氨基的保护及脱保护

药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 经典化学合成反应标准操作经典化学合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护策略氨基的保护及脱保护策略 编者 彭宪 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司化学合成部有限公司化学合成部 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 1 of 79 目目 录录 1 氨基的保护及脱保护概要氨基的保护及脱保护概要 2 2 烷氧羰基类烷氧羰基类 2 1 苄氧羰基 苄氧羰基 Cbz 4 2 2 叔丁氧羰基 叔丁氧羰基 Boc 16 2 3 笏甲氧羰基 笏甲氧羰基 Fmoc 28 2 4 烯丙氧羰基 烯丙氧羰基 Alloc 34 2 5 三甲基硅乙氧羰基 三甲基硅乙氧羰基 Teoc 36 2 6 甲 或乙 氧羰基甲 或乙 氧羰基 40 3 酰基类酰基类 3 1 邻苯二甲酰基 邻苯二甲酰基 Pht 43 3 2 对甲苯磺酰基 对甲苯磺酰基 Tos 49 3 3 三氟乙酰基 三氟乙酰基 Tfa 53 4 烷基类烷基类 4 1 三苯甲基 三苯甲基 Trt 57 4 2 2 4 二甲氧基苄基 二甲氧基苄基 Dmb 63 4 3 对甲氧基苄基 对甲氧基苄基 PMB 65 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 2 of 79 4 4 苄基 苄基 Bn 70 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 3 of 79 1 氨基的保护及脱保护概要 氨基的保护及脱保护概要 选择一个氨基保护基时 必须仔细考虑到所有的反应物 反应条件及所设计的反 应过程中会涉及的所有官能团 首先 要对所有的反应官能团作出评估 确定哪些在 所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的 并在充分考虑保护基的性质的基础 上 选择能和反应条件相匹配的氨基保护基 其次 当几个保护基需要同时被除去时 用相同的保护基来保护不同的官能团是非常有效 如苄基可保护羟基为醚 保护羧酸 为酯 保护氨基为氨基甲酸酯 要选择性去除保护基时 就只能采用不同种类的保护 基 如一个 Cbz 保护的氨基可氢解除去 但对另一个 Boc 保护的氨基则是稳定的 此 外 还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的影响 如羧酸叔醇酯 远比伯醇酯难以生成或除去 最后 如果难以找到合适的保护基 要么适当调整反应 路线使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的 要么重 新设计路线 看是否有可能应用前体官能团 如硝基 亚胺等 或者设计出新的不需 要保护基的合成路线 在合成反应中 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚和其他芳香氮杂环中的氨基往往 是需要进行保护的 已经使用过的氨基保护基很多 但归纳起来 可以分为烷氧羰基 酰基和烷基三大类 烷氧羰基使用最多 因为 N 烷氧羰基保护的氨基酸在接肽时不易 发生消旋化 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚和其他芳香氮氢都可以选择合适的保护 基进行保护 下表列举了几种代表性的常用的氨基保护基 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 4 of 79 几种代表性的常用的氨基保护基几种代表性的常用的氨基保护基 结构缩写应用引入条件脱去条件 O X O Cbz 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 Cbz Cl Na2CO3 CHCl3 H2O H2 Pd C 供氢体 Pd C BBr3 CH2Cl2 or TFA HBr HOAc 等 OX O Boc 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 Boc2O NaOH diox H2 O Boc2O MeOH Boc2O Me4NOH CH3C N 3MHCl EtOAc HCl MeOH or diox TosOH THF CH2Cl2 Me3SiI CHCl3orCH3CN O X O Fmoc伯胺 仲氨等 Fmoc Cl NaHCO3 diox H2O 20 哌啶 DMF 50 哌 啶 CH2Cl2等 O X O Alloc 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 Aloc Cl Py Ni CO 4 DMF H2O Pd PPh3 4 Bu3SnH ClO O TMS Teoc 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 Teoc Cl 碱 diox H2OTBAF TEAF Me or Et O X O 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 ROCOCl NaHCO3 dio x H2O HBr HOAc Me3SiI KOH H2O 乙二醇 N O O XPht伯胺 邻苯二甲酸酐 CHCl3 70 邻苯二甲 酰亚胺 NCO2Et aq Na2CO3 H2NNH2 EtOH NaBH4 i PrOH H2O 6 1 S O O X Tos 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 Tos Cl Et3N HBr HOAc 48 HBr 苯 酚 cat X O CF3 Tfa 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 TFAA Py 苯二甲酰 亚胺 NCO2CF3 CH2Cl2 K2CO3 MeOH H2O NH3 MeOH HCl MeOH X Trt 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 Trt Cl Et3N HCl MeOH H2 Pd EtOH TFA CH2Cl2 X MeO OMe Dmb 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 ArCHO NaCNBH3 Me OH X OMe PMB 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 PMB Br K2CO3 CH3CN PhCH O NaCNBH3 MeOH HCO2H Pd C MeOH H2 Pd OH 2 EtOH TFA CAN CH3CN X Bn 伯胺 仲氨 咪唑 吡咯 吲哚等 Bn Br Et3N or K2CO3 CH3CN PhCH O NaCNBH3 MeOH HCO2H Pd C MeOH H2 Pd OH 2 EtOH CCl3CH2OCOCl CH3CN 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 5 of 79 2 烷氧羰基类保护基 烷氧羰基类保护基 烷氧羰基类保护基可用于氨基酸 以在肽合成中减少外消旋化的程度 外消旋化 发生在碱催化的 N 保护的羧基活化的氨基酸的偶联反应中 也发生在易由 N 酰基保护 的氨基酸形成的中间体恶唑酮中 要使外消旋化程度减到最小 需使用非极性溶剂 最弱的碱 低的反应温度 并 使用烷氧羰基类保护的氨基酸是有效的 其中常用的有易通过酸性水解去保护的 Boc 基 由催化氢解去保护的 Cbz 基 用碱经 消除去保护的 Fmoc 基和易由钯催化异构 化去保护的 Alloc 基 2 1 苄氧羰基 苄氧羰基 Cbz 苄氧羰基 Cbz 是 1932 年 Bergmann 发现的一个很老的氨基保护基 但一直到今 天还在应用 其优点在于 试剂的制备和保护基的导入都比较容易 N 苄氧羰基氨基 酸和肽易于结晶而且比较稳定 苄氧羰基氨基酸在活化时不易消旋 能用多种温和的 方法选择性地脱去 2 1 1 苄氧羰基的导入苄氧羰基的导入 苄氧羰基的导入 一般都是用 Cbz Cl 游离氨基在用 NaOH 或 NaHCO3 控制的 碱性条件下可以很容易同 Cbz Cl 反应得到 N 苄氧羰基氨基化合物 二胺可用该 试剂在 pH 3 5 4 5 稍有选择性地被保护 其选择性随碳链地增长而减弱 如 H2N CH2 nNH2 n 2 时 71 被单保护 n 7 时 29 被单保护 1 氨基酸酯同 Cbz Cl 的反应则是在 有机溶剂中进行 并用碳酸氢盐或三乙胺来中和反应所产生的 HCl 此外 Cbz ONB 4 O2NC6H4OCOOBn 等苄氧羰基活化酯也可用来作为苄氧羰基的导入试剂 该 试剂使伯胺比仲胺易被保护 但苯胺由于亲核性不足 与该试剂不反应 2 H N R1R2 Cbz Cl Base N R1 R2 Cbz NH2 R1R2OOC Cbz Cl Base NHCbz R1R2OOC 1 G J Atwell W A Denny Synthesis 1984 1032 2 D R Kelly M Gingell Chem Ind London 1991 888 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 6 of 79 Cbz Cl 很容易用苯甲醇同光气的反应来制备 见下式 在低温下可以保存半年以 上而不发生显著的分解 CH2OH COCl2 CH2OCOCl HCl 除 Cbz Leu 为油状物外 绝大多数氨基酸的苄氧羰基衍生物都可以得到结晶 有 的 N 苄氧羰基氨基酸能同它的钠盐按一定比例形成共晶 共晶产物的熔点较高 并难 溶于有机溶剂 例如 苯丙氨酸经苄氧羰基化后再加酸析出 Cbz Phe 时往往得到共晶 产物 熔点 144 此共晶产物用乙酸乙酯和 1M HCl 一道震摇时可完全转化为 Cbz Phe 而溶于乙酸乙酯中 因此 除 Cbz Gly 以外 一般都是采用酸化后用有机溶剂提取 的方法来得到纯的 N 苄氧羰基氨基酸 2 1 1 1 游离氨基酸的游离氨基酸的 Cbz 保护示例保护示例 Konda Yamada Yaeko Okada Chiharu et al Tetrahedrom 2002 58 39 7851 7865 Cbz Cl 18 5 l 0 155 mmol in diethyl ether 0 2 ml was dropped to a solution of R 1 36 4 mg 0 129 mmol in 10 aqueous Na2CO3 1 8 ml at 0 C and stirred for 5 h The reaction mixture was acidified with 10 citric acid extracted with CHCl3 10 mlX3 The organic layer was washed with water dried over Na2SO4 evaporated to give light yellow gels which were purified by preparative TLC CHCl3 MeOH 5 1 to afford R 6 25 7 mg 47 1 as yellow amorphous solid Rf 0 87 n BuOH AcOH H2O 4 1 5 a D23 27 270 c 0 99 CHCl3 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 7 of 79 2 1 1 2 氨基酸酯的氨基酸酯的 Cbz 保护示例保护示例 S O NH2 HCl O Cbz Cl K2CO3 S O NHCbz O 12 M Carrasco R J Jones S Kamel et a1 Org Syn 70 29 A 3 L three necked Morton flask equipped with an efficient mechanical stirrer thermometer and a dropping funnel is charged with L methionine methyl ester hydrochloride 1 117 6 g 0 56 mol potassium bicarbonate 282 3 g 2 82 mol 5 eq water 750 mL and ether 750 mL and the solution is cooled to 0 C Benzyl chloroformate 105 g 88 6 mL 0 62 mol 1 1 eq is added dropwise over 1 hr the cooling bath is removed and the solution is stirred for 5 hr Glycine 8 5 g 0 11 mol 0 2 eq is added to scavenge excess chloroformate and the solution is stirred for an additional 18 hr The organic layer is separated and the aqueous layer is extracted with ether 2 200 mL The combined organic layers are washed with 0 01 M hydrochloric acid 2 500 mL water 2 500 mL and saturated brine 500 mL and then dried Na2SO4 filtered and evaporated on a rotary evaporator The resulting oil is further dried in a Kugelrohr oven 50 C 0 1 mm 12 hr to leave product 2 as a clear oil that solidifies upon cooling 165 166 g 98 99 mp 42 43 C 2 1 1 3 氨基醇的氨基醇的 Cbz 保护示例保护示例 1 Cbz Cl Na2CO3 THF H2O CbzHN OH H2N OH Clariana Jaume Santiago G G et al Tetrahedron Asymmetry 2000 11 22 4549 4558 Benzyl chloroformate 0 95 ml 6 7 mmol was added via syringe into a stirred mixture of aminoalcohol 7 0 989 g 5 1 mmol and sodium carbonate 0 683 g 6 4 mmol in the solvent system water 10 ml THF 3 ml maintained at 0 C The mixture was stirred at room temperature for 18 h TLC monitoring and then partitioned between dichloromethane and 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 8 of 79 water The organic phase was dried and evaporated to afford a white solid which was passed through a column of silica gel with hexanes ethyl acetate v v 2 1 to afford the desired product 1 198 g 72 mp 125 127 C 2 1 1 4 氨基醇的氨基醇的 Cbz 保护示例保护示例 2 Cbz Cl K2CO3 Tol H2O H2N O O OH CbzHN O O OH Inaba Takashi Yamada Yasuki et al J Org Chem 2000 65 6 1623 1628 To a mixture of toluene 3 85 L water 3 85 L and K2CO3 470 g 3 40 mol were successively added 1a 770 g 2 72 mol and CbzCl 488 g 2 72 mol with vigorous stirring at a temperature below 25 C After stirring at room temperature for 3 h triethylamine 27 5 g 270 mmol and NaCl 578 g were successively added and the mixture was stirred for a further 30 min The organic layer was separated and concentrated to give the desired product as oil which was used for the next reaction without purification The analytical sample was prepared by column chromatography 2 1 2 苄氧羰基的脱去苄氧羰基的脱去 苄氧羰基的脱除主要有以下几种方法 1 催化氢解 2 酸解裂解 3 Na NH3 液 还原 一般而言目前实验室常用简洁的方法就是催化氢解 但当分子 中存在对催化氢解敏感或钝化的基团时 我们就必须采用化学方法如酸解裂解或或 Na NH3 液 还原等 催化氢解如下式所示 催化氢解的供氢体可以是 H2 环己二烯 1 2 1 4 环己二 烯 2 甲酸铵 3 和甲酸 4 6 等 以后四个为供氢体的反应又叫催化转氢反应 通常这比 催化氢化反应更迅速 N R1Cbz R2 CH3 CO2 H N R1R2 H2 CH3 N R1COOH R2 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 9 of 79 催化剂主要用 5 10 的钯 碳 10 20 的氢氧化钯 碳或钯 聚乙烯亚胺 钯 聚乙烯 亚胺 甲酸对于除去 Cbz 要比前两者要好 7 当 HBr HOAc 脱去 Cbz 保护基时 产物往 往带又一点颜色 而且分解产生的溴化苄会产生一些副反应并难以除尽 而催化氢解 多数能得到无色得产物 由于硫能使催化剂中毒 因此 含有胱氨酸 半胱氨酸等含 硫的肽等 N 苄氧羰基氨基衍生物一般不用催化氢解法脱除 一般溶剂可以用甲醇 乙 醇 乙酸乙酯 四氢呋喃等 在醇类质子溶剂中反应速度要快的多 1 G Briefer T T Nesftrick Chem Rew 1974 74 567 2 A E Jackson R A Johnstone Synthesis 1976 685 G M Anantharamaiah K M Sivanandaiah J Chem Soc Perkin Trans 1 1977 490 3 M Makowski B Rzeszotarska L Smelka et al Liebigs Ann Chem 1985 1457 4 D R Coleman G P Royer J Org Chem 1980 45 2268 5 B Eiamin G M Anantharamaiah G P Royer et al J Org Chem 1979 44 3442 6 M J O Anteunis C Becu F Becu et al Bull Soc Chim Belg 1987 96 775 7 D R Coleman G P Royer J Org Chem 1980 45 2268 D R Coleman G P Royer J Org Chem 1980 45 2268 如果在 Boc2O 存在下用 Pd C 进行氢化 则释放出的胺直接转变成 Boc 衍生物 1 而且这类反应往往要比不加 Boc2O 来的快 其主要由于氢解出来的胺往往会与贵金属 有一定的络合 使催化剂的活性降低 和 Boc2O 反应为酰胺后则去除了这一效果 另 外有时在氢解时加入适当的酸促进反应也是一样的道理 避免了生成的胺降低反应的 活性 1 M Sakaitani K Hori Y Ohfune Tetrahedron Lett 1988 29 2983 另外当分子中有卤原子 Cl Br I 存在时 一般直接用 Pd C 会造成脱卤的发生 一 般这种情况下 使用 PdCl2为催化剂 以乙酸乙酯或二氯甲烷为溶剂可较好的避免脱卤 的发生 用 MeOH DMF 为溶剂时 在 Cbz 赖氨酸衍生物氢化的过程中会生成 N 甲基化的 赖氨酸 1 使用氨为溶剂时 H2 Pd C 在 33 下氢化 肽中的半胱氨酸或蛋氨酸单元不 使催化剂毒化 此外 氨还会阻止 BnO 醚的还原 所以对 Cbz 可得到一些选择性 2 3 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 10 of 79 1 D R Coleman G P Royer J Org Chem 1980 45 2268 2 J P Mazaleyrat J Xie M Wakselman Tetrahedron Lett 1992 33 4301 3 N L Benoiton Int J Pept Petein Res 1993 41 611 2 1 2 1 5 10 的钯 碳催化氢解示例 H2N OH CbzHN OH H2 15 Pd C MeOH C Jaume G G Santiago et al Tetrahedron Asymmetry 2000 11 22 4549 4458 A solution of R 8 0 170 g 0 52 mmol in absolute methanol 3 ml was hydrogenated in the presence of 15 Pd C 0 026 g at room temperature for 12 h The mixture was filtered Celite and washed with methanol Then perchloric acid 0 050 ml 0 83 mmol was added and the mixture was stirred for 5 min The solvent was evaporated to afford R 7 HClO4 mp 233 235 C a D23 15 6 c 0 68 methanol 2 1 2 2 5 10 的钯 碳催化氢解示例 H2 20 Pd OH 2 C MeOH FNHCbz OH H FNH2 OH H B Pierfrancesco C silvia et al Tetrahedron 1999 55 10 3025 A solution of N Cbz arylglycinol 17 1 02 mmol in MeOH 10 mL was stirred for 15 min in the presence of an excess of Pd OH 2 C under a dihydrogen atmosphere The solution was then filtered on a Celite pad and the solvent removed in vaccuo Purification of the crude afforded the desired free 2 arylglycinols S 21 in 87 yield white solid a D20 47 0 c 0 78 CHCl3 mp 94 96 C AcOEt 2 1 2 3 Pd C 甲酸铵催化氢解示例甲酸铵催化氢解示例 OHN O O O O O O H NHCbz O H HCONH4 10 Pd C OHN O O O O O O H NH2 O H 12 Alargov D K Naydenova Z Monatsh Chem 1997 128 6 7 725 732 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 11 of 79 576 6 mg of compound 1 1 mmol was dissolved in 20 ml of methanol Then 150 mg of ammonium formate 3 mmol and 75 mg of 10 Pd C was added and the reaction mixture was stirred at room temperature 10 min and then heated to reflux for 45 min The mixture was filtered through celite and the filtrate was evaporate to dryness to give 430 mg of compound 2 98 This compound was used without further purification in the subsequent step 2 1 2 4 Pd C 甲酸催化氢解示例甲酸催化氢解示例 O O H N N H O O O O O O 10 Pd C HCOOHO O NH2 NH2 O O 1 2 Fyles T M Zeng B J Org Chem 1998 63 23 8337 8345 Compound 1 0 6 g 0 8 mmol was dissolved in 1 1 formic acid methanol 60 mL and added to a round bottom flask 100 mL containing 1 equiv of palladium catalyst 10 Pd C 1 0 g 0 9 mmol The mixture was continuously stirred under reflux temperature for 24 h The catalyst was removed by filtration and washed with an additional 10 mL of methanol The combined solvents were removed by evaporation under reduced pressure to give Compound 2 0 34 g 81 a white solid mp 96 98 C This compound was used without further purification in the subsequent step 2 1 2 5 Pd C 催化氢解脱催化氢解脱 Cbz 上上 Boc 示例示例 O BocHN N H H2 10 Pd C Boc 2O O O O H N N H 12 WO 10 Pd C was addede to a solution of compound 1 596 mg 1 77 mmol and Boc 2O 773 mg 3 54 mmol in etnyl acetate 30 ml The reation vessel was evacuated and back filled 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 12 of 79 with nitrogen three times then back filled with hydrogen 1 atm After 2 h the mixture was filtered and concentrated Purification by silica gel chromatography 30 ethyl acetate hexanes 50 ethyl acetate hexanes gave compound 2 289 mg 54 2 1 2 6 PdCl2催化氢解脱除带卤原子分子上的催化氢解脱除带卤原子分子上的 Cbz 示例示例 Cl N N H N O NH Cl PdCl2 Et3SiH Cl N N H N O N O O Cl 12 US To a solution o compound 1 900 mg in methylene chloride 16 5 ml was addede PdCl2 30 mg and triethylamine 0 229 ml Triethyl silane was added 2 x 0 395 ml over 2 h The reaction mixture stirred 1 h and 2 ml of trifluoroacetic acid was added After 30 min the reaction was basified with 2 N NaOH extracted with methylene chloride dried over MgSO4 filtered and concentrated Chromatography was run on a biotage 40S column with 3 5 MeOH CH2Cl2 with 0 5 NH4OH to provide compound 2 as a oil 501 mg 74 2 1 2 7 Pd 黑催化氢解 黑催化氢解 用氨为溶剂 半胱氨酸的 Cbz 脱除示例示例 S OH NH2 O H2 Pd S OH NHCbz O 43 Arthur M Felix Manuel H Jimenz et a1 Org Syn 59 159 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 13 of 79 A dry 1 L three necked round bottomed flask is equipped with a dry ice reflux condenser a gas inlet tube and a magnetic stirring bar as illustrated in the figure The reaction vessel is immersed in an acetone dry ice bath and a total of 300 mL of ammonia is passed through a drying tower containing potassium hydroxide pellets and collected in the flask The bath is removed to permit the reaction to proceed at the boiling point of ammonia 33 and a gentle stream of dry nitrogen is bubbled into the flask A solution of 0 708 g 0 80250 mole of N benzyloxycarbonyl L methionine in 10 ml of N N dimethylacetamide 1 02 g 1 40 ml 0 0101 mole of triethylamine and 1 25 g of freshly prepared palladium black are added The nitrogen stream is discontinued and replaced by a stream of hydrogen that has been passed through a concentrated sulfuric acid scrubber The mixture is stirred under reflux for 5 5 hours to effect hydrogenolysis The hydrogen stream is discontinued a flow of nitrogen is resumed and the dry ice is removed from the reflux condenser permitting rapid evaporation of ammonia The flask is attached to a rotary evaporator and the mixture is evaporated to dryness under reduced pressure The residue is dissolved in water and filtered through a sintered funnel of medium porosity to remove the catalyst The filtrate is evaporated to dryness and the residue 354 mg 95 is crystallized from water ethanol The white crystalline product after drying under reduced pressure at 25 weighs 272 305 mg 73 82 m p 280 282 dec 25D 23 1 c 1 aqueous 5 N hydrochloric acid 酸解脱除酸解脱除 氨基甲酸苄酯在强酸性条件下容易去保护 HBr HOAc 是酸解脱除苄 氧羰基的最常用的试剂 1 脱除反应主要按下式进行 2 反应需要消耗 2 分子的 HBr Cbz 的脱除速度随 HBr 浓度的增大而增大 因此实际上都是采用高浓度的过量 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 14 of 79 HBr HOAc 溶液 1 2M 3 3M 以保证反应的完全 N R1Cbz R2 H N R1Cbz R2 H Br HBr CH2Br CO2 H HBr N R1R2 1 D Ben Ishai A Berger J Org Chem 1952 17 1564 R A Boissonnas J Blodinger A D Welcher J Am Chem Soc 1952 74 5309 2 R A Boissonnas J Blodinger A D Welcher J Am Chem Soc 1952 74 5309 J Meienhofer E Schnabel Z Naturforsch 1965 20b 661 含有丝氨酸 1 和苏氨酸 2 的肽或其它含羟基的氨基衍生物用 HBr HOAc 脱除 Cbz 时 会发生羟基的 O 乙酰化反应 虽然 O 乙酰基能用碱皂化或氨解脱去 但为了避免这个 副反应 可以改用 HBr 二氧六环或 HBr 三氟乙酸来代替 HBr HOAc 3 由于 HBr 在三 氟乙酸中的溶解度较小 因此不能预先制成 HBr 三氟乙酸溶液 而只能将保护的肽或 氨基衍生物溶于无水三氟乙酸中 先于 0 下通入干燥的 HBr 待 Cbz 大部分脱除后 再室温通短时间以求完全脱除变化基 Cbz 被 HBr 分解产生的溴化苄能同肽中的某种 氨基酸反应 也是需要加以注意的 如 甲硫氨酸的硫原子能同溴化苄反应生成 S 苄 基甲硫氨酸 4 防止的办法是加入硫醚 CH3SC2H5 为捕捉剂 5 色氨酸被 HBr HOAc 分解产生有色物质 防止的办法是加入亚磷酸二乙酯 硝基精氨酸会发生硝基的部分 脱落 改用液体 HBr 于 67 处理可以避免 1 G D Fasman E R Blout J Am Chem Soc 1960 82 2262 2 S Fujiwara S Moerinaga K Narita Bull Chem Soc Japan 1962 35 438 3 J Meienhofer E Schnabel Z Naturforsch 1965 20b 661 黄惟德等 生物化学与生 物物理学报 1961 98 4 N F Albertson F C Mckay J Am Chem Soc 1953 73 5323 5 S Guttmann R A Boissonnas Helv Chim Acta 1959 42 1257 用液体 HF 在 0 处理 10 30 分钟即可将 Cbz 完全脱去 1 FSO3H 2 CH3SO3H 2 3 CF3SO3H 3 4 和 C6H5SCH3 TFA 5 也是较好的试剂 Me3SiI 在氯仿 乙腈中能于几分钟 内选择性脱去 Cbz 和 Boc 保护基 6 对于 BBr3 CH2Cl2而言 较大分子的肽的 Cbz 衍 生物可在 TFA 中去除 因为肽在酸中的溶解度比在 CH2Cl2中大 7 从肽中脱去 Cbz 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 15 of 79 可在 TFA 中添加 0 5 M 4 甲硫基 苯酚 8 或使用 HF Me2S 对甲苯酚 9 25 65 10 v v 来抑制 Bn 对芳香氨基酸的加成 1 S Sakakibara et a1 Bull Chem Soc Japan 1967 40 2164 S Matsuura C H Niu J S Cohen J Chem Soc Chem Commun 1976 451 2 H Yajima H Ogawa H Sakurai J Chem Soc Chem Commun 1977 909 3 H Yajima et a1 J Chem Soc Chem Commun 1974 107 4 H Yajima et a1 Chem Pharm Bull 1975 23 1164 5 Y Kiso K Ukawa T Akita J Chem Soc Chem Commun 1980 101 6 R S Lott V S Chauham C H Stammer J Chem Soc Chem Commun 1979 495 7 J Pless W Bauer Angew Chem Int Ed Engl 1973 12 147 A M Felix J Org Chem 1974 39 1427 8 M Bodanszky A Bodanszky Int J Pept Protein Res 1984 23 287 9 J P Tam W F Heath R B Merrifield J Am Chem Soc 1983 105 6442 此外 已经报道过的还有以下的一些不常用的方法 如 HCl CHCl3 1 HCl HOAc 2 HBr SO2 3 液体 HBr 4 TosOH 5 HI HOAc 6 碘化磷 7 Et3SiH 8 沸腾的 TFA 9 8M HCl 的乙醇液或 6 M HCl 回流 1 小时 10 或浓盐酸于 25 75 加热处理 1 1 5 小时 11 等 1 G D Fasman M Idelson E R Blout J Am Chem Soc 1961 83 709 2 R B Merrifield J Am Chem Soc 1963 85 2149 3 M Idelson E R Blout J Am Chem Soc 1958 80 4631 4 M Brenner H C Curtius Helv Chim Acta 1963 46 2126 5 E Taschner B Liberek Abstr Int Cong Biochemistry Vienna 1958 6 E Waldschmidt Leitz K Kuhn Chem Ber 1951 84 381 7 E Brand B F Erlanger H Sachs J Am Chem Soc 1952 74 1849 8 Birkofer et al Angew Chem Int Ed 1965 4 417 9 F Weygand W Steglich Z Naturforsch 1959 14b 472 10 A E Barkdoll W F Ross J Am Chem Soc 1944 66 567 G Chelucci M Falorni G Giacomelli Synthesis 1990 1121 经典合成反应标准操作 氨基的保护及脱保护 药药明康德新明康德新药药开开发发有限公司有限公司 药药明康德内部保密明康德内部保密资资料料 Page 16 of 79 11 J White J Biol Chem 1934 106 141 2 1 2 8 HBr AcOH 脱除脱除 Cbz 示例示例 S N EtOOC N H O O N NHCbz 33 HBr AcOH 91 S N EtOOC N H O O N NH2 HBr B Anna P Gerald Heterocycles 2002 58 521 A solution of the amine Cbz compund 208 mg 0 44 mmol in 33 hydrobromic acid in acetic acid 1 mL and glacial acetic acid 0 6 mL was stirred at rt for 3 h under an atmosphere of nitrogen The volatiles were removed in vacuo to leave the free amine hydrobromide 168 mg 91 as a brown highly hygroscopic powder D 18 0 c 0 4 EtOH 2 1 2 9 TMSI 脱除脱除 Cbz 示例示例 1 O N H Br NH2 O O O Me3SiI Et3N CH3CN O N H Br NHCbz O O O 12 US Me3