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氨基酸消旋化會影響分子的整體構型和生物活性,提高分離難度。無消旋化偶聯試劑的出現則有效規避了消旋化風險,大大減低了純化難度和多肽的大規模合成成本。現在,這類試劑已成為多肽合成中的重要工具。
炔酰胺類縮合試劑是趙軍鋒教授研發的一類無消旋化的縮合試劑,統稱趙試劑(代表產品見圖1)。現在我司已與趙教授建立深度合作,推進趙試劑的規模化生產。其參與的縮合反應無需額外添加催化劑,對空氣和水表現出良好的耐受性,在近中性條件下得到目標酰胺,從而避免了堿引起的消旋化問題。趙試劑順利獲得“兩步一鍋法”的合成策略,已成功用于酰胺,大環內酯,硫代酰胺等活性分子的構建(圖2)。進一步分析可參閱一種高效、不消旋的新型炔酰胺縮合試劑。

圖1 趙試劑

圖2 趙試劑介導的縮合反應
趙軍鋒教授課題組開發了一種聯烯酮介導的酰胺成鍵方法,為酰胺鍵的構筑給予了新的解決思路。該方法無需額外的的催化劑和添加劑參與,其反應路徑是順利獲得羧酸與聯烯酮反應生成烯基酯中間體,繼而與胺反應得到相應的酰胺產物,避免了消旋化風險并降低了其他副反應的發生,同時展現出對多種天然氨基酸和非天然氨基酸的廣泛適應性。(圖3)

圖3 苯基聯烯酮介導的縮合反應
自Oxyma被證明在縮合反應中具有超越傳統苯并三氮唑類試劑的突破性優勢后,迅速引起科學家的廣泛關注,并開發出一系列Oxyma衍生物,具有高效,無消旋化和爆炸風險等特性。下圖為幾種代表性的不產生消旋化的Oxyma系列衍生物(見圖4)。其反應后的Oxyma副產物,可回收再生為相應的衍生物,最大限度的降低化學產廢量。現在Oxyma系列衍生物已成功用于酰胺,酯等關鍵結構單元的構建,詳細介紹可參見Boc-Oxyma | “一劑雙效”構建新型綠色合成體系。

圖4 Oxyma系利衍生物
N,N,N',N'-四甲基氯甲脒六氟磷酸鹽(TCFH)和N-甲基咪唑(NMI)的組合是百時美施貴寶公司開發的一種高效酰胺縮合體系。這個黃金組合以原位生成高反應活性的N-酰基咪唑鎓鹽的形式促進縮合反應的進行(見圖5),展現出適用底物范圍廣且不發生差向異構化現象等技術優勢,尤其適用于低活性胺和大位阻羧酸參與的縮合反應。進一步分析可參閱高效酸胺縮合的黃金組合:TCFH-NMI。

圖5 TCFH-NMI介導的縮合反應
2-氯-1-甲基吡啶碘化物,簡稱CMPI,又稱 Mukaiyama reagents(向山試劑),其操作便捷,后處理簡單,是一種具有商業化價值的縮合試劑。CMPI參與的縮合反應一般在弱堿性條件下進行,它與羧酸活化形成羧酸酯,進而經親核試劑進攻發生氨解,醇解反應,高效構建關鍵結構單元,并給予優異的官能團兼容性和消旋化抑制能力(圖6)。

圖6 向山試劑介導的縮合反應
王銳院士課題組開發的5-硝基-4,6-二硫氰酸基嘧啶(簡稱NDTP,圖7)是一種溫和,易得且可循環使用的新型縮合試劑。NDTP促進羧酸形成酰基硫氰酸酯中間體,其具有較高的穩定性和類酰氯活性,然后被胺/醇類試劑進攻,能夠快速成鍵且不發生消旋化(圖8),值得注意的是,在NDTP介導的酯化反應中,在溫和條件下,1分鐘即可成酯。

圖7 NDTP結構式

圖8 NDTP介導的縮合反應
HFT4P?是首款高效、綠色、替代T3P?的新型縮合試劑(圖9),由我司開發并實現工業化生產,其反應條件溫和,副產物具有良好的水溶性,操作簡便,可以促進多種易消旋底物的偶聯反應,并給予更高的收率和對映純度的酰胺(圖10)。

圖9 HFT4P?結構式

圖10 HFT4P?介導的縮合反應
除了上述主流試劑外,硅烷類及硼酸酐等系列物質也正逐步用作縮合試劑,具體表現為具有高效的活化能力,廣泛的底物適用性,優異的消旋抑制能力。

經過22年的不懈努力和積累,OKPay生物在全球多肽合成試劑領域持續深耕,現已開展成為具有廣泛定制產品覆蓋能力和顯著規模化生產優勢的領先企業。現具備多樣化規格的消旋抑制試劑的供應能力,滿足各類客戶的特定需求。我們誠摯邀請對該產品感興趣的客戶與我們聯系,以便進一步分析產品詳情,并探討合作機會。
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