末端N-Teoc保护的氨基酸的合成

周亮，余美平

末端N-Teoc保护的氨基酸的合成

周亮，余美平

（杭州阿德莱诺泰制药技术有限公司，浙江杭州310018）

以Teoc为保护基，对4种氨基酸（Fmoc-Dap-OH、Fmoc-Dab-OH、Fmoc-Orn-OH和Fmoc-Lys-OH）的末端氨基进行保护，分别合成了末端氨基Teoc保护的氨基酸[Fmoc-Dap（Teoc）-OH、Fmoc-Dab（Teoc）-OH、Fmoc-Orn（Teoc）-OH和Fmoc-Lys（Teoc）-OH]，其结构经1H NMR、13C NMR、MALDI-TOF-MS及元素分析表征。

氨基酸；Teoc；合成

氨基酸在医药、食品工业上有着广泛的应用。近年来在生理、药理、医学上的研究取得了很大的进展，研究氨基酸及其衍生物的合成有着重要的意义[1]。在Fmoc多肽固相合成策略中，赖氨酸（Lys）、鸟氨酸（Orn）、2,3-二氨基丙酸（Dab）和2,4-二氨基丁酸（Dap中的侧链氨基由于碱性很强，同时具有亲核作用，是进行化学修饰的常用位点。因此，需要特殊的保护基团，在一定条件下，其保护基可被选择性地脱除，而其他保护基不受影响可以进行，一般使用Dde[2]、IvDde[3]、Alloc[4]等进行正交保护。

但是使用上述保护基，存在以下不足，当用20%的哌啶/DMF脱除Fmoc时，在每次脱除过程中会有少量的Dde保护基团脱落；脱除Dde和IvDde保护基团时，若同时含有烯丙基类保护基，双键容易被还原；脱除Alloc时，会使用贵金属四（三苯基膦）钯，不仅增加成本，金属残留还会影响产品质量和含量[5]。

三甲基硅乙氧羰基（Teoc）保护的侧链氨基的Fmoc型氨基酸，克服了上述缺点，在三氟乙酸（TFA）、哌啶-DMF和2%肼溶液环境中非常稳定，在接枝、环化和支链被Fmoc（芴甲氧羰基）/ tBu修饰过的固相和液相肽合成中有极大的应用价值。研究表明，以Teoc作为保护基的氨基酸在黄蜂毒素[6]和醋酸地加瑞克[7]的合成中有很好的应用。

本文选取了α-氨基由Fmoc保护的4种氨基酸（Fmoc-Dap-OH,Fmoc-Dab-OH,Fmoc-Orn-OH和Fmoc-Lys-OH），对其末端氨基进行Teoc保护，合成了Fmoc-Dap（Teoc）-OH、Fmoc-Dab（Teoc）-OH、Fmoc-Orn（Teoc）-OH和Fmoc-Lys（Teoc）-OH（Scheme 1），其结构经1H NMR、13C NMR、MALDI-TOF-MS和元素分析表征。

该合成方法未见文献报道。

Fmoc-Dap（Teoc）-OH（X=1）,Fmoc-Dap（Teoc）-OH（X=2）,Fmoc-Orn（Teoc）-OH（X=3）,Fmoc-Lys（Teoc）-OH（X=4）

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Mercury-500型500 MHZ核磁共振仪（CDCl3为溶剂，TMS为内标）；布鲁克AUTO FLEX SPEED TOF-TOF型质谱仪；VARIOELⅢ型全自动元素分析仪。

Fmoc-Dap-OH、Fmoc-Dab-OH、Fmoc-Orn-OH、Fmoc-Lys-OH和N-[2-（三甲基硅基）乙氧羰氧基]琥珀酰亚胺（Teoc-OSu），吉尔生化公司；其余所用试剂均为国产分析纯。

1.2 Fmoc-Dap（Teoc）-OH的合成

称取3．26 g Fmoc-Dap-OH（1 equiv，10 mmol）和1．06 g Na2COX（1 equiv，10 mmol）加入到50 mL水和50 mL四氢呋喃的混合溶液中溶解，称取2．85 g Teoc-OSu（1．1 equiv，11 mmol）加入到50 mL四氢呋喃，溶解后滴加上述混合溶液中，室温反应过夜。用柠檬酸调至pH＝2～3，用乙酸乙酯（3×200 mL）萃取，合并有机相，分别用柠檬酸和氯化钠饱和溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸除溶得淡黄色油状物，用混合溶剂[V（醋酸乙酯）:V（石油醚）＝1:3]重结晶得Fmoc-Dap（Teoc）-OH：类白色固体3．81 g，产率81%；1H NMR（500 MHz, CDCl3）：δ 7．7（2H，d，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），7．63～7．55（2H，br m，Fmoc ArH），7．40（2H，t，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），7．3（2H，t，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），4．50～4．10（6H，br m，H-R，Fmoc-CH2和-CH，Teoc OCH2），3．78～3．53（2H，br m，H-β），0．98（2H，br m，TeocSi-CH2），0．00（9H，br s，Teoc Si[CH3]3）；13C NMR（125 MHz，CDCl3）：δ 173．3，158．0，156．6，143．7，143．6，1 41．3（2C），127．8（2C），127．1（2C），125．2（2C），120．0（2C），67．6，64．1，55．1，47．2，42．5，17．8，-1．3（3C）；MALDI-TOF-MS m/z：471．19[M+ 1]+；Aanlcaled for C24H30N2O6Si：C，61．27；H，6．42；N，5．94；O，20．41；Si，5．96。

1.3 Fmoc-Dab（Teoc）-OH的合成

称取3．40 g Fmoc-Dab-OH（1 equiv，10 mmol）和1．06 g Na2CO3（1 equiv，10 mmol）加入到50 mL水和55 mL四氢呋喃的混合溶液中溶解，称取2．85 g Teoc-OSu（1．1 equiv，11 mmol）加入到50 mL四氢呋喃，溶解后滴加上述混合溶液中，室温反应过夜。用柠檬酸调至pH＝2～3，用乙酸乙酯（3× 250 mL）萃取，合并有机相，分别用柠檬酸和氯化钠饱和溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸除溶得淡黄色油状物，用混合溶剂[V（醋酸乙酯）:V（石油醚）＝1:3]重结晶得Fmoc-Dab（Teoc）-OH：类白色固体4．07 g，产率84%；1H NMR（500 MHz，CDCl3）：δ 7．77（2H，d，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），7．64～7．58（2H，br m，Fmoc ArH），7．41（2H，t，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），7．32（2H，t，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），4．50～4．10（6H，br m，Fmoc-CH2和-CH，Teoc O-CH2，和H-α），3．55～3．00（2H，br m，H-γ），2．14～1．85（2H，br m，H-β），1．02（2H，br m，Teoc Si-CH2），0．04（9H，br s，Teoc Si[CH3]3）；13C NMR（125 MHz，CDCl3）：δ 175．2，157．6，156．4，143．8，143．6，141．3（2C），127．7（2C），127．1（2C），125．1（2C），120．0（2C），67．3，63．8，51．5，47．3，37．0，33．4，17．9，-1．2（3C）；MALDI-TOFMS m/z：485．20[M+1]+；Aanlcaled for C25H32N2O6Si：C，61．97；H，6．65；N，5．77；O，19．82；Si，5．79。

1.4 Fmoc-Orn（Teoc）-OH的合成

称取3．54 g Fmoc-Dab-OH（1 equiv，10 mmol）和1．06 g Na2CO3（1 equiv，10 mmol）加入到50 mL水和60 mL四氢呋喃的混合溶液中溶解，称取2．85 g Teoc-OSu（1．1 equiv，11 mmol）加入到50 mL四氢呋喃，溶解后滴加上述混合溶液中，室温反应过夜。用柠檬酸调至pH＝2～3，用乙酸乙酯（3× 250 mL）萃取，合并有机相，分别用柠檬酸和氯化钠饱和溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸除溶得淡黄色油状物，用混合溶剂[V（醋酸乙酯）:V（石油醚）＝1:3]重结晶得Fmoc-Dab（Teoc）-OH：类白色固体3．99 g,，产率80%；1H NMR（500 MHz，CDCl3）：δ 7．75（2H，d，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），7．63～7．50（2H，br m，Fmoc ArH），7．38（2H，t，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），7．29（2H，t，J＝7．3 Hz，Fmoc ArH），4．53～4．03（6H，br m，Fmoc-CH2和-CH,Teoc O-CH2和H-α），3．25～3．05（2H，br m，H-δ），2．02～1．36（4H，br m，H-β和H-γ），0．98（2H，br m，Teoc O-CH2），0．04（9H，br s，Teoc Si[CH3]3）；13C NMR（125 MHz，CDCl3）：δ 175．5，156．7，156．2，143．8，143．6，141．3（2C），127．7（2C），127．1（2C），125．2（2C），120．0（2C），67．2，63．6，53．5，47．3，40．5，29．7，26．0，17．9，-1．2（3C）；MALDI-TOF-MS m/z：499．22[M+1]+；Aanlcaled for C26H34N2O6Si：C，62．65；H，6．86；N，5．61；O，19．26；Si，5．62。

1.5Fmoc-Lys（Teoc）-OH的合成

称取3．68 g Fmoc-Dab-OH（1 equiv，10 mmol）和1．06 g Na2CO3（1 equiv，10 mmol）加入到50 mL水和65 mL四氢呋喃的混合溶液中溶解，称取2．85 g Teoc-OSu（1．1 equiv，11 mmol）加入到50 mL四氢呋喃，溶解后滴加上述混合溶液中，室温反应过夜。用柠檬酸调至pH＝2～3，用乙酸乙酯（3× 250 mL）萃取，合并有机相，分别用柠檬酸和氯化钠饱和溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸除溶得淡黄色油状物，用混合溶剂[V（醋酸乙酯）:V（石油醚）＝1:3]重结晶得Fmoc-Lys（Teoc）-OH:类白色固体3．66 g，产率58%；1H NMR（500 MHz，CDCl3）：δ 7．75（2H，d，J＝7．3Hz，Fmoc ArH），7．63～7．51（2H，brm，FmocArH），7．38（2H，t，J＝7．3Hz，Fmoc ArH），7．29（2H，t，J＝7．3Hz，Fmoc ArH），4．55～4．00（6H，br m，Fmoc-CH2和-CH，Teoc O-CH2和H-α），3．27～3．00（2H，br m，H-ε），2．00～1．25（6H，br m，H-β，H-γ，H-δ），0．98（2H，br m，Teoc OCH2），0．02（9H，br s，Teoc Si[CH3]3）；13C NMR（125 MHz，CDCl3）：δ175．7，156．7，156．1，143．9，143．7，141．3（2C），127．7（2C），127．0（2C），125．1（2C），119．9（2C），67．1，63．7，53．7，47．3，40．7，31．9，29．4，22．2，17．9，-1．2（3C）；MALDI-TOF-MS m/z：513．25 [M+1]+；Aanlcaled for C27H36N2O6Si：C，63．26；H，7．07；N，5．47；O，18．71；Si，5．48。

2 结果与讨论

在反应过程中，影响收率的因素有：反应底物在反应介质中的溶解度和摩尔比。4种氨基酸原料的碳链依次增长，其溶解性随碳链长度增加而降低，因此为了提高反应底物在反应介质中的溶解度，应相应增加溶剂的量；在各组反应中氨基酸与Teoc-OSu的摩尔比为1．0∶1．05，后者稍过量可促使反应完全。

3 结论

通过上述简单的反应步骤实现了氨基酸末端N-Teco保护，该方法反应步骤简单，后处理方便，产率较高，适合于放大制备，具有极好的实际运用价值。

[1]厉保秋,路杨,高继有,等．多肽药物研究与开发[M]．北京:人民卫生出版社,2011．

[2]Nash I A,Bycroft B W,Chan W C,et al．Dde-A selective primary amine protecting group:A facile solid phase synthetic approach to polyamine conjugates[J]．Tetrahedron Lett,1996,37（15）:2625-2628．

[3]Wilhelm R R,Ananth S,Michelle A S,et al．Evaluation of ivDde as a quasi-orthogonal protecting group for Fmoc solid-phase peptide synthesis[C]．Peptides for the new millennium:proceedings of the 16th American Peptide symposium．Netherlands:Kluwer Academic Publishers,2000: 58-59．

[4]Nathalie T,Jordi A,Ernest G,et al．Use of Alloc amino Acids in Solid-Phase Peptide Synthesis Tandem Deprotection-Coupling Reac tions Using Neutral Conditions[J]．Tetrahedron Lett,1997,38（41）:7275-7278．

[5]姜和,卢姜华,陆荣健,等．Fmoc法肽合成中正交保护赖氨酸的研究进展[J]．重庆理工大学学报（自然科学), 2011,25（4):23-27,32．

[6]Sidsel F,Angelo B,Anders S,et al．Assessment of Structurally Diverse Philanthotoxin Analogues for Inhibitory Activity on Ionotropic Glutamate Receptor Subtypes:Discovery of Nanomolar,Nonselective,and Use-Dependent Antagonists[J]．J．Med．Chem．,2010,53(20):7441-7451．

[7]路杨,周亮,杨东晖,等．一种制备醋酸地加瑞克的方法: CN,103992378A[P]．2014-08-20．

Synthesis of End N-Teoc Protected Amino Acid

ZHOU Liang，YU Mei-ping
（Adlai Nortye Pharmaceutical Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang 310018,China)

Four kinds of N-Teoc protected amino acid[Fmoc-Dap(Teoc)-OH,Fmoc-Dab(Teoc)-OH, Fmoc-Orn(Teoc)-OH and Fmoc-Lys(Teoc)-OH]were synthesized by protecting the end amido of amino acid (Fmoc-Dap-OH,Fmoc-Dab-OH Fmoc-Orn-OH and Fmoc-Lys-OH)using Teoc as a protecting group．The structures were confirmed by1H NMR,13C NMR,MALDI-TOF-MS and elemental analysis．

amino acid;Teoc;synthesis

1006-4184（2015）5-0033-03

2015-01-08

周亮（1979-），工程师，主要从事多肽及氨基酸衍生物的合成。E-mail：zhouliang2898@163.com。