Tahkefaasiline süntees ehk tahkefaasitehnoloogia, mida sageli nimetatakse keraamikatehnoloogiaks, on anorgaaniliste materjalide tootmisel enim levinud erinevatele teadus- ja tööstusharudele. Nende hulka kuuluvad tuumakütus, kosmosetehnoloogia materjalid, raadioelektroonika, instrumentide valmistamine, katalüsaatorid, tulekindlad ained, kõrgtemperatuursed ülijuhid, pooljuhid, ferroelektrikud ja piesoelektrikud, magnetid, mitmesugused komposiidid ja paljud teised.
Tahkefaasiline süntees põhineb keemilistel reaktsioonidel, milles vähemalt üks reagent esineb tahke ainena. Selliseid reaktsioone nimetatakse heterogeenseteks või tahkefaasilisteks. Tahkefaasi interaktsioon, erinevalt reaktsioonidest vedelas või gaasilises keskkonnas, koosneb kahest põhiprotsessist: keemilisest reaktsioonist endast ja aine ülekandmisest reaktsioonitsooni.
Tahkefaasilisi reaktsioone, mis hõlmavad kristalseid komponente, iseloomustab nende aatomite või ioonide piiratud liikuvus ja keeruline sõltuvus paljudest teguritest. Nende hulka kuuluvad näiteks reageerivate tahkete ainete keemiline struktuur ja sellega seotud reaktsioonivõime, defektide olemus ja kontsentratsioon, reaktsioonitsooni pinna olek ja morfoloogia, interakteeruvate reaktiivide kokkupuuteala, esialgne mehaaniline keemiline aktiveerimine ja mitmed teised. Kõik ülaltoodu määrab heterogeensete reaktsioonide mehhanismide keerukuse. Heterogeensete reaktsioonide uurimine põhineb tahkiskeemial, keemilisel füüsikal ja tahkete ainete pinna füüsikalisel keemial, termodünaamika ja kineetika seadustel.
Tihti hinnatakse tahkefaasiliste reaktsioonide mehhanismi ainult selle põhjal, et eksperimentaalseid andmeid interaktsiooni astme kui aja funktsiooni kohta kirjeldab kõige paremini konkreetne kineetiline mudel ja vastav kineetiline võrrand. Selline lähenemine võib viia valede järeldusteni.
Tahkefaasiliste materjalide protsessidel on mitmeid olulisi erinevusi vedelikes või gaasides toimuvatest protsessidest. Need erinevused on seotud ennekõike oluliselt (mitu suurusjärku) madalama difusioonikiirusega tahketes ainetes, mis takistab komponentide kontsentratsiooni keskmistamist süsteemis ja viib seega toimuvate protsesside ruumilise lokaliseerimiseni. Ruumiline lokaliseerimine omakorda toob kaasa asjaolu, et nii protsessi spetsiifiline kiirus (või difusioonikoefitsient) kui ka reaktsioonitsooni geomeetria aitavad kaasa protsesside vaadeldavale kineetikale. Selliseid geomeetriliste teguritega määratud tahkefaasiliste protsesside tunnuseid nimetatakse topokeemilisteks. Lisaks, kuna arutluse all olevad teisendused on ruumiliselt lokaliseeritud, saab nende kiirust määrata nii protsesside endi järgi faasipiiril (reaktsiooni juhtimine) kui ka mis tahes komponendi sellele piirile tarnimise või toote eemaldamise kiirusega. s) (difusioonikontroll). Neid lihtsate süsteemide juhtumeid, mille puhul mudeli eeldused on täidetud, saab katses tuvastada teisendusastme ajast sõltuva tüübi järgi. Veel üks tahkete ainete faasimuutuste tunnus on seotud asjaoluga, et uue faasi tuuma moodustumine tahkes maatriksis põhjustab viimases elastsete pingete ilmnemist, mille energiat tuleb mõnel juhul arvesse võtta. Nende teisenduste termodünaamika.
Suur hulk tahkefaasiliste protsesside kineetikat ja tekkivate materjalide mikrostruktuuri mõjutavad tegurid määrab ka nende protsesside liigitustüüpide paljususe. Seega, kui arvestada süsteemi stabiilsust erinevat tüüpi kõikumiste suhtes, siis heterogeensed (süsteemide puhul, mis on stabiilsed hõivatud mahu väikeste kõikumiste suhtes ja ebastabiilsed suurte kõikumiste suhtes) ja homogeensed (süsteemide puhul, mis on ebastabiilsed kuni väikesed kõikumised) eristatakse protsesse. Heterogeensete protsesside puhul võib näiteks tuua transformatsioonid, mis toimuvad tuumade moodustumise ja kasvu mehhanismi kaudu, homogeensete protsesside puhul võib tuua mõningaid järjestuse-häire üleminekuid ja tahkete lahuste spinodaalset lagunemist.
Vajalik on eristada heterogeensete protsesside korral heterogeenset ja homogeenset tuumastumist heterogeensetest ja homogeensetest protsessidest. Heterogeenne tuumastumine tähendab tuumade moodustumist struktuursete defektide juures (kaasa arvatud punktdislokatsiooni defektid ja faasipiirid); homogeenne tuumastumine - tuumade moodustumine tahke faasi defektivabas mahus.
Tahkefaasilise transformatsiooni produkti analüüsimisel eristatakse ühefaasilisi ja mitmefaasilisi tuumasid. Mitmefaasiliste tuumade puhul on protsessi produktiks mitmefaasiline koloonia, millel on iseloomulik mikrostruktuur, mille määrab tekkivate faaside piiri pinnaenergia; Seda tüüpi protsesse nimetatakse vahelduvateks, erinevalt pidevatest protsessidest ühefaasiliste tuumade moodustumise ja kasvu korral.
Teine tahkefaasiliste transformatsioonide klassifitseerimise meetod põhineb algfaasi koostise ja reaktsioonisaaduse koostise võrdlusel. Kui need langevad kokku, räägivad nad difusioonita protsessidest ja kui koostis muutub, siis difusiooniprotsessidest. Veelgi enam, mittedifusiooniprotsessidest on kasulik eristada koostööprotsesse (näiteks martensiitsene muundumine), mis toimuvad aatomite samaaegsel kergel liikumisel algfaasis suures mahus.
Difusioonivabad faasimuutused võivad erineda protsessi käigus muutuvate termodünaamiliste omaduste tüübi poolest.
Esimest tüüpi transformatsioonid on protsessid, mille käigus keemilise potentsiaali derivaadid muutuvad temperatuuri või rõhu suhtes. See tähendab selliste termodünaamiliste parameetrite nagu entroopia, maht, entalpia ja siseenergia järsk muutus faasisiirde ajal. Teist tüüpi transformatsioonide käigus keemilise potentsiaali esimesed tuletised intensiivsete parameetrite suhtes ei muutu, küll aga muutuvad kõrgema järgu tuletised (alates teisest). Nendes protsessides toimub pideva entroopia ja süsteemi mahu korral järsk muutus Gibbsi energia teise tuletise kaudu väljendatud suurustes: soojusmahtuvus, soojuspaisumistegur, kokkusurutavus jne.
Kahe faasi vahelised tahkefaasilised reaktsioonid (kontaktid kolme või enama faasi vahel on ebatõenäolised ja vastavaid protsesse võib kujutada mitme kahefaasilise reaktsiooni kombinatsioonina) on difusiooniprotsessid ja võivad olla kas heterogeensed või homogeensed, nii heterogeense kui ka homogeense tuumaga. . Homogeensed protsessid ja homogeense tuumastumisega protsessid sellistes reaktsioonides on võimalikud näiteks metastabiilse tahke lahuse tekkimisel koos selle järgneva lagunemisega (nn sisemised reaktsioonid). Selliste protsesside näide on sisemine oksüdatsioon.
Termodünaamilise tasakaalu tingimus tahkefaasilise muundamise ajal, nagu ka kõigi teiste keemiliste muundumiste puhul, on lähteainetes ja reaktsiooniproduktides olevate komponentide keemiliste potentsiaalide võrdsus. Kui kaks tahket faasi interakteeruvad, saab näidatud keemiliste potentsiaalide võrdsust realiseerida erineval viisil: 1) komponentide ümberjaotumine algfaasis tahkete lahuste moodustumisega; 2) erineva kristallstruktuuriga uute faaside teke (mida tegelikult nimetatakse tavaliselt tahkefaasiliseks reaktsiooniks) ja kuna komponendi keemiline potentsiaal mitmefaasilise süsteemi erinevates faasides ei sõltu kogusest Igas faasis saab tasakaalu saavutada ainult algfaaside täieliku ümberkujundamisega. Kõige usaldusväärsem teave tahkefaasiliste reaktsioonide mehhanismi kohta saadakse kompleksse kasutamise kaudu, mis võimaldab samaaegselt jälgida mitut reageeriva süsteemi parameetrit, sealhulgas faasi koostist, termilisi mõjusid, massimuutusi ja muud.
Tahkefaasiliste reaktsioonide termodünaamilise teooria pakkus välja Wagner ja hiljem töötas Schmalzried välja liitmisreaktsioonide näitel.
Praeguseks ei ole paljude heterogeensete reaktsioonide ühtset klassifikatsiooni. Selle põhjuseks on raskused sellise universaalse klassifikatsiooni aluseks oleva kriteeriumi valimisel. Vastavalt keemilistele kriteeriumidele jagunevad reaktsioonid oksüdatsiooni-, redutseerimis-, lagunemis-, kombineerimis-, vahetusreaktsioonideks jne. Koos määratud kriteeriumiga kasutatakse seda laialdaselt reaktiivide füüsikalise oleku peamise kriteeriumina:
Kõigi heterogeensete reaktsioonide iseloomulik tunnus on reaktsioonitsooni liidese olemasolu ja lokaliseerimine. Tavaliselt väikese paksusega reaktsioonitsoon eraldab kaks ruumi, mis on hõivatud erineva koostisega ja erinevate omadustega ainetega. Reaktsioonitsooni tekke põhjused jagunevad tavaliselt kahte rühma: difusiooniprotsesside suhteline aeglus ja keemilised põhjused. Viimane rühm on tingitud tahke reagendi pinnal või kahe olemasoleva faasi vahelisel liidesel paiknevate aatomite või molekulide kõrgest reaktsioonivõimest. On teada, et tahke või vedela aine pinnal on kompaktse proovi massiomadustest erinevad omadused. See muudab faasiliidese omadused spetsiifiliseks. Siin toimub kristallilise pakkimise oluline ümberstruktureerimine, kahe kristallvõre vaheline pinge väheneb ja keemilise koostise muutus.
Kuna massiülekanne toimub difusiooni teel ja tahkete osakeste difusiooniline liikuvus sõltub selle struktuuri defektidest, võib eeldada, et defektid mõjutavad oluliselt tahkefaasiliste reaktsioonide mehhanismi ja kineetikat. See etapp eelneb liidese liideses reageerivate ainete muundamise keemilisele etapile. Seega määrab heterogeensete reaktsioonide kineetika nii keemilise reaktsiooni enda olemuse kui ka aine reaktsioonitsooni toimetamise meetodi järgi. Vastavalt märgitule piirab reaktsiooni kiirust keemiline etapp (keemiline kineetika) või difusioon (difusioonikineetika). Seda nähtust täheldatakse tegelikkuses.
Wagneri järgi toimub difusioon ja sellest tulenevalt ka reaktsioon tahketes ainetes peamiselt ioonide ja elektronide liikuvuse tõttu, mis on põhjustatud võre mittetasakaalu olekust. Erinevad võre ioonid liiguvad läbi selle erineva kiirusega. Eelkõige on anioonide liikuvus enamikul juhtudel tühine võrreldes katioonide liikuvusega. Seetõttu toimub difusioon ja vastavalt ka reaktsioon tahkestes ainetes katioonide liikumise tõttu. Sel juhul võib erinevate katioonide difusioon toimuda samas suunas või üksteise suunas. Erineva laenguga katioonidega säilib süsteemi elektriline neutraalsus tänu elektronide liikumisele. Erinevalt laetud katioonide liikumiskiiruste erinevuse tõttu süsteemis tekib elektripotentsiaal. Selle tulemusena väheneb liikuvamate ioonide liikumiskiirus ja vastupidi vähem liikuvatel? suureneb. Seega reguleerib tekkiv elektripotentsiaal ioonide difusioonikiirusi. Viimast ja kogu selle poolt määratud tahkefaasilise teisendusprotsessi kiirust saab arvutada elektroonilise juhtivuse ja ülekandearvude põhjal. On ilmne, et ioonide suunatud difusioon on võimalik ainult elektriväljas või kontsentratsioonigradiendi olemasolul süsteemis.
Tahkes olekus ainete sünteesimisel on sageli vaja kontrollida mitte ainult saadud toote keemilist (element- ja faasi) koostist, vaid ka selle mikrostruktuurilist korraldust. Selle põhjuseks on nii keemiliste (näiteks tahkefaasiliste reaktsioonide aktiivsus) kui ka paljude füüsikaliste (magnetilised, elektrilised, optilised jne) omaduste tugev sõltuvus tahke aine struktuurilise ülesehituse omadustest erinevatel hierarhilistel tasanditel. Esimene neist tasemetest hõlmab tahke aine elementaarset koostist ja elementide aatomite suhtelise paigutuse meetodit ruumis - kristallstruktuuri (või amorfsete tahkete ainete aatomite vahetu koordineerimiskeskkonna tunnuseid), samuti koostist ja kontsentratsiooni. punktide defektidest. Tahke keha struktuuri järgmise tasandina võib käsitleda laiendatud defektide jaotust kristallis, mis määrab piirkondade suurused, milles (kohandatud punktdefektide olemasolule) täheldatakse translatsioonisümmeetriat aatomite paigutuses. Selliseid piirkondi võib pidada täiuslikeks mikrokristallideks ja neid nimetatakse koherentse hajumise piirkondadeks. Rääkides koherentsetest hajuvuspiirkondadest, tuleb meeles pidada, et üldiselt ei ole need samaväärsed kompaktsete osakestega, mis moodustavad tahkefaasilise materjali, mis võib sisaldada märkimisväärsel hulgal laiendatud defekte ja sellest tulenevalt koherentseid hajuvuspiirkondi. Koherentsete hajumise piirkondade kokkulangemist osakestega (mida antud juhul nimetatakse üksikdomeeniks) täheldatakse tavaliselt ainult viimaste piisavalt väikeste (alla 100 nm) suuruste puhul. Järgnevaid struktuuritasemeid saab seostada pulbrilise või keraamilise materjali moodustavate osakeste kuju ja suurusjaotusega, nende agregatsiooniga, primaarsete agregaatide agregatsiooniga jne.
Tahkefaasiliste materjalide erinevatel rakendustel on ülaltoodud struktuuriomadustele erinevad, sageli vastandlikud nõuded ja seetõttu on vaja erinevaid sünteetilisi meetodeid. Seetõttu on õigem rääkida mitte tahkefaasiliste ainete, vaid tahkefaasiliste materjalide sünteesimeetoditest ja valida igal juhul sünteesimeetod, võttes arvesse saadud toote hilisemat kasutusala.
Üldiselt võib tahkefaasiliste materjalide sünteesimeetodeid klassifitseerida nende kauguse järgi termodünaamiliselt tasakaalutingimustest kasutatavate keemiliste protsesside toimumise jaoks. Vastavalt üldistele seadustele, tingimustes, mis vastavad olekule, mis on tasakaaluolekust maksimaalselt kaugel, täheldatakse tuuma moodustumise kiiruse olulist ületamist moodustunud tuumade kasvukiirusest, mis ilmselgelt viib kõige hajutatumate tuumade tekkeni. toode. Kui protsess viiakse läbi termodünaamilise tasakaalu lähedal, toimub juba moodustunud tuumade kasv kiiremini kui uute teke, mis omakorda võimaldab saada jämekristallilisi (piiraval juhul ühekristallilisi) materjale. Kristallide kasvukiiruse määrab suures osas nendes esinevate laiendatud (mittetasakaaluliste) defektide kontsentratsioon.
Kombinatoorset sünteesi saab läbi viia mitte ainult lahuses (vedelfaasiline süntees), vaid ka tahke, keemiliselt inertse faasi pinnal. Sel juhul "seotakse" esimene lähteaine keemiliselt polümeerkandja pinnal olevate funktsionaalrühmadega (enamasti kasutatakse ester- või amiidsidet) ja töödeldakse teise lähteaine lahusega, mida võetakse olulisel määral. liig, nii et reaktsioon kulgeb lõpuni. See reaktsioonivorm pakub teatud mugavust, kuna toodete eraldamise tehnikat on lihtsustatud: polümeer (tavaliselt graanulite kujul) lihtsalt filtreeritakse, pestakse hoolikalt, et eemaldada reaktiivijäägid, ja sihtühend eraldatakse keemiliselt. seda.
Orgaanilises keemias pole ühtegi reaktsiooni, mis praktikas annaks igal juhul sihtproduktide kvantitatiivse saagise. Ainus erand on ilmselt orgaaniliste ainete täielik põlemine hapnikus kõrgel temperatuuril CO 2 ja H 2 O-ks. Seetõttu on sihtsaaduse puhastamine alati hädavajalik ning sageli ka kõige raskem ja aeganõudvam ülesanne. Eriti keeruline ülesanne on peptiidide sünteesi produktide eraldamine, näiteks polüpeptiidide komplekssegu eraldamine. Seetõttu on peptiidide sünteesis kõige laiemalt levinud sünteesimeetod tahkel polümeerkandjal, mille töötas välja kahekümnenda sajandi 60ndate alguses R.B. Merifield.
Polümeerkandjaks Merrifieldi meetodi puhul on granuleeritud ristseotud polüstüreen, mis sisaldab klorometüülrühmi benseensüdamikes, mis on linkerid, mis ühendavad kandja polüpeptiidi esimese aminohappejäägiga. Need rühmad muudavad polümeeri bensüülkloriidi funktsionaalseks analoogiks ja annavad sellele võime karboksülaadi anioonidega reageerides kergesti moodustada estersidemeid. Sellise vaigu kondenseerimine N-kaitstud aminohapetega viib vastavate bensüülestrite moodustumiseni. N-kaitse eemaldamine annab esimese aminohappe C-kaitstud derivaadi, mis on polümeeriga kovalentselt seotud. Vabanenud aminorühma aminoatsüülimine teise aminohappe N-kaitstud derivaadiga, millele järgneb N-kaitse eemaldamine, annab sarnase dipeptiidi derivaadi, mis on samuti seotud polümeeriga:
Sellist kaheastmelist tsüklit (deprotekteerimine – aminoatsüülimine) saab põhimõtteliselt korrata nii palju kordi, kui on vaja etteantud pikkusega polüpeptiidahela ülesehitamiseks.
Merifieldi ideede edasiarendamine oli suunatud ennekõike substraatide uute polümeermaterjalide otsimisele ja loomisele, toodete eraldamise meetodite väljatöötamisele ja automatiseeritud installatsioonide loomisele kogu polüpeptiidide sünteesi tsükli jaoks.
Merifieldi meetodi tõhusust demonstreeris mitmete looduslike polüpeptiidide, eriti insuliini, edukas süntees. Selle eeliseid demonstreeriti eriti selgelt ensüümi ribonukleaasi sünteesi näitel. Näiteks sünteesisid Hirschman ja 22 kaastöötajat ensüümi ribonukleaasi (124 aminohappejääki) mitme aasta jooksul tehtud märkimisväärsete jõupingutuste hinnaga, kasutades traditsioonilisi vedelfaasi meetodeid. Peaaegu samaaegselt saadi sama valk automatiseeritud tahkefaasilise sünteesiga. Teisel juhul viidi kahe osaleja (Gatte ja Merrifield) poolt vaid mõne kuuga lõpule süntees, mis hõlmas kokku 11 931 erinevat operatsiooni, sealhulgas 369 keemilist reaktsiooni.
Merrifieldi ideed olid aluseks erinevate meetodite loomisele erineva struktuuriga polüpeptiidide raamatukogude kombinatoorseks sünteesiks.
Nii pakuti 1982. aastal välja originaalne strateegia peptiidide mitmeastmeliseks paralleelseks sünteesiks tahkel faasil, mida tuntakse "jagamismeetodina". poolitatud- poolitamine, eraldamine) või "segamise ja jagamise" meetod (joonis 3). Selle olemus on järgmine. Oletame, et kolmest aminohappest (A, B ja C) on vaja saada kõikvõimalikud tripeptiidide kombinatsioonid. Selleks jagatakse tahke polümeerkandja (P) graanulid kolmeks võrdseks osaks ja töödeldakse ühe aminohappe lahusega. Sel juhul seostuvad kõik aminohapped keemiliselt polümeeri pinnaga ühe oma funktsionaalrühmaga. Saadud kolme klassi polümeerid segatakse põhjalikult ja segu jagatakse uuesti kolmeks osaks. Iga osa, mis sisaldab kõiki kolme aminohapet võrdsetes kogustes, töödeldakse seejärel uuesti ühega samast kolmest aminohappest, et saada üheksa dipeptiidi (kolm kolme toote segu). Teine segamine, jagamine kolmeks võrdseks osaks ja töötlemine aminohapetega annab soovitud 27 tripeptiidi (kolm üheksa toote segu) vaid üheksa etapiga, samas kui nende eraldi saamiseks oleks vaja sünteesida 27 × 3 = 81 etappi.
"Bioloog. ajakiri Armeenia, 1 (65), 2013 PIG ATRIUMIST ISOLUTATUD KARDIOAKTIIVSE PEPTIIDI TAHKEfaasiline süntees G.S. CHAILYAN Biokeemia Instituut sai oma nime. Bunyatyan NAS RA..."
Eksperimentaalsed ja teoreetilised artiklid
Eksperimentaalsed ja teoreetilised artiklid
Bioloog. ajakiri Armeenia, 1 (65), 2013
KARDIOAKTIIVSE PEPTIIDI TAHKEFAASNE SÜNTEES,
Isoleeritud SIGA ATRIAST
G.S. CHAILIAN
nime saanud Biokeemia Instituut. Bunyatyan NAS RA
Teadustöö jätkamiseks akadeemik. Galoyani sõnul viisime läbi rea katseid, et isoleerida, puhastada ja määrata äsja eraldatud peptiidühendite bioloogiline orientatsioon sea südame kodade ja kõrvade osadest. Biotestide läbiviimiseks oli vaja saada uuritavatest proovidest ettevalmistavad kogused. Selleks kasutasime peptiidide tahkefaasilise sünteesi meetodit koos selle edasise modifitseerimisega. Sünteesitud ravimite puhtust ja identsust kontrolliti kõrgsurvevedelikkromatograafia ja massispektri analüüsiga.
Tahkefaasi süntees – fmoc-aminohapped – HPLC – fenüülisotiotsüanaat – massispektraalanalüüs:
fmoc- – – Galoyani loodud edasiste uuringute jaoks viidi läbi rida katseid sigade aatriatest eraldatud peptiidide eraldamiseks, puhastamiseks ja bioloogilise suuna määramiseks. Biotestide täitmiseks oli vajalik ettevalmistav kogus proove. Kasutati tahke faasi peptiidide sünteesi modifitseeritud meetodit. Sünteesitud peptiidi puhtus ja identsus määrati HPLC ja massispektri analüüsiga.
Tahkefaasi süntees – kõrglahutusega vedelikkromatograafia – massispektromeetria – fmoc-aminohapped – kardiopeptiidid – atria Aastaid Armeenia Vabariigi Riikliku Teaduste Akadeemia Biokeemia Instituudis neurohormoonide biokeemia osakonnas Acad. Galoyan ja tema kolleegid uurisid hüpotalamuse neurohormoonide regulatsiooniradasid ja toimemehhanisme erinevatele kehas toimuvatele protsessidele.
Endokrinoloogias oli pöördepunkt sellise süsteemi nagu hüpotalamuse - hüpofüüsi - neerupealiste omavahel seotud, vastastikku sõltuva ja tervikliku toimimise idee kinnitamine. Selle kontseptsiooni täiendamine Galojani esitatud triaadi hüpotalamuse ja ajuripatsi vastastikuse mõju kohta.
– süda, on tohutu teadussaavutus. Järgnevalt avastati uus sihtkude, süda, demonstreeriti selle organi võimet kontrollida spetsiifiliste peptiidide talitlust, aga ka nende peptiidide kaudu hüpotalamuse ja südame vahelise tagasiside mehhanismi olemasolu.
Kardioaktiivsete ühendite - neurohormoonide K, C, G ja paljude teiste avastamine erinevate loomade hüpotalamuses oli töö alguseks mitte ainult nende neurohormoonide molekulaarsete toimemehhanismide uurimisel, vaid ka sarnaste ühendite otsimisel. südames. Kardioaktiivsete ainete biokeemiliste ja füüsikalis-keemiliste omaduste põhjaliku uuringu aluseks olid andmed 2 kardioaktiivse ühendi esinemise kohta südamelihases. Kinnitati neurohormooni “C” osalemine glükolüütiliste protsesside ja tsükliliste nukleotiidide taseme reguleerimises PDE cAMP, cAMP-sõltuva proteiinkinaasi jne inhibeerimise kaudu. See ühend on osutunud madala molekulmassiga ja klassifitseeritud glükopeptiidiks.
Analüütilise kromatograafia ja peptiidide sünteesi laboris teostasime tööd peptiidühendite eraldamisel ja puhastamisel sea südame kodade ja kõrva tsoonidest. Peptiidifraktsioonide eraldamisel preparatiivse HPLC abil eraldasime ja puhastasime 20 peptiidse olemusega ühendit homogeense olekuni. Bioloogilise suuna määramiseks testiti kõiki ravimeid EKG komponentide muutuste suhtes rottidel. Katsetulemused näitasid, et 7 ühendit mõjutavad teatud EKG komponente erinevalt.
Peptiid nr 7 näitas suurimat aktiivsust R-komponendi amplituudi, QRS-kompleksi kestuse, S amplituudi ja muude parameetrite muutmisel.
Selle ravimi bioloogiliste toimemehhanismide uurimiseks osutus vajalikuks suur hulk katseproove. Kuna bioloogiliste saaduste eraldamise ja puhastamise protsess on äärmiselt ebaefektiivne, töömahukas, aeganõudev ega suuda tagada head reprodutseeritavust, on selle ravimi keemiline süntees muutunud äärmiselt kiireloomuliseks. Analüüsides maailma kirjandust peptiidide keemilise sünteesi alal, jõudsime järeldusele, et meie jaoks on kõige optimaalsem meetod fmoc-kaitstud aminohappeid kasutav tahkefaasiline sünteesimeetod. 1984. aastal avastatud tahkefaasilisel peptiidisünteesil on tavapärase sünteesi ees palju eeliseid nii tõhususe kui ka mugava töötlemise ja puhastamise osas.
Kasutades mitmeid erinevaid meetodeid: selle ravimi hüdrolüüs, aminohapete modifitseerimine fenüülisotiotsüanaadiga, saime peptiidi nr 7 aminohappelise koostise. Kasutades massispektri ja NMR analüüside ning Edmondi degradatsiooni andmeid, suutsime saada peptiidi nr 7 aminohappelise koostise, vaid ka aminohappejärjestuse.
Phe – Val – Pro – Ala – Met – Gly – Ile – Arg – Pro Efektiivne tahkefaasiline sünteesiprotsess sõltub suuresti selle teostamise erinevate tingimuste õigest valikust, nagu vaigu, lahusti ja sünteesi kineetika valik. Need muutujad mõjutavad vaigu paisumise astet ja selle seost aminohapetega, seondumiskohtade arvu, mis lõppkokkuvõttes mõjutab peptiidi kui terviku sünteesi. Kohandasime tahkefaasilise sünteesi protsessi meie uuritud peptiididele, võttes arvesse nende aminohappejärjestuse iseärasusi.
G.S. CHAILIAN Materjalid ja meetodid. Kõik kasutatud reaktiivid, lahustid, vaigud on firmalt Advanced Chem Techcompany. Kasutasime fmoc-rühmi aminohapete N-otste kaitsmiseks sünteesi ajal ja dimetüülformamiidi (DMF) lahustina kogu sünteesi ajal. Kasutasime toena happelabiilset 2-klorotritüülvaiku. Fmoc-rühmade kaitse eemaldamine viidi läbi, kasutades piperidiini lahust DMF-s.
Sünteesiprotsessis on väga oluline esimese aminohappe asetamine vaigule. Kaks grammi 2Cl-Trt vaiku valati 10 ml süstlasse. DMF tõmmati süstlasse ja vaigul lasti 15 minutit paisuda. Seejärel pesti välja DMF. Seejärel tõmmati süstlasse esimese aminohappe (fmoc-Pro) ja reaktsiooni aktivaatori (DIPEA) lahus vahekorras 1RESIN/1,2FMOC-PRO/4DIPEA. Reaktsioon esimese aminohappe lisamisel kestis 3 tundi Sünteesi väga oluline tingimus on vabade linkerite puudumine pärast esimese aminohappe lisamist, seega töödeldi vaiku pärast sidumist esimese aminohappega seguga. metüleen, DIPEA (diisoproüületüülamiin) ja DMF vahekorras 80DMF/15MEOH/5DIPEA, et blokeerida võimalikud allesjäänud vabad otsad. Pärast seda pesti DMF-vaiku 5 korda 5 minuti jooksul. Seejärel deblokeeriti aminohapped 30% pipediini lahusega DMF-s 8 korda 5 minuti jooksul. Pärast seda pesti vaiku DMF-ga 5 korda 5 minuti jooksul. Seda tsüklit korrati kogu peptiidi sünteesi ajal. Pärast iga aminohappe lisamise ja blokeeringu eemaldamise etappi jälgiti reaktsiooni kulgu Kaiseri testiga, mis on ninhüdriini reaktsioon vaba aminorühmaga, et moodustada iseloomulik tumesinine värv. Tänu sellele testile sai võimalikuks aminohapete sidumis- ja deblokeerimisreaktsioonide samm-sammult jälgimine.
Sünteesitud peptiidi nr 7 puhastamine ja kontroll viidi läbi Watersi (USA) 2-komponendilise preparatiivse HPLC süsteemiga. Proovi süstimiseks kasutati 500 μl silmusmahuga Rheodyne injektorit. Tuvastamine viidi läbi vahemikus 190-360 nm. Kasutasime pöördfaasi HPLC jaoks Symmetry Si-100 C18 kolonni (4,6 x 250 mm). Voolukiirus oli 50 ml/min. Kasutati gradient-eluentsüsteemi H2O/ACN/TFA (98/2/0,1)/(0,100,0,1). Analüüsi aeg 15 min. Rekromatograafia viidi läbi Knaueri HPLC analüütilise süsteemiga. Kasutati XbridgeC18 kolonni (2,6 x 150 mm). Tuvastamine viidi läbi 214 nm juures.
Saadud andmete kinnitamiseks viidi sünteesitud ravim läbi massispektri analüüsi CSU "Analitycal spectrometry" juures.
Tulemused ja arutlus. Kromatogrammilt saadud andmed viitavad sellele, et sünteesitud peptiidi nr 7 puhtus pärast puhastamist on üle 99,6% (joonis 1).
– – –
Tegime natiivse peptiidi nr 7 kromatograafilise võrdleva analüüsi X-bridgeC18 kolonnis samadel tingimustel kui selle sünteesitud analoogi. Esitatakse võrdlustulemused (joonis 2).
SEA ATRIUMIST ERALDATUD KARDIOAKTIIVSE PEPTIIDI TAHKEFAASNE SÜNTEES
– – –
Riis. 4. Sünteesitud (A) ja looduslike (B) ravimite spektrogrammid.
G.S. CHAILIAN Nagu kromatogrammide võrdlusest näha, on sünteesitud analoog ja natiivne peptiid nr 7 massi ja vabanemisaja poolest identsed, mis näitab nende struktuuride ja aminohappejärjestuse identsust. Seega, kasutades tahkefaasilise peptiidi sünteesi meetodit ja võttes arvesse uuritava peptiidi struktuurseid iseärasusi, saime homogeense ja natiivse peptiidiga identse, 9 aminohappest koosneva peptiidi. Tulevikus plaanime piisava ravimikoguse olemasolul läbi viia mitmeid bioteste, et tuvastada mitte ainult viisid, kuidas see peptiid reguleerib südametegevust, vaid ka toimemehhanismid teistele organitele ja süsteemidele.
KIRJANDUS
Popova T.V., Srapionyan R.M., Galojan A.A. Uue 1 tuvastamine ja tuvastamine pulli südames.
kardioaktiivsed valgud. küsimus kallis. Keemia, 37, 2, lk. 56-58, 1991.
Srapionyan R.M., Sahakyan S.A., Sahakyan F.M., Galoyan A.A. Isoleerimine ja iseloomustamine 2.
neurohormooni C kandevalgu kardioaktiivne trüptiline fragment. Neurokeemia, 2, 3, lk. 263-271, 1983.
Srapionyan, R.M. Misiryan, S.S. Madala molekulmassiga koronaaraktiivsete ühendite eraldamine 3.
südamelihas, kasutades geelfiltratsiooni ja polüakrüülamiidgeelelektroforeesi meetodite kombinatsiooni. Bioloog. ajakiri Armeenia, 27, 10, 102-104, 1974.
4. Srapionyan, R.M. Popova, T.V. Galojan, A.A. Kardioaktiivsete valgukomplekside jaotumine erinevate loomade südames. Bioloog. ajakiri Armeenia, 40, 7, 588-590, 1987.
5. Galoyan A. Hüpotalamuse-neurohüpofüüsisüsteemi neurosekretsiooni ja hormoonide reguleerimine, NSVL, 1963. a.
6. Galojan A.A. Uute kardioaktiivsete hormoonide ja funktsionaalse süsteemi immunomodulaatorite biokeemia Neurosekretoorne hüpotalamus, endokriinne süda. Science Publ. lk. 240, 1997.
7. Galoyan A.A., Besedovsky H. Handbook of Neurochemistry and molecular Neurobiology, 3. väljaanne, Springer Publishers, 500 lk, 2008.
8. Galoyan A.A., Brain Neurosecretorycytokins: Immune Response and Neuron Survival, VIII, 188 lk, 2004.
9. Galoyan A.A., Srapionyan R.M. Hüpotalamusest eraldatud koronarodileerivate valkude puhastamine. Dokl. Akad. NaukArm.SSR, 42, 4, lk. 210-213, 1966.
10. March J., Smith M. Marchi arenenud orgaaniline keemia. Väljaandja John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, lk. 133, 2007.
– – –
Sarnased tööd:
“KOGUKONNAD KIRJASTUS “TEADUS” Moskva 1979 UDK 581.55:56.017 Plotnikov V.V. Taimekoosluste struktuuri areng. M.: Teadus, lk. 1979, 276 Moodsal metallil...”
“Nimelise muuseumifondi uudiseid. A.A.Brauner nr 2 I köide 2004 Nimetatud Muuseumifondi uudised. "
Leiutis käsitleb tahke faasi meetodit peptiidi valemiga H-D--Nal--Thr-NH2 sünteesiks, milles kasutatakse nii Boc-kaitstud kui ka Fmoc-kaitstud aminohappeid ja klorometüleeritud polüstüreenvaiku. 10 palk f-ly.
Tehnikavaldkond, millega leiutis on seotud
Käesolev leiutis käsitleb meetodit peptiidi valmistamiseks, mis sisaldab kolme või enamat aminohappejääki, millel on N-terminaalne aminohape, N-terminaalse aminohappega külgnev eelviimane aminohape ja C-terminaalne aminohape.
Enne kunsti
Tahkefaasilise peptiidi süntees võeti kasutusele 1963. aastal, et ületada paljud lahuses peptiidi sünteesiga seotud vahepealsete puhastamisetappide probleemid (Stewart et al. Solid Phase Peptide Synthesis. Pierce Chemical Co., 2. väljaanne, 1984). Tahkefaasilise sünteesi korral koondatakse aminohapped (nt konkateneeritakse) mis tahes soovitud järjestusega peptiidiks, samal ajal kui ahela üks ots (nt C-ots) on kinnitatud lahustumatule kandjale. Kui soovitud järjestus on alusele (toele) kokku pandud, siis peptiid vabastatakse (st lõhustatakse) aluselt. Liituvate aminohapete α-aminorühmade kaks standardset kaitserühma on Boc, mis eemaldatakse tugeva happega, ja Fmoc, mis eemaldatakse alusega. Käesolev leiutis käsitleb mugavat meetodit peptiidide valmistamiseks, kasutades mõlema α-amino-kaitse kombinatsiooni ühe sünteesi käigus odaval klorometüleeritud polüstüreenvaigul.
Tahkefaasilise peptiidi sünteesi arendamisel ülalmainitud α-aminorühmade kaitseskeemide abil on oluline, et peptiidi koostises olevate aminohapete reaktsioonivõimelised "kõrvalrühmad" oleksid kaitstud ahela kokkupanemise ajal soovimatute keemiliste reaktsioonide eest. Samuti on soovitav, et a-aminorühmade kaitse eemaldamiseks kasutatavad reaktiivid ei eemaldaks erinevate kõrvalrühmade kaitsmiseks valitud keemilisi rühmi. Kolmandaks on oluline, et kasvava peptiidahela seos vaiguosakesega oleks reagentide suhtes vastupidav ahela kokkupaneku protsessis, et eemaldada mis tahes tüüpi aminorühma kaitse. α-aminorühma kaitseskeemi puhul, milles kasutatakse Fmoci, peab külgrühma kaitse olema vastupidav Fmoc eemaldamiseks kasutatud leeliselistele reaktiividele. Praktikas eemaldatakse need kõrvalahela kaitserühmad tavaliselt nõrgalt happeliste reagentidega pärast peptiidahela kokkupaneku lõppemist. Kui kasutatakse Boc-i kasutavat α-amino-kaitseskeemi, peab külgrühma kaitse olema vastupidav nõrgalt happelisele reagendile, mida kasutatakse Boc-rühma eemaldamiseks igas tsüklis. Praktikas eemaldatakse need külgahela kaitserühmad α-amino-kaitseskeemis Boc-ga tavaliselt veevaba HF-ga pärast peptiidahela kokkupaneku lõppemist. Seega on praktikas rühmad, mida tavaliselt kasutatakse külgahelate kaitsmiseks -aminorühmade kaitsmise skeemis Fmoc-ga, ebastabiilsed tingimustes, mida kasutatakse -aminorühmade kaitse eemaldamiseks Boc-ga. Seetõttu ei kombineerita kahte tüüpi skeemi α-aminorühmade kaitsmiseks peptiidahela kokkupanemisel tahke faasi peptiidi sünteesis. Lisaks, kuigi peptiidide sünteesis kasutatavat odavaimat polümeervaiku (klorometüleeritud polüstüreen ehk Merifieldi vaik) kasutatakse laialdaselt koos Boc-rühmadega kaitstud aminohapetega, jõutakse kirjanduses järeldusele, et see ei ole kasutatav α-amino-kaitse puhul. Fmoc rühmade järgi, kuna see on ebastabiilne leeliselistes tingimustes (vt Stewart et al. Solid Phase Peptide Synthesis. Pierce Chemical Co., 2. väljaanne, 1984). Käesolev leiutis käsitleb meetodit nii Boc-kaitstud kui ka Fmoc-kaitstud aminohapete kombineerimiseks Merifieldi vaigul teatud peptiidide tahkefaasilise sünteesi käigus.
Lanreotide®, mis on somatostatiini analoog, pärsib teadaolevalt kasvuhormooni vabanemist ning inhibeerib ka insuliini, glükagooni ja eksokriinset pankrease sekretsiooni.
USA patendis nr 4 853 371 avaldatakse ja nõutakse Lanreotide®, selle valmistamise meetodit ja meetodit kasvuhormooni, insuliini, glükagooni ja pankrease eksokriinse sekretsiooni inhibeerimiseks.
USA patent nr 5 147 856 avalikustab Lanreotide® kasutamise restenoosi raviks.
USA patent nr 5 411 943 avalikustab Lanreotide® kasutamise hepatoomi raviks.
USA patent nr 5 073 541 avalikustab Lanreotide® kasutamise kopsuvähi raviks.
USA patenditaotlus nr 08/089410, esitatud 9. juulil 1993, avalikustab Lanreotide® kasutamise melanoomi raviks.
USA patent nr 5 504 069 käsitleb Lanreotide® kasutamist tahke kasvaja kiirenenud kasvu pärssimiseks.
USA patenditaotlus nr 08/854941, esitatud 13. mail 1997, avalikustab Lanreotide® kasutamise kehakaalu langetamiseks.
USA patenditaotlus nr 08/854943, esitatud 13. mail 1997, avalikustab Lanreotide® kasutamise insuliiniresistentsuse ja sündroomi X raviks.
USA patent nr 5 688 418 avalikustab Lanreotide® kasutamise pankrease rakkude elujõulisuse pikendamiseks.
PCT taotlus nr PCT/US 97/14154 avalikustab Lanreotide® kasutamise fibroosi raviks.
USA patenditaotlus nr 08/855311, esitatud 13. mail 1997, avalikustab Lanreotide® kasutamise hüperlipideemia raviks.
USA patenditaotlus nr 08/440061, esitatud 12. mail 1995, avalikustab Lanreotide® kasutamise hüperamülineemia raviks.
USA patenditaotlus nr 08/852221, esitatud 7. mail 1997, avalikustab Lanreotide® kasutamise hüperprolaktineemia ja prolaktinoomide raviks.
Leiutise olemus
Käesolev leiutis esitab meetodi kolme või enamat aminohappejääki sisaldava peptiidi valmistamiseks, millel on N-terminaalne aminohape, N-otsa aminohappega külgnev eelviimane aminohape ja C-terminaalne aminohape, kusjuures meetod hõlmab järgmised sammud:
(a) esimese aminohappe kinnitamine tahke tugivaigu külge estersideme abil, et moodustada esimene liitprodukt, mis hõlmab (i) tseesiumkarbonaadi vesilahuse reageerimist esimese aminohappe alkoholilahusega, et moodustada tseesiumisool esimese aminohappe lahustivaba tseesiumisoola saamine, (iii) tahke vaigukandja reageerimine esimese aminohappe tseesiumisoolaga kuivas (veevabas) polaarses aprotoonses lahustis. moodustada esmalt lisatav toode,
kus esimene aminohape vastab peptiidi C-otsa aminohappele, blokeerib Boc esimese aminohappe mitte-külgahela (peamise) ahela aminorühma ja esimesel aminohappel ei ole funktsionaalset külgahelas olev rühm, mille jaoks on vaja kaitset, ja tahke kandja vaik on klorometüleeritud polüstüreenvaik;
(b) Boc kaitserühma eemaldamine (deblokeerimine) esmalisatud produktilt happega, et moodustada deprotekteeritud esmalisandprodukt;
(c) valikuliselt täiendava aminohappe lisamine vabanenud esmalisandproduktile, mis hõlmab järgmise aminohappe reageerimist vabanenud esmalisandproduktiga orgaanilises lahustis, mis sisaldab peptiidpikendusreaktiivi, et saada blokeeritud (kaitstud) järgmine lisandprodukt; kus järgmise aminohappe peaahelas on Boc poolt blokeeritud aminorühm ja kui järgmisel aminohappel on üks või mitu kõrvalahela funktsionaalrühma, siis kõrvalahela funktsionaalrühmad ei vaja kaitset või kõrvalahela funktsionaalrühmad sisaldavad kaitserühmi, mis on resistentsed vastavalt Boc ja Fmoc kaitse eemaldamiseks kasutatavate happeliste või aluseliste reaktiivide suhtes;
(d) Boc deprotekteerimine blokeeritud järgmise liitumisprodukti eest, mis hõlmab blokeeritud järgmise liitumisprodukti reageerimist happega, et saada deblokeeritud järgmine lisamisprodukt;
(e) valikuliselt korrates samme (c) ja (d) ning igas tsüklis moodustub (X+1)-nda järgmise lisamise produkt, kus X on tsükli vajaliku korduse arv;
(e) täiendava aminohappe lisamine etapi (b) vabanenud esimesele liitumisproduktile või valikuliselt etapi (e) vabanenud (X+1) järgmisele liitumisproduktile, mis hõlmab järgmise aminohappe reageerimist nimetatud ühendiga. esmalisatud saadus või nimetatud blokeerimata (X+1)-nda järgmise lisamisproduktiga orgaanilises lahustis, mis sisaldab reaktiivi peptiidi pikendamiseks, et saada blokeeritud (kaitstud) järgmise lisamise saadus, kus järgmisel aminohappel on Fmoc-blokeeritud karkass. aminorühm tingimusel, et kui järgmise aminohappe kõrvalahelas on üks või mitu funktsionaalrühma, siis külgahela funktsionaalrühmad ei vaja kaitset või kõrvalahela funktsionaalrühmadel on kaitserühmad, mis on resistentsed leeliselised reagendid, mida kasutatakse Fmoc kaitse eemaldamiseks;
(g) Fmoc deprotekteerimine blokeeritud järgmise liitumisprodukti eest, mis hõlmab blokeeritud järgmise liitumisprodukti reageerimist primaarse või sekundaarse amiiniga, et saada deblokeeritud järgmine lisamisprodukt;
(h) valikuliselt korrates samme (e) ja (g) ning igas tsüklis moodustub järgmise (X+1)-nda lisamise deblokeeritud korrutis, kus X on tsükli vajaliku korduse arv, kuni eelviimane sisaldub peptiidis ja deblokeeritud aminohappes;
(i) N-otsa aminohappe lisamine (X+1)-nda järgmise lisamise deblokeeritud produktile, mis hõlmab N-terminaalse aminohappe reageerimist järgmise (X+1)-nda lisamise deblokeeritud produktiga. orgaanilises lahustis, mis sisaldab peptiidpikendusreagenti, saades blokeeritud lõpuprodukti, milles N-terminaalsel aminohappel on Boc või Fmoc poolt blokeeritud aminorühm;
(j) kaetud aduktori kaitse eemaldamine happega Boc puhul või alusega Fmoc puhul, et moodustada vaigul valmis peptiidprodukt;
(j) kui valmis peptiidvaigu toode sisaldab kõrvalahela funktsionaalseid rühmi, siis valikuliselt eemaldatakse valmis peptiidvaigu produkti kõrvalahela funktsionaalrühmade kaitse, mis hõlmab valmis peptiidvaigu produkti reageerimist sobivate kaitset eemaldavate reagentidega, et saada valmis peptiidvaiku peptiidprodukt deprotekteeritud vaigul; Ja
(k) peptiidi eraldamine tahke vaigu kandjalt valmis vaigu peptiidsaaduses või deprotekteeritud vaiguga viimistletud peptiidsaaduses peptiidi saamiseks, mis hõlmab vaiguga viimistletud peptiidsaaduse või kaitsmata vaiguga viimistletud peptiidprodukti reageerimist ammoniaagi, primaarse amiini või sekundaarset amiini, kuni peptiidi lõhustamine vaigust on praktiliselt täielik;
tingimusel, et peptiidide sünteesi etapid (e) ja (g) tuleb läbi viia vähemalt üks kord.
Eelistatud on käesolevale leiutisele vastav meetod, kus etapis (l) olev ammoniaak, primaarne amiin või sekundaarne amiin on lahustis, mis sisaldab alkoholi ja valikuliselt aprotoonset polaarset lahustit,
Eelistatud on käesolevale leiutisele vastav meetod, kus etapp (k) sisaldab lisaks järgmisi etappe:
lõhustatud peptiidi sadestamine lahustist;
tahke vaigu kandja ja sadestunud peptiidi eraldamine filtrimisega ja
peptiidi ekstraheerimine happelise lahusega peptiidi eraldamiseks.
Eelistatud on käesolevale leiutisele vastav meetod, kus esimene aminohape on Boc-L-Thr.
Eelistatud on käesolevale leiutisele vastav meetod, milles esimene aminohape on Boc-L-Thr tseesiumisool, mis annab esimese liitumisproduktina Boc-L-Thr vaigu, ja deprotekteeritud esmalisandproduktiks on H-L-Thr vaik. .
Eelistatud on käesolevale leiutisele vastav meetod, milles etapis (i) Boc-kaitserühma eemaldamiseks kasutatav hape on trifluoroäädikhape (TFA).
Eelistatav meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, on meetod, milles orgaaniliseks lahustiks on metüleenkloriid, kloroform või dimetüülformamiid ja peptiidi pikendav reagent on diisopropüülkarbodiimiid, ditsükloheksüülkarbodiimiid või N-etüül-N"-(3-dimetüülaminopropüül). ) karbodiimiid.
Eelistatud meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, on meetod, mis hõlmab etappide (e) ja (g) läbiviimist kuus korda pärast deblokeeritud esmalisandprodukti valemiga H-L-Thr-vaigu moodustumist, kus järgnevad aminohapped on lisatud järjekorras: Fmoc-L-Cys(Acm), Fmoc-L-Val, Fmoc-L-Lys(Boc), Fmoc-D-Trp, Fmoc-L-Tyr(O-t-Bu) ja Fmoc-L- Cys(Acm) saaduse H-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-vaigu moodustamiseks.
Eelistatud meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, on meetod, mis hõlmab Boc-D--Nal lisamist H-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys( Acm) -Tnr vaik vastavalt etapile (c), et saada Boc-D-Nal-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Act)-Thr vaik.
Eelistatud meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, hõlmab Boc-Nal-i kaitsva Boc-rühma, Tyr-i kaitsva O-t-Bu-rühma ja Lys-i kaitsva Boc-rühma samaaegset eemaldamist Boc-D-Nal-Cys-s (Acm). )-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr vaik vastavalt etapile (i), et saada täielik peptiidprodukt vaigul valemiga H-D--Nal -Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-vaik.
Eelistatud meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, hõlmab peptiidi H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr eemaldamist tahkest vaigust, teostades H-D- Nal-Cys reaktsioon (Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-vaigud ammoniaagiga lahustis, mis sisaldab alkoholi ja valikuliselt aprotoonset polaarset lahustit, kuni peaaegu täieliku eliminatsioonini, et saada H-D- -Nal-Cys (Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys (Acm)-Thr-NH2.
Eelistatud meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, on meetod, kus alkoholiks on metanool ja polaarseks aprotoonseks lahustiks on dimetüülformamiid.
Vahetult eelneva meetodi eelistatud meetod hõlmab Cys-d kaitsvate Acm-rühmade samaaegset eemaldamist ja saadud kaitsest vabastatud Cys-jääkide tsüklistamist saadud peptiidsaaduseks valemiga H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-. Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH2, pannes H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH2 reageerima joodi lahusega alkoholi kuni peaaegu täieliku kaitserühma eemaldamiseni ja tsükliseerimiseni, et saada H-D--Nal--Thr-NH2.
Eelistatud meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, on meetod, kus peptiid on H-D--Nal--Thr-NH2.
Eelistatav meetod, mis on seotud vahetult eelneva meetodiga, on meetod, kus peptiid on somatostatiini analoog.
Käesoleva leiutise kirjelduses kasutatud terminid on defineeritud järgmiselt:
"esimene aminohape": hõlmab mis tahes aminohapet, mille peaahelas (mitte kõrvalahelas) olev aminorühm on kaitstud Boc-ga, mis on kaubanduslikult saadaval või mida saab sünteesida tavaliste asjatundjatele tuntud meetoditega. kunst, näiteks Boc-L-Thr;
"esmalisandiga toode": kirjeldab toodet, mis on kinnitatud tahkele vaigukandjale, mis tuleneb esimese aminohappe lisamisest tahkele vaigukandjale, näiteks Boc-L-Thr-vaigule;
"deprotekteeritud esmalisandprodukt": kirjeldab toodet, mis saadakse Boc-rühma eemaldamisel või eemaldamisel esmalisatud produktist – näiteks H-L-Thr vaik, kus "H" tähistab saadaolevat karkassi aminovesinikku, mis tuleneb kaitse eemaldamise etapist. ;
"järgmine aminohape": kirjeldab mis tahes aminohapet, mille peaahela aminorühm on kaitstud Boc või Fmoc-ga, mis on kaubanduslikult saadaval või mida saab sünteesida vastava ala asjatundjale tuntud meetoditega. Kuna etapp (c) ja etapp (e) võivad olla osa korduvast tsüklist, kus etapp viiakse läbi rohkem kui üks kord, võib iga etapi (c) või etapi (e) sooritamise korral "järgmise aminohappe" valida sõltumatult tuntud või võimalike sünteesitud aminohapete rühmast, milles peaahela aminorühm on kaitstud Boc või Fmoc-ga;
"(X+1)-nda järgmise lisamisega blokeeritud toode": kirjeldab tahke tugivaigu külge kinnitatud toodet, mis on saadud järgmise aminohappe ja "blokeerimata järgmise lisamise produktiga" kombineerimisel. Kuna etapid (c) ja (d) ning etapid (e) ja (g) võivad olla osa korduvast tsüklist, kus võib lisada täiendavaid aminohappeid, viitab termin "(X+1) järgmise lisamise blokeeritud produkt" iga eelmise liitumistsükli tulemusena saadud tootele;
„(X+1) järgmise lisamise blokeerimata toode”: kirjeldab toodet, mis tuleneb Fmoc-rühma eemaldamisest „järgmise (X+1)-nda lisamise blokeeritud tootest”;
"täielik peptiidprodukt vaigul": kirjeldab peptiidsaadust, mis on kinnitatud tahke vaigu kandja külge pärast seda, kui N-otsa aminohape on kinnitatud peptiidahelaga ja pärast seda, kui N-terminaalse aminohappe karkassi aminorühm on kaitstud või eemaldatud. , kuid millel on veel külgahelate funktsionaalrühmadel kaitserühmi, mida ei eemaldata reaktsiooniga, mis eemaldab kaitserühma N-terminaalse aminohappe peaahelast; Ja
„valmis peptiidprodukt deprotekteeritud vaigul”: kirjeldab peptiidsaadust, mis on kinnitatud tahkele vaigualusele, kus kõik aminohappe kõrvalahela funktsionaalsed rühmad on eemaldatud või kaitstud.
Hapete näideteks, mida saab kasutada Boc kaitse eemaldamiseks, on trifluoroäädikhape (TFA), metaansulfoonhape ja HCl-i sisaldavad orgaanilised lahused.
Fmoc kaitse eemaldamiseks kasutatavate primaarsete ja sekundaarsete amiinide näited on 4-(aminometüül)piperidiin, piperidiin, dietüülamiin, DBU ja tris(2-aminoetüül)amiin.
Näited mittenukleofiilsetest alustest, mida saab kasutada vabastatud aminorühmade (RNH3 + CF3COO) TFA soolade neutraliseerimiseks, need soolad tuleb enne järgmise amino lisamist või selle ajal konverteerida "vabadeks" amiinideks (NH 2) hape, muidu lisamist ei toimu) on diisopropüületüülamiin (DIEA) ja trietüülamiin (TEA).
Aminohapete lisamisreaktsioonides kasutatavate orgaaniliste lahustite näideteks on metüleenkloriid, kloroform, dikloroetaan, dimetüülformamiid, dietüülatseetamiid, tetrahüdrofuraan, etüülatsetaat, 1-metüül-2-pürrolidoon, atsetonitriil või nende lahustite kombinatsioon.
Peptiidi pikendavate ainete näidete hulka kuuluvad asendatud karbodiimiidid, nagu diisopropüülkarbodiimiid, ditsükloheksüülkarbodiimiid või N-etüül-N"-(3-dimetüülaminopropüül)karbodiimiid.
Karboksüülrühmi ja aminorühmi, mis osalevad peptiidamiidsideme moodustumisel, nimetatakse vastavalt karboksüülrühmaks või "külgahelata" aminorühmaks. Teisest küljest nimetatakse kõiki aminohappe funktsionaalrühmi, mis ei osale peptiidamiidsideme moodustamises, "külgahela" funktsionaalrühmadeks.
Mõiste "aluse suhtes stabiilne rühm" viitab kaitserühmadele, mida kasutatakse aminohapete funktsionaalrühmade kaitsmiseks, mis (1) on aluse suhtes stabiilsed, näiteks mida ei saa eemaldada selliste alustega nagu 4-(aminoetüül)piperidiin, piperidiin või tris(2). -aminoetüül)amiin, mis on tavaliselt Fmoc-kaitserühma eemaldamiseks kasutatavad alused, ja (2) saab eemaldada happega, nagu trifluoroäädikhape, või mõne muu meetodiga, nagu katalüütiline hüdrogeenimine.
Sümboleid "Fmoc" ja "Boc" kasutatakse siin ja kaasnevas valemis vastavalt 9-fluorenüülmetoksükarbonüüli ja tert-butüüloksükarbonüüli tähistamiseks.
Ülalkirjeldatud meetodit saab rakendada peptiidide, eelistatavalt somatostatiini analoogide, nagu Lanreotide® oktapeptiid, valmistamiseks, mille valem on järgmine: H-D--Nal--Thr-NH2. Kui sünteesitakse H-D--Nal--Thr-NH2, võivad aluse suhtes stabiilsed kaitserühmad, mida kasutatakse Cys, Lys ja Tyr kõrvalahela funktsionaalrühmade kaitsmiseks, olla vastavalt atsetamidometüül (Acm), Boc ja tert-butüül. Cys jaoks on eelistatud Acm.
Somatostatiini analoogi all mõeldakse peptiidi, millel on somatostatiiniga sarnane (st agonist) või vastupidine (st antagonist) bioloogiline aktiivsus.
Valemis H-D--Nal--Thr-NH2 viitab iga tavaline kolmetäheline aminohappe sümbol (nt Lys) aminohappe struktuursele jäägile. Näiteks sümbol Lys ülaltoodud valemis tähistab -NH-CH((CH2)4NH2)-CO-. Sümbol D--Nal- tähistab aminohappejääki D-2-naftüülalanilüüli. Sulgudes on näidatud disulfiidside, mis ühendab peptiidi kahe Cys jäägi vabu tioole, mis näitab, et sulgudes olevad peptiidi aminohapped moodustavad tsükli.
Siin antud kirjelduse põhjal on vastava ala asjatundja võimeline käesolevat leiutist täielikult ära kasutama.
Kui pole teisiti määratletud, on kõigil siin kasutatud tehnilistel ja teaduslikel terminitel sama tähendus, mida käesoleva leiutisega seotud eriala asjatundjad tavaliselt mõistavad. Lisaks on kõik siin viidatud väljaanded, patenditaotlused, patendid ja muud viited siia kaasatud viitena.
Peptiidi saab valmistada käesoleva leiutise meetodi kohaselt vastavalt järgmisele protseduurile.
0,5 moolekvivalendi tseesiumkarbonaadi lahus vees lisatakse aeglaselt 1 molaarekvivalendi Boc-AA 1 lahusele (Bachem California, Torrance, CA), kus AA 1 vastab alkoholis lahustatud C-otsa aminohappele, eelistatavalt metanool. Saadud segu segatakse umbes 1 tund toatemperatuuril, seejärel eemaldatakse kogu alkohol ja kogu vesi alandatud rõhul, et saada tseesiumisoola Boc-AA1 kuivpulber. Merifieldi vaiku, 1,0 ekvivalenti (klorometüleeritud polüstüreen, 200-400 mešši, klooriioonide inklusioon 1,3 mekv/g, Advanced ChemTech, Louisville, Kentucky või Polymer Laboratories, Church Stretton, Inglismaa) pestakse klooritud lahustiga, eelistatavalt diklorometaaniga. alkohol, eelistatavalt metanool, ja polaarne aprotoonne lahusti, eelistatavalt dimetüülformamiid (DMF). Tseesiumisoola Boc-AA1 pulber lahustatakse veevabas (kuivas) polaarses aprotoonses lahustis, eelistatavalt DMF-is, ja lahus kombineeritakse eelnevalt pestud vaiguga. Suspensiooni segatakse ettevaatlikult temperatuuril ligikaudu 45-65 °C, eelistatavalt temperatuuril 50-60 °C, ligikaudu 48 kuni 106 tundi, eelistatavalt 85 kuni 90 tundi, inertses atmosfääris nagu lämmastik. Vaik eraldatakse filtrimisega ja pestakse põhjalikult polaarse aprotoonse lahustiga, eelistatavalt DMF, veega ja lõpuks alkoholiga nagu MeOH. Boc-AA1 vaik kuivatatakse alandatud rõhul.
Vos-AA 1 vaik sisestatakse klaasreaktorisse, mille filtripõhi on valmistatud suurepoorsest sulatatud klaasist. Vaik pestakse klooritud lahustiga, nagu DCM, blokeeringud eemaldatakse orgaanilise happega, eelistatavalt 25% TFA-ga DCM-s, pestakse korraks klooritud lahusega, nagu DCM, ja alkoholiga nagu MeOH, neutraliseeritakse orgaanilise alusega, eelistatavalt trietüülamiiniga. DCM-iga ja pesti uuesti DCM-i ja polaarse aprotoonse lahustiga, nagu DMF, saades deprotekteeritud AA1 vaigu.
Seejärel lisatakse deprotekteeritud AA1 vaigule valikuliselt soovitud arv aminohappeid. Kui järgmisel aminohappel on Fmoc-kaitsega -aminorühm (Fmoc-AA x), siis külgahela rühm kas ei vaja kaitset (näiteks Fmoc-Gly, Fmoc-Ala, Fmoc-Phe või Fmoc-Thr) või külgahel kaitseb aluskindla rühmaga. Fmoc-AA x molaarne liig (kus x on aminohappe positsiooni number peptiidis, mõõdetuna C-otsast) seotakse ligikaudu 60 minuti jooksul kaitsmata AA1 vaiguga, kasutades peptiidi pikendavat reagenti, nagu diisopropüülkarbodiimiid (DIC). ), DCM/DMF segus. Lisamisvaiku pestakse DMF-i, alkoholi ja DCM-ga, et saada Fmoc-AA x-AA1 vaik. Kinnitust saab testida Kaiseri ninhüdriini meetodil. Seejärel pestakse Fmoc-AA x-AA1 vaiku üks kord DMF-ga ja seejärel deblokeeritakse aluse lahusega orgaanilises lahustis, nagu piperidiin DMF-s, et saada AA x-AA1 vaik. Seejärel pestakse AA x-AA 1 vaiku DMF-ga, millele järgneb mitu pesemist nii alkoholiga nagu MeOH ja DCM. Seejärel pestakse AA x-AA1 vaiku üks kord DMF-ga umbes 3 minutit, kolm korda isopropanooliga, eelistatavalt iga kord umbes 2 minutit, ja kolm korda DCM-iga, eelistatavalt iga kord umbes 2 minuti jooksul. Seejärel on vaik valmis kas Fmoc-kaitstud aminohappe, nagu eespool kirjeldatud, või Boc-kaitstud aminohappe, nagu allpool kirjeldatud, edasiseks kinnitamiseks.
Samuti, kui mis tahes järgmine aminohape, mis kinnitatakse deprotekteeritud AA1-vaigule, valitakse selliseks, et sellel on kaitstud Boc-aminorühm (Boc-AA x), siis kas kõrvalahela rühm ei vaja kaitset (see võib olla Boc- Gly, Boc-Ala, Boc-Phe või Boc-Thr) või külgahel peab olema kaitstud rühmaga, mis on vastupidav nii happe kui ka aluse eemaldamisele – see võib olla Boc-Cys(Acm). Kui valitakse Boc-AA x, lisatakse see samade reagentide ja lahustite abil, mida eespool Fmoc-aminohapete puhul kirjeldatud juhul, ning lisamise täielikkust (lõpetamist) saab kontrollida Kaiseri ninhüdriini meetodil. Seejärel eemaldatakse Boc-AA x-AA1 vaigu kaitse happelahusega orgaanilises lahustis, nagu TFA DCM-s, et saada CF3CO-H+-AA x-AA1 vaik. Seejärel pestakse seda vaiku mitu korda klooritud lahustitega, nagu DCM, alkoholiga, nagu MeOH, ja neutraliseeritakse mittenukleofiilse alusega, nagu trietüülamiin DCM-is, millele järgneb veel mitu pesemist klooritud lahustiga, nagu DCM, saades AA x. -AA 1 - vaik Seejärel on vaik valmis Boc või Fmoc kaitstud aminohappe edasiseks kinnitamiseks, nagu ülalpool kirjeldatud.
Sõltuvalt soovitud peptiidjärjestusest ja kasutatava α-amino-kaitstud aminohappe tüübist (kas Fmoc-kaitstud või Boc-kaitstud), kasutatakse ülalkirjeldatud sidumisprotseduuride sobivat kombinatsiooni, sõltuvalt sellest, milline aminohape peab hõivama külgahela asend peptiidijärjestuses, millel on kaitserühm, mida saab eemaldada kas aluse abil, mis on vajalik Fmoc eemaldamiseks aminorühmast, või happega, mis on vajalik Boc eemaldamiseks aminorühmast. Selline kaitstud aminohape võib olla N-Boc-N"-Fmoc-lüsiin või N-Fmoc-N"-Boc-lüsiin. Sel juhul peavad kõik järgnevate aminohapete α-aminorühmade jaoks valitud kaitserühmad kuni N-otsa aminohappeni ühilduma selle positsiooni jaoks valitud kaitsva kõrvalrühmaga. See tähendab, et külgahela kaitserühmad peavad olema resistentsed deprotekteeriva aine suhtes, mida kasutatakse järgnevate aminohapete a-aminorühmade kaitse eemaldamiseks. N-terminaalse aminohappe puhul võib -aminorühma kaitsena kasutada kas Boc või Fmoc, kuna N-terminaalse aminohappe kaitse eemaldamine võib samaaegselt deprotekteerida mõned kaitstud kõrvalahelad, ilma et see mõjutaks soovimatult peptiidi sünteesi strateegiat, kuna aminohapped on alles, lisatakse.
Valmis peptiidahel, mis on endiselt vaigu küljes, tuleb eemaldada ja vabastada. Kõigi aluse suhtes stabiilsete kaitserühmade ja vajaduse korral N-otsa aminohappe blokeeriva rühma eemaldamiseks töödeldakse vaigul olevat peptiidi happega orgaanilises lahustis, näiteks TFA-s DCM-is. Kõigi happekindlate kaitserühmade ja N-otsa aminohappe blokeeriva rühma eemaldamiseks, kui see on asjakohane, töödeldakse vaigul olevat peptiidi orgaanilise alusega, näiteks piperidiiniga DMF-s. Alternatiivselt võib happestabiilseid rühmi säilitada kuni eemaldamiseni peptiidi järgneva lõhustamise teel ammoniaagi või amiinalusega. Seejärel pestakse vaigul olevat deprotekteeritud peptiidi klooritud lahustiga, nagu DCM, ja alkoholiga, nagu MeOH, ja kuivatatakse alandatud rõhul konstantse massini.
Peptiid lõigatakse vaigu küljest lahti ja C-ots muudetakse amiidiks, suspendeerides peptiidi vaigul 3:1 MeOH/DMF segus. Suspensioon jahutatakse lämmastikuatmosfääris temperatuurini alla ligikaudu 10 °C ja lahusti pinna alla juhitakse veevaba ammoniaagi gaasi, kuni lahus on sellega küllastunud, samal ajal kui temperatuur hoitakse alla ligikaudu 10 °C. Suspensiooni segatakse õrnalt ligikaudu 24 tundi, lastes samal ajal temperatuuril tõusta ligikaudu 20 °C-ni. Reaktsiooni lõpulejõudmise astet kontrollitakse metüüleetri vaheühendi kadumisega HPLC-ga sobivates tingimustes, sõltuvalt peptiidi tüübist. Reaktsioonisegu jahutatakse ja lisatakse vajalik kogus veevaba ammoniaaki, kuni metüülestrile vastav HPLC piigi pindala on väiksem kui 10% soovitud produkti piigi pindalast. Suspensioon jahutatakse temperatuurini alla ligikaudu 10 °C ja segamist jätkatakse peptiidi sadestamiseks öö läbi. Sade ja vaik eraldatakse filtrimisega ja pestakse külma MeOH-ga. Sade ja vaik kuivatatakse alandatud rõhul ja produkt ekstraheeritakse vaigust äädikhappe vesilahusega.
Kui peptiid sisaldab oma järjestuses kaitstud Cys jääke, saab tioolrühmadelt deprotekteerida ja jäägid tsüklistada vastavalt järgmisele protseduurile. Acm-kaitstud Cys-rühmi sisaldav peptiid lahustatakse lämmastikuatmosfääris äädikhappe vesilahuses. Lahus segatakse kiiresti ja ühe portsjonina lisatakse joodi lahus alkoholis. Segu segatakse ja kaitse eemaldamise täielikkust kontrollitakse HPLC abil. Seejärel reaktsioon peatatakse tiitrimisega 2% naatriumtiosulfaadi lahusega, kuni lahuse värvus kaob. Toorsegu puhastatakse preparatiivse kromatograafiaga C8 kassetil atsetonitriili gradiendiga 0,1 ammooniumatsetaatpuhvris, soolast eemaldatakse C8 padrunil atsetonitriili gradiendiga 0,25 N äädikhappes ja lüofiliseeritakse sihtpeptiidi saamiseks.
Leiutise teostuse näide
Järgnev näide on toodud käesoleva leiutise meetodi illustreerimiseks ja seda ei tohiks tõlgendada selle ulatust piiravana.
Näide 1. H2-D--Nal--Thr-NH2
A) Boc-L-Thr-vaik
2,58 g tseesiumkarbonaadi lahus 2,5 ml vees lisati aeglaselt 3,48 g Boc-L-treoniini (Bachem California, Torrance, California) lahusele, mis oli lahustatud 7 ml metanoolis. Saadud segu segati ligikaudu 1 tund toatemperatuuril, seejärel eemaldati kogu metanool ja kogu vesi alandatud rõhul, et saada kuiv Boc-L-treoniini tseesiumisoola pulber. 10 g Merifieldi vaiku (klorometüleeritud polüstüreen, 200-400 mešši, kloorisisaldus 1,3 mEq/g, Advanced ChemTech, Louisville, Kentucky) pesti diklorometaaniga (DCM), metanooliga (MeOH) ja dimetüülformamiidiga (DMF) (igaüks 70 korda). ml). Tseesiumisoola Boc-L-treoniini pulber lahustati 60 ml kuivas DMF-s ja lahus ühendati ülalkirjeldatud viisil pestud vaiguga. Suspensiooni segati õrnalt temperatuuril ligikaudu 50-60 °C ligikaudu 85 kuni 90 tundi lämmastikuatmosfääris. Vaik eraldati filtrimisega ja pesti põhjalikult DMF-i, deioniseeritud vee ja lõpuks MeOH-ga. Boc-treoniinvaiku kuivatati alandatud rõhul ligikaudu 40 °C juures. Treoniini inklusioon oli 0,85 ± 0,15 mekv/g kuiva vaigu kohta.
B) H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-vaik
2,0 g etapis (A) saadud Boc-treoniinvaiku lisati 50 ml klaasreaktorisse, millel oli suure pooridega sulatatud klaasfiltri põhi (koormus 1,74 mmol). Vaiku pesti 2 korda DCM-ga (20 ml), iga kord umbes 5 minutit, blokeeriti 25% TFA-ga DCM-s (30 ml) – esimest korda umbes 2 minutit ja teist korda umbes 25 minutit, pesti 3 korda. korda umbes 2 minutit DCM-iga (20 ml), isopropanooliga (20 ml) ja DCM-ga (20 ml), neutraliseeriti kaks korda umbes 5 minuti jooksul 10% trietüülamiiniga DCM-s (20 ml), pesti 3 korda umbes 2 minutit DCM-ga. ja loputati üks kord DMF-ga (20 ml) ligikaudu 5 minutit.
Deblokeeritud vaigule lisati 1,8 g (4,35 mmol, 2,5 ekv.) Fmoc-L-tsüsteiini (Acm) (Bachem, CA) ja 683 μl (4,35 mmol, 2,5 ekv.) diisopropüülkarbodiimiidi (DIC) 14-s. ml DCM/DMF 2:1 segu umbes 1 tund. Pärast sidestamist pesti vaiku 1 kord umbes 3 minutit DMF-ga (20 ml), 3 korda umbes 2 minutit isopropanooliga ja 3 korda umbes 3 minutit. 2 min DXM (20 ml). Seondust testiti Kaiseri nihüdriini meetodil.
Pärast ühendamist pesti vaiku üks kord DMF-ga ja seejärel eemaldati blokeeringud piperidiini lahusega DMF-s. Seejärel pesti deblokeeritud vaiku koos lisandiga DMF-ga ja mitu korda samaaegselt MeOH ja DCM-ga. Lisatud vaiku pesti 1 kord umbes 3 minutit DMF-ga (20 ml), 3 korda umbes 2 minutit isopropanooliga (20 ml) ja 3 korda DCM-ga (20 ml) iga kord umbes 2 minuti jooksul. Seondust testiti Kaiseri ninhüdriini meetodil.
Kõik järgmised kaitstud aminohapped seoti pestud vaiguga, kasutades DIC-d DMF/DCM-is, ja kaitse eemaldati ülalkirjeldatud viisil järgmises järjestuses: Fmoc-L-valiin, Fmoc-L-lüsiin (Boc), Fmoc-D-trüptofaan, Fmoc-L-türosiin (O-t-Bu) ja Fmoc-L-tsüsteiin (Acm) (kõik Bachem Californiast), Boc-D-2-naftüülalaniin (Synthech, Albany, OR).
Valmis peptiidahel deblokeeriti ja kaitse eemaldati kaks korda 75:20:5 DCM/TFA/anisooliga (30 ml) umbes 2 minutit ja umbes 25 minutit, pesti 3 korda umbes 2 minutit iga kord DCM (20 ml) ja isopropanooliga. (10 ml) ja DCM (20 ml), neutraliseeriti 2 korda umbes 5 minutit 10% trietüülamiiniga DCM-s (20 ml) ja pesti 3 korda umbes 2 minutit DCM (20 ml) ja MeOH-ga (20 ml). Vaik kuivatati alandatud rõhul. Kuivmass oli 3,91 g (103% teoreetilisest saagisest).
B) H-D- -Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH2
2,93 g etapis (B) saadud peptiidiga laetud vaiku (1,3 mmol-ekv) suspendeeriti 50 ml 3:1 MeOH/DMF segus. Suspensioon jahutati lämmastikuatmosfääris temperatuurini alla ligikaudu 10 °C ja puhuti kuiva ammoniaagiga läbi, kuni lahus oli sellega küllastunud, hoides samal ajal temperatuuri alla ligikaudu 10 °C. Suspensiooni segati õrnalt ligikaudu 24 tundi, lastes temperatuuril tõusta ligikaudu 20 °C-ni. Reaktsiooni lõpulejõudmise astet kontrolliti metüüleetri vaheühendi kadumise järgi, kasutades HPLC-d (VYDAC® sorbent, tera suurus 5 μm, pooride suurus 100 Å, C18, elueerimine isokraatilistes tingimustes 26% CH3CN 0,1% TFA-s, kiirus 1 ml/min, registreerimine 220 mm juures; sellistes tingimustes on aeglustusaeg Rt metüülestri puhul ~ 14 min ja amiidprodukti puhul ~ 9,3 min). Reaktsioonisegu jahutati ja lisati veevaba ammoniaagi liig, kuni metüülestrile vastav HPLC piigi pindala oli alla 10% soovitud produkti piigi pindalast. Suspensioon jahutati temperatuurini alla ligikaudu 10 °C ja segamist jätkati peptiidi sadestamiseks öö läbi. Sade ja vaik eraldati filtrimisega ja pesti 15 ml külma MeOH-ga. Sade ja vaik kuivatati alandatud rõhul ja produkt ekstraheeriti vaigust äädikhappe 50% vesilahusega (3 portsjonit 30 ml). HPLC analüüs näitas 870 mg (0,70 mmol) pealkirjas nimetatud produkti olemasolu segus (puhtus 96% isokraatlikus HPLC süsteemis).
D) H-D--Nal--Thr-NH2
500 mg (0,40 mmol) etapis (B) saadud peptiidi lahustati 300 ml 4% äädikhappes ja kuumutati lämmastikuatmosfääris ligikaudu 55 °C-ni. Lahust segati kiiresti ja ühe portsjonina lisati 2% (mass/maht) joodi lahus 7,7 ml MeOH-s (0,60 mmol). Segu segati ligikaudu 15 minutit, seejärel reaktsioon peatati tiitrimisega 2% naatriumtiosulfaadi lahusega, kuni värvus kadus (~ 2 ml). Segu jahutati toatemperatuurini ja filtriti. Segu puhastati preparatiivse kromatograafiaga C8 kolonnis (YMC, Inc., Wilmington, NC) atsetonitriili gradiendiga 0,1 M ammooniumatsetaadis, sooladest vabastati C8 YMC kolonnis atsetonitriili gradiendiga 0,25 N äädikhappes ja lüofiliseeriti, et saada 350 mg sihtmärkpeptiidi 99% puhtusega.
Ülaltoodud kirjelduse põhjal saab vastava ala asjatundja hõlpsasti kindlaks teha käesoleva leiutise põhiomadused ning ilma selle olemusest ja ulatusest kõrvale kaldumata teha leiutises mitmesuguseid muudatusi ja modifikatsioone, et kohandada seda erinevate rakenduste ja tingimustega. Seega on patendinõudlusega hõlmatud ka teised leiutise teostused.
NÕUE
1. Meetod peptiidi valemiga H-D--Nal--Thr-NH2 valmistamiseks, kusjuures nimetatud meetod sisaldab järgmisi etappe:
(a) esimese aminohappe kinnitamine tahke tugivaigu külge estersideme abil, et moodustada „esmaliitmisprodukt”, mis hõlmab (i) tseesiumkarbonaadi vesilahuse reageerimist esimese aminohappe alkoholilahusega, et moodustada esimese aminohappe tseesiumisool, (ii) lahustivaba esimese aminohappe tseesiumisoola saamine, (iii) tahke vaigukandja reageerimine esimese aminohappe tseesiumisoolaga veevabas polaarses aprotoonses lahustis "esmakordselt lisatav toode",
kusjuures esimene aminohape on Boc-L-Thr, mis vastab peptiidi C-otsa aminohappele, ja tahke tugivaik on klorometüleeritud polüstüreenvaik;
(b) Boc kaitse eemaldamine esmalisatud produktilt happega, et moodustada "deprotekteeritud esmalisandprodukt";
(c) valikuliselt "vabanenud esmalisatavale produktile" "järgmise aminohappe" lisamine, mis hõlmab "järgmise aminohappe" reageerimist "vabanenud esmalisatud produktiga" orgaanilises lahustis, mis sisaldab peptiidi pikendusreaktiivi, et saada "järgmise lisamise blokeeritud produkt", kus "järgmisel aminohappel" on peaahelas Boc-kaanega aminorühm ja kui sellel "järgmisel aminohappel" on kõrvalahelas üks või mitu funktsionaalrühma, siis külgahela rühmad ei vaja kaitset või nendel külgahela funktsionaalsetel rühmadel on kaitserühmad, mis on stabiilsed kaitse eemaldamiseks kasutatavate happeliste või aluseliste reagentide, vastavalt Boc ja Fmoc suhtes;
(d) "blokeeritud järgmise lisamisprodukti" Boc kaitse eemaldamine, mis hõlmab "blokeeritud järgmise lisamise produkti" reageerimist happega, et saada "deblokeeritud järgmine lisamisprodukt";
(e) valikuliselt sammude (c) ja (d) kordamine, kusjuures iga tsükkel annab "(X+1) järgmise lisamise blokeerimata korrutise", kus X tähistab tsüklite soovitud korduste arvu;
(f) "järgmise aminohappe" lisamine etapis (b) saadud "esmakordse lisamisega deblokeeritud produktile" või valikuliselt etapi (e) "(X+1) järgmise lisamise deblokeeritud produktile", mis hõlmab kandmist. viia läbi reaktsioon "järgmine aminohape" nimetatud "esimese lisamisega blokeerimata produktiga" või "(X+1) järgmise lisamisega blokeerimata produktiga" orgaanilises lahustis, mis sisaldab peptiidpikendusreaktiivi, et saada "järgmise lisamisega blokeeritud produkt". kus "järgmisel aminohappel" on Fmoc-kaanega peaahela aminorühm, eeldusel, et kui sellel "järgmisel aminohappel" on üks või mitu kõrvalahela funktsionaalrühma, siis kõrvalahela funktsionaalrühmad ei vaja kaitset või kõrvalahela funktsionaalrühmad rühmadel on kaitserühmad, mis on resistentsed leeliseliste reaktiivide suhtes, mida kasutatakse Fmoc kaitse eemaldamiseks;
(g) Fmoc "blokeeritud järgmine lisamine" kaitse eemaldamine, mis hõlmab "blokeeritud järgmise lisamise" reageerimist primaarse või sekundaarse amiiniga, et saada "deblokeeritud järgmine lisamine";
(h) valikuliselt korrates samme (e) ja (g), kusjuures iga tsükkel annab "(X+1) järgmise lisamise blokeerimata produkti", kus X on soovitud tsükli korduste arv kuni tsüklisse lisamiseni. vabastatakse peptiid ja eelviimane aminohape;
(i) N-otsa aminohappe lisamine "(X+1)-nda sidestuse vabanenud produktile", mis hõlmab N-otsa aminohappe reageerimist "(X+1)-nda sidestuse vabanenud produktiga". sidestamine" orgaanilises lahustis, mis sisaldab peptiidpikendusreaktiivi, et saada "blokeeritud liitumisprodukt", kus "N-terminaalsel aminohappel" on Boc või Fmoc poolt blokeeritud aminorühm;
(j) kattega sidestusprodukti Boc või Fmoc kaitse eemaldamine, pannes kaetud sidestusprodukti reageerima happega Boc puhul või alusega Fmoc puhul, et moodustada vaigul kaetud peptiidprodukt;
(k) kui „valmis peptiidvaigutoode” sisaldab kõrvalahela funktsionaalseid rühmi, siis valikuliselt eemaldatakse „valmis peptiidvaigu toote” kõrvalahela funktsionaalrühmade kaitserühmad, mis hõlmab „valmis peptiidvaigu produkti” reageerimist sobivate kaitset eemaldavate reagentidega. toota "täielikku peptiidprodukti kaitsmata vaigul"; Ja
(k) peptiidi eraldamine tahkest vaigukandjalt „valmis peptiidvaigust valmistatud tootes” või „valmis deprotekteeritud peptiidsaaduse vaigus”, et saada peptiidi, mis hõlmab „valmis peptiidsaaduse vaigul” või „valmis peptiidsaaduse” reageerimist. vaigul.” kaitstud vaiku ammoniaagi, primaarse amiini või sekundaarse amiiniga, kuni peptiid on vaigust oluliselt eemaldatud;
tingimusel, et peptiidi sünteesi etapid (e) ja (g) viiakse läbi kuus korda pärast "deblokeeritud esmalisanduprodukti" moodustamist valemiga H-L-Thr-vaiguga, kus järgnevad aminohapped lisatakse järjestus: Fmoc-L-Cys (Acm), Fmoc -L-Val, Fmoc-L-Lys (Boc), Fmoc-D-Trp, Fmoc-L-Tyr (O-t-Bu) ja Fmoc-L-Cys (Acm) ), et moodustada produkt H-Cys(Acm)-Tyr (O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-vaik.
2. Meetod vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et etapis (k) olev ammoniaak, primaarne amiin või sekundaarne amiin on lahustis, mis sisaldab alkoholi ja valikuliselt aprotoonset polaarset lahustit.
3. Meetod vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et etapp (k) sisaldab veel järgmisi etappe:
(i) lõhustatud peptiidi sadestamine lahustist;
(ii) tahke vaigu kandja ja sadestunud peptiidi eraldamine filtrimisega ja
(iii) peptiidi ekstraheerimine happelise lahusega peptiidi eraldamiseks.
4. Meetod vastavalt ükskõik millisele punktile 1 kuni 3, mis erineb selle poolest, et esimene aminohape on Boc-L-Thr tseesiumisool, mis annab Boc-L-Thr vaigu esmase liitmisproduktina ja "deblokeeritud esimene lisamine". toode” on H-L-Thr -vaik.
5. Meetod vastavalt punktile 4, mis erineb selle poolest, et etapis(de) Boc-kaitserühma eemaldamiseks kasutatav hape on trifluoroäädikhape (TFA).
6. Meetod vastavalt punktile 5, mis erineb selle poolest, et orgaaniliseks lahustiks on metüleenkloriid, kloroform või dimetüülformamiid ja reaktiiv peptiidi suurendamiseks on diisopropüülkarbodiimiid, ditsükloheksüülkarbodiimiid või N-etüül-N"-(3-dimetüülaminopropüül). ) karbodiimiid.
7. Meetod vastavalt nõudluspunktile 6, mis sisaldab Boc-D--Nal lisamist H-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-. Thr-vaik vastavalt etapile (i), et saada Boc-D-Nal-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr vaik.
8. Meetod vastavalt nõudluspunktile 7, mis hõlmab Boc-D-Nal-Cys(Acm)--s Boc-Nal-i blokeeriva Boc-rühma, Tyr-i kaitsva O-t-Bu-rühma ja Lys-i kaitsva Boc-rühma samaaegset eemaldamist. Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-vaik, vastavalt etapi(de)le, et saada vaigul valemiga H-D--Nal-Cys täielik peptiidprodukt (Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-vaik.
9. Meetod vastavalt nõudluspunktile 8, mis hõlmab peptiidi H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr eemaldamist tahkest vaigust reaktsiooni läbiviimise teel. H-D- -Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-vaigud ammoniaagiga lahustis, mis sisaldab alkoholi ja valikuliselt aprotoonset polaarset lahustit, kuni sisuliselt täieliku eliminatsioonini. H-D--Nal-Cys (Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys (Acm)-Thr-NH2.
10. Meetod vastavalt nõudluspunktile 9, milles alkoholiks on metanool ja polaarseks aprotoonseks lahustiks on dimetüülformamiid.
11. Meetod vastavalt nõudluspunktile 10, mis hõlmab Cys-i kaitsvate Acm-rühmade samaaegset eemaldamist ja saadud kaitsmata Cys-jääkide tsüklistamist "täielikus peptiidvaigusaaduses" valemiga H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr. -D-Trp- Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH2, pannes H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH2 reageerima joodi lahus alkoholis kuni sisuliselt täieliku kaitse eemaldamise ja tsükliseerimiseni, et saada H-D--Nal--Thr-NH2.
Peptiidide tahke faasi sünteesi pakkus välja R. B. Merrifield Rockefelleri ülikoolist (Nobeli preemia 1984). See meetod põhineb peptiidi kokkupanemisel lahustumatule polümeerkandjale kaitstud α-amino- ja kõrvalrühmadega aminohappejääkide järjestikuse lisamise teel. Plaan oli peptiidahel kokku panna etappide kaupa, kusjuures ahel kinnitati sünteesi käigus ühest otsast tahkele toele. Selle tulemusena oli vaheühendite ja sihtpeptiidi derivaatide eraldamine ja puhastamine lihtsalt tahke polümeeri filtreerimise ja põhjaliku pesemise küsimus, et eemaldada kõik lahusesse jäänud reaktiivid ja kõrvalsaadused.
Mõiste tahke faas viitab pigem kandjal oleva aine füüsikalistele omadustele, kuna keemiline reaktsioon polümeerkandjal toimub ühes faasis – lahuses. Sobivas lahustis polümeer paisub, muutudes madala viskoossusega, kuid kõrge struktuuriga geeliks (ristseotud polümeerid) või lahustub (ristseotud polümeeride puhul) ja sünteesiprotsess toimub ultramikroheterogeensel tasemel. , peaaegu homogeenses süsteemis.
Tahkefaasilise orgaanilise sünteesi jaoks on vaja polümeeri alust - vaiku. S, mille külge linker on kinnitatud L. Esimesel etapil linkeri külge on kinnitatud substraadi molekul A.Molekul A immobiliseerib (st lakkab olemast liikuv), kuid säilitab võime reageerida teise reagendiga IN(2. etapp).
Toode AB jääb vaigule, võimaldades selle eraldada liigsest reaktiivist IN(ja kõrvalsaadused) lihtsa pesemise teel. (Saate lisada järjest uusi reaktiive, muutes järjest keerulisemaks algse substraadi A, peaasi, et linker jääb nendes reaktsioonides muutumatuks). Bifunktsionaalne linker L on valitud nii, et selle ühendus vaiguga S oli vastupidavam kui aluspinnaga A. Siis viimases etapis sihtühend AB saab vaigust eraldada, katkestades selle sideme linkeriga. On selge, et seos L-AB peab lõhenema kergetel tingimustel ilma ühendust ennast kahjustamata (side A-IN), ega linkeri kokkupuudet vaiguga (side L-S).
Seega ideaaljuhul saadakse puhas aine, pestes pärast iga etappi vaiku ja eraldades sideme kandjaga. Loomulik on arvata, et reagentide suure liia kasutamine ja sellele järgnev vaigust eraldamine võimaldab paljudel juhtudel nihutada keemilist tasakaalu sihtprodukti moodustumise suunas ja vähendada sünteesiaega. Tahkefaasilise orgaanilise sünteesi miinusteks on vajadus kasutada küllaltki suures koguses (2-30 ekvivalenti) reaktiive, raskusi sünteesi vaheproduktide tuvastamisel, aga ka modifitseeritud polümeerkandjate suhteliselt kõrget hinda, mille määrab linkeri maksumus.
Merrifieldi poolt orgaanilise sünteesi praktikasse tutvustatud klorometüleeritud polüstüreen (ristseotud väikese koguse divinüülbenseeniga), nn Merrifieldi vaik, on polümeersetest kandjatest kõige kättesaadavam.
Tahkefaasilise peptiidi sünteesi metoodika ja põhietapid
Väljatoodud ülesanne nõuab polümeerkandja sisestamist poogitud aminohappega reaktsioonisse asenduseks aktiveeritud heterotsükliga. Vaatleme üksikasjalikumalt polümeeri kandjatel immobiliseeritud aminohapete saamise metoodilist aspekti.
Lava1. N-kaitstud aminohappe immobiliseerimine polümeerkandjale.
Meie skeemi esimene samm on aminohappe immobiliseerimine polümeerkandjale. Kõrvalprotsesside, nagu oligopeptiidide moodustumise, vältimiseks on aminohape eelnevalt kaitstud. Tavaliselt kasutatakse N-kaitstud aminohappeid ning tekkiv side aminohappe ja kandja vahel on amiid- või estritüüpi.
Tahkefaasilises orgaanilises sünteesis kõige sagedamini kasutatavad aminorühma kaitsed on karbamaat-tüüpi kaitserühmad, tert-butoksükarbonüül (Boc) ja 9H-fluorenüülmetoksükarbonüülkaitse (Fmoc), X on kaitstud rühm:
Tuleb märkida, et kaitserühma valiku määrab kasutatud polümeerkandja tüüp. Kaitstud aminohapete immobiliseerimise tingimused on erinevat tüüpi polümeerkandjate puhul erinevad. Boc-aminohapete immobiliseerimine Merrifieldi vaigule, mis on klorometüleeritud polüstüreen, viiakse läbi kohapeal tseesiumisoolade kujul, lisades tseesiumkarbonaadi suspensiooni dimetüülftalaadis (DMF) ja katalüütilises koguses kaaliumjodiidi. Reaktiivide liig kandja koguse suhtes valitakse igal üksikjuhul individuaalselt ja see on 1,5-4 ekvivalenti.
Fmoc aminohapete immobiliseerimine Wang polümeeri kandjale (X=O), et moodustada bensüül-tüüpi estri linker, viiakse läbi karbodiimiidi meetodil, kasutades diisopropüülkarbodiimiidi (DIC) 4-(dimetüülamino)püridiini (DMAP) juuresolekul. katalüsaator. Immobiliseerimisreaktsioon steeriliselt takistamatute aminohapetega toimub toatemperatuuril. Steeriliselt takistatud aminohapete immobiliseerimine nõuab reaktsiooni 40-60 °C juures 2 päeva jooksul ja korduvat immobiliseerimist (skeem 1). Fmoc immobiliseerimine - aminohapete viimine Rinki polümeerkandjale (X=NH) koos benshüdrüültüüpi amiidlinkeri moodustumisega viiakse läbi Castro reagendi (1H-1,2,3-bensotriasool-1-üüloksü) juuresolekul. tris-(dimetüülamino)fosfooniumheksafluorofosfaat (BOP), diisopropüületüülamiinalus (DIEA) ja 1-hüdroksübensotriasool (HOBt) katalüsaatorina. Reaktsioon kestab toatemperatuuril steeriliselt takistamata aminohapete korral 2 tundi ja steeriliselt takistatud aminohapete korral 4-6 tundi.
2. etapp.Kaitstud aminohappe kaitse eemaldamine polümeerkandjal
Teises etapis (pärast kaitstud aminohappe immobiliseerimist) on vaja aminorühma aktiveerimiseks eemaldada kaitserühm. Boc- ja Fmoc-kaitse eemaldamise meetodid on erinevad. Aminohapete Boc-kaitse eemaldamine Merrifieldi vaigult viiakse läbi 50% trifluoroäädikhappega diklorometaanis poole tunni jooksul, nendes tingimustes jääb Merrifieldi linker puutumatuks.
Pärast kaitserühma eemaldamist pestakse vaiku trifluoroäädikhappe eemaldamiseks trietüülamiini lahusega. Aminohapete Fmoc-kaitse eemaldamine Wang (X=O) ja Rink (X=NH) kandjatelt viiakse läbi piperidiini 20% lahusega DMF-s 40-50 minuti jooksul.
Vaigu massi oluline vähenemine pärast Fmoc-kaitse eemaldamist võib olla aluseks kaitstud aminohapete immobilisatsiooniastme gravimeetrilisele määramisele tahkefaasilise sünteesi esimeses etapis. Vaiku on soovitatav järjestikku töödelda piperidiini lahusega dimetüülftalaadis - esmalt 5-10 minutit, seejärel 30 minutit värskes lahuses. Pärast kaitse eemaldamist pestakse vaiku vähemalt 4 korda dimetüülftalaadiga, et eemaldada Fmoc-kaitse hävimisproduktid. Kaiseri testi abil on võimalik jälgida atsüülimisreaktsiooni kulgu kandjal või eemaldada aminorühmast kaitsefunktsioon.
3. etapp.Nukleofiilne asendus heterotsüklites, mis hõlmavad kandjale immobiliseeritud aminohapet
Järgmine samm, mille oleme kavandanud praktiliseks rakendamiseks, on aromaatse nukleofiilse asendusreaktsiooni läbiviimine; Poogitud aminohape toimib nukleofiilina ja aktiveeritud heterotsükkel on lahuses. Enamik nukleofiilseid asendusreaktsioone kandjates ei erine oma teostuses vedelfaasis toimuvatest reaktsioonidest. Siiski tuleb meeles pidada, et protsessi temperatuur ei tohiks ületada 120 °C, millest kõrgemal hakkab kanduri polüstüreeni alus riknema. Kandjal läbiviidud reaktsiooni tingimustes peab ka linker säilima.
Sobivate aktiveeritud heterotsükliliste substraatide valimisel tuleks arvesse võtta heterotsüklis lahkuva rühma olemust.
4. etapp.Sihtühendi eemaldamine polümeerkandjatelt
Enamik tahkefaasilise orgaanilise sünteesi linkereid lõhustatakse happelises keskkonnas. Linkerite happekindlus väheneb järsult Merrifieldi vaigult Wangi ja Rinki vaigule üleminekul. Rink linker lõhustatakse leebemates tingimustes (10–20% CF3COOH) kui Wang linker (50% CF3COOH). Merrifieldi vaik on nendes tingimustes passiivne ja selle lõhustamiseks kasutatakse ümberesterdamist NaOMe/MeOH lahuses, mis viib happeestri moodustumine.
Tuletagem veel kord meelde, et linkeri olemus määrab terminaalse funktsiooni tüübi substraadist eemaldatud saadud molekulis. Wangi vaik toodab happeid ja Rinki vaik amiide.
Selle tahkefaasilise peptiidi sünteesi skeemi eelised:
1. Üksikute graanulitega saab siduda erinevaid lähteühendeid. Seejärel segatakse need helmed nii, et kõik lähteühendid saaksid ühes katses reagendiga reageerida. Selle tulemusena moodustuvad üksikutel graanulitel reaktsiooniproduktid. Enamasti viib lähteainete segamine traditsioonilises vedelkeemias tavaliselt tõrgeteni – toodete polümerisatsiooni või vaigustumiseni. Tahketel aluspindadel tehtud katsed välistavad need mõjud.
2. Kuna lähtematerjalid ja tooted on seotud tahke kandjaga, saab üleliigseid reaktiive ja mitteseotud tooteid polümeerse tahke kandja küljest kergesti maha pesta.
3. Reaktsiooni lõpuleviimiseks võib kasutada suuri reaktiivide liiasid (üle 99%), kuna need üleliigsed kogused on kergesti eraldatavad.
4. Kasutades väikeseid laadimismahtusid (alla 0,8 mmol substraadi grammi kohta), saab soovimatud kõrvalreaktsioonid kõrvaldada.
5. Reaktsioonisegu vaheühendid on seotud graanulitega ja neid ei ole vaja puhastada.
6. Katse lõpus saab eraldada üksikud polümeeri graanulid ja nii saadakse üksikud tooted.
7. Polümeersubstraati saab regenereerida juhtudel, kui on valitud purunemistingimused ja sobivad ankurrühmad - linkerid.
8. Tahkefaasilise sünteesi automatiseerimine on võimalik.
Tahkefaasilise sünteesi läbiviimiseks on lisaks reaktsioonitingimustes inertse lahustumatu polümeerkandja olemasolule vajalikud tingimused:
Ankru või linkeri olemasolu on keemiline funktsioon, mis tagab substraadi ühenduse rakendatava ühendiga. See peab olema vaiguga kovalentselt seotud. Ankur peab olema ka reaktiivne funktsionaalrühm, et substraadid saaksid sellega suhelda.
Substraadi ja linkeri vahel moodustunud side peab olema reaktsioonitingimustes stabiilne.
Peab olema viise, kuidas katkestada toote või vaheühendi side linkeriga.
