское и квантово-химическое исследование N-α-Fmoc-защищенных аминокислот». Журнал молекулярной структуры . 888 (1–3): 187–196. doi :10.1016/j.molstruc.2007.11.059.
^ Paquet, A. (1982). «Введение защитных групп 9-флуоренилметилоксикарбонила, трихлорэтоксикарбонила и бензилоксикарбониламина в O-незащищенные гидроксиаминокислоты с использованием сукцинимидилкарбонатов». Canadian Journal of Chemistry . 60 (8): 976–980. doi : 10.1139/v82-146 .
^ Карпино, Луис А.; Хан, Грейс Й. (1972). «9-Флуоренилметоксикарбонильная аминозащитная группа». Журнал органической химии . 37 (22): 3404–3409. doi :10.1021/jo00795a005.
^ Fields, Gregg B. (1995), Pennington, Michael W.; Dunn, Ben M. (ред.), «Методы удаления группы Finoc», Протоколы синтеза пептидов , Методы в молекулярной биологии, т. 35, Totowa, NJ: Humana Press, стр. 17–27, doi :10.1385/0-89603-273-6:17, ISBN 978-1-59259-522-8, PMID 7894598 , получено 2021-10-15
^ Уэллингс, Дональд А.; Атертон, Эрик (1997). "[4] Стандартные протоколы Fmoc". Твердофазный синтез пептидов . Методы в энзимологии. Т. 289. С. 44–67. doi :10.1016/s0076-6879(97)89043-x. ISBN 9780121821906. PMID 9353717.
^ Дж. Джонс, Синтез аминокислот и пептидов, 2-е изд., Oxford University Press, 2002
^ ab Wuts, PGM; Greene, TW (2006). Защитные группы Грина в органическом синтезе . NY: J. Wiley. doi :10.1002/0470053488. ISBN 9780470053485.
^ Ралхан, Криттика; КришнаКумар, В. Гуру; Гупта, Шарад (8 декабря 2015 г.). «Пиперазин и DBU: более безопасная альтернатива для быстрого и эффективного снятия защиты Fmoc в твердофазном синтезе пептидов». RSC Advances . 5 (126): 104417–104425. Bibcode : 2015RSCAd...5j4417R. doi : 10.1039/C5RA23441G. ISSN 2046-2069.
^ Лам, Пак-Лун; Ву, Юэ; Вонг, Ка-Люнг (30 марта 2022 г.). «Включение Fmoc-Dab(Mtt)-OH во время твердофазного синтеза пептидов: предостережение». Органическая и биомолекулярная химия . 20 (13): 2601–2604. doi : 10.1039/D2OB00070A. ISSN 1477-0539. PMID 35258068. S2CID 247175352.

Внешние ссылки

Медиа, связанные с Fmoc на Wikimedia Commons

[1] Ямада, Кадзухико; Хасидзуме, Дайсуке; Симидзу, Тадаши; Оки, Синобу; Ёкояма, Сигэюки (2008). «Твердотельное ЯМР 17O, рентгеновское и квантово-химическое исследование N-α-Fmoc-защищенных аминокислот». Журнал молекулярной структуры . 888 (1–3): 187–196. doi :10.1016/j.molstruc.2007.11.059.

[2] Paquet, A. (1982). «Введение защитных групп 9-флуоренилметилоксикарбонила, трихлорэтоксикарбонила и бензилоксикарбониламина в O-незащищенные гидроксиаминокислоты с использованием сукцинимидилкарбонатов». Canadian Journal of Chemistry . 60 (8): 976–980. doi : 10.1139/v82-146 .

[3] Карпино, Луис А.; Хан, Грейс Й. (1972). «9-Флуоренилметоксикарбонильная аминозащитная группа». Журнал органической химии . 37 (22): 3404–3409. doi :10.1021/jo00795a005.

[:1-4] Fields, Gregg B. (1995), Pennington, Michael W.; Dunn, Ben M. (ред.), «Методы удаления группы Finoc», Протоколы синтеза пептидов , Методы в молекулярной биологии, т. 35, Totowa, NJ: Humana Press, стр. 17–27, doi :10.1385/0-89603-273-6:17, ISBN 978-1-59259-522-8, PMID 7894598 , получено 2021-10-15

[5] Уэллингс, Дональд А.; Атертон, Эрик (1997). "[4] Стандартные протоколы Fmoc". Твердофазный синтез пептидов . Методы в энзимологии. Т. 289. С. 44–67. doi :10.1016/s0076-6879(97)89043-x. ISBN 9780121821906. PMID 9353717.

[6] Дж. Джонс, Синтез аминокислот и пептидов, 2-е изд., Oxford University Press, 2002

[:0-7] Wuts, PGM; Greene, TW (2006). Защитные группы Грина в органическом синтезе . NY: J. Wiley. doi :10.1002/0470053488. ISBN 9780470053485.

[8] Ралхан, Криттика; КришнаКумар, В. Гуру; Гупта, Шарад (8 декабря 2015 г.). «Пиперазин и DBU: более безопасная альтернатива для быстрого и эффективного снятия защиты Fmoc в твердофазном синтезе пептидов». RSC Advances . 5 (126): 104417–104425. Bibcode : 2015RSCAd...5j4417R. doi : 10.1039/C5RA23441G. ISSN 2046-2069.

[9] Лам, Пак-Лун; Ву, Юэ; Вонг, Ка-Люнг (30 марта 2022 г.). «Включение Fmoc-Dab(Mtt)-OH во время твердофазного синтеза пептидов: предостережение». Органическая и биомолекулярная химия . 20 (13): 2601–2604. doi : 10.1039/D2OB00070A. ISSN 1477-0539. PMID 35258068. S2CID 247175352.