基于D-Pro-Gly構象限制性模塊擬肽的合成

(甘肅省化工研究院甘肅省精細化工重點實驗室，甘肅蘭州 730000)

(甘肅省化工研究院甘肅省精細化工重點實驗室，甘肅蘭州 730000)

設計了C-端和N-端二肽模塊，通過液相合成法經DIC-HOBt縮合、混合酸酐縮合及脫保護等反應高效合成了含有構象限制性模塊D-Pro-Gly內核、N-末端為伯胺、且能形成穩定β-轉角結構的四肽系列化合物——H-Leu-D-Pro-Gly-Leu-OH，H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH和H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH，總收率分別為49.02%，40.13%和50.88%，其結構經1H NMR，13C NMR，ESI-MS和HR-MS確證。

C-端二肽模塊；N-端二肽模塊；D-Pro-Gly；β-轉角；全合成

肽是實現生物功能的結構基礎，承擔著主客體識別、酶催化和遺傳信息的復制轉錄等重要生物功能［1］，其生理活性與結構，特別是構象有很大關系。大多數的肽化合物通過其特征有序的高級結構在生物體內扮演著獨特的作用［2-3］。

近年來，擬肽的合成及其應用已成為有機化學、多肽化學、藥物化學的研究熱點［4-6］。擬肽研究是為了獲得既具有穩定二級結構又具有生物活性和穩定性的非天然多肽，從而用于模擬天然多肽的結構與功能，將構象限制氨基酸引入多肽鏈中，是獲取結構新穎、具有更佳的選擇性、代謝穩定性和生物活性的擬肽化合物的最常用策略［7-8］。二肽序列D-Pro-Gly是一類非常重要的構象限制性片段，即使在短肽中也能形成緊密的β-轉角或β-發夾二級結構［9-13］。通過D-Pro-Gly轉角樣結構，可調整肽鏈中特定氨基酸殘基的空間取向，從而有效控制肽鏈的構象，以調整或改變其活性。目前，β-轉角多肽已被成功應用酰基轉移反應［14］，硝基烯的不對稱Michacel加成［15］，不對稱Adol反應［16］，不對稱氫轉移反應［17］，疊氮化物對α，β-不飽和羰基化合物的不對稱共軛加成［18］，丙二酸二甲酯對環戊烯醋酸鹽的加成［19］等反應。

Scheme 1

本文設計了C-端和N-端二肽模塊，通過液相合成法經DIC-HOBt縮合、混合酸酐縮合及脫保護等反應高效合成了含有構象限制性模塊D-Pro-Gly內核、N-末端為伯胺、且能形成穩定β-轉角結構的四肽系列化合物——H-Leu-D-Pro-Gly-Leu-OH(10a)，H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH(10b)和HLeu-D-Pro-Gly-Val-OH(10c)(Scheme 1)，總收率分別為49.02%，40.13%和50.88%，其結構經1H NMR，13C NMR和MS確證。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

XT5型熔點儀(溫度未校正)；Penkin-Elmer 341型旋光儀；Bruker AM 400 MHz型，DRX-200 MHZ型和300 MHZ型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；APEXⅡ47e型高分辨質譜儀。

硅膠H，青島海洋化工有限公司；其余所用試劑均為分析純或化學純，其中甲醇和乙醇用鎂粉回流除水；DMF用CaH2干燥蒸餾后再減壓蒸餾純化；THF和甲苯用切鈉回流除水；丙酮用高錳酸鉀回流處理；1，2-二氯乙烷，二氯乙烷，乙腈和異丙醇用CaH2干燥蒸餾；石油醚和乙酸乙酯使用前重蒸；其他試劑固體直接使用，液體使用前重蒸。

1.2 合成

(1)3的合成［以Boc-Gly-Leu-OBn(3a)為例］

在反應瓶中加入THF 40 mL和Boc-Gly-OH (1)2 g(11.4 mmol)，攪拌使其溶解；氬氣保護下于-15℃加入 N-甲基嗎啉(NMM)1.26 mL (12.54 mmol)，緩慢滴加氯甲酸異丁酯1.64 mL (12.54 mmol)，滴畢，反應3 min～5 min；加入NH2-Leu-OBn(2a)2.52 g(11.4 mmol)和NMM (1.26 mL，12.54 mmol)的無水DMF(6 mL)溶液，加畢，于-15℃反應30 min；撤去冰鹽浴，于室溫反應4 h。過濾除去不溶物，濾液減壓濃縮后用乙酸乙酯溶解，依次用飽和NaHCO3溶液(3× 20 mL)，水(3×20 mL)，1 mol·L-1鹽酸(3×20 mL)和飽和食鹽水(3×20 mL)洗滌，用無水Na2SO4干燥，旋蒸脫溶得油狀液體3a 4.14 g。

用類似方法合成油狀液體Boc-Gly-Val-OBn (3b)。

(2)4a和4b的合成通法

于0℃在反應瓶中依次加入TFA 5.3 mL，CH2Cl25.3 mL和3a或3b 5.29 mmol，攪拌使其溶解后反應2 h。減壓濃縮除去TFA，殘留物用CH2Cl2溶解，用1.0 mol·L-1NaOH溶液調至pH 10.0；分液，水相用CH2Cl2(3×20 mL)萃取，合并有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水Na2SO4干燥，減壓濃縮至干得4a和4b。

(3)7的合成［以Boc-Leu-D-Pro-OBn(7a)為例］

在反應瓶中加入THF 25 mL，Boc-Leu-OH (6a)1.91 g(8.27 mmol)，HOBt(1-羥基苯并三氮唑)1.36 g(9.1 mmol)和 DIC 1.41 mL(9.1 mmol)，攪拌使其溶解；于0℃反應0.5 h；加入DPro-OBn·HCl(2 g，8.27 mmol)和NMM(1 mL，9.1 mmol)的DMF(4 mL)溶液，加畢，于室溫反應48 h。過濾，濾液減壓濃縮至干，用乙酸乙酯溶解，依次用飽和 NaHCO3溶液(3×20 mL)，水(3×20 mL)，1.0 mol·L-1鹽酸(3×20 mL)和飽和食鹽水(3×20 mL)洗滌，無水Na2SO4干燥，旋蒸脫溶后用混合溶劑［A=V(乙酸乙酯)∶V (石油醚)=1∶10］重結晶得油狀液體7a 2.46 g。

用類似方法合成白色固體 Boc-Val-D-Pro-OBn(7c)。

(4)8a和8c的合成通法

在反應瓶中加入甲醇20 mL和7a或7c 2 g，攪拌使其溶解；加入10%Pd/C 200 mg，通氫氣，于室溫反應2 h。過濾除去Pd/C，濾液減壓濃縮至干得 Boc-Leu-D-Pro-OH(8a)和 Boc-Val-D-Pro-OH (8c)。

(5)9的合成［以 Boc-Leu-D-Pro-Gly-Leu-OBn(9a)為例］

在反應瓶中加入 THF 20 mL和8a 1.63 g (4.95 mmol)，攪拌使其溶解，氬氣保護，于-15℃加入NMM 0.60 mL(5.45 mmol)，緩慢滴加氯甲酸異丁酯0.71 mL(5.45 mmol)，滴畢，反應3 min～5 min；加入4a(4.95 mmol)和NMM(0.60 mL，5.45 mmol)的無水THF(5 mL)溶液，于-15℃反應30 min；撤去冰鹽浴，于室溫反應4 h。濾去不溶物，濾液減壓濃縮后用乙酸乙酯溶解，依次用飽和 NaHCO3溶液(3×20 mL)，水(3×20 mL)，1.0 mol·L-1鹽酸(3×20 mL)和飽和食鹽水(3×20 mL)洗滌，無水Na2SO4干燥，減壓濃縮用混合溶劑(A=1∶4)重結晶得白色固體9a 2.48 g。

用類似方法合成9b和9c。

9a:收率85%，m.p.147.0℃ ～148.5℃，+4°(c 1.0)；1H NMR δ:7.32～7.37(m，5H)，7.29(m，1H)，5.12～5.22(m，3H)，4.62～4.64(m，1H)，4.47～4.50(m，1H)，4.27～4.29 (m，1H)，4.11～4.17(dd，J=7.2 Hz，16.4 Hz， 1H)，4.06(m，H)，3.63～3.68(dd，J=4.8 Hz，17.2 Hz，1H)，3.53～3.58(m，1H)，2.01～2.22 (m，4H)，1.63～1.75(m，4H)，1.44～1.49(m，2H)，1.40(s，9H)，0.95～0.96(d，J=6.4 Hz，6H)，0.89～0.92(t，J=6.4 Hz，6H)；13C NMR δ:173.0，172.6，171.6，169.0，156.7，135.8，128.5，128.1，127.9，80.4，66.5，61.1，50.9，50.8，47.4，43.3，40.9，40.4，29.0，28.2，24.7，23.2，22.8，22.0，21.7；ESI-MS m/z: 611.3{［M+Na］+}。

Boc-Leu-D-Pro-Gly-Val-OBn(9b):收率75%， m.p.158.5℃ ～159.5℃，-10°(c 0.7)；1H NMR δ:7.31～7.39(m，5H)，7.19～7.21(d，J=8.8 Hz，1H)，5.14～5.22(m，3H)，4.51～4.56(m，2H)，4.24～4.29(m，1H)，4.08～4.14 (dd，J=7.6 Hz，16.8 Hz，1H)，4.04～4.06(m，1H)，3.69～3.74(dd，J=5.6 Hz，17.2 Hz，1H)，3.50～3.56(dd，J=8.0 Hz，17.2 H，1H)，2.01～2.25(m，5H)，1.63～1.66(m，1H)，1.41～1.49 (m，2H)，1.39(s，9H)，0.95～0.96(d，J=6.8 Hz，6H)，0.91～0.93(dd，J=1.6 Hz，6.8 Hz，6H)；13C NMR δ:172.9，171.6，171.5，169.1，156.7，135.7，128.5，128.2，128.0，80.3，66.5，60.9，57.4，50.9，47.2，43.4，40.2，31.1，29.0，28.2，24.6，23.2，21.9，19.0，18.0；ESI-MS m/z: 575.3{［M+H］+}，597.3{［M+Na］+}。

Boc-Val-D-Pro-Gly-Val-OBn(9c):收率90%， m.p.171℃ ～172℃，-2°(c 1.0)；1H NMR δ:7.30～7.39(m，5H)，7.23～7.26(d，J=8.4 Hz，1H)，5.32～5.34(d，J=6.8 Hz，1H)，5.17 (s，2H)，4.51～4.55(m，2H)，4.12～4.18 (dd，J=7.2 Hz，16.8 Hz，1H)，4.06(m，H)，3.93～3.97(t，J=7.6 Hz，1H)，3.65～3.70 (dd，J=5.2 Hz，16.8 Hz，1H)，3.56～3.62 (dd，J=8.0 Hz，17.2 Hz，1H)，2.17～2.27 (m，3H)，2.00～2.14(m，2H)，1.89～1.94 (m，1H)，1.39(s，9H)，1.00～1.01(d，J=6.8 Hz，3H)，0.95～0.97(d，J=6.8 Hz，3H)，0.92～0.94(d，J=4.4 Hz，3H)，0.91～0.92 (d，J=4.4 Hz，3H)；13C NMR δ:172.5，171.7，171.5，169.1，156.9，135.6，128.5，128.1，128.0，80.2，66.4，60.9，58.3，57.5，47.5，43.2，31.0，30.2，29.1，28.1，24.6，19.2， 19.0，18.8 18.0；ESI-MS m/z:561.3{［M+ H］+}，583.3{［M+Na］+}。

(6)10的合成(以10a為例)

于0℃在反應瓶中依次加入TFA 3.4 mL，CH2Cl23.4 mL和9a 1.99 g(3.37 mmol)，攪拌使其溶解；反應4 h。減壓濃縮除去TFA，用CH2Cl2溶解，用1 mol·L-1NaOH溶液調至pH≈10.0，分液，水相用CH2Cl2(3×20 mL)萃取，合并有機相，用飽和食鹽水(3×20 mL)洗滌，無水Na2SO4干燥，減壓濃縮后用甲醇溶解，加入147 mg Pd/C (10%)，通氫氣，反應2 h。過濾除去Pd/C，濾液減壓濃縮后在乙醚中回流10 min，趁熱過濾得白色固體10a 1.21 g。

用類似方法合成10b和10c。

2 結果與討論

含有構象限制性模塊D-Pro-Gly內核、N-末端為伯胺、能形成穩定β-轉角結構的四肽系列化合物，經合成分析拆分成為C-端和N-端二肽模塊，并通過液相全合成。N-末端含大位阻氨基酸(纈氨酸和亮氨酸)的C-端二肽模塊通過DIC-HOBt縮合方法合成，N-末端無大位阻氨基酸(甘氨酸)的N-端二肽模塊通過混合酸酐法合成，經脫保護、二肽模塊混合酸酐縮合等步驟，最終合成了含有構象限制性模塊D-Pro-Gly內核的四肽系列化合物H-Leu-D-Pro-Gly-Leu-OH，H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH和H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH，總收率分別為49.02%，40.13%和50.88%。

該合成方法操作簡便、終產率高，工藝要求符合產業化，具有較高的工業化應用價值，為多肽的合成研究提供一定的研究基礎。

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基于D-Pro-Gly構象限制性模塊擬肽的合成*

李衛平，張鵬云，劉 茵

Synthesis of Conformationally Constrained Peptides Based on D-Pro-Gly Module

LI Wei-ping， ZHANG Peng-yun， LIU Ying
(Gansu Key Laboratory of Fine Chemicals，Gansu Insititute of Chemical Industry，Lanzhou 730000，China)

The tetrapeptides containing a terminated primary amine and conformationally restricted DPro-Gly segment as a strongly β-turn-nucleating element，H-Leu-D-Pro-Gly-Leu-OH，H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH and H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH，were designed and synthesized efficiently by condensation of N-module dipeptides with C-module dipeptides in solution.The total yield was 49.02%，40.13%and 50.88%，respectively.The structures were confirmed by1H NMR，13C NMR，ESI-MS and HR-MS.

C-module dipeptides；N-module dipeptides；D-Pro-Gly；β-turn；total synthesis

O629.72

A

1005-1511(2014)01-0076-05

2012-10-22；

2013-11-18

甘肅省科技創新服務平臺建設計劃(1001TTPA005，1103TTPA009)

李衛平(1982-)，男，漢族，山東煙臺人，碩士研究生，工程師，主要從事精細化工及醫藥中間體的合成研究。

劉茵，研究員，E-mail:lindaliu017@sina.com

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