一、Oxyma簡介

中文名稱：2-肟氰乙酸乙酯
英文名稱：Ethyl (hydroxyimino)cyanoacetate
CAS號：3849-21-6

Oxyma結構式

二、Oxyma及其衍生物作為偶聯試劑的應用

1. Oxyma試劑

酰胺鍵不僅是天然活性化合物的重要結構官能團，如各種多肽和蛋白質，也是許多有機化合物，特別是藥物的重要組成部分。據統計，含酰胺鍵藥物占比高達25%，因此酰胺鍵的合成尤為重要。在OKPay生物公眾號中有專門介紹酰胺鍵合成的相關文章，每一種詳細合成方法在此不再贅述。酰胺鍵的合成方法眾多，但順利獲得氨基與羧基結合脫水形成酰胺鍵則是最基本、最直接的方法。一般是羧基先與吸電子基團結合而被激活，再與氨、伯胺或仲胺反應形成酰胺鍵。該方法活化羧基是反應的關鍵，并且容易發生消旋化，導致手性損失。因此碳二亞胺類縮合劑使用時需要偶聯添加劑，形成更穩當的活性中間體，減少消旋作用并提高產率。1973年，Masumi Itoh等人設計了Oxyma，其具有強酸性和親核性，與碳二亞胺聯用時具有抑制消旋作用。具有吸電子取代基的氰基肟Oxyma的pKa=4.6，酸性使其具有離去基團的潛力，并且在大多數溶劑中有較好的溶解性。因此在酰胺鍵的合成中Oxyma作為偶聯添加劑與碳二亞胺類縮合劑合用具有一定的優勢。

羧酸先和碳二亞胺反應形成活性中間體，再與Oxyma發生酰基轉移，碳二亞胺離去，然后Oxyma活性酯氨解形成酰胺化合物。在這個過程中，形成高度穩定的副產物尿素、磷酰胺或磺酸鹽是反應的主要動力。反應機理如下圖所示：

2012年Wang團隊報道了具有水溶性的2-(叔丁氧羰基氧亞胺基) -2-氰基乙酸乙酯(Glyceroacetonide—Oxyma)，使用無機堿碳酸氫鈉在水中與EDCI聯用，與氨被保護的氨基酸縮合，有較好的產率，并且消旋程度低。2013年，Cherkupally團隊將Oxyma和氫氧化鉀反應成鉀鹽，它不僅在大部分有機溶劑中有較好的溶解度，也能溶于水和乙醇，聯合EDCI使用具有較好的催化活性。K-Oxyma與EDCI聯用催化Z-Phg-Pro-NH2產率為88%，DL/LL為1.2%。同年，Elfaham團隊報道了在催化N-乙酰賴氨酸與4-氨基苯甲酸偶聯反應時，當使用DIC與Oxyma聯用時，產率為88%，NMR顯示無雜質。當使用DIC與HOBt聯用時，產率82%，NMR顯示有雜質，可見Oxyma在催化此反應時產率和純度更高。

2. 環狀Oxyma試劑

Jad等人設計了一類含有六元環的HONM，活性非常高，與碳二亞胺合用于酰胺鍵的偶聯反應時副反應很多，甚至無法獲取到目標產品。在此基礎上又設計了巴比妥類肟衍生物Oxyma-B和Oxyma-T，由于巴比妥酸比較穩定，因此其活性適中，并且結構中不含有酯鍵，所以沒有由酯產生的副產物。它們活化時間很短，一般3min左右就有很好的結果，在催化Z-Phg-Pro-NH2時，Oxyma-B與DIC合用，產率達90%，DL/LL為1.0%；Oxyma-T與DIC合用，產率94.7%，DL/LL為0.7%。同樣縮合劑為DIC時，與HOAt合用，產率為91.5%相差不多，但DL/LL為3.9%。由此可見，Oxyma-B和Oxyma-T收率與HOAt相差不大，但在抑制消旋方面明顯優于HOAt。

3. Boc、Fmoc、Alloc等保護的Oxyma試劑

Boc、Fmoc、Alloc等保護基順利獲得形成混合酸酐從而具有抑制消旋化發生的作用，因此Thalluri合成了Boc-Oxyma、Fmoc-Oxyma和Alloc-Oxyma。以Boc-Oxyma為例，它能有效的激活羧酸形成酰胺、肽、酯、硫醚和羥肟酸等，副產物只有易去除的二氧化碳、2-甲基-2-丙醇和可回收的固體Oxyma。在催化酰胺合成時無論是一級胺還是二級胺收率均在85%以上，在催化手性化合物Z-Gly-Phe-Val-OMe的合成時，完全沒有消旋的發生。

4. COMU試劑

COMU是一種含有嗎啡脲結構的Oxyma六氟磷酸鹽，在常用溶劑中有較好的溶解性并且穩定。COMU中含有活性較高的C-O鍵，導致它在極性較大的溶劑中易水解成Oxyma和二甲基嗎啡脲。但是它在乙腈和γ-戊內酯中穩定性較好，而且當用TMP作為堿催化時，反應過程有明顯顏色變化，反應終點時反應液的紅色消失變為無色。COMU與縮合劑合用時，能最大程度的抑制消旋化的發生，它的副產物是水溶性的，易于去除。

5. Oxyma磷鎓鹽、脲鎓鹽偶聯縮合劑

隨著Oxyma試劑不斷的開發，用途也越來越廣泛，不僅作為添加劑與縮合劑合用，還可以單獨作為偶聯縮合劑使用。Subirs等介紹了一類磷鎓鹽偶聯縮合劑PyOxP和PyOxB，Jad等報道了一組脲鎓鹽類偶聯縮合劑TOMBU和COMBU，以上提到的幾種縮合劑不需要和碳二亞胺聯合使用，即具有較好的催化效果。

三、結語

Oxyma及其衍生物作為一種重要的新型偶聯試劑，不論在有機合成領域還是生物醫藥方面越來越受到青睞。中國科學技術大學化學系王風亮、許玲等人使用Oxyma偶聯劑在樹脂上一次性合成了具有治療糖尿病功能的多肽藥物利拉魯肽(Liraglutide)，具有較高的合成效率，該方案的成功實施為使用化學方法大規模合成利拉魯肽給予了可能。