Phương pháp tổng hợp Peptit

Với cấu trúc đã biết, việc tổng hợp peptit có thể làm được. Tuy nhiên, khác với nhiều loại hợp chất hữu cơ khác, các phản ứng tổng hợp (điều chế) peptit rất phức tạp. Không thể tổng hợp được peptit mong muốn nhờ phản ứng trùng ngưng các phân tử aminoaxit khác nhau, vì sẽ tạo ra hỗn hợp các peptit.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp tổng hợp Peptit30 KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT Peptit Phương pháp tổng hợpTẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG ThS. VÕ THÀNH PHONG ThS. NGUYỄN MINH NHẬT ThS. LÊ THỊ DẠ THẢO Trường THPT Chuyên Hùng Vương tỉnh Gia Lai I. Lý thuyết Với cấu trúc đã biết, việc tổng hợp peptit có thể làm được. Tuy nhiên, khác với nhiều loại hợp chất hữu cơ khác, các phản ứng tổng hợp (điều chế) peptit rất phức tạp. Không thể tổng hợp được peptit mong muốn nhờ phản ứng trùng ngưng các phân tử aminoaxit khác nhau, vì sẽ tạo ra hỗn hợp các peptit. Ví dụ, trường hợp đơn giản nhất là ngưng tụ hai phân tử aminoaxit khác nhau sẽ tạo ra 4 đipeptit: Do vậy để tổng hợp một peptit có trật tự xác định các đơn vị aminoaxit trong phân tử cần phải “bảo vệ” nhóm amino hay nhóm cacboxyl nào đó khi không cần chúng tham gia phản ứng tạo ra liên kết peptit. Nhóm bảo vệ cần thoả mãn một số tiêu chuẩn sau: - Dễ gắn vào phân tử aminoaxit. - Bảo vệ được nhóm chức trong điều kiện hình thành các liên kết peptit. - Dễ loại ra mà không ảnh hưởng đến sự tồn tại của các liên kết peptit. 1. Bảo vệ nhóm amino (-NH2) Nhóm amino thường được bảo vệ bởi nhóm benzyl oxicacbonyl (C6H5-CH2O-CO-, còn gọi là cacbobenzonxi và được kí hiệu là Cbz) bằng cách cho aminoaxit phản ứng với benzyl clofomiat (C6H5- CH2-O-CO-Cl, cacbonbenzoxi clorua) trong dung dịch kiềm. Ví dụ: Ngoài ra, nhóm amino còn thể được bảo vệ bởi nhóm tert – butoxicacbonyl (CH3)3C–OCO- (kí hiệu là Boc). 2. Bảo vệ nhóm cacboxyl (-COOH) Nhóm cacboxyl thường được bảo về bằng cách chuyển thành metyl hay etyl hoặc benzyl este. Nhóm este dễ thuỷ phân hơn nhóm peptit nên được loại ra khỏi phân tử peptit bằng cách thuỷ phân bởi dung dịch kiềm: H2N – CH2 – COOH H2N – CH2 – COCl H2N – CH2 – COOCH2 – C6H5 Benzyl este của glyxin KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT 31 SỐ 05 NĂM 20193. Phản ứng tạo liên kết peptit3.1. Hoạt hóa nhóm cacboxyl Nhóm –NH2 là một nhóm có khả năng phản ứng tương đối cao, tuy nhiên nhóm –COOH lại cókhả năng phản ứng khá kém, vì vậy, muốn tạo amit từ 2 nhóm này thì cần điều kiện phản ứng tươngđối khắc nghiệt. Điều kiện này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc peptit cũng như các nhóm chức, nhómbảo vệ. Do đó, nhóm –COOH cần được hoạt hóa bằng cách chuyển thành nhóm hoạt động hơn bằngnhững tác nhân phù hợp.*. Sử dụng ClCOOEtMục đích: Chuyển nhóm cacboxylic thành nhóm anhiđerit là tăng khả năng phản ứng của nhómcacboxylic lên.*. Sử dụng Ac2OMục đích: Giống ClCOOEtLưu ý: Không hoạt hóa nhóm –COOH bằng cách chuyển nhóm –COOH thành clorua axit vì clorua axitkhả năng phản ứng mạnh, không bền với ẩm, dễ bị chuyển trở lại –COOH, khi bị chuyển thành –COOH thì khả năng phản ứng của nó lại kém, khó kiểm soát phản ứng cũng như khí bảo quản. Điềunày cũng đồng nghĩa với việc không sử dạng clorua axit để bảo vệ nhóm –NH2.3.2. Tạo liên kết peptit Sau khi đã bảo vệ nhóm amino và nhóm cacboxyl, thực hiện phản ứng ngưng tụ hai amino axitnhờ chất xúc tác DDC (đixiclohexyl cacbođiiamit: C6H11-N=C=N-C6H11) thu được dẫn xuất đipeptitalaninylglyxin (Ala – Gly).4. Loại bỏ nhóm bảo vệ Loại bỏ nhóm bảo vệ bằng phản ứng hiđro phânII. Bài tập vận dụngBài 1: Từ glyxin và alanin, hãy đề xuất một sơ đồ tổng hợp có định hướng đipeptit Ala – Gly với hiệusuất cao, giả thiết có đủ các hóa chất và điều kiện phản ứng cần thiết.(Trích đề thi chọn HSG Quốc gia lớp 12 năm 2013) Giải32 KHOA HOÏC KYÕ THUAÄTTẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG Bước 1: Bảo vệ nhóm –NH2 của alanin Bước 2: Bảo vệ nhóm –COOH của glyxin Bước 3: Tạo liên kết peptit giữa các amino axit đã được bảo vệ nhóm chức Bước 4: Loại các nhóm bảo vệ để thu được đipeptit Ala – Gly Bài 2: Tổng hợp tripeptit Gly – Ala ...