Պինդ փուլային սինթեզը կամ պինդ փուլային տեխնոլոգիան, որը հաճախ կոչվում է կերամիկա, ամենատարածվածն է գիտության և արդյունաբերության տարբեր ճյուղերի համար անօրգանական նյութերի արտադրության մեջ: Դրանք ներառում են միջուկային վառելիք, տիեզերական տեխնոլոգիաների նյութեր, ռադիոէլեկտրոնիկա, գործիքավորում, կատալիզատորներ, հրակայուն նյութեր, բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչներ, կիսահաղորդիչներ, ֆերրո և պիեզոէլեկտրիկներ, մագնիսներ, տարբեր կոմպոզիտներ և շատ ուրիշներ:

Պինդ փուլային սինթեզը հիմնված է քիմիական ռեակցիաների վրա, որոնցում ռեակտիվներից առնվազն մեկը գտնվում է պինդ նյութի տեսքով: Նման ռեակցիաները կոչվում են տարասեռ կամ պինդ փուլ։ Պինդ փուլային փոխազդեցությունը, ի տարբերություն հեղուկ կամ գազային միջավայրում տեղի ունեցող ռեակցիաների, բաղկացած է երկու հիմնարար գործընթացներից՝ բուն քիմիական ռեակցիայից և նյութի տեղափոխումից ռեակցիայի գոտի:

Պինդ վիճակի ռեակցիաները, որոնք ներառում են բյուրեղային բաղադրիչներ, բնութագրվում են դրանց ատոմների կամ իոնների սահմանափակ շարժունակությամբ և բազմաթիվ գործոններից բարդ կախվածությամբ: Դրանք ներառում են, ինչպիսիք են արձագանքող պինդ մարմինների քիմիական կառուցվածքը և հարակից ռեակտիվությունը, արատների բնույթն ու կոնցենտրացիան, ռեակցիայի գոտու մակերեսի վիճակը և մորֆոլոգիան, փոխազդող ռեակտիվների շփման տարածքը, նախնական մեխանոքիմիական ակտիվացումը և մի շարք մյուսները. Վերոնշյալ բոլորը որոշում են տարասեռ ռեակցիաների մեխանիզմների բարդությունը: Տարասեռ ռեակցիաների ուսումնասիրությունը հիմնված է պինդ վիճակի քիմիայի, պինդ մարմինների մակերեսի քիմիական ֆիզիկայի և ֆիզիկական քիմիայի վրա, թերմոդինամիկայի և կինետիկայի օրենքների վրա։

Հաճախ պինդ վիճակի ռեակցիաների մեխանիզմը գնահատվում է միայն այն հիմքի վրա, որ փոխազդեցության աստիճանի փորձնական տվյալները՝ որպես ժամանակի ֆունկցիա, լավագույնս նկարագրվում են որևէ կոնկրետ կինետիկ մոդելի և համապատասխան կինետիկ հավասարման միջոցով: Այս մոտեցումը կարող է հանգեցնել ոչ ճիշտ եզրակացությունների։

Պինդ վիճակում գտնվող նյութերի գործընթացները մի շարք կարևոր տարբերություններ ունեն հեղուկների կամ գազերի գործընթացներից: Այս տարբերությունները, առաջին հերթին, կապված են պինդ մարմիններում զգալիորեն (մի քանի կարգով) ցածր դիֆուզիայի արագության հետ, ինչը կանխում է համակարգում բաղադրիչների կոնցենտրացիայի միջինացումը և, հետևաբար, հանգեցնում է տեղի ունեցող գործընթացների տարածական տեղայնացմանը: Տարածական տեղայնացումը, իր հերթին, հանգեցնում է նրան, որ գործընթացների դիտարկվող կինետիկային նպաստում են և՛ պրոցեսի հատուկ արագությունը (կամ դիֆուզիոն գործակիցը), և՛ ռեակցիայի գոտու երկրաչափությունը։ Երկրաչափական գործոններով որոշվող պինդ փուլային պրոցեսների նման առանձնահատկությունները կոչվում են տեղաքիմիական։ Բացի այդ, քանի որ քննարկվող փոխակերպումները տարածականորեն տեղայնացված են, դրանց արագությունը կարող է որոշվել և՛ գործընթացներով, որոնք գտնվում են փուլային սահմանում (ռեակցիայի վերահսկում), և՛ այս միջերեսին որևէ բաղադրիչի մատակարարման կամ արտադրանքի հեռացման արագությամբ ( ժ) (դիֆուզիոն հսկողություն). Պարզ համակարգերի այս դեպքերը, որոնց համար մոդելի ենթադրությունները բավարարված են, կարող են փորձարարական կերպով նույնականացվել փոխակերպման աստիճանի ժամանակային կախվածության ձևով: Պինդ մարմիններում փուլային փոխակերպումների մեկ այլ առանձնահատկություն կապված է այն փաստի հետ, որ պինդ մատրիցում նոր փուլային միջուկի ձևավորումն առաջացնում է վերջինիս առաձգական լարումների առաջացումը, որոնց էներգիան որոշ դեպքերում պետք է հաշվի առնել թերմոդինամիկան դիտարկելիս։ այս փոխակերպումների.

Պինդ փուլային պրոցեսների կինետիկայի և այս եղանակով ստացված նյութերի միկրոկառուցվածքի վրա ազդող գործոնների մեծ քանակությունը նույնպես որոշում է այս գործընթացների դասակարգման տեսակների բազմազանությունը: Այսպիսով, հաշվի առնելով համակարգի կայունությունը տարբեր տեսակների տատանումների նկատմամբ՝ տարասեռ (այն համակարգերի դեպքում, որոնք կայուն են զբաղեցրած ծավալի փոքր տատանումներից և անկայուն են մեծերի նկատմամբ) և միատարր (անկայուն համակարգերի դեպքում. մինչև փոքր տատանումները) գործընթացները առանձնանում են. Տարասեռ պրոցեսների համար, որպես օրինակ, կարելի է բերել փոխակերպումներ, որոնք ընթանում են միջուկների ձևավորման և աճի մեխանիզմի համաձայն, միատարր պրոցեսների համար՝ կարգի-անկարգությունների որոշ անցումներ և պինդ լուծույթների ողնաշարային տարրալուծում։

Տարասեռ պրոցեսների դեպքում անհրաժեշտ է տարբերել տարասեռ և միատարր միջուկավորումը տարասեռ և միատարր գործընթացներից։ Տարասեռ միջուկավորումը վերաբերում է կառուցվածքային թերությունների վրա միջուկների ձևավորմանը (ներառյալ կետային թերությունները, տեղահանումները և փուլային սահմանները); համասեռ միջուկացում - պինդ փուլի առանց արատների ծավալում միջուկների ձևավորում:

Վերլուծելով պինդ փուլային փոխակերպման արդյունքը՝ կարելի է տարբերակել միաֆազ և բազմաֆազ միջուկները։ Բազմաֆազ միջուկների դեպքում պրոցեսի արդյունքը բազմաֆազ գաղութ է, որն ունի բնորոշ միկրոկառուցվածք, որը որոշվում է ձևավորված փուլերի սահմանի մակերեսային էներգիայով. Այս տեսակի պրոցեսները կոչվում են ընդհատվող՝ ի տարբերություն միաֆազ միջուկների առաջացման և աճի շարունակական գործընթացների։

Պինդ փուլային փոխակերպումների դասակարգման մեկ այլ եղանակ հիմնված է սկզբնական փուլի կազմի և ռեակցիայի արտադրանքի կազմի համեմատության վրա: Եթե ​​համընկնում են, ապա խոսում են դիֆուզիոն պրոցեսների մասին, իսկ եթե կազմը փոխվում է, ապա խոսում են դիֆուզիայի մասին։ Ավելին, օգտակար է ոչ դիֆուզիոն պրոցեսներից տարբերել կոոպերատիվ գործընթացները (օրինակ՝ մարտենզիտային փոխակերպումը), որոնք տեղի են ունենում սկզբնական փուլի մեծ ծավալում ատոմների միաժամանակյա թեթև տեղաշարժի միջոցով։

Դիֆուզիոն ֆազային փոխակերպումները կարող են տարբերվել գործընթացի ընթացքում փոփոխվող իրենց թերմոդինամիկական բնութագրերի տեսակից:

Առաջին տեսակի փոխակերպումները գործընթացներ են, որոնցում ջերմաստիճանի կամ ճնշման նկատմամբ քիմիական ներուժի ածանցյալների փոփոխություն է տեղի ունենում: Սա ենթադրում է կտրուկ փոփոխություն այնպիսի թերմոդինամիկական պարամետրերի փուլային անցման ժամանակ, ինչպիսիք են էնտրոպիան, ծավալը, էնթալպիան և ներքին էներգիան։ Երկրորդ տեսակի փոխակերպումների ժամանակ քիմիական ներուժի առաջին ածանցյալները ինտենսիվ պարամետրերի նկատմամբ չեն փոխվում, բայց փոխվում են ավելի բարձր կարգի ածանցյալները (սկսած երկրորդից): Այս գործընթացներում, համակարգի շարունակական էնտրոպիայի և ծավալի դեպքում, տեղի է ունենում Գիբսի էներգիայի երկրորդ ածանցյալներով արտահայտված քանակների կտրուկ փոփոխություն՝ ջերմային հզորություն, ջերմային ընդարձակման գործակից, սեղմելիություն և այլն։

Երկու փուլերի միջև պինդ փուլային ռեակցիաները (երեք կամ ավելի փուլերի միջև շփումները քիչ հավանական են, և համապատասխան գործընթացները կարող են ներկայացվել որպես մի քանի երկփուլ ռեակցիաների համակցություն) դիֆուզիոն գործընթացներ են և կարող են լինել տարասեռ կամ միատարր՝ ինչպես տարասեռ, այնպես էլ միատարր միջուկներով։ . Նման ռեակցիաներում հնարավոր են միատարր պրոցեսներ և միատարր միջուկային պրոցեսներ, օրինակ՝ մետաստաբիլ պինդ լուծույթի առաջացման դեպքում՝ դրա հետագա տարրալուծմամբ (այսպես կոչված՝ ներքին ռեակցիաներ)։ Նման գործընթացների օրինակ կարող է լինել ներքին օքսիդացումը:

Պինդ վիճակի փոխակերպման թերմոդինամիկական հավասարակշռության պայմանը, ինչպես ցանկացած այլ քիմիական փոխակերպման դեպքում, բաղադրիչների քիմիական պոտենցիալների հավասարությունն է սկզբնական նյութերում և ռեակցիայի արտադրանքներում: Երկու պինդ փուլերի փոխազդեցության դեպքում քիմիական պոտենցիալների այս հավասարությունը կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով. 2) տարբեր բյուրեղային կառուցվածքով նոր փուլերի ձևավորում (որը, ըստ էության, սովորաբար կոչվում է պինդ փուլային ռեակցիա), և քանի որ բաղադրիչի քիմիական ներուժը բազմաֆազ համակարգի տարբեր փուլերում կախված չէ դրանց քանակից. յուրաքանչյուր փուլի հավասարակշռությունը հնարավոր է հասնել միայն սկզբնական փուլերի ամբողջական փոխակերպմամբ: Պինդ փուլային ռեակցիաների մեխանիզմի մասին ամենահուսալի տեղեկատվությունը ստացվում է բարդ օգտագործմամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս միաժամանակ դիտարկել արձագանքող համակարգի մի քանի պարամետր, ներառյալ փուլային կազմը, ջերմային էֆեկտները, զանգվածի փոփոխությունները և այլն:

Պինդ վիճակում ռեակցիաների թերմոդինամիկական տեսությունը առաջարկվել է Վագների կողմից և հետագայում մշակվել Շմալցրիդի կողմից՝ օգտագործելով ավելացման ռեակցիաների օրինակը։

Մինչ օրս տարասեռ ռեակցիաների լայն տեսականի միասնական դասակարգում չկա: Դա պայմանավորված է նման համընդհանուր դասակարգման համար որպես հիմք չափանիշ ընտրելու դժվարությամբ: Ըստ քիմիական չափանիշների՝ ռեակցիաները բաժանվում են օքսիդացման, վերացման, տարրալուծման, համակցման, փոխանակման և այլնի ռեակցիաների։ Նշված չափանիշի հետ մեկտեղ լայնորեն կիրառվում է որպես ռեակտիվների ֆիզիկական վիճակի հիմնական չափանիշ.

Բոլոր տարասեռ ռեակցիաների բնորոշ առանձնահատկությունը ռեակցիայի գոտու փուլային սահմանին առկայությունն ու տեղայնացումն է։ Ռեակցիայի գոտին, որպես կանոն, փոքր հաստությամբ բաժանում է տարածության երկու շրջան՝ զբաղեցված տարբեր կազմի և տարբեր հատկություններով նյութերով։ Ռեակցիայի գոտու առաջացման պատճառները սովորաբար բաժանվում են երկու խմբի՝ դիֆուզիոն պրոցեսների հարաբերական դանդաղություն և քիմիական պատճառներ։ Վերջին խումբը պայմանավորված է ատոմների կամ մոլեկուլների բարձր ռեակտիվությամբ, որոնք տեղակայված են պինդ ռեագենտի մակերեսին կամ երկու գոյություն ունեցող փուլերի միջերեսին: Հայտնի է, որ պինդ կամ հեղուկ նյութի մակերեսն ունի հատկություններ, որոնք տարբերվում են կոմպակտ նմուշի զանգվածային հատկություններից։ Սա հատուկ է դարձնում ինտերֆեյսի հատկությունները: Այստեղ է, որ տեղի է ունենում բյուրեղային փաթեթավորման զգալի վերադասավորում, երկու բյուրեղային ցանցերի միջև լարվածությունը նվազում է, և քիմիական բաղադրությունը փոխվում է։

Քանի որ զանգվածի փոխանցումն իրականացվում է դիֆուզիայի միջոցով, և պինդ մասնիկների դիֆուզիոն շարժունակությունը կախված է դրա կառուցվածքի թերիությունից, կարելի է ակնկալել թերությունների զգալի ազդեցություն պինդ փուլային ռեակցիաների մեխանիզմի և կինետիկայի վրա: Այս փուլը նախորդում է միջերեսային միջերեսում ռեակտիվների փոխակերպման քիմիական փուլին: Այսպիսով, տարասեռ ռեակցիաների կինետիկան որոշվում է ինչպես բուն քիմիական ռեակցիայի ընթացքի բնույթով, այնպես էլ նյութը ռեակցիայի գոտի հասցնելու եղանակով։ Վերոնշյալի համաձայն, ռեակցիաների արագությունը կսահմանափակվի քիմիական փուլով (քիմիական կինետիկա) կամ դիֆուզիոն (դիֆուզիոն կինետիկա): Նման երեւույթ իրականում նկատվում է.

Ըստ Վագների՝ դիֆուզիան և, հետևաբար, պինդ մարմիններում ռեակցիան իրականացվում է հիմնականում իոնների և էլեկտրոնների շարժունակության շնորհիվ՝ ցանցի ոչ հավասարակշռված վիճակի պատճառով։ Ցանցի տարբեր իոնները նրանում շարժվում են տարբեր արագություններով։ Մասնավորապես, անիոնների շարժունակությունը դեպքերի ճնշող մեծամասնությունում աննշան է՝ համեմատած կատիոնների շարժունակության հետ։ Ուստի դիֆուզիան և, համապատասխանաբար, ռեակցիան պինդ մարմիններում իրականացվում է կատիոնների շարժման շնորհիվ։ Այս դեպքում ի տարբերություն կատիոնների դիֆուզիան կարող է գնալ նույն ուղղությամբ կամ դեպի միմյանց: Տարբեր լիցքավորված կատիոնների դեպքում էլեկտրոնների շարժման շնորհիվ պահպանվում է համակարգի էլեկտրաչեզոքությունը։ Տարբեր լիցքավորված կատիոնների շարժման արագությունների տարբերության պատճառով համակարգում առաջանում է էլեկտրական պոտենցիալ։ Արդյունքում, ավելի շատ շարժական իոնների շարժման արագությունը նվազում է և, ընդհակառակը, պակաս շարժունակության համար: ավելանում է. Այսպիսով, ստացված էլեկտրական պոտենցիալը կարգավորում է իոնների դիֆուզիայի արագությունները։ Վերջինս և դրանով որոշված ​​արագությունը պինդ վիճակում փոխակերպման ողջ գործընթացի համար կարելի է հաշվարկել էլեկտրոնային հաղորդունակության և փոխանցման թվերի հիման վրա: Ակնհայտ է, որ իոնների ուղղորդված դիֆուզիան հնարավոր է միայն էլեկտրական դաշտում կամ համակարգում կոնցենտրացիայի գրադիենտի առկայության դեպքում:

Պինդ վիճակում նյութերի սինթեզում հաճախ անհրաժեշտ է լինում վերահսկել ոչ միայն ստացված արտադրանքի քիմիական (տարրական և փուլային) բաղադրությունը, այլև դրա միկրոկառուցվածքային կազմակերպումը։ Սա պայմանավորված է ինչպես քիմիական (օրինակ՝ ակտիվություն պինդ փուլային ռեակցիաներում), այնպես էլ բազմաթիվ ֆիզիկական (մագնիսական, էլեկտրական, օպտիկական և այլն) հատկությունների ուժեղ կախվածությամբ՝ տարբեր հիերարխիկ մակարդակներում պինդ մարմնի կառուցվածքային կազմակերպման բնութագրերից: Այս մակարդակներից առաջինը ներառում է պինդ նյութի տարրական բաղադրությունը և տարածության մեջ տարրերի ատոմների փոխադարձ դասավորության մեթոդը՝ բյուրեղային կառուցվածքը (կամ ամորֆ պինդ մարմիններում ատոմների մոտակա համակարգման միջավայրի առանձնահատկությունները), ինչպես նաև կազմը և կետային թերությունների համակենտրոնացում. Որպես պինդ մարմնի կառուցվածքի հաջորդ մակարդակ, մենք կարող ենք դիտարկել ընդլայնված արատների բաշխումը բյուրեղում, որը որոշում է այն շրջանների չափերը, որոնցում (կետային արատների առկայության համար շտկված) նկատվում է թարգմանական համաչափություն ատոմների դասավորության մեջ: . Նման շրջանները կարելի է համարել կատարյալ միկրոբյուրեղներ և կոչվում են համահունչ ցրման շրջաններ։ Խոսելով համահունչ ցրման շրջանների մասին՝ պետք է հիշել, որ դրանք, ընդհանուր առմամբ, համարժեք չեն պինդ փուլային նյութ կազմող կոմպակտ մասնիկների, որոնք կարող են պարունակել զգալի թվով ընդլայնված արատներ և, հետևաբար, կոհերենտ շրջաններ։ ցրում. Կոհերենտ ցրման շրջանների համընկնումը մասնիկների հետ (որոնք այս դեպքում կոչվում են մեկ տիրույթ) սովորաբար դիտվում է միայն վերջիններիս բավական փոքր (100 նմ-ից պակաս) չափերի դեպքում։ Հետագա կառուցվածքային մակարդակները կարող են կապված լինել փոշի կամ կերամիկական նյութը ձևավորող մասնիկների ձևի և չափերի բաշխման, դրանց ագրեգացման, առաջնային ագրեգատների ագրեգացման և այլնի հետ:

Կոշտ ֆազային նյութերի տարբեր կիրառություններ ունեն տարբեր, հաճախ հակասական պահանջներ վերը թվարկված կառուցվածքային բնութագրերի համար և, հետևաբար, պահանջում են տարբեր սինթետիկ մեթոդներ: Հետևաբար, ավելի ճիշտ է խոսել ոչ թե պինդ փուլային նյութերի, այլ պինդ փուլային նյութերի սինթեզի մեթոդների մասին և յուրաքանչյուր դեպքում ընտրել սինթեզի մեթոդ՝ հաշվի առնելով ստացված արտադրանքի հետագա կիրառման դաշտը։

Ընդհանուր դեպքում, պինդ ֆազային նյութերի սինթեզի մեթոդները կարելի է դասակարգել ըստ օգտագործվող քիմիական պրոցեսների հոսքի թերմոդինամիկական հավասարակշռության պայմաններից դրանց հեռավորության։ Ընդհանուր օրենքների համաձայն, հավասարակշռությունից հնարավորինս հեռու վիճակին համապատասխանող պայմաններում նկատվում է միջուկացման արագության զգալի գերազանցում ձևավորված միջուկների աճի տեմպերի նկատմամբ, ինչը ակնհայտորեն հանգեցնում է առավել ցրված արտադրանքի ստացմանը: Թերմոդինամիկական հավասարակշռության մոտ գործընթացն իրականացնելու դեպքում արդեն ձևավորված միջուկների աճը տեղի է ունենում ավելի արագ, քան նորերի ձևավորումը, ինչն իր հերթին հնարավորություն է տալիս ստանալ խոշորահատիկ (սահմանափակ դեպքում՝ միաբյուրեղային) նյութեր։ Բյուրեղների աճի տեմպերը նույնպես մեծապես որոշվում են դրանցում ընդլայնված (ոչ հավասարակշռված) արատների կոնցենտրացիայով։

Համակցված սինթեզը կարող է իրականացվել ոչ միայն լուծույթով (հեղուկ-ֆազային սինթեզ), այլև պինդ քիմիապես իներտ փուլի մակերեսի վրա։ Այս դեպքում առաջին մեկնարկային նյութը քիմիապես «կարվում» է պոլիմերային կրիչի մակերեսի ֆունկցիոնալ խմբերին (առավել հաճախ օգտագործվում է էսթեր կամ ամիդային կապ) և մշակվում է երկրորդ ելանյութի լուծույթով, որը վերցվում է. զգալի ավելցուկ, որպեսզի ռեակցիան ավարտվի: Ռեակցիայի այս ձևում որոշակի հարմարություն կա, քանի որ արտադրանքի մեկուսացման տեխնիկան հեշտացված է. պոլիմերը (սովորաբար հատիկների տեսքով) պարզապես զտվում է, մանրակրկիտ լվանում երկրորդ ռեագենտի մնացորդներից, և թիրախային միացությունը քիմիապես անջատված է դրանից:

Օրգանական քիմիայում չկա մեկ ռեակցիա, որը գործնականում ցանկացած դեպքում ապահովում է թիրախային արտադրանքի քանակական ելք: Միակ բացառությունը, ըստ երևույթին, թթվածնի մեջ օրգանական նյութերի ամբողջական այրումն է բարձր ջերմաստիճանում մինչև CO 2 և H 2 O: Հետևաբար, թիրախային արտադրանքի մաքրումը միշտ անփոխարինելի և հաճախ ամենադժվար և ժամանակատար խնդիրն է: Հատկապես դժվար խնդիր է պեպտիդների սինթեզի արտադրանքի մեկուսացումը, օրինակ՝ պոլիպեպտիդների բարդ խառնուրդի առանձնացումը։ Հետևաբար, հենց պեպտիդների սինթեզում է, որ առավել լայնորեն կիրառվում է պինդ պոլիմերային սուբստրատի վրա սինթեզի մեթոդը, որը մշակվել է 1960-ականների սկզբին R.B. Merifield-ի կողմից:

Մերրիֆիլդի մեթոդի պոլիմերային կրիչը հատիկավոր խաչաձեւ կապակցված պոլիստիրոլ է, որը պարունակում է բենզոլային օղակներում քլորոմեթիլ խմբեր, որոնք կապողներ են, որոնք կապում են հենարանը պոլիպեպտիդի առաջին ամինաթթվի մնացորդի հետ: Այս խմբերը փոխակերպում են պոլիմերը բենզիլ քլորիդի ֆունկցիոնալ անալոգի և նրան հնարավորություն են տալիս հեշտությամբ ձևավորել էսթերային կապեր կարբոքսիլատ անիոնների հետ ռեակցիայի ժամանակ: Նման խեժի խտացումը N- պաշտպանված ամինաթթուներով հանգեցնում է համապատասխան բենզիլ էսթերների առաջացմանը։ N-պաշտպանության հեռացումը տալիս է պոլիմերին կովալենտորեն կապված առաջին ամինաթթվի C- պաշտպանված ածանցյալը: Ազատված ամինախմբի ամինոասիլացումը երկրորդ ամինաթթվի N- պաշտպանված ածանցյալով, որին հաջորդում է N-պաշտպանության հեռացումը, հանգեցնում է պոլիմերի հետ կապված նմանատիպ դիպեպտիդային ածանցյալի.

Նման երկաստիճան ցիկլը (ապապաշտպանություն - ամինոացիլացիա) սկզբունքորեն կարող է կրկնվել այնքան անգամ, որքան պահանջվում է տվյալ երկարության պոլիպեպտիդային շղթա կառուցելու համար։

Մերիֆիլդի գաղափարների հետագա զարգացումն ուղղված էր, առաջին հերթին, սուբստրատների համար նոր պոլիմերային նյութերի որոնմանն ու ստեղծմանը, արտադրանքի տարանջատման մեթոդների մշակմանը և պոլիպեպտիդների սինթեզի ամբողջ ցիկլի համար ավտոմատացված կայանքների ստեղծմանը:

Մերիֆիլդի մեթոդի արդյունավետությունը ապացուցվել է մի շարք բնական պոլիպեպտիդների, մասնավորապես ինսուլինի հաջող սինթեզով։ Հատկապես հստակորեն դրա առավելությունները ցուցադրվել են ռիբոնուկլեազ ֆերմենտի սինթեզի օրինակով։ Այսպես, օրինակ, զգալի ջանքերի գնով, մի քանի տարիների ընթացքում Հիրշմանը և 22 աշխատակիցները իրականացրել են ռիբոնուկլեազ ֆերմենտի (124 ամինաթթուների մնացորդ) սինթեզը՝ օգտագործելով ավանդական հեղուկ փուլային մեթոդներ։ Գրեթե միաժամանակ նույն սպիտակուցը ստացվել է ավտոմատացված պինդ ֆազային սինթեզի միջոցով։ Երկրորդ դեպքում սինթեզը, որը ներառում էր ընդհանուր առմամբ 11931 տարբեր վիրահատություններ, այդ թվում՝ 369 քիմիական ռեակցիաներ, իրականացվել է երկու մասնակիցների կողմից (Gatte և Merrifield) ընդամենը մի քանի ամսում։

Մերրիֆիլդի գաղափարները հիմք են ծառայել տարբեր կառուցվածքների պոլիպեպտիդների գրադարանների կոմբինատոր սինթեզի տարբեր մեթոդների ստեղծման համար։

Այսպիսով, 1982 թվականին առաջարկվեց պեպտիդների բազմաստիճան զուգահեռ սինթեզի բնօրինակ ռազմավարություն պինդ փուլում, որը հայտնի է որպես «բաժանման մեթոդ» ( պառակտել- պառակտում, բաժանում) կամ «խառնել և բաժանել» մեթոդը (նկ. 3): Դրա էությունը հետեւյալն է. Ենթադրենք, որ երեք ամինաթթուներից (A, B և C) պետք է ստանալ տրիպեպտիդների բոլոր հնարավոր համակցությունները։ Դրա համար պինդ պոլիմերային կրիչի (P) հատիկները բաժանվում են երեք հավասար մասերի և մշակվում ամինաթթուներից մեկի լուծույթով։ Այս դեպքում բոլոր ամինաթթուները քիմիապես կապված են պոլիմերի մակերեսին իրենց ֆունկցիոնալ խմբերից մեկով։ Ստացված երեք կարգի պոլիմերները մանրակրկիտ խառնվում են, և խառնուրդը կրկին բաժանվում է երեք մասի։ Այնուհետև յուրաքանչյուր մասը, որը պարունակում է բոլոր երեք ամինաթթուները հավասար քանակությամբ, կրկին մշակվում է նույն երեք ամինաթթուներից մեկով և ստացվում է ինը դիպեպտիդ (յուրաքանչյուրը երեք արտադրանքի երեք խառնուրդ): Մեկ այլ խառնումը, բաժանումը երեք հավասար մասերի և ամինաթթուներով մշակումը տալիս է ցանկալի 27 տրիպեպտիդ (ինը արտադրանքի երեք խառնուրդ) ընդամենը ինը փուլով, մինչդեռ դրանք առանձին ստանալու համար կպահանջվի 27 × 3 = 81 փուլի սինթեզ:

«Կենսաբան. ամսագիր Հայաստան, 1 (65), 2013 ԽՈԶԻ ԱՏՐԻՈՒՄԻՑ ՄԵԿՈՒՍԱԾ ՍՐՏԱԿՏԻՎ ՊԵՊՏԻԴԻ ՊԻՐՖԱԶ ՍԻՆԹԵԶ Գ.Ս. ՉԱԼՅԱՆԻ Կենսաքիմիայի ինստիտուտ. Բունյաթյան ՀՀ ԳԱԱ...»

Փորձարարական և տեսական հոդվածներ

Փորձարարական և տեսական հոդվածներ

Կենսաբան. ամսագիր Հայաստան, 1 (65), 2013 թ

ՍՐՏԱՅԻՆ ՊԵՊՏԻԴԻ պինդ փուլային սինթեզ,

մեկուսացված է Խոզի ԱՏՐԻՈՒՄԻՑ

Գ.Ս. ՉԱԻԼՅԱՆ

Կենսաքիմիայի ինստիտուտ. Բունյաթյան ՀՀ ԳԱԱ

[էլփոստը պաշտպանված է]

Հետազոտությունները շարունակելու նպատակով ակ. Գալոյան, մի շարք փորձեր կատարեցինք խոզի սրտի նախասրտերից և ականջի հատվածներից նոր մեկուսացված պեպտիդային միացությունների մեկուսացման, մաքրման և կենսաբանական կողմնորոշումը որոշելու համար: Կենսաթեստեր անցկացնելու համար անհրաժեշտ էր ձեռք բերել ուսումնասիրված նմուշների նախապատրաստական ​​քանակությունները։ Դրա համար օգտագործեցինք պեպտիդների պինդ փուլային սինթեզի մեթոդը՝ դրա հետագա փոփոխությամբ։ Սինթեզված պատրաստուկների մաքրությունը և նույնականությունը ստուգվել են բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատագրման և զանգվածային սպեկտրային վերլուծության միջոցով:

Պինդ փուլի սինթեզ - fmoc-amino թթուներ - HPLC - ֆենիլիզոթիոցիանատ - զանգվածային սպեկտրային վերլուծություն.

fmoc- – – Գալոյանի կողմից հաստատված հետագա ուսումնասիրությունների համար իրականացվել են խոզերի նախասրտերից մեկուսացված պեպտիդների մեկուսացման, մաքրման և կենսաբանական ուղղության որոշման փորձերի շարք: Կենսաթեստերի կատարման համար պահանջվել է նմուշների նախապատրաստական ​​քանակություն: Օգտագործվել է պինդ ֆազային պեպտիդների սինթեզի փոփոխված մեթոդ: Սինթեզված պեպտիդների մաքրությունը և նույնականությունը որոշվել են HPLC-ով և զանգվածային սպեկտրային վերլուծությամբ:

Պինդ ֆազային սինթեզ – բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատոգրաֆիա – զանգվածային սպեկտրոմետրիա – fmoc-aminoacids – cardiopeptides – atria Գալոյանը և ուրիշներ ուսումնասիրել են հիպոթալամուսի նյարդահորմոնների կարգավորման ուղիները և գործողության մեխանիզմները օրգանիզմի տարբեր պրոցեսների վրա։

Նման համակարգի փոխկապակցված, փոխկապակցված, ամբողջական գործունեության գաղափարի հաստատումը, ինչպիսին է հիպոթալամուս - հիպոֆիզի գեղձ - մակերիկամներ, շրջադարձային կետ էր էնդոկրինոլոգիայում: Այս հայեցակարգի համալրում Գալոյանի կողմից առաջ քաշված հիպոթալամուս-հիպոֆիզ գեղձի փոխազդեցության վերաբերյալ ՍՐՏԱՅԻՆ ԱԿՏԻՎ ՊԵՊՏԻԴԻ ԿՈՆԴ-ՓԱԶ ՍԻՆԹԵԶ, որը մեկուսացված է տուալ եռյակի Խոզի ԱՏՐԻՈՒՄԻՑ.

– սիրտը, հսկայական գիտական ​​նվաճում է: Այնուհետև հայտնաբերվեց նոր հյուսվածք-թիրախ-սիրտ, ցուցադրվեց այս օրգանի՝ հատուկ պեպտիդների գործունեությունը վերահսկելու ունակությունը, ինչպես նաև այս պեպտիդների միջոցով հիպոթալամուսի և սրտի միջև հետադարձ կապի մեխանիզմի առկայությունը:

Սրտի ակտիվ միացությունների՝ K, C, G նեյրոհորմոնի և մի շարք այլ կենդանիների հիպոթալամուսի հայտնաբերումը ծառայեց որպես աշխատանքի սկիզբ ոչ միայն այս նեյրոհորմոնների գործողության մոլեկուլային մեխանիզմների ուսումնասիրության, այլ նաև որոնման վրա: սրտում նմանատիպ միացությունների համար: Սրտագործական սկզբունքների կենսաքիմիական և ֆիզիկաքիմիական հատկությունների համապարփակ ուսումնասիրության համար հիմք են հանդիսացել սրտի մկաններում 2 սրտային միացությունների առկայության տվյալները։ «C» նյարդահորմոնի մասնակցությունը գլիկոլիտիկ պրոցեսների կարգավորմանը և ցիկլային նուկլեոտիդների մակարդակին հաստատվել է PDE cAMP-ի, cAMP-ից կախված պրոտեին կինազի և այլնի արգելակման միջոցով: Ապացուցված է, որ այս միացությունը ցածր մոլեկուլային քաշ ունի և պատկանում է գլիկոպեպտիդներին:

Անալիտիկ քրոմատագրության և պեպտիդների սինթեզի լաբորատորիայում աշխատանքներ ենք կատարել խոզի սրտի նախասրտերից և ականջի հատվածներից պեպտիդային միացությունների մեկուսացման և մաքրման ուղղությամբ: Նախապատրաստական ​​HPLC-ով պեպտիդային ֆրակցիաների տարանջատման ժամանակ մենք մեկուսացրել և միատարր վիճակի ենք մաքրել պեպտիդային բնույթի 20 միացություններ: Կենսաբանական ֆոկուսը որոշելու համար բոլոր պատրաստուկները փորձարկվել են առնետների ԷՍԳ բաղադրիչների փոփոխության համար: Փորձերի արդյունքները ցույց են տվել, որ 7 միացություններ ունեն ԷՍԳ-ի որոշ բաղադրիչների վրա ազդեցության բազմակողմանի գործոններ:

Պեպտիդ No 7 ցույց է տվել ամենամեծ ակտիվությունը փոխելու R բաղադրիչի ամպլիտուդան, QRS համալիրի տեւողությունը, S ամպլիտուդը եւ այլ պարամետրեր։

Այս դեղամիջոցի գործողության կենսաբանական մեխանիզմներն ուսումնասիրելու համար անհրաժեշտություն է առաջացել ունենալ մեծ քանակությամբ փորձանմուշ։ Շնորհիվ այն բանի, որ կենսաբանական արտադրանքի մեկուսացման և մաքրման գործընթացը չափազանց անարդյունավետ է, աշխատատար, ժամանակատար և չի կարող ապահովել լավ վերարտադրելիություն, չափազանց կարևոր է դարձել այս դեղամիջոցի քիմիական սինթեզը: Վերլուծելով պեպտիդների քիմիական սինթեզի ոլորտում համաշխարհային գրականությունը՝ եկանք այն եզրակացության, որ մեզ համար ամենաօպտիմալը պինդ փուլային սինթեզի մեթոդն է՝ օգտագործելով fmoc պաշտպանված ամինաթթուներ։ Պինդ փուլի պեպտիդների սինթեզը, որը հայտնաբերվել է 1984 թվականին, ունի բազմաթիվ առավելություններ սովորական սինթեզի համեմատ արդյունավետության, ինչպես նաև հարմար մշակման և մաքրման առումով:

Օգտագործելով մի քանի տարբեր մեթոդներ՝ այս դեղամիջոցի հիդրոլիզ, ամինաթթուների ձևափոխում ֆենիլիզոթիոցիանատով, ստացանք թիվ 7 պեպտիդի ամինաթթվային բաղադրությունը։ Օգտագործելով զանգվածային սպեկտրային և NMR անալիզների տվյալները, Էդմոնի քայքայումը, մենք կարողացանք ստանալ ոչ միայն ամինաթթուների բաղադրությունը, այլև թիվ 7 պեպտիդի ամինաթթուների հաջորդականությունը։

Phe-Val-Pro-Ala-Met-Gly-Ile-Arg-Pro Արդյունավետ պինդ փուլի սինթեզի գործընթացը մեծապես կախված է դրա իրականացման համար տարբեր պայմանների ճիշտ ընտրությունից, ինչպիսիք են խեժի, լուծիչի և սինթեզի կինետիկայի ընտրությունը: Այս փոփոխականները ազդում են խեժի այտուցվածության աստիճանի և ամինաթթուների հետ դրա կապի, կապող վայրերի քանակի վրա, ինչը, ի վերջո, ազդում է պեպտիդի սինթեզի վրա որպես ամբողջություն։ Մենք հարմարեցրինք պինդ փուլային սինթեզի գործընթացը մեր ուսումնասիրված պեպտիդների հետ՝ հաշվի առնելով դրանց ամինաթթուների հաջորդականության առանձնահատկությունները։

Գ.Ս. ՉԱԻԼՅԱՆ Նյութ և մեթոդներ. Օգտագործված բոլոր ռեակտիվները, լուծիչները, խեժերը Advanced Chem Techcompany-ից են: Մենք օգտագործեցինք fmoc խմբեր՝ սինթեզի ընթացքում ամինաթթուների N-վերջնամասը պաշտպանելու համար, իսկ դիմեթիլֆորմամիդը (DMF)՝ որպես լուծիչ ամբողջ սինթեզի ընթացքում: Որպես հիմք օգտագործեցինք թթվային անկայուն 2-քլորոտիտիլ խեժ: Պաշտպանիչ fmoc խմբերի հեռացումն իրականացվել է DMF-ում պիպերիդինի լուծույթի միջոցով:

Սինթեզի գործընթացում շատ կարևոր է խեժի վրա առաջին ամինաթթվի վայրէջքը: 2 գրամ 2Cl-Trt խեժը լցրել են 10 մլ ներարկիչի մեջ։ DMF-ն ներարկվել է ներարկիչի մեջ, խեժը 15 րոպե թողել է ուռել: Դրանից հետո DMF-ն լվացվել է: Այնուհետև առաջին ամինաթթվի (fmoc-Pro) լուծույթը և ռեակցիայի ակտիվացնողը (DIPEA) ներարկվել են ներարկիչի մեջ 1 RESIN/1.2 FMOC-PRO/4DIPEA հարաբերակցությամբ: Առաջին ամինաթթվի տնկման ռեակցիան տևել է 3 ժամ։Սինթեզի համար շատ կարևոր պայման է առաջին ամինաթթվի տնկելուց հետո ազատ կապող նյութերի բացակայությունը, հետևաբար առաջին ամինաթթվի հետ կապվելուց հետո խեժը մշակվել է խառնուրդով։ մեթիլեն, DIPEA (դիիզոպրոպիլէթիլամին) և DMF 80DMF/15MEOH/5DIPEA հարաբերակցությամբ՝ հնարավոր մնացած ազատ ծայրերը արգելափակելու համար: Դրանից հետո խեժը 5 րոպե 5 անգամ լվացվել է DMF-ով։ Այնուհետև ամինաթթուները արգելափակվել են պիպերիդինի 30% լուծույթով DMF-ում 8 անգամ 5 րոպեի ընթացքում: Դրանից հետո խեժը 5 րոպե 5 անգամ լվացվել է DMF-ով։ Այս ցիկլը կրկնվել է պեպտիդի սինթեզի ողջ ընթացքում: Ամինաթթուների ավելացումից և արգելափակումից հետո յուրաքանչյուր քայլից հետո ռեակցիայի առաջընթացը վերահսկվում էր Կայզերի թեստի միջոցով, որը նինհիդրինի ռեակցիան է ազատ ամինո խմբի հետ՝ ձևավորելով բնորոշ մուգ կապույտ գույն: Այս թեստի շնորհիվ հնարավոր դարձավ քայլ առ քայլ վերահսկել ամինաթթուների բեռնման և արգելափակման ռեակցիաները:

Սինթեզված պեպտիդ թիվ 7-ի մաքրումն ու վերահսկումն իրականացվել է Ուոթերսից (ԱՄՆ) 2 բաղադրիչ նախապատրաստական ​​HPLC համակարգի վրա: Նմուշը ներարկելու համար օգտագործվել է Rheodyne ներարկիչ՝ 500 µl օղակի ծավալով: Հայտնաբերումն իրականացվել է 190–360 նմ միջակայքում։ Մենք օգտագործել ենք «Symmetry Si-100 C18» (4,6x250 մմ) սյունակ՝ հակադարձ փուլային HPLC-ի համար: Հոսքի արագությունը 50 մլ/րոպե էր: Օգտագործվել է գրադիենտ էլուենտ համակարգ H2O/ACN/TFA (98/2/0.1) / (0.100.0.1): Վերլուծության ժամանակը 15 րոպե: Ռեքրոմատոգրաֆիան իրականացվել է Knauer HPLC անալիտիկ համակարգի վրա: Օգտագործվել է XbridgeC18 սյունակ (2,6x150 մմ): Հայտնաբերումն իրականացվել է 214 նմ.

Ստացված տվյալները հաստատելու համար սինթեզված պատրաստուկը ենթարկվել է զանգվածային սպեկտրային վերլուծության ՔՊՀ «Անալիտիկ սպեկտրոմետրիա» վրա։

Արդյունքներ և քննարկում. Քրոմատոգրամի վրա ստացված տվյալները հուշում են, որ սինթեզված No 7 պեպտիդի մաքրությունը մաքրումից հետո ավելի քան 99,6% է (նկ. 1):

–  –  –

Մենք իրականացրել ենք No7 բնիկ պեպտիդի համեմատական ​​քրոմատոգրաֆիկ անալիզ X-bridgeC18 սյունակի վրա նույն պայմաններում, ինչ սինթեզված անալոգը: Համեմատության արդյունքները ներկայացված են (նկ. 2):

Խոզի նախասրտերից մեկուսացված սրտային ակտիվ պեպտիդի պինդ փուլային սինթեզ

–  –  –

Բրինձ. Նկ. 4. Սինթեզված (A) և բնիկ (B) պատրաստուկների սպեկտրոգրամներ:

Գ.Ս. ՉԱԻԼՅԱՆ Ինչպես երևում է քրոմատոգրամների համեմատությունից, սինթեզված անալոգային և N 7 բնիկ պեպտիդը զանգվածով և արձակման ժամանակով նույնական են, ինչը ցույց է տալիս դրանց կառուցվածքների և ամինաթթուների հաջորդականության նույնականությունը։ Այսպիսով, օգտագործելով պինդ փուլային պեպտիդների սինթեզի մեթոդը և հաշվի առնելով ուսումնասիրված պեպտիդի կառուցվածքային առանձնահատկությունները, մեզ հաջողվեց ստանալ 9 ամինաթթուներից բաղկացած բնիկին համասեռ և նույնական պեպտիդ։ Ապագայում, ունենալով դեղամիջոցի բավարար քանակություն, մենք նախատեսում ենք անցկացնել կենսաթեստերի շարք՝ բացահայտելու ոչ միայն այս պեպտիդով սրտի գործունեության կարգավորման ուղիները, այլև այլ օրգանների և համակարգերի վրա գործողության մեխանիզմները:

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

Պոպովա Թ.Վ., Սրապիոնյան Ռ.Մ., Գալոյան Ա.Ա. Հայտնաբերում և նույնականացում ցլի սրտում նոր 1.

սրտային ակտիվ սպիտակուցներ. Հարց. մեղր. Քիմիա, 37, 2, էջ. 56-58, 1991 թ.

Սրապիոնյան Ռ.Մ., Սահակյան Ս.Ա., Սահակյան Ֆ.Մ., Գալոյան Ա.Ա. Մեկուսացում և բնութագրում 2.

նյարդահորմոն C կրող սպիտակուցի սրտային տրիպտիկ հատված: Նեյրոքիմիա, 2, 3, էջ. 263-271, 1983 թ.

Սրապիոնյան, Ռ.Մ. Միսիրյան, Ս.Ս. Ցածր մոլեկուլային քաշի կորոնային ակտիվ միացությունների տարանջատում 3.

սրտի մկանները գելային ֆիլտրացիայի և պոլիակրիլամիդային գելային էլեկտրոֆորեզի համակցությամբ: Կենսաբան. ամսագիր Հայաստան, 27, 10, 102-104, 1974 թ.

4. Սրապիոնյան, Ռ.Մ. Պոպովա, Տ.Վ. Գալոյան, Ա.Ա. Սրտի ակտիվ սպիտակուցային համալիրների բաշխումը տարբեր կենդանիների սրտում: Կենսաբան. ամսագիր Հայաստան, 40, 7, 588-590, 1987 թ.

5. Գալոյան Ա. Հիպոթալամո-նեյրոհիպոֆիզային համակարգի նեյրոսեկրեցիայի և հորմոնների կարգավորումը, ԽՍՀՄ, 1963 թ.

6. Գալոյան Ա.Ա. Նոր սրտային հորմոնների և ֆունկցիոնալ համակարգի նեյրոսեկրետորային հիպոթալամուսի իմունոմոդուլյատորների կենսաքիմիա, էնդոկրին սիրտ: Science Publ. էջ 240, 1997 թ.

7. Galoyan A.A., Besedovsky H. Handbook of Neurochemistry and molecular Neurobiology, 3rd edition, Springer Publishers, 500 p., 2008:

8. Գալոյան Ա.Ա., Ուղեղի նեյրոսեկրետորիցիտոկիններ. իմունային արձագանք և նեյրոնային գոյատևում, VIII, 188 էջ, 2004 թ.

9. Գալոյան Ա.Ա., Սրապիոնյան Ռ.Մ. Հիպոթալամուսից մեկուսացված կորոնարոդիլացնող սպիտակուցների մաքրում: Դոկլ. Ակադ. NaukArm.SSR, 42, 4, p. 210-213, 1966 թ.

10. March J., Smith M. March-ի առաջադեմ օրգանական քիմիա: Հրատարակված է John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, p. 133, 2007։

–  –  –

Նմանատիպ աշխատանքներ.

« ՀԱՄԱՅՆՔՆԵՐ ՀՐԱՏԱՐԱԿՉՈՒԹՅՈՒՆ «NAUKA» Մոսկվա 1979 UDC 581.55:56.017 Հողամաս n i k v VV Բուսական համայնքների կառուցվածքի էվոլյուցիան. Մ.: Նաուկա, էջ. 1979, 276 Ժամանակակից մետաղի մասին...»

«Թանգարանային ֆոնդի Իզվեստիա. A.A. Brauner № 2 Volume I 2004 Proceedings of the Museum Fund. A. A. Brauner Volume I No. 2 2004 Գիտական ​​հանդես Հիմնադրվել է 2003 թվականի դեկտեմբերին Հրատարակվել է տարին 4 անգամ Պետական ​​գրանցման վկայական OD No. 913 13.12.2003թ. Հիմնադիր և հրատարակիչ...»:

Գյուտը վերաբերում է H-D--Nal--Thr-NH2 բանաձևով պեպտիդի սինթեզի պինդ փուլային մեթոդին, որն օգտագործում է ինչպես Boc-ով պաշտպանված, այնպես էլ Fmoc-ով պաշտպանված ամինաթթուներ և քլորմեթիլացված պոլիստիրոլային խեժ: 10 z.p. f-ly.

Տեխնոլոգիայի այն ոլորտը, որին պատկանում է գյուտը

Սույն գյուտը վերաբերում է երեք կամ ավելի ամինաթթուների մնացորդներ պարունակող պեպտիդ պատրաստելու մեթոդին, որն ունի N-տերմինալ ամինաթթու, նախավերջին ամինաթթու, որը հարում է N-տերմինալ ամինաթթուն և C-տերմինալ ամինաթթու:

Նախորդ Արվեստ

Պինդ փուլի պեպտիդների սինթեզը ներդրվել է 1963 թվականին՝ հաղթահարելու համար միջանկյալ մաքրման քայլերի բազմաթիվ խնդիրները՝ կապված պեպտիդների լուծույթի սինթեզի հետ (Stewart et. al. Solid Phase Peptide Synthesis. Pierce Chemical Co., 2nd ed., 1984): Պինդ փուլի սինթեզում ամինաթթուները հավաքվում են (օրինակ՝ միացվում են) պեպտիդում ցանկացած ցանկալի հաջորդականությամբ, մինչդեռ շղթայի մի ծայրը (օրինակ՝ C-վերջին) կցվում է չլուծվող կրիչին: Երբ ցանկալի հաջորդականությունը հավաքվում է կրիչի վրա (հենակետ), այնուհետև պեպտիդը ազատվում է (այսինքն՝ կտրվում) կրիչից: Ամինաթթուների α-ամինաթթուների համար նախատեսված երկու ստանդարտ պաշտպանիչ խմբերն են Boc-ը, որը հեռացվում է ուժեղ թթվով և Fmoc-ը, որը հեռացվում է հիմքով: Սույն գյուտը վերաբերում է պեպտիդների արտադրության հարմար մեթոդին՝ օգտագործելով α-ամինո խմբերի այս երկու պաշտպանությունների համակցությունը մեկ սինթեզում քլորոմեթիլացված պոլիստիրոլից էժան խեժի վրա:

Պեպտիդների պինդ փուլի սինթեզը նախագծելիս՝ օգտագործելով վերը նշված α-ամինո պաշտպանության սխեմաներից որևէ մեկը, կարևոր է, որ պեպտիդը կազմող ամինաթթուների ցանկացած ռեակտիվ «կողմնակի խմբեր» պաշտպանված լինեն անցանկալի քիմիական ռեակցիաներից շղթայի հավաքման ժամանակ: Ցանկալի է նաև, որ տարբեր կողմնակի խմբերը պաշտպանելու համար ընտրված քիմիական խմբերը չհեռացվեն ռեակտիվներով, որոնք օգտագործվում են .բետա-ամինո խմբերը պաշտպանելու համար: Երրորդ, կարևոր է, որ աճող պեպտիդային շղթայի կապը խեժի մասնիկի հետ դիմացկուն լինի շղթայի հավաքման գործընթացում օգտագործվող ռեակտիվներին՝ հեռացնելու ցանկացած տեսակի α-amino պաշտպանությունը: Fmoc-ի օգտագործմամբ α-amino պաշտպանության սխեմայի դեպքում կողային խմբի պաշտպանությունը պետք է դիմացկուն լինի ալկալային ռեակտիվներին, որոնք օգտագործվում են Fmoc-ը հեռացնելու համար: Գործնականում այս կողային շղթայի պաշտպանիչ խմբերը սովորաբար հեռացվում են մեղմ թթվային ռեակտիվներով՝ պեպտիդային շղթայի հավաքման ավարտից հետո: Եթե ​​օգտագործվում է β-ամինո խմբի պաշտպանության սխեման՝ օգտագործելով Boc, ապա կողային խմբի պաշտպանությունը պետք է դիմացկուն լինի թույլ թթվային ռեագենտին, որն օգտագործվում է Boc խումբը հեռացնելու համար յուրաքանչյուր ցիկլում: Գործնականում, Boc-ով β-amino պաշտպանության սխեմայի այս կողմնակի շղթայի պաշտպանիչ խմբերը սովորաբար հեռացվում են անջուր HF-ով պեպտիդային շղթայի հավաքման ավարտից հետո: Այսպիսով, գործնականում Fmoc-ով α-ամինո պաշտպանության սխեմայում սովորաբար օգտագործվող կողմնակի շղթայի պաշտպանության խմբերը կայուն չեն α-ամինո խմբերը Boc-ով ապապաշտպանելու համար օգտագործվող պայմաններում: Հետևաբար, α-ամինո խմբերի երկու տեսակի պաշտպանության սխեմաները չեն համակցվում պինդ փուլային պեպտիդների սինթեզի պեպտիդային շղթայի հավաքման ժամանակ: Բացի այդ, թեև պեպտիդների սինթեզում օգտագործվող ամենաէժան պոլիմերային խեժը (քլորմեթիլացված պոլիստիրոլ կամ «Մերիֆիլդի խեժ») լայնորեն օգտագործվում է Boc խմբերով պաշտպանված ամինաթթուների հետ միասին, գրականության մեջ եզրակացություն է արվել, որ այն կիրառելի չէ պաշտպանության դեպքում։ Fmoc խմբերով α-ամինո խմբերի պատճառով ալկալային պայմաններում դրա անկայունությունը (տես Stewart et. al. Solid Phase Peptide Synthesis. Pierce Chemical Co., 2nd ed., 1984): Սույն գյուտը ուղղված է որոշակի պեպտիդների համատեղ օգտագործման մեթոդին՝ ինչպես Boc-ով պաշտպանված, այնպես էլ Fmoc-ով պաշտպանված ամինաթթուների պինդ փուլային սինթեզում Merifield խեժի վրա:

Հայտնի է, որ Lanreotide®-ը, որը սոմատոստատինի անալոգային է, արգելակում է աճի հորմոնի արտազատումը, ինչպես նաև արգելակում է ինսուլինի, գլյուկագոնի և ենթաստամոքսային գեղձի էկզոկրին սեկրեցումը:

ԱՄՆ արտոնագիր թիվ 4,853,371 բացահայտում և պնդում է Lanreotide®-ը՝ դրա պատրաստման գործընթաց և աճի հորմոնի, ինսուլինի, գլյուկագոնի և էկզոկրին ենթաստամոքսային գեղձի սեկրեցումը արգելակելու մեթոդ:

ԱՄՆ արտոնագիր թիվ 5147856 բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը ռեստենոզի բուժման համար:

ԱՄՆ արտոնագիր No. 5411943 բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը հեպատոմայի բուժման համար:

ԱՄՆ արտոնագիր No. 5073541 բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը թոքերի քաղցկեղի բուժման համար:

ԱՄՆ արտոնագրային հայտում թիվ 08/089410, որը ներկայացված է 1993 թվականի հուլիսի 9-ին, բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը մելանոմայի բուժման համար:

US Pat. No. 5,504,069 բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը պինդ ուռուցքի արագացված աճը արգելակելու համար:

ԱՄՆ արտոնագրային հայտում թիվ 08/854941, որը ներկայացված է 1997 թվականի մայիսի 13-ին, բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը քաշի կորստի համար:

ԱՄՆ արտոնագրային հայտը թիվ 08/854,943, որը ներկայացված է 1997 թվականի մայիսի 13-ին, բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը ինսուլինի դիմադրության և X համախտանիշի բուժման համար:

ԱՄՆ արտոնագիր No. 5688418 բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը ենթաստամոքսային գեղձի բջիջների կենսունակությունը երկարացնելու համար:

PCT հավելվածի թիվ PCT/US 97/14154 բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը ֆիբրոզի բուժման համար:

ԱՄՆ արտոնագրային հայտում թիվ 08/855311, որը ներկայացված է 1997 թվականի մայիսի 13-ին, բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը հիպերլիպիդեմիայի բուժման համար:

ԱՄՆ արտոնագրային հայտում թիվ 08/440061, ներկայացված 1995 թվականի մայիսի 12-ին, բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը հիպերամիլինեմիայի բուժման համար:

ԱՄՆ արտոնագրային հայտը թիվ 08/852221, որը ներկայացված է 1997 թվականի մայիսի 7-ին, բացահայտում է Lanreotide®-ի օգտագործումը հիպերպրոլակտինեմիայի և պրոլակտինոմաների բուժման համար:

Գյուտի էությունը

Սույն գյուտը տրամադրում է երեք կամ ավելի ամինաթթուների մնացորդ պարունակող պեպտիդ պատրաստելու մեթոդ, որն ունի N-տերմինալ ամինաթթու, նախավերջին ամինաթթու N-տերմինալ ամինաթթուին հարևանությամբ և C-տերմինալ ամինաթթու, որը ներառում է. հետևյալ քայլերը.

ա) եթերային կապով առաջին ամինաթթուն կցել պինդ հենարանային խեժին, որպեսզի ձևավորվի առաջին զուգակցող արտադրանքը, որը ներառում է (i) ցեզիումի կարբոնատի ջրային լուծույթի արձագանքումը առաջին ամինաթթվի ալկոհոլային լուծույթի հետ՝ ձևավորելով ցեզիումի աղ. առաջին ամինաթթվի, (ii) առաջին ամինաթթվի առանց լուծիչի ցեզիումի աղի ստացում, (iii) պինդ հենակետային խեժի արձագանքումը չոր (անջուր) բևեռային ապրոտիկ լուծիչում առաջին ամինաթթվի ցեզիումի աղի հետ՝ ձևավորելու համար. առաջին հավելյալ արտադրանքը,

որտեղ առաջին ամինաթթուն համապատասխանում է պեպտիդի C-տերմինալ ամինաթթունին, առաջին ամինաթթվի ոչ կողային (հիմնական) շղթայի ամինո խումբը արգելափակված է Boc-ով, իսկ առաջին ամինաթթուն չունի ֆունկցիոնալ խումբ: պաշտպանություն պահանջող կողային շղթայում, իսկ պինդ հենարանը՝ խեժը, քլորոմեթիլացված պոլիստիրոլի խեժ է.

բ) առաջին միացման արտադրանքից Boc-ի ապապաշտպանում (ապարգելափակում) թթվով` առաջին միացման ապաշրջափակված արտադրանքի ձևավորման համար.

գ) Ընտրովի, հաջորդ ամինաթթուն կցելով ապաշրջափակված առաջին կցման արտադրանքին, որը ներառում է հաջորդ ամինաթթվի արձագանքը ապաշրջափակված առաջին կցման արտադրանքի հետ օրգանական լուծիչում, որը պարունակում է պեպտիդների աճի ռեակտիվ՝ արգելափակված (պաշտպանված) հաջորդ կցման արտադրանք ստանալու համար, որտեղ հաջորդ ամինաթթուն հիմնական շղթայում ունի Boc-ով արգելափակված ամինաթթուն, և եթե հաջորդ ամինաթթուն ունի մեկ կամ մի քանի ֆունկցիոնալ խմբեր կողային շղթայում, ապա կողմնակի շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերը չեն պահանջում պաշտպանություն կամ ֆունկցիոնալ խմբեր: կողային շղթայում ունեն պաշտպանիչ խմբեր, որոնք դիմացկուն են թթվային կամ ալկալային ռեակտիվներին, որոնք օգտագործվում են պաշտպանությունը հեռացնելու համար, համապատասխանաբար, Boc և Fmoc;

դ) Boc-ի ապապաշտպանում արգելափակված հաջորդ հավելանյութից, որը ներառում է արգելափակված հաջորդ հավելանյութի արձագանքումը թթվով` ապապաշտպանված հաջորդ հավելում ստանալու համար.

ե) ընտրովի, կրկնելով (գ) և (դ) քայլերը՝ յուրաքանչյուր ցիկլով առաջացնում է (X+1)-րդ հաջորդ հավելվածի թողարկված արտադրյալը, որտեղ X-ը ցիկլի պահանջվող կրկնությունների թիվն է.

զ) հաջորդ ամինաթթուն ավելացնելով (բ) քայլից արձակված առաջին կցման արտադրանքին կամ, ըստ ցանկության, (ե) քայլից թողարկված (X+1) հաջորդ կցման արտադրանքին, որը ներառում է հաջորդ ամինաթթվի արձագանքը նշվածի հետ. առաջին կցման արտադրանքը կամ (X+1) հաջորդ կցորդի նշված ապաշրջափակված արտադրանքով օրգանական լուծիչում, որը պարունակում է ռեագենտ՝ պեպտիդն աճեցնելու համար՝ արգելափակված (պաշտպանված) հաջորդ կցման արտադրանք ստանալու համար, իսկ հաջորդ ամինաթթունն ունի հիմնական շղթա։ Fmoc-ով արգելափակված ամինաթթուն, պայմանով, որ եթե հաջորդ ամինաթթուն ունի մեկ կամ մի քանի ֆունկցիոնալ խմբեր կողային շղթայում, ապա կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերը պաշտպանություն չեն պահանջում, կամ կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերն ունեն պաշտպանիչ խմբեր, որոնք դիմացկուն է ալկալային ռեակտիվներին, որոնք օգտագործվում են Fmoc-ը պաշտպանելու համար;

(է) Fmoc-ի ապապաշտպանում արգելափակված հաջորդ հավելանյութից, որը ներառում է արգելափակված հաջորդ հավելանյութի արձագանքումը առաջնային կամ երկրորդային ամինով՝ ապապաշտպանված հաջորդ հավելում ստանալու համար.

(ը) ընտրովի, կրկնելով (e) և (g) քայլերը, որոնցից յուրաքանչյուրը առաջացնում է (X+1) հաջորդ գումարման ապաշրջափակված արտադրյալը, որտեղ X-ը ցիկլի անհրաժեշտ կրկնությունների թիվն է մինչև նախավերջինը։ ներառված է պեպտիդում և ապաշրջափակված ամինաթթվի մեջ.

(i) N-տերմինալ ամինաթթվի կցում չպաշտպանված (X+1)-րդ հաջորդ միացման արտադրանքին, որը ներառում է N-տերմինալ ամինաթթվի արձագանքումը ապապաշտպանված (X+1) հաջորդ միացման արտադրանքի հետ օրգանական լուծիչում, որը պարունակում է պեպտիդների աճի ռեագենտ, արգելափակված վերջնական արտադրանք ստանալու համար, որտեղ N-տերմինալ ամինաթթուն ունի ողնաշարի ամինային խումբ՝ արգելափակված Boc-ով կամ Fmoc-ով;

ժ) Boc-ի կամ Fmoc-ի ապապաշտպանում արգելափակված ավարտված հավելման արտադրանքից, որը ներառում է արգելափակված լրացված հավելման արտադրանքի արձագանքումը թթվի հետ Boc-ի դեպքում կամ հիմքի հետ՝ Fmoc-ի դեպքում՝ խեժի վրա ամբողջական պեպտիդային արտադրանքի ձևավորման համար.

(ժ) եթե խեժի վրա ավարտված պեպտիդային արտադրանքն ունի կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբեր, ապա խեժի վրա ավարտված պեպտիդային արտադրանքի կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերը կամայականորեն ապապաշտպանվում են խեժի վրա, որը ներառում է պատրաստի պեպտիդային արտադրանքի արձագանքումը խեժի վրա համապատասխան ապապաշտպանիչ ռեագենտներով. խեժի վրա ավարտված ապապաշտպանված պեպտիդային արտադրանք; Եվ

ժա) պեպտիդը խեժի վրա ամբողջական պեպտիդային արտադրանքի պինդ խեժի կրիչից կամ չպաշտպանված խեժի վրա ավարտված պեպտիդային արտադրանքից պեպտիդ ստանալու համար, որը ներառում է ավարտված պեպտիդային արտադրանքը խեժի վրա կամ ավարտված պեպտիդ արտադրանքը ապապաշտպանված խեժի վրա ամոնիակով արձագանքելու համար. առաջնային ամին կամ երկրորդային ամին խեժից պեպտիդի անջատման գործնական ավարտին.

պայմանով, որ պեպտիդի սինթեզի (ե) և (է) քայլերը պետք է իրականացվեն առնվազն մեկ անգամ:

Նախընտրելի է սույն գյուտի համաձայն այն գործընթացը, որտեղ ամոնիակը, առաջնային ամինը կամ երկրորդային ամինը (k) քայլում գտնվում են ալկոհոլ պարունակող լուծիչում և ընտրովի ապրոտիկ բևեռային լուծիչ,

Նախընտրելի է սույն գյուտի համաձայն մեթոդը, որտեղ (l) քայլը հետագայում ներառում է հետևյալ քայլերը.

լուծիչից կտրված պեպտիդի նստեցում;

ֆիլտրման միջոցով առանձնացնելով պինդ խեժի հենարանը և նստեցված պեպտիդը, և

պեպտիդը թթվային լուծույթով հանելով՝ պեպտիդը մեկուսացնելու համար:

Նախընտրելի է սույն գյուտի համաձայն, որտեղ առաջին ամինաթթուն Boc-L-Thr է:

Նախընտրելի է մեթոդը, համաձայն սույն գյուտի, որտեղ առաջին ամինաթթուն Boc-L-Thr-ի ցեզիումի աղն է, որը տալիս է Boc-L-Thr խեժ՝ որպես առաջին զուգակցման արտադրանք, և ապաշրջափակված առաջին միացման արտադրանքը H-L-Thr խեժն է: .

Նախընտրելի է սույն գյուտի գործընթացը, որտեղ թթուն, որն օգտագործվում է քայլ(ներ)ում Boc պաշտպանիչ խումբը հեռացնելու համար, տրիֆտորքացախաթթուն է (TFA):

Նախընտրելի մեթոդը, որը կապված է անմիջապես նախորդող գործընթացի հետ, այն է, երբ օրգանական լուծիչը մեթիլեն քլորիդն է, քլորոֆորմը կամ դիմեթիլֆորմամիդը, իսկ պեպտիդների աճի ռեակտիվը դիիզոպրոպիլկարբոդիիմիդն է, դիցիկլոհեքսիլկարբոդիիմիդը կամ N-էթիլ-N»-(3-դիմեթիլ-ամինոբոդիիմիդը) .

Նախընտրելի մեթոդը, որը վերաբերում է անմիջապես նախորդող մեթոդին, այն մեթոդն է, որը ներառում է (e) և (g) քայլերի իրականացումը վեց անգամ H-L-Thr-խեժ բանաձևով ապաշրջափակված առաջին զուգավորման արտադրանքի ձևավորումից հետո, որտեղ հետագա ամինաթթուները կցված է հերթականությամբ՝ Fmoc-L-Cys(Acm), Fmoc-L-Val, Fmoc-L-Lys(Boc), Fmoc-D-Trp, Fmoc-L-Tyr(O-t-Bu) և Fmoc-L- Cys(Acm) H-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ արտադրյալը ձևավորելու համար:

Նախընտրելի մեթոդը, որը վերաբերում է անմիջապես նախորդող մեթոդին, այն մեթոդն է, որը ներառում է Boc-D--Nal-ի ավելացում H-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-ին: Cys(Acm) -Tnr-խեժ ըստ (c) քայլի՝ Boc-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Ast) ստանալու համար: -Thr-խեժ.

Նախընտրելի մեթոդը, որը կապված է անմիջապես նախորդ մեթոդի հետ, ներառում է Boc խմբի միաժամանակյա հեռացում, որը պաշտպանում է D--Nal-ը, O-t-Bu խմբին, որը պաշտպանում է Tyr-ը և Boc խմբին, որը պաշտպանում է Lys-ը Boc-D--Nal-Cys-ում (Acm): )-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ ըստ (i) քայլի, H-D-- բանաձևի խեժի վրա ամբողջական պեպտիդ արտադրանք ստանալու համար: Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ.

Նախընտրելի մեթոդը, որը վերաբերում է անմիջապես նախորդող մեթոդին, ներառում է H-D-β-Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr պեպտիդի տարանջատումը պինդ խեժից՝ իրականացնելով. ռեակցիան H-D-βNal-Cys (Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժի հետ ամոնիակի հետ ալկոհոլ պարունակող լուծիչում և կամայականորեն ապրոտիկ բևեռային լուծիչ՝ էականորեն ամբողջական վերացման և H-D ստանալու համար: --Nal-Cys (Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH 2:

Նախընտրելի գործընթացը, որը կապված է անմիջապես նախորդող գործընթացի հետ, այն է, երբ ալկոհոլը մեթանոլ է, իսկ բևեռային ապրոտիկ լուծիչը՝ դիմեթիլֆորմամիդ:

Նախընտրելի մեթոդը, որը կապված է անմիջապես նախորդող մեթոդի հետ, ներառում է Acm պաշտպանող Cys խմբերի միաժամանակյա հեռացում և ստացված ապապաշտպանված Cys մնացորդների ցիկլացում H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D բանաձևի ամբողջական պեպտիդային արտադրանքում: -Trp-Lys-Val -Cys(Acm)-Thr-NH 2՝ իրականացնելով H-D- -Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH-ի ռեակցիան: 2 սպիրտում յոդի լուծույթով մինչև գրեթե ամբողջական ապապաշտպանություն և ցիկլացում՝ H-D--Nal--Thr-NH 2 ստանալու համար:

Նախընտրելի մեթոդը, որը կապված է անմիջապես նախորդող մեթոդի հետ, այն մեթոդն է, որտեղ պեպտիդը H-D--Nal--Thr-NH2 է:

Նախընտրելի մեթոդը, որը կապված է անմիջապես նախորդող մեթոդի հետ, մեկն է, որտեղ պեպտիդը սոմատոստատինի անալոգային է:

Սույն գյուտի նկարագրության մեջ օգտագործված տերմինները սահմանվում են հետևյալ կերպ.

«առաջին ամինաթթու»՝ ներառում է ցանկացած ամինաթթու, որի հիմնական շղթայի ամինային խումբը (ոչ կողային շղթայում) պաշտպանված է Boc-ով, որը առևտրային արտադրանք է կամ կարող է սինթեզվել սովորական հմտություն ունեցող անձին հայտնի մեթոդներով։ արվեստում, օրինակ Boc-L-Thr;

«առաջին կցման արտադրանք». նկարագրում է արտադրանքը, որը կցվում է պինդ կրիչի խեժին, որն առաջանում է պինդ կրող խեժին առաջին ամինաթթվի ավելացումից, օրինակ՝ Boc-L-Thr խեժին.

«ապաշրջափակված առաջին միացման արտադրանք». նկարագրում է արտադրանքը, որը առաջանում է առաջին միացման արտադրանքից Boc խմբի հեռացման կամ հեռացման արդյունքում, օրինակ՝ H-L-Thr-խեժը, որտեղ «H»-ը հիմնական ամինային խմբի հասանելի ջրածինն է: շղթա, որը առաջացել է ապապաշտպանության քայլից;

«հաջորդ ամինաթթու». նկարագրում է ցանկացած ամինաթթու, որի հիմնական շղթայի ամինային խումբը պաշտպանված է Boc-ով կամ Fmoc-ով, որոնք առևտրով հասանելի են կամ կարող են սինթեզվել արվեստում սովորական հմուտ մարդկանց հայտնի մեթոդների համաձայն: Քանի որ քայլ (գ) և (ե) քայլը կարող է ներառվել կրկնվող ցիկլի մեջ, որտեղ քայլը կատարվում է մեկից ավելի անգամ, յուրաքանչյուր անգամ (գ) կամ քայլ (ե) կատարվում է, «հաջորդ ամինաթթուն» կարող է անկախ ընտրվել. մի խումբ, որը հայտնի է կամ կարող է լինել սինթեզված ամինաթթուներ, որոնցում հիմնական շղթայի ամինային խումբը պաշտպանված է Boc-ով կամ Fmoc-ով.

«(X+1)-րդ հաջորդ միացման արգելափակված արտադրանքը». նկարագրում է պինդ հենարանային խեժին կցված արտադրանքը, որը հաջորդ ամինաթթվի «հաջորդ միացման ապաշրջափակված արտադրանքի» միացման արդյունքն է։ Քանի որ (գ) և (դ) և (ե) և (գ) քայլերը կարող են ներառվել կրկնվող ցիկլի մեջ, որտեղ կարող են կցվել հետևյալ ամինաթթուները, «(X+1)-րդ հաջորդ կցորդի արգելափակված արտադրանք» տերմինը: վերաբերում է միացման նախորդ ցիկլերից յուրաքանչյուրի արդյունքում ստացված արտադրանքին.

«(X+1)-րդ հաջորդ միացման ապաարգելափակված արտադրանքը». նկարագրում է «(X+1)-րդ հաջորդ միացման արգելափակված արտադրյալից Fmoc խմբի հեռացման արդյունքում ստացված արտադրանքը.

«լրացված պեպտիդային արտադրանք խեժի վրա». նկարագրում է պեպտիդային արտադրանք, որը կցվում է պինդ հենարանային խեժին այն բանից հետո, երբ N-տերմինալ ամինաթթուն կցվել է պեպտիդային շղթային և այն բանից հետո, երբ N-տերմինալ ամինաթթուների ողնաշարի ամինային խումբը ապապաշտպանվել կամ արգելափակվել է: , բայց որը դեռևս ունի պաշտպանիչ խմբեր կողային շղթաների ֆունկցիոնալ խմբերի վրա, որոնք չեն հեռացվել ռեակցիայի միջոցով, որն իրականացնում է պաշտպանիչ խմբի հեռացում N-տերմինալ ամինաթթվի հիմնական շղթայից. Եվ

«լրացված պեպտիդային արտադրանք չպաշտպանված խեժի վրա». նկարագրում է պեպտիդային արտադրանք, որը կցված է պինդ խեժի հենարանին, որտեղ բոլոր պաշտպանիչ խմբերը հեռացվել կամ ապապաշտպանվել են ամինաթթուների կողմնակի շղթաների ֆունկցիոնալ խմբերից։

Թթուների օրինակներ, որոնք կարող են օգտագործվել Boc-ը պաշտպանելու համար, եռաֆտորաքացախաթթուն (TFA), մեթանասուլֆոնաթթուն և HCl պարունակող օրգանական լուծույթներ են:

Առաջնային և երկրորդային ամինների օրինակներ, որոնք կարող են օգտագործվել Fmoc-ն ապապաշտպանելու համար, են 4-(ամինոմեթիլ)պիպերիդինը, պիպերիդինը, դիէթիլամինը, DBU և տրիս(2-ամինոէթիլ)ամինը:

Ոչ նուկլեոֆիլ հիմքերի օրինակներ, որոնք կարող են օգտագործվել ազատված ամինաթթվի TFA աղերը չեզոքացնելու համար (RNH 3 + CF 3 COO - այս աղերը պետք է փոխարկվեն «ազատ» ամինների (NH 2) հաջորդ ամինաթթվի ավելացումից առաջ կամ ընթացքում: , հակառակ դեպքում հավելումը տեղի չի ունենա) են դիիզոպրոպիլէթիլամինը (DIEA) և տրիէթիլամինը (TEA):

Օրգանական լուծիչների օրինակներ, որոնք կարող են օգտագործվել ամինաթթուների ավելացման ռեակցիաներում՝ մեթիլեն քլորիդ, քլորոֆորմ, դիքլորէթան, դիմեթիլֆորմամիդ, դիէթիլացետամիդ, տետրահիդրոֆուրան, էթիլացետատ, 1-մեթիլ-2-պիրոլիդոն, ացետոնիտրիլ կամ այս լուծիչների համակցություն:

Պեպտիդային ընդլայնիչների օրինակները ներառում են փոխարինված կարբոդիիմիդներ, ինչպիսիք են դիիզոպրոպիլկարբոդիիմիդը, դիցիկլոհեքսիլկարբոդիիմիդը կամ N-էթիլ-N'-(3-դիմեթիլամինոպրոպիլ)կարբոդիիմիդը:

Կարբոքսիլային խմբերը և ամինային խմբերը, որոնք մասնակցում են պեպտիդ ամիդային կապի ձևավորմանը, համապատասխանաբար կոչվում են որպես «կողային շղթա» կարբոքսիլ խումբ կամ ամինո խումբ: Մյուս կողմից, ցանկացած ամինաթթուների ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք չեն մասնակցում պեպտիդային ամիդային կապի ձևավորմանը, կոչվում են «կողային շղթա» ֆունկցիոնալ խմբեր:

«Հիմքերի դիմացկուն խումբ» տերմինը վերաբերում է պաշտպանական խմբերին, որոնք օգտագործվում են ամինաթթուների ֆունկցիոնալ խմբերը պաշտպանելու համար, որոնք (1) բազային դիմացկուն են, օրինակ՝ չեն կարող հեռացվել այնպիսի հիմքերով, ինչպիսիք են 4-(ամինոէթիլ)պիպերիդինը, պիպերիդինը կամ տրիս(2): -ամինոէթիլ)ամին, որոնք հիմքեր են, որոնք սովորաբար օգտագործվում են Fmoc պաշտպանիչ խումբը հեռացնելու համար, և (2) կարող է հեռացվել այնպիսի թթվով, ինչպիսին է տրիֆտորքացախաթթուն կամ մեկ այլ եղանակով, ինչպիսին է կատալիտիկ հիդրոգենացումը:

«Fmoc» և «Boc» նշաններն օգտագործվում են այստեղ և ուղեկցող բանաձևում՝ համապատասխանաբար 9-ֆտորենիլմեթօքսիկարբոնիլ և t-butyloxycarbonyl նշանակելու համար։

Վերը նկարագրված մեթոդը կարող է օգտագործվել պեպտիդների, գերադասելիորեն սոմատոստատինի անալոգների պատրաստման համար, ինչպիսին է Lanreotide® օկտապեպտիդը, որն ունի հետևյալ բանաձևը՝ H-D--Nal--Thr-NH 2: Եթե ​​H-D--Nal--Thr-NH 2-ը պետք է սինթեզվի, ապա բազային դիմացկուն պաշտպանիչ խմբերը, որոնք օգտագործվում են Cys, Lys և Tyr կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերը պաշտպանելու համար, կարող են լինել համապատասխանաբար ացետամիդոմետիլ (Acm), Boc և tert-butyl: Asm-ը նախընտրելի է Cys-ից:

Սոմատոստատինի անալոգ ասելով նկատի ունի պեպտիդը, որն ցուցաբերում է կենսաբանական ակտիվություն, որը նման է (այսինքն, ագոնիստ) կամ հակառակ (այսինքն, հակառակորդ) սոմատոստատինի գործունեությանը:

H-D--Nal--Thr-NH 2 բանաձևում ամինաթթուների սովորական երեք տառ ունեցող նշաններից յուրաքանչյուրը (օրինակ՝ Lys) վերաբերում է կառուցվածքային ամինաթթվի մնացորդին: Օրինակ, Lys խորհրդանիշը վերը նշված բանաձեւում ներկայացնում է -NH-CH((CH 2) 4 NH 2)-CO-: D--Nal- խորհրդանիշը ներկայացնում է ամինաթթվի մնացորդը D-2-naphthylalanilyl: Փակագծերը նշանակում են դիսուլֆիդային կապ, որը կապում է պեպտիդում երկու Cys մնացորդների ազատ թիոլները, ինչը ցույց է տալիս, որ փակագծերի ներսում գտնվող պեպտիդի ամինաթթուները ցիկլ են կազմում:

Այստեղ տրված նկարագրության հիման վրա արվեստում հմուտ մարդը կկարողանա առավելագույնս օգտագործել ներկա գյուտը:

Եթե ​​այլ բան սահմանված չէ, այստեղ օգտագործվող բոլոր տեխնիկական և գիտական ​​տերմիններն ունեն նույն նշանակությունը, որը սովորաբար հասկանում են այն արվեստում սովորական հմտություն ունեցողները, որոնց վերաբերում է սույն գյուտը: Բացի այդ, բոլոր հրապարակումները, արտոնագրային հայտերը, արտոնագրերը և այստեղ մեջբերված այլ հղումները ներառված են այստեղ՝ դրանց հղումով:

Պեպտիդը կարող է պատրաստվել սույն գյուտի մեթոդի համաձայն՝ համաձայն հետևյալ ընթացակարգի.

Ցեզիումի կարբոնատի 0,5 մոլային համարժեքի լուծույթը դանդաղորեն ավելացվում է Boc-AA 1-ի 1 մոլային համարժեք լուծույթին (Bachem California, Torrance, CA), որտեղ AA 1-ը համապատասխանում է սպիրտի մեջ լուծված C-տերմինալ ամինաթթունին, նախընտրելի է: մեթանոլ. Ստացված խառնուրդը խառնել են մոտ 1 ժամ սենյակային ջերմաստիճանում, այնուհետև ամբողջ ալկոհոլը և ամբողջ ջուրը հանվել են նվազեցված ճնշման տակ՝ ստանալով Boc-AA 1 ցեզիումի աղի չոր փոշի: Մերիֆիլդի խեժ, 1,0 համարժեք (քլոր-մեթիլացված պոլիստիրոլ, 200-400 ցանց, քլորիդ իոնների պարունակություն 1,3 մկգ/գ, Advanced ChemTech, Louisville, Kentucky or Polymer Laboratories, Church Stretton, Անգլիա) լվանում են քլորի լուծույթով, նախընտրելիորեն լուծվում է երկօքսիդով: ), սպիրտ, գերադասելի մեթանոլ և բևեռային ապրոտիկ լուծիչ, գերադասելիորեն դիմեթիլֆորմամիդ (DMF): Ցեզիումի աղի Boc-AA 1 փոշին լուծվում է անջուր (չոր) բևեռային ապրոտիկ լուծիչում, գերադասելի է DMF, և լուծումը միացվում է նախկինում լվացված խեժի հետ: Լոլիկը մեղմորեն խառնվում է մոտ 45°-65°C, նախընտրելի է 50°-60°C, մոտ 48-ից 106 ժամ, գերադասելի է 85-ից 90 ժամ, իներտ մթնոլորտում, ինչպիսին է ազոտը: Խեժն առանձնացվում է ֆիլտրման միջոցով և մանրակրկիտ լվանում բևեռային ապրոտիկ լուծիչով, նախընտրելի է DMF-ով, ջրով և վերջապես ալկոհոլով, ինչպիսին MeOH է: Boc-AA 1 խեժը չորանում է նվազեցված ճնշման տակ:

Boc-AA 1-խեժը ներմուծվում է ապակե ռեակտորի մեջ, որի ֆիլտրի հատակը պատրաստված է կոպիտ միաձուլված ապակուց: Խեժը լվանում են քլորացված լուծիչով, ինչպիսին է DCM-ն, ապաշրջափակվում է օրգանական թթվով, գերադասելի է 25% TFA-ով DCM-ում, կարճատև լվանում քլորացված լուծույթով, ինչպիսին է DCM-ը և ալկոհոլով, ինչպիսին է MeOH-ը, չեզոքացվում է օրգանական հիմքով, գերադասելիորեն տրիէթիլամինով: DCM, և նորից լվացվեց DCM-ով և բևեռային ապրոտիկ լուծիչով, ինչպիսին DMF-ն է՝ ստանալով ապապաշտպանված AA 1 խեժ:

Ցանկացած ցանկալի քանակի ամինաթթուներ այնուհետև կամայականորեն կցվում են ապապաշտպանված AA 1 խեժին: Եթե ​​հաջորդ ամինաթթուն ունի α-ամինո խումբ Fmoc պաշտպանությամբ (Fmoc-AA x), ապա կողային շղթայի խումբը կամ չի պահանջում պաշտպանություն (օրինակ՝ Fmoc-Gly, Fmoc-Ala, Fmoc-Phe կամ Fmoc-: Thr) կամ կողային շղթան պաշտպանում է հիմքի դիմացկուն խմբով: Fmoc-AA x-ի մոլային ավելցուկը (որտեղ x-ը պեպտիդում ամինաթթվի դիրքի թիվն է՝ հաշվված C-վերջից) մոտավորապես 60 րոպեով կցվում է ապապաշտպանված AA 1 խեժին պեպտիդների աճի ռեակտիվով, ինչպիսին է դիիզոպրոպիլկարբոդիիմիդը: (DIC), DCM/DMF խառնուրդում: Լրացուցիչ խեժը լվացվեց DMF-ով, սպիրտով և DCM-ով, որպեսզի ստացվի Fmoc-AA x-AA 1 խեժ: Կցվածությունը կարելի է ստուգել Kaiser ninhydrin մեթոդով: Այնուհետև Fmoc-AA x -AA 1 խեժը լվանում են մեկ անգամ DMF-ով և ապա արգելափակում են հիմքի լուծույթով օրգանական լուծիչում, ինչպիսին է պիպերիդինը DMF-ում, որպեսզի ստացվի AA x-AA 1 խեժ: AA x -AA 1 խեժն այնուհետև լվանում են DMF-ով, որից հետո մի քանի անգամ լվանում են և՛ սպիրտով, ինչպիսին է MeOH և DCM: Այնուհետև AA x -AA 1 խեժը մեկ անգամ լվանում են DMF-ով մոտ 3 րոպե, երեք անգամ իզոպրոպանոլով, ցանկալի է ամեն անգամ մոտ 2 րոպե, և երեք անգամ DCM-ով, նախընտրելի է յուրաքանչյուր անգամ մոտ 2 րոպե: Այնուհետև խեժը պատրաստ է Fmoc-ով պաշտպանված ամինաթթվի հետագա միացման համար, ինչպես նկարագրված է վերևում, կամ Boc-ով պաշտպանված ամինաթթվի, ինչպես նկարագրված է ստորև:

Նմանապես, եթե որևէ հաջորդ ամինաթթու, որը կցվելու է ապապաշտպանված AA 1 խեժին, ընտրվում է պաշտպանված Boc-amino խմբով (Boc-AA x), ապա կամ պաշտպանություն չի պահանջվում կողմնակի շղթայի խմբի համար (սա կարող է լինել Boc-Gly): , Boc-Ala, Boc-Phe կամ Boc-Thr), կամ կողային շղթան պետք է պաշտպանված լինի թթվային և հիմքով հեռացման դիմացկուն խմբով, որը կարող է լինել Boc-Cys (Acm): Եթե ​​ընտրված է Boc-AA x, այն կցվում է Fmoc-amino թթուների համար վերը նկարագրված նույն ռեակտիվների և լուծիչների միջոցով, և կցման ամբողջականությունը (ավարտվածությունը) կարելի է ստուգել Kaiser ninhydrin մեթոդով: Այնուհետև, Boc-AA x-AA 1 խեժը ապապաշտպանվում է թթվային լուծույթով օրգանական լուծիչում, ինչպիսին է TFA-ն DCM-ում, որպեսզի ստացվի CF 3 CO - H + -AA x -AA 1 խեժ: Այնուհետև այս խեժը մի քանի անգամ լվանում են քլորացված լուծիչով, ինչպիսին է DCM-ն, ալկոհոլը, ինչպիսին է MeOH, և չեզոքացվում է ոչ նուկլեոֆիլ հիմքով, ինչպիսին է տրիէթիլամինը DCM-ում, այնուհետև մի քանի անգամ լվանում է քլորացված լուծիչով, ինչպիսին է DCM-ն, ստանալու համար: AA x -AA 1 - խեժ: Այնուհետև խեժը պատրաստ է պաշտպանված Boc կամ Fmoc ամինաթթվի հետագա ամրացման համար, ինչպես նկարագրված է վերևում:

Կախված պեպտիդի ցանկալի հաջորդականությունից և օգտագործվող α-amino պաշտպանված ամինաթթվի տեսակից (կամ Fmoc պաշտպանված, կամ Boc պաշտպանված), օգտագործվում է վերը նշված կցման ընթացակարգերի համապատասխան համադրություն՝ կախված նրանից, թե որ ամինաթթուն պետք է տեղի ունենա պեպտիդային հաջորդականություն-կողային շղթա, որն ունի պաշտպանիչ խումբ, որը կարող է հեռացվել կա՛մ հիմքով, որն անհրաժեշտ է α-ամինո խմբից Fmoc-ը հեռացնելու համար, կա՛մ թթուով, որն անհրաժեշտ է α-ամինո խմբից Boc-ը հեռացնելու համար: Նման պաշտպանված ամինաթթուն կարող է լինել N-β-Boc-N″-β-Fmoc-լիզինը կամ N-β-Fmoc-N″-β-Boc-լիզինը: Եթե ​​դա այդպես է, ապա հետագա ամինաթթուների α-ամինո խմբերի համար ընտրվող բոլոր պաշտպանիչ խմբերը, մինչև N-տերմինալ ամինաթթուն, պետք է համատեղելի լինեն այդ դիրքի համար ընտրված կողմնակի խմբի պաշտպանության հետ: Սա նշանակում է, որ կողային շղթայի պաշտպանիչ խմբերը պետք է դիմացկուն լինեն ապաշրջափակող նյութին, որն օգտագործվում է հետագա ամինաթթուների α-ամինո խմբերը ապապաշտպանելու համար: N-տերմինալ ամինաթթվի համար Boc-ը կամ Fmoc-ը կարող են օգտագործվել որպես α-amino պաշտպանություն, քանի որ N-տերմինալ ամինաթթվի ապապաշտպանությունը կարող է միաժամանակ ապապաշտպանել որոշ պաշտպանված կողային շղթաներ՝ առանց անցանկալի ազդելու պեպտիդների սինթեզի ռազմավարության վրա, քանի որ ոչ ամինաթթուներն այլևս հասանելի են, ավելացվում են:

Ավարտված պեպտիդային շղթան, որը դեռ կցված է խեժին, պետք է ապապաշտպանվի և ազատվի: Բոլոր հիմքակայուն պաշտպանիչ խմբերը և N-տերմինալ ամինաթթվի α-ամինո արգելափակող խումբը հեռացնելու համար, եթե կիրառելի է, խեժի վրա գտնվող պեպտիդը մշակվում է օրգանական լուծիչի թթվով, ինչպիսին է TFA-ն DCM-ում: Թթվակայուն պաշտպանիչ խմբերը և N-տերմինալ ամինաթթվի α-ամինո արգելափակող խումբը հեռացնելու համար, եթե կիրառելի է, խեժի վրա գտնվող պեպտիդը մշակվում է օրգանական հիմքով, ինչպիսին է պիպերիդինը DMF-ում: Որպես այլընտրանք, թթվակայուն խմբերը կարող են պահպանվել այնքան ժամանակ, մինչև չհեռացվեն պեպտիդը ամոնիակով կամ ամինային հիմքով հետագա կտրվածքով: Ապապաշտպանված խեժի պեպտիդն այնուհետև լվանում են քլորացված լուծիչով, ինչպիսին է DCM-ն, ալկոհոլով, ինչպիսին է MeOH-ը և չորանում մինչև կայուն քաշը նվազեցված ճնշման ներքո:

Պեպտիդը կտրվում է խեժից և C-վերջը վերածվում է ամիդի՝ պեպտիդը խեժի վրա կասեցնելով 3:1 MeOH/DMF-ով: Լոլիկը սառչում է մինչև մոտ 10°C-ից ցածր ջերմաստիճան: Ազոտի մթնոլորտում և անջուր ամոնիակ գազը ներմուծվում է լուծիչի մակերեսի տակ, մինչև լուծույթը հագեցած է դրանով, մինչդեռ ջերմաստիճանը պահպանվում է մոտ 10°C-ից ցածր: Լոլիկը մեղմորեն խառնվում է մոտ 24 ժամ՝ միաժամանակ թույլ տալով, որ ջերմաստիճանը բարձրանա մինչև մոտ 20°C: Ռեակցիայի ավարտի աստիճանը ստուգվում է HPLC-ում մեթիլ էսթերի միջանկյալ նյութի անհետացման միջոցով՝ համապատասխան պայմաններում՝ կախված պեպտիդի տեսակից: Ռեակցիայի խառնուրդը սառչում է և ավելացվում է անջուր ամոնիակի անհրաժեշտ քանակությունը, մինչև HPLC-ում մեթիլ էսթերին համապատասխանող գագաթնակետային տարածքը լինի ցանկալի արտադրանքի գագաթնակետային տարածքի 10%-ից պակաս: Կլուրը սառչում է մինչև մոտ 10°C-ից ցածր և խառնելը շարունակվում է ողջ գիշեր՝ պեպտիդը նստեցնելու համար: Նստվածքն ու խեժը զտվում են զտման միջոցով և լվանում սառը MeOH-ով: Նստվածքը և խեժը չորանում են նվազեցված ճնշման տակ, արտադրանքը խեժից հանվում է քացախաթթվի ջրային լուծույթով:

Եթե ​​պեպտիդն իր հաջորդականությամբ պարունակում է պաշտպանված Cys մնացորդներ, ապա թիոլ խմբերը կարող են ապապաշտպանվել և մնացորդները ցիկլացվել՝ համաձայն հետևյալ ընթացակարգի. Cys-ի պաշտպանված Asm խմբերը պարունակող պեպտիդը լուծվում է քացախաթթվի ջրային լուծույթում՝ ազոտի մթնոլորտում: Լուծույթն արագ խառնում են և մեկ բաժինով ավելացնում են յոդի լուծույթ ալկոհոլի մեջ։ Խառնուրդը խառնվում է և ստուգվում HPLC-ով ամբողջական ապապաշտպանության համար: Այնուհետև ռեակցիան դադարեցվում է նատրիումի թիոսուլֆատի 2% լուծույթով տիտրման միջոցով, մինչև լուծույթի գույնը անհետանա: Հում խառնուրդը մաքրվել է C8 քարթրիջի վրա նախապատրաստական ​​քրոմատագրմամբ՝ ացետոնիտրիլի գրադիենտով 0,1 ամոնիումի ացետատի բուֆերի մեջ, աղազերծվել է C8 քարթրիջի վրա՝ ացետոնիտրիլի գրադիենտով 0,25 N քացախաթթվի մեջ և լիոֆիլացվել՝ ստանալով թիրախային պեպտիդը:

Գյուտի օրինակելի մարմնացում

Հետևյալ օրինակը բերված է սույն գյուտի մեթոդը լուսաբանելու համար և չպետք է մեկնաբանվի որպես դրա շրջանակը սահմանափակող:

Օրինակ 1. H 2 -D- -Nal--Thr-NH 2

Ա) Boc-L-Thr-խեժ

2,58 գ ցեզիումի կարբոնատի լուծույթը 2,5 մլ ջրի մեջ դանդաղորեն ավելացվել է 7 մլ մեթանոլում լուծված 3,48 գ Boc-L-threonine (Bachem California, Torrance, CA) լուծույթին: Ստացված խառնուրդը խառնվել է մոտավորապես 1 ժամ սենյակային ջերմաստիճանում, այնուհետև ամբողջ մեթանոլը և ամբողջ ջուրը հանվել են նվազեցված ճնշման տակ՝ ստանալով Boc-L-threonine ցեզիումի աղի չոր փոշի: 10 գ Maryfield խեժ (քլորմեթիլացված պոլիստիրոլ, 200-400 ցանց, քլորի ներածություն 1,3 մք/գ, Advanced ChemTech, Լուիսվիլ, Կենտուկի) լվացվել է դիքլորմեթանով (DCM), մեթանոլով (MeOH) և դիմեթիլֆորմամիդով (70ախ DMF2 անգամ) մլ): Boc-L-threonine ցեզիումի աղի փոշին լուծվել է 60 մլ չոր DMF-ի մեջ և լուծույթը միացվել է վերևում լվացված խեժի հետ: Կլուրը նրբորեն խառնվել է մոտավորապես 50°-60°C ջերմաստիճանում մոտ 85-90 ժամ ազոտի մթնոլորտում: Խեժն առանձնացվել է զտման միջոցով և մանրակրկիտ լվացվել DMF-ով, դեիոնացված ջրով և վերջապես MeOH-ով: Boc-threonine խեժը չորացվել է նվազեցված ճնշման տակ մոտավորապես 40°C-ում: Թրեոնինի ընդգրկվածությունը եղել է 0,85±0,15 մկ/գ չոր խեժ:

Բ) H-D- -Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ

2,0 գ Boc-threonine խեժը (A) քայլից ներմուծվել է 50 մլ ապակե ռեակտոր, որը կոպիտ հալված ապակյա ֆիլտրի հատակով (բեռնվածություն 1,74 մմոլ): Խեժը լվացվել է 2 անգամ DCM-ով (20 մլ), ամեն անգամ մոտ 5 րոպե, ապաշրջափակվել է 25% TFA-ով DCM-ով (30 մլ) - առաջին անգամ մոտ 2 րոպե, իսկ երկրորդ անգամ մոտ 25 րոպե, լվացվել է 3: անգամ մոտ 2 րոպե DCM (20 մլ), իզոպրոպանոլ (20 մլ) և DCM (20 մլ), երկու անգամ չեզոքացվել է մոտ 5 րոպե 10% տրիէթիլամինով DCM-ում (20 մլ), լվացվել է 3 անգամ մոտ 2 րոպե: DCM-ով և մեկ անգամ լվացվեց DMF-ով (20 մլ) մոտ 5 րոպե:

Արգելափակված խեժին ավելացվել է 1,8 գ (4,35 մմոլ, 2,5 հավասար) Fmoc-L-ցիստեին (Acm) (Bachem, CA) և 683 մկլ (4,35 մմոլ, 2,5 հավասար) դիիզոպրոպիլ-կարբոդիիմիդ (DIC) 14-ում: մլ 2:1 DCM/DMF մոտավորապես 1 ժամ:Ավելացումից հետո խեժը մեկ անգամ լվացվեց մոտ 3 րոպե DMF-ով (20 մլ), 3 անգամ մոտ 2 րոպե 2 րոպե DXM-ով (20 մլ): Կապը ստուգվել է Kaiser nihydrin մեթոդով:

Կցումից հետո խեժը 1 անգամ լվացվել է DMF-ով, այնուհետև արգելափակվել է DMF-ում պիպերիդինի լուծույթով: Ապաշրջափակված խեժն այնուհետև լվացվեց DMF-ով և մի քանի անգամ լվացվեց MeOH-ով և DCM-ով: Միացման խեժը լվացվել է 1 անգամ մոտ 3 րոպե DMF-ով (20 մլ), 3 անգամ մոտ 2 րոպե իզոպրոպանոլով (20 մլ) և 3 անգամ DCM-ով (20 մլ) մոտ 2 րոպե յուրաքանչյուր անգամ: Կապը փորձարկվել է Kaiser ninhydrin մեթոդով:

Հետևյալ պաշտպանված ամինաթթուներից յուրաքանչյուրը կցվել է լվացված խեժին՝ օգտագործելով DIC DMF/DCM-ում և թողարկվել, ինչպես վերը նկարագրված է հետևյալ հաջորդականությամբ՝ Fmoc-L-վալին, Fmoc-L-լիզին (Boc), Fmoc-D-տրիպտոֆան, Fmoc-L-tyrosine (O-t-Bu) և Fmoc-L-cysteine ​​(Acm) (բոլորը Bachem California-ից), Boc-D-2-naphthylalanine (Synthethech, Albany, OR):

Ավարտված պեպտիդային շղթան ապաշրջափակվեց և երկու անգամ պաշտպանվեց 75:20:5 DCM/TFA/անիզոլով (30 մլ) մոտ 2 րոպե և մոտ 25 րոպե, լվացվեց 3 անգամ մոտ 2 րոպե յուրաքանչյուր անգամ DCM (20 մլ), իզոպրոպանոլով: (10 մլ) և DCM (20 մլ), չեզոքացվել է 2 անգամ մոտ 5 րոպե 10% տրիէթիլամինով DCM-ում (20 մլ) և 3 անգամ լվանալ մոտ 2 րոպե DCM (20 մլ) և MeOH (20 մլ) հետ: Խեժը չորացվել է նվազեցված ճնշման տակ: Չոր զանգվածը կազմել է 3,91 գ (տեսական եկամտաբերության 103%)։

Բ) H-D- -Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH2

2,93 գ պեպտիդով բեռնված խեժը (B) քայլից (1,3 մմոլ-էկվ.) կասեցվել է 50 մլ 3:1 MeOH/DMF խառնուրդի մեջ: Լոլիկը սառչում էր մինչև 10°C-ից ցածր ջերմաստիճան: ազոտի մթնոլորտում և չոր ամոնիակ գազը մաքրվում էր մինչև լուծույթը հագեցած էր դրանով, մինչդեռ ջերմաստիճանը պահպանվում էր մոտ 10°C-ից ցածր: Լոլիկը նրբորեն խառնվում էր մոտ 24 ժամ՝ թույլ տալով, որ ջերմաստիճանը բարձրանա մինչև մոտ 20°C: Ռեակցիայի ավարտի աստիճանը ստուգվել է մեթիլ էսթերի միջանկյալ նյութի անհետացման միջոցով՝ օգտագործելով HPLC (VYDAC® սորբենտ, հատիկի չափը 5 մկմ, ծակոտի չափը 100 Å, C18, էլյուցիան իզոկրատական ​​պայմաններում 26% CH 3 CN 0,1% TFA-ում, արագությունը 1 մլ/րոպե, գրանցումը 220 մմ; այս պայմաններում հետաձգման ժամանակը Rt ~ 14 րոպե մեթիլ էսթերի համար և ~ 9,3 րոպե ամիդային արտադրանքի համար): Ռեակցիայի խառնուրդը սառեցվեց և ավելացվեց անջուր ամոնիակի ավելցուկ, մինչև HPLC-ի վրա մեթիլ էսթերին համապատասխանող գագաթնակետային տարածքը դառնա ցանկալի արտադրանքի գագաթնակետային տարածքի 10%-ից պակաս: Քաղցրը սառեցվել է մոտավորապես 10°C-ից ցածր ջերմաստիճանում, խառնելը շարունակվել է ողջ գիշեր՝ պեպտիդը նստեցնելու համար: Նստվածքն ու խեժն առանձնացվել են զտման միջոցով և լվացվել 15 մլ սառը MeOH-ով: Նստվածքը և խեժը չորացվել են նվազեցված ճնշման տակ, արտադրանքը խեժից հանվել է 50% քացախաթթվի ջրային լուծույթով (3 x 30 մլ): HPLC վերլուծությունը ցույց է տվել 870 մգ (0,70 մմոլ) վերնագրի արտադրանքի խառնուրդում (96% մաքուր է իզոկրատ HPLC համակարգում):

Դ) H-D- -Nal--Thr-NH 2

500 մգ (0,40 մմոլ) պեպտիդ (B) քայլից լուծվել է 300 մլ 4% քացախաթթվի մեջ և տաքացվել մինչև 55°C ազոտի տակ: Լուծույթն արագ խառնել են և մեկ բաժին ավելացրել են յոդի 2% w/v լուծույթ 7,7 մլ MeOH-ում (0,60 մմոլ): Խառնուրդը խառնվել է մոտավորապես 15 րոպե, այնուհետև ռեակցիան դադարեցվել է տիտրման միջոցով 2% նատրիումի թիոսուլֆատի լուծույթով մինչև գույնը անհետացել է (~2 մլ): Խառնուրդը սառեցվեց սենյակային ջերմաստիճանում և զտվեց: Խառնուրդը մաքրվել է նախապատրաստական ​​քրոմատագրմամբ C8 սյունակի վրա (YMC, Inc., Wilmington, NC) ացետոնիտրիլի գրադիենտով 0,1 Մ ամոնիումի ացետատում, աղազերծվել է C8 YMC սյունակի վրա՝ ացետոնիտրիլի գրադիենտով 0,25 N քացախաթթվի մեջ և լիոֆիլացված՝ 99% մաքրությամբ 350 մգ թիրախային պեպտիդ տալու համար:

Ելնելով վերոնշյալ նկարագրությունից՝ արվեստում հմուտ մարդը կարող է հեշտությամբ ճանաչել սույն գյուտի էական հատկանիշները և, չշեղվելով դրա ոգուց և շրջանակից, գյուտի մեջ կատարել տարբեր փոփոխություններ և փոփոխություններ՝ այն հարմարեցնելու տարբեր կիրառություններին և պայմաններին: Այսպիսով, գյուտի այլ մարմնավորումները նույնպես ծածկված են պահանջներով:

ՊԱՀԱՆՋ

1. H-D--Nal--Thr-NH2 բանաձևով պեպտիդ պատրաստելու մեթոդ, որը ներառում է հետևյալ քայլերը.

ա) եթերային կապով առաջին ամինաթթուն կցել պինդ հենարանային խեժին՝ «առաջին միացման արտադրանք» ձևավորելու համար, որը ներառում է (i) ցեզիումի կարբոնատի ջրային լուծույթի արձագանքումը առաջին ամինաթթվի ալկոհոլային լուծույթի հետ՝ ձևավորելու համար. առաջին ամինաթթվի ցեզիումի աղը, (ii) առաջին ամինաթթվի առանց լուծիչի ցեզիումի աղի ստացումը, (iii) անջուր բևեռային ապրոտիկ լուծիչում առաջին ամինաթթվի ցեզիումի աղի հետ փոխազդեցություն առաջացնելով. «առաջին ավելացման արտադրանք»,

որտեղ առաջին ամինաթթուն Boc-L-Thr-ն է, որը համապատասխանում է այս պեպտիդի C-տերմինալ ամինաթթունին, իսկ պինդ միջավայրի խեժը քլորոմեթիլացված պոլիստիրոլի խեժ է.

բ) առաջին հավելման արտադրանքից Boc-ի ապապաշտպանումը թթվով` «ապապաշտպանված առաջին հավելման արտադրանք» ձևավորելու համար.

(գ) «Առաջին կցված արտադրանքին» կամայականորեն ավելացնելով «հաջորդ ամինաթթուն», որը ներառում է «հաջորդ ամինաթթվի» արձագանքումը «ապաշրջափակված առաջին կցման արտադրանքի» հետ օրգանական լուծիչում, որը պարունակում է պեպտիդների աճի ռեագենտ՝ ստանալու համար. «արգելափակված հաջորդ ամինաթթու արտադրանքը». հավելում», իսկ «հաջորդ ամինաթթուն» ունի ամին խումբ, որն արգելափակված է Boc-ով հիմնական շղթայում, և եթե այս «հաջորդ ամինաթթուն» ունի մեկ կամ մի քանի ֆունկցիոնալ խմբեր կողմնակի շղթայում, ապա. կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերը պաշտպանություն չեն պահանջում, կամ կողային շղթայի այս ֆունկցիոնալ խմբերն ունեն պաշտպանիչ խմբեր, որոնք կայուն են թթվային կամ ալկալային ապապաշտպանիչ նյութերի նկատմամբ, համապատասխանաբար, Boc և Fmoc.

դ) «արգելափակված հաջորդ արտադրանքից» Boc-ի ապապաշտպանումը, որը ներառում է «արգելափակված հաջորդ արտադրանքի» արձագանքումը թթվով` «ապակցված հաջորդ արտադրանքը» ստանալու համար.

ե) ընտրովի, կրկնելով (գ) և (դ) քայլերը, որոնցից յուրաքանչյուրը արտադրում է «(X+1)-րդ հաջորդ հավելվածի ապաշրջափակված արտադրյալը», որտեղ X-ը ցանկալի ցիկլի կրկնությունների թիվն է.

ե) ավելացնելով «հաջորդ ամինաթթուն» «ապաշրջափակված առաջին կապի արտադրանքին» (բ) քայլից կամ, ըստ ցանկության, (ե) քայլից «(X+1)-րդ հաջորդ կապի ապաշրջափակված արտադրանքին», որը. ներառում է «հաջորդ ամինաթթու» ռեակցիայի իրականացումը նշված «առաջին կցվածքի ապաշրջափակված արտադրանքի» կամ նշված «(X + 1) հաջորդ կցվածքի ապաշրջափակված արտադրանքի հետ պեպտիդը աճեցնելու ռեագենտ պարունակող օրգանական լուծիչում։ «արգելափակված հաջորդ կցման արտադրանք» ստանալու համար, և այս «հաջորդ ամինաթթունն ունի Fmoc արգելափակված հիմնական շղթայի ամինային խումբ, պայմանով, որ եթե այդ «հաջորդ ամինաթթուն» ունի մեկ կամ մի քանի ֆունկցիոնալ խմբեր կողային շղթայում, ապա ֆունկցիոնալ խմբերը. կողային շղթայում պաշտպանություն չեն պահանջում, կամ կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերն ունեն պաշտպանիչ խմբեր, որոնք դիմացկուն են ալկալային ռեակտիվների նկատմամբ, որոնք օգտագործվում են Fmoc-ն ապապաշտպանելու համար.

է) «արգելափակված հաջորդ արտադրանքի» Fmoc-ի ապապաշտպանում, որը ներառում է «արգելափակված հաջորդ արտադրանքի» արձագանքումը առաջնային կամ երկրորդային ամինի հետ՝ «ապաշրջափակված հաջորդ արտադրանքը» ստանալու համար.

(ը) ընտրովի, կրկնելով (e) և (g) քայլերը, յուրաքանչյուր ցիկլով արտադրում է «(X+1)-րդ հաջորդ հավելվածի ապաշրջափակված արտադրյալը», որտեղ X-ը ցիկլի կրկնությունների ցանկալի քանակն է, մինչև դրանք ներառվեն ծրագրում: ազատվում է պեպտիդը և նախավերջին ամինաթթուն.

(i) N-տերմինալ ամինաթթվի ավելացում «(X+1)-րդ հաջորդ միացման ապաշրջափակված արտադրանքին», որը ներառում է N-տերմինալ ամինաթթվի արձագանքումը «(X+1) հաջորդի ապաշրջափակված արտադրանքի հետ. միացում» օրգանական լուծիչում, որը պարունակում է ռեագենտ՝ պեպտիդը երկարացնելու համար «արգելափակված ամբողջական կցման արտադրանք» ձևավորելու համար, որտեղ «N-տերմինալ ամինաթթուն» ունի ողնաշարային ամինային խումբ՝ արգելափակված Boc-ով կամ Fmoc-ով.

ժ) Boc-ի կամ Fmoc-ի ապապաշտպանում «արգելափակված ավարտված արտադրանքից», որը ներառում է «արգելափակված ավարտված արտադրանքի» արձագանքումը թթվի հետ Boc-ի դեպքում կամ հիմքի հետ՝ Fmoc-ի դեպքում՝ խեժի վրա ամբողջական պեպտիդային արտադրանքի ձևավորման համար.

(ժ) եթե «խեժով ավարտված պեպտիդային արտադրանքը» ունի կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբեր, ապա «խեժով ավարտված պեպտիդային արտադրանքի» կողային շղթայի ֆունկցիոնալ խմբերը կամայականորեն ապապաշտպանելը, որը ներառում է «խեժով ավարտված պեպտիդ արտադրանքի» արձագանքումը համապատասխան ապապաշտպանող ռեակտիվներով. արտադրել «ամբողջական պեպտիդային արտադրանք չպաշտպանված խեժի վրա»; Եվ

ժա) պեպտիդը կտրել պինդ խեժի կրիչից «պատրաստի պեպտիդային արտադրանք խեժի վրա» կամ «վերջնականացված պեպտիդ արտադրանքը ապապաշտպանված խեժի վրա»՝ պեպտիդ ստանալու համար, որը ներառում է «պատրաստի պեպտիդ արտադրանք խեժի վրա» կամ «պատրաստի պեպտիդ արտադրանք խեժի վրա» արձագանքելու համար. խեժ»; ապապաշտպանված խեժ» ամոնիակով, առաջնային ամինով կամ երկրորդային ամինով, մինչև պեպտիդը խեժից գրեթե ավարտված լինի.

պայմանով, որ պեպտիդի սինթեզի (e) և (g) քայլերը կատարվում են վեց անգամ H-L-Thr-խեժի «առաջին կցվածքի ապաշրջափակված արտադրանքի» ձևավորումից հետո, որտեղ հետագա ամինաթթուները կցվում են. հերթականությունը՝ Fmoc-L-Cys(Acm), Fmoc-L-Val, Fmoc-L-Lys(Boc), Fmoc-D-Trp, Fmoc-L-Tyr(O-t-Bu) և Fmoc-L-Cys( Acm) H-Cys(Acm)-Tyr (O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ առաջացնելու համար:

2. Մեթոդը ըստ պահանջի 1-ի, որտեղ ամոնիակը, առաջնային ամինը կամ երկրորդային ամինը (k) քայլում գտնվում են ալկոհոլ պարունակող լուծիչում և ընտրովի ապրոտիկ բևեռային լուծիչ:

3. Մեթոդը ըստ պահանջի 1-ի, որտեղ (l) քայլը հետագայում ներառում է հետևյալ քայլերը.

(i) լուծիչից կտրված պեպտիդը նստեցնելը.

(ii) պինդ խեժի հենարանի և նստվածքային պեպտիդի զտում, և

(iii) պեպտիդի արդյունահանում թթվային լուծույթով` պեպտիդը մեկուսացնելու համար:

4. Մեթոդը, համաձայն 1-ից 3-ի պահանջներից որևէ մեկի, որտեղ առաջին ամինաթթունը Boc-L-Thr-ի ցեզիումի աղն է, որը տալիս է Boc-L-Thr խեժ՝ որպես առաջին զուգակցման արտադրանք, և «ապակցված առաջին միացման արտադրանքը». «H-L-Thr-խեժն է:

5. Մեթոդը համաձայն 4-րդ պահանջի, որտեղ (i) քայլում Boc պաշտպանիչ խումբը հեռացնելու համար օգտագործվող թթուն տրիֆտորքացախաթթուն է (TFA):

6. Մեթոդը ըստ պահանջի 5-ի, որտեղ օրգանական լուծիչը մեթիլեն քլորիդ է, քլորոֆորմ կամ դիմեթիլֆորմամիդ, իսկ պեպտիդների աճի ռեագենտը՝ դիիզոպրոպիլկարբոդիիմիդ, դիցիկլոհեքսիլկարբոդիիմիդ կամ N-էթիլ-N»-(3-դիմեթիլ-ամինոպրոպիլ.)կարբոդիիմիդ։

7. Մեթոդ համաձայն 6-րդ պահանջի, որը ներառում է Boc-D--Nal-ի միացումը H-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժին: ըստ քայլի (i) ստանալու Boc-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ:

8. Մեթոդը, համաձայն 7-րդ պահանջի, որը ներառում է Boc խմբի D--Nal արգելափակող, Tyr պաշտպանող O-t-Bu խմբի և Boc-D--Nal-Cys(Acm)-ում Lys պաշտպանող Boc խմբի միաժամանակյա հեռացում: Tyr(O-t-Bu)-D-Trp-Lys(Boc)-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ, համաձայն քայլ (d)-ի՝ H-D--Nal-Cys բանաձևի խեժի վրա ավարտված պեպտիդային արտադրանք ստանալու համար: (Acm)-Tyr-D -Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ.

9. Մեթոդը, համաձայն 8-րդ պահանջի, որը ներառում է H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr պեպտիդը պինդ խեժից անջատումը՝ H-D- ռեակցիան իրականացնելով: -Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-խեժ ամոնիակով ալկոհոլ պարունակող լուծիչով և ընտրովի ապրոտիկ բևեռային լուծիչով մինչև էականորեն ամբողջական վերացում, որպեսզի ստացվի H-D--Nal: -Cys (Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH 2:

10. Գործընթացը համաձայն 9-րդ պահանջի, որտեղ ալկոհոլը մեթանոլ է, իսկ բևեռային ապրոտիկ լուծիչը՝ դիմեթիլֆորմամիդ:

11. Մեթոդը ըստ պահանջի 10-ի, որը ներառում է Cys-ը պաշտպանող Acm խմբերի միաժամանակ հեռացումը և ստացված ապապաշտպանված Cys մնացորդների ցիկլավորումը H-D--Nal-Cys(Acm)-Tyr-D բանաձևի «ամբողջական պեպտիդային արտադրանքի խեժի վրա»: -Trp- Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH 2` իրականացնելով H-D- -Nal-Cys(Acm)-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys(Acm)-Thr-NH-ի ռեակցիան: 2 սպիրտում յոդի լուծույթով, որպեսզի էապես ավարտվի ապապաշտպանությունը և ցիկլացումը, որպեսզի ստացվի H-D--Nal--Thr-NH2:

Պինդ փուլի պեպտիդների սինթեզն առաջարկվել է Ռոքֆելլերի համալսարանի Ռ. Բ. Մերրիֆիլդի կողմից (Նոբելյան մրցանակ 1984 թ.): Այս մեթոդը հիմնված է չլուծվող պոլիմերային հենքի վրա պեպտիդների հավաքման վրա՝ պաշտպանված α-ամինո և կողմնակի խմբերով ամինաթթուների մնացորդների հաջորդական ավելացման միջոցով: Ծրագրով նախատեսվում էր հավաքել պեպտիդային շղթան փուլերով, սինթեզի ընթացքում շղթայի մի ծայրով ամրացված ամուր հենարանին: Արդյունքում, միջանկյալ և թիրախային պեպտիդների ածանցյալների մեկուսացումն ու մաքրումը կրճատվել է պինդ պոլիմերի պարզ զտման և մանրակրկիտ լվացման՝ լուծույթում մնացած բոլոր ավելորդ ռեակտիվները և կողմնակի արտադրանքները հեռացնելու համար:

Պինդ փուլ տերմինը ավելի շուտ վերաբերում է կրիչի վրա նյութի ֆիզիկական բնութագրերին, քանի որ պոլիմերային կրիչի վրա քիմիական ռեակցիան ընթանում է մեկ փուլով՝ լուծույթով: Համապատասխան լուծիչում պոլիմերն ուռչում է՝ վերածվելով ցածր մածուցիկության, բայց բարձր կառուցվածքով գելի (խաչ կապված պոլիմերներ) կամ լուծարվում (չխաչկապակցված պոլիմերների դեպքում), և սինթեզի գործընթացը տեղի է ունենում գերմիկրոգեն մակարդակում՝ գործնականում։ միատարր համակարգ.

Պինդ փուլային օրգանական սինթեզը պահանջում է պոլիմերային հիմք՝ խեժ Սորին կցված է կապակցիչը Լ. Առաջին փուլում սուբստրատի մոլեկուլը կցվում է կապողին Ա.Մոլեկուլ Աանշարժացած (այսինքն՝ դադարում է շարժունակ լինել), սակայն պահպանում է մեկ այլ ռեագենտի հետ արձագանքելու ունակությունը IN(փուլ 2):

Արտադրանք ԱԲմնում է խեժի վրա, ինչը թույլ է տալիս այն առանձնացնել ավելցուկային ռեակտիվից IN(և կողմնակի արտադրանքները) պարզ լվացմամբ: (Դուք կարող եք ավելացնել բոլոր նոր ռեակտիվները՝ հաջորդաբար բարդացնելով սկզբնական ենթաշերտը Ա, գլխավորն այն է, որ կապողն այս ռեակցիաներում մնում է անփոփոխ): Երկֆունկցիոնալ կապող Լընտրված է այնպես, որ դրա կապը խեժի հետ Սավելի դիմացկուն էր, քան ենթաշերտը Ա. Այնուհետեւ վերջին փուլում թիրախային միացությունը ԱԲկարելի է առանձնացնել խեժից՝ ոչնչացնելով դրա կապը կապիչի հետ։ Հասկանալի է, որ կապը Լ-ԱԲպետք է ճեղքվի մեղմ պայմաններում՝ չվնասելով ինքնին միացությունը (կապ Ա-IN), ոչ էլ միացնողի շփումը խեժի հետ (կապ Լ-Ս).

Այսպիսով, իդեալականորեն, յուրաքանչյուր քայլից հետո խեժը լվանալով և կրիչի հետ կապը կտրելով՝ ստացվում է մաքուր նյութ։ Բնական է ենթադրել, որ ռեակտիվների մեծ ավելցուկի օգտագործումը և խեժից հետագա անջատումը շատ դեպքերում հնարավորություն է տալիս քիմիական հավասարակշռությունը տեղափոխել նպատակային արտադրանքի ձևավորում և նվազեցնել սինթեզի ժամանակը: Պինդ փուլային օրգանական սինթեզի թերությունները ներառում են ռեակտիվների բավական մեծ ավելցուկ (2–30 համարժեք) օգտագործելու անհրաժեշտությունը, միջանկյալ սինթեզի արտադրանքի նույնականացման դժվարությունները և փոփոխված պոլիմերային հենարանների համեմատաբար բարձր արժեքը, որը որոշվում է արժեքով։ կապող.

Մերրիֆիլդի կողմից օրգանական սինթեզի պրակտիկայում ներմուծված քլորոմեթիլ պոլիստիրոլը (խաչ կապված փոքր քանակությամբ դիվինիլբենզոլի հետ), այսպես կոչված, Մերիֆիլդի խեժը, պոլիմերային կրիչներից առավել հասանելին է:

Կոշտ փուլային պեպտիդների սինթեզի մեթոդիկա և հիմնական փուլերը

Առաջադրանքը պահանջում է պատվաստված ամինաթթուով պոլիմերային կրիչի ներմուծում փոխարինման համար ակտիվացված հետերոցիկլի հետ ռեակցիայի մեջ: Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք պոլիմերային կրիչների վրա անշարժացված ամինաթթուների ստացման մեթոդաբանական ասպեկտը:

Բեմ1. N-պաշտպանված ամինաթթվի անշարժացում պոլիմերային կրիչի վրա:

Մեր սխեմայի առաջին փուլը ամինաթթվի անշարժացումն է պոլիմերային կրիչի վրա: Նման կողմնակի պրոցեսներից խուսափելու համար, ինչպիսիք են օլիգոպեպտիդների առաջացումը, ամինաթթուն նախապես պաշտպանված է։ Որպես կանոն, օգտագործվում են N- պաշտպանված ամինաթթուներ, և արդյունքում առաջացող կապը ամինաթթվի և կրիչի միջև ամիդի կամ էսթերի տիպի է:

Պինդ փուլային օրգանական սինթեզում առավել հաճախ օգտագործվող ամինո խմբերի պաշտպանիչ խմբերն են կարբամատային տիպի տերտ-բուտօքսիկարբոնիլ (Boc) և 9H-ֆտորենիլմեթօքսիկարբոնիլ պաշտպանությունը (Fmoc), X-ը պաշտպանված խումբն է.

Հարկ է նշել, որ պաշտպանիչ խմբի ընտրությունը որոշվում է օգտագործվող պոլիմերային կրիչի տեսակով: Պաշտպանված ամինաթթուների անշարժացման պայմանները տարբեր են տարբեր տեսակի պոլիմերային կրիչների համար։ Կատարվում է Boc-amino թթուների անշարժացում Merrifield խեժի վրա, որը քլորոմեթիլացված պոլիստիրոլ է. տեղումորպես ցեզիումի աղեր՝ դիմեթիլ ֆտալատում (DMF) ցեզիումի կարբոնատի կասեցման և կալիումի յոդիդի կատալիտիկ քանակի ավելացմամբ։ Ռեակտիվների ավելցուկը կրիչի քանակի նկատմամբ ընտրվում է յուրաքանչյուր դեպքում առանձին և կազմում է 1,5-4 համարժեք:

Fmoc-ամինաթթուների անշարժացումը Wang (X=O) պոլիմերային կրիչի վրա՝ բենզիլ տիպի էսթերային կապակցիչ ձևավորելու համար, իրականացվում է կարբոդիիմիդ մեթոդով՝ օգտագործելով դիիզոպրոպիլկարբոդիիմիդ (DIC)՝ 4-(դիմեթիլամինո)պիրիդինի (DMAP) ներկայությամբ: որպես կատալիզատոր: Անշարժացման ռեակցիան ստերիկորեն չխանգարված ամինաթթուներով ընթանում է սենյակային ջերմաստիճանում։ Ստերիկորեն խանգարված ամինաթթուների անշարժացումը պահանջում է ռեակցիան իրականացնել 40–60°C ջերմաստիճանում 2 օր և կրկնել անշարժացումը (սխեմա 1): Fmoc-ի անշարժացում - ամինաթթուները Rink-ի պոլիմերային կրիչի վրա (X=NH) բենժիդրիլ տիպի ամիդ կապիչի ձևավորմամբ իրականացվում են Castro ռեագենտի առկայությամբ (1H-1,2,3-benzotriazol-1-yloxy) տրիս-(դիմեթիլամինո)ֆոսֆոնիումի հեքսաֆտորոֆոսֆատ (BOP), դիիզոպրոպիլէթիլամին հիմք (DIEA) և 1-հիդրօքսիբենզոտրիազոլ (HOBt), որպես կատալիզատոր։ Արձագանքը շարունակվում է սենյակային ջերմաստիճանում 2 ժամ ստերիկորեն չխոչընդոտված ամինաթթուների համար և 4-6 ժամ ստերիկորեն խանգարված ամինաթթուների համար:

Փուլ 2Պաշտպանված ամինաթթվի ապապաշտպանությունը պոլիմերային կրիչի վրա

Մեր կողմից ծրագրված երկրորդ փուլում (պաշտպանված ամինաթթվի անշարժացումից հետո) պահանջվում է հեռացնել պաշտպանիչ խումբը՝ ամինո խումբն ակտիվացնելու համար։ Boc- և Fmoc-պաշտպանությունը հեռացնելու մեթոդները տարբեր են: Մերրիֆիլդի խեժի վրա ամինաթթուների Boc պաշտպանության հեռացումը կատարվում է 50% տրիֆտորքացախաթթվով դիքլորմեթանի մեջ կես ժամով, այս պայմաններում Merrifield կապիչը մնում է անձեռնմխելի:

Ապապաշտպանությունից հետո խեժը լվանում են տրիէթիլամինի լուծույթով, որպեսզի հեռացնեն տրիֆտորքացախաթթուն: Ամինաթթուների Fmoc պաշտպանության հեռացումը Wang (X=O) և Rink (X=NH) կրիչների վրա իրականացվում է 40–50 րոպե 40–50 րոպե պիպերիդինի 20% լուծույթով DMF-ում։

Fmoc պաշտպանությունը հեռացնելուց հետո խեժի քաշի զգալի նվազումը կարող է հիմք ծառայել պաշտպանված ամինաթթուների անշարժացման աստիճանի ծանրաչափական որոշման համար պինդ փուլային սինթեզի առաջին փուլում: Խորհուրդ է տրվում խեժը հաջորդաբար մշակել պիպերիդինի լուծույթով դիմեթիլ ֆտալատում, սկզբում 5–10 րոպե, ապա 30 րոպե թարմ լուծույթով։ Ապապաշտպանությունից հետո խեժը լվանում են դիմեթիլ ֆտալատով առնվազն 4 անգամ՝ Fmoc պաշտպանության ոչնչացման արտադրանքները հեռացնելու համար: Կրիչի վրա ացիլացման ռեակցիայի առաջընթացի մոնիտորինգը կամ ամինո խմբից պաշտպանիչ ֆունկցիայի հեռացումը հնարավոր է Կայզերի թեստի միջոցով:

Փուլ 3Նուկլեոֆիլային փոխարինում հետերոցիկլներում, որոնք ներառում են հենարանի վրա անշարժացված ամինաթթու

Գործնական իրականացման համար մեր կողմից ծրագրված հաջորդ փուլը արոմատիկ նուկլեոֆիլ փոխարինման ռեակցիան է. պատվաստված ամինաթթուն ծառայում է որպես նուկլեոֆիլ, իսկ ակտիվացված հետերոցիկլը գտնվում է լուծույթում: Նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաների մեծ մասը հենարաններում կատարողականությամբ չեն տարբերվում հեղուկ փուլի ռեակցիաներից: Սակայն պետք է նկատի ունենալ, որ պրոցեսի ջերմաստիճանը չպետք է գերազանցի 120 С, որից բարձր կրիչի պոլիստիրոլե հիմքը սկսում է քայքայվել։ Կրիչի վրա իրականացվող ռեակցիայի պայմաններում կապակցիչը նույնպես պետք է պահպանվի։

Հարմար ակտիվացված հետերոցիկլիկ սուբստրատներ ընտրելիս պետք է հաշվի առնել հետերոցիկլում հեռացող խմբի բնույթը:

Փուլ 4Թիրախային միացության հեռացում պոլիմերային կրիչներից

Պինդ փուլային օրգանական սինթեզի միացնողների մեծ մասը տրոհվում է թթվային միջավայրում: Կապակցիչների դիմադրությունը թթվի նկատմամբ կտրուկ իջնում ​​է, երբ Merrifield խեժից անցնում է Wang և Rink խեժ: Rink կապակցիչը ճեղքվում է ավելի մեղմ պայմաններում (10–20% CF3COOH), քան Wang կապիչը (50% CF3COOH): Մերրիֆիլդի խեժը պասիվ է այս պայմաններում, և NaOMe/MeOH լուծույթում տրանսեսթերիֆիկացումն օգտագործվում է այն ճեղքելու համար, ինչը հանգեցնում է ձևավորման: թթվային էսթեր:

Մենք ևս մեկ անգամ հիշում ենք, որ կապի բնույթը որոշում է տերմինալ ֆունկցիայի տեսակը ձևավորված մոլեկուլում, որը հեռացվում է ենթաշերտից: Վանգի խեժը թույլ է տալիս ստանալ թթուներ, իսկ Ռինկի խեժը՝ ամիդներ։

Կոշտ փուլային պեպտիդների սինթեզի այս սխեմայի առավելությունները.

1. Տարբեր մայրական միացություններ կարող են կապված լինել առանձին ուլունքների հետ: Այս հատիկներն այնուհետև խառնվում են և այդպիսով բոլոր սկզբնական միացությունները կարող են փոխազդել ռեագենտի հետ մեկ փորձի ընթացքում: Արդյունքում, ռեակցիայի արտադրանքները ձևավորվում են առանձին հատիկների վրա: Շատ դեպքերում, ավանդական հեղուկ քիմիայում հումքի խառնումը սովորաբար հանգեցնում է ձախողումների՝ արտադրանքի պոլիմերացման կամ ծամոնացման: Պինդ սուբստրատի վրա փորձերը բացառում են այդ ազդեցությունները:

2. Քանի որ հումքը և արտադրանքը միացված են պինդ հենակետին, ավելցուկային ռեակտիվները և ոչ օժանդակ արտադրանքները կարող են հեշտությամբ մաքրվել պոլիմերային պինդ հենարանից:

3. Ռեակտիվների մեծ ավելցուկները կարող են օգտագործվել ռեակցիան ավարտին հասցնելու համար (99%-ից ավելի), քանի որ այդ ավելցուկները հեշտությամբ բաժանվում են:

4. Օգտագործելով խմբաքանակի ցածր ծավալներ (0,8 մմոլից պակաս մեկ գրամ աջակցության համար), կարող են խուսափել անցանկալի կողմնակի ռեակցիաներից:

5. Ռեակցիոն խառնուրդի միջանկյալ նյութերը կապված են հատիկների հետ և մաքրման կարիք չունեն:

6. Փորձի վերջում կարելի է առանձնացնել առանձին պոլիմերային ուլունքներ և այդպիսով ստանալ առանձին ապրանքներ։

7. Պոլիմերային սուբստրատը կարող է վերականգնվել այն դեպքերում, երբ ընտրվում են ճեղքման պայմանները և ընտրվում են համապատասխան խարիսխ խմբեր՝ կապողներ:

8. Հնարավոր է պինդ ֆազային սինթեզի ավտոմատացում։

Պինդ փուլային սինթեզի համար անհրաժեշտ պայմանները, ի լրումն ռեակցիայի պայմաններում իներտ չլուծվող պոլիմերային սուբստրատի առկայության, հետևյալն են.

Խարիսխի կամ կապի առկայությունը քիմիական ֆունկցիա է, որն ապահովում է ենթաշերտի կապը կիրառվող միացության հետ: Այն պետք է կովալենտորեն կապված լինի խեժին: Խարիսխը պետք է նաև ռեակտիվ ֆունկցիոնալ խումբ լինի, որպեսզի սուբստրատները փոխազդեն դրա հետ:

Ենթաշերտի և կապիչի միջև ձևավորված կապը պետք է կայուն լինի ռեակցիայի պայմաններում:

Պետք է լինեն արտադրանքի կամ միջանկյալ կապի կապը կապողի հետ խզելու ուղիներ: