고체 합성

Solid-phase synthesis

화학에서 고체상 합성은 분자가 고체 지지 재료에 공유 결합되어 선택적 보호기 화학을 이용하여 단일 반응 용기 내에서 단계별로 합성되는 방법이다.액체 상태의 일반 합성과 비교하여 얻을 수 있는 이점은 다음과 같습니다.

  • 높은 효율과 스루풋
  • 심플함과 속도 향상

과잉 시약을 사용하면 반응이 완료되고 높은 수율을 얻을 수 있습니다.이 방법에서는 빌딩 블록이 모든 반응형 기능 그룹에서 보호됩니다.기능성 그룹 반응의 순서는 보호 해제 순서로 제어할 수 있습니다.이 방법은 펩타이드,[1][2] 디옥시리보핵산(DNA), 리보핵산(RNA) 및 특정 [3]배열로 합성해야 하는 다른 분자의 합성에 사용된다.최근 이 방법은 조합 화학 및 기타 합성 응용 분야에서도 사용되고 있습니다.이 과정은 원래 로버트 브루스 메리필드에 의해 펩타이드 [4]사슬을 합성하기 위해 1950년대와 1960년대에 개발되었으며 1984년 노벨 [5]화학상의 기초가 되었다.

고체상 합성의 기본방법은 2개의 관능기를 가진 빌딩블럭을 사용한다.빌딩 블록의 기능 그룹 중 하나는 일반적으로 보호 그룹에 의해 보호됩니다.시작 재료는 빌딩 블록에 결합하는 비드입니다.우선 이 비드를 보호구조의 용액에 첨가하여 교반한다.비드와 보호구조의 반응이 완료되면 용액을 제거하고 비드를 세척한다.그런 다음 보호 그룹을 제거하고 위의 단계를 반복합니다.모든 단계가 종료된 후 합성된 화합물을 비드에서 화학적으로 절단한다.

2종류 이상의 빌딩 블록을 포함하는 화합물이 합성되는 경우, 비드에 결합된 빌딩 블록의 탈보호 전에 단계가 추가됩니다. 추가된 빌딩 블록과 반응하지 않고 비드에 있는 기능 그룹은 비드의 탈보호 조건에서 제거되지 않은 다른 보호 그룹에 의해 보호되어야 합니다.빌딩 블록이 단계의 구성 요소만 없는 부산물은 이 단계에서 방지됩니다.또한 이 공정은 비드에서 절단된 후 합성된 화합물을 쉽게 정제할 수 있도록 한다.

고체펩타이드합성(SPPS)

고체상 합성은 펩타이드 합성을 위한 일반적인 기술이다.통상 펩타이드는 SPPS법에서 아미노산 사슬의 카르보닐기 측(C-말단)에서 아미노기 측(N-말단)으로 합성되지만 펩타이드는 세포 내에서 생물학적으로 반대 방향으로 합성된다.펩타이드 합성에 있어서 아미노 보호 아미노산은 고체상 물질 또는 수지(가장 일반적으로 저가교 폴리스티렌 비즈)에 결합되어 카르보닐기와 수지 사이에 공유 결합(대부분 아미도 또는 에스테르 결합)[6]을 형성한다.다음으로 아미노기를 탈보호하고 다음으로 N-보호 아미노산의 카르보닐기와 반응시킨다.고상에는 디펩타이드가 함유되어 있습니다.원하는 펩타이드 사슬을 형성하기 위해 이 주기가 반복됩니다.모든 반응이 완료된 후 합성된 펩타이드를 비드에서 분리한다.

펩타이드 합성에 주로 사용되는 아미노기의 보호기는 9-플루오레닐메틸옥시카르보닐기(Fmoc)와 t-부틸옥시카르보닐기(Boc)이다.많은 아미노산들은 들어오는 N-보호 아미노산과 반응하지 않도록 특별히 보호되어야 하는 관능기를 측쇄에 가지고 있다.Boc 및 Fmoc 그룹과 달리, 이들은 펩타이드의 최종 탈보호 과정에서 제거되지만 펩타이드 합성 과정에서 안정적이어야 한다.

DNA와 RNA의 고체상 합성

주요 기사:올리고뉴클레오티드합성

DNA, RNA 및 수식올리고뉴클레오티드의 비교적 짧은 단편도 고체법으로 합성된다.올리고뉴클레오티드는 플라스크 내에서 합성될 수 있지만, 거의 항상 DNA/RNA 신시사이저를 사용하여 고체상에서 합성된다.보다 포괄적인 검토는 올리고뉴클레오티드 합성을 참조한다.선택 방법은 일반적으로 1980년대에 개발된 인광 아미다이트 화학이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Merrifield, Bruce Arthur (1963). "Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide". J. Am. Chem. Soc. 85 (14): 2149–2154. doi:10.1021/ja00897a025.
  2. ^ Palomo, Jose M. (2014). "Solid-phase peptide synthesis: an overview focused on the preparation of biologically relevant peptides" (PDF). RSC Adv. 4 (62): 32658–32672. doi:10.1039/c4ra02458c. hdl:10261/187255. ISSN 2046-2069.
  3. ^ Krchňák, Viktor; Holladay, Mark W. (2002). "Solid Phase Heterocyclic Chemistry". Chemical Reviews. 102 (1): 61–92. doi:10.1021/cr010123h. ISSN 0009-2665. PMID 11782129.
  4. ^ Merrifield, B. (1986-04-18). "Solid phase synthesis". Science. 232 (4748): 341–347. doi:10.1126/science.3961484. ISSN 0036-8075. PMID 3961484.
  5. ^ "The Nobel Prize in Chemistry 1984 - NobelPrize.org". NobelPrize.org. Retrieved 2018-09-25.
  6. ^ Guillier, Fabrice; Orain, David; Bradley, Mark (2000). "Linkers and Cleavage Strategies in Solid-Phase Organic Synthesis and Combinatorial Chemistry". Chemical Reviews. 100 (6): 2091–2158. doi:10.1021/cr980040+. ISSN 0009-2665. PMID 11749285.

추가 정보

  • 고체상 조합 화학, [1] 참조
  • N-(피리미딘-2-일)아미노산아미드 약물연구 전문 참조