Аминокислота N -карбоксиангидрид
N-карбоксиангидриды | |
 Образование и полимеризация НКА. |
аминокислот N -карбоксиангидриды , также называемые ангидридами Лейха , представляют собой семейство гетероциклических органических соединений, полученных из аминокислот . Это белые, реагирующие с влагой твердые вещества. Они были оценены для применения в области биоматериалов . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
Подготовка
[ редактировать ]
NCA обычно получают фосгенирования аминокислот : путем [ 4 ]
Впервые они были синтезированы Германом Лойхсом путем нагревания N -этоксикарбонил- или N -метоксикарбониламинокислоты хлорида в вакууме при 50–70 °C: [ 5 ] [ 6 ]
Влагостойкий путь к незащищенным NCA использует эпоксиды в качестве поглотителей хлористого водорода. [ 7 ]
Этот синтез НКА иногда называют Метод Лейкса . Относительно высокие температуры, необходимые для этой циклизации, приводят к разложению нескольких NCA. Среди нескольких улучшений одно примечательное — обработка незащищенной аминокислоты фосгеном или его тримером. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
Реакции
[ редактировать ]NCA склонны к гидролизу до исходной аминокислоты:
- RCHNHC(O)OC(O) + H 2 O → H 2 NCH(R)CO 2 H + CO 2
Однако некоторые производные кратковременно переносят воду. [ 7 ]
NCA преобразуются в гомополипептиды ( [N(H)CH(R)CO)] n ) посредством полимеризации с раскрытием цикла: [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
- n RCHNHC(O)OC(O) → [N(H)CH(R)CO)] n + n CO 2
Поли- L -лизин получали из N -карбобензилокси-α -N -карбокси -L -лизина ангидрида с последующим снятием защиты йодидом фосфония . [ 15 ] Синтез пептидов аминокислот из NCA не требует защиты функциональных групп . N-замещенные NCA, такие как производные сульфенамида . Также были исследованы [ 16 ] Полимеризация NCA с раскрытием цикла катализируется металлическими катализаторами . [ 17 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 11 ]
Полимеризация NCA рассматривалась как пребиотический путь к получению полипептидов. [ 3 ] [ 18 ] [ 19 ]
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Гразон С., Салас-Амброзио П., Ибарбур Э., Буол А., Гарангер Э., Гринстафф М.В. и др. (январь 2020 г.). «Водная самосборка N-карбоксиангидридов, индуцированная полимеризацией с раскрытием кольца (ROPISA)» (PDF) . Ангеванде Хеми . 59 (2): 622–626. дои : 10.1002/ange.201912028 . ПМИД 31650664 . S2CID 241302007 .
- Ян Дж, Чжан Икс, Фань З, Ду Дж (15 октября 2019 г.). «Полимеризация с раскрытием кольца самосборки, индуцированной N-карбоксиангидридом, для изготовления биоразлагаемых полимерных везикул». Макробуквы ACS . 8 (10): 1216–1221. doi : 10.1021/acsmacrolett.9b00606 . ПМИД 35651173 . S2CID 203135939 .
- Барретт С.Е., Берк Р.С., Абрамс М.Т., Бэйсон С., Бусуек М., Карлини Е. и др. (июнь 2014 г.). «Разработка платформы доставки миРНК, нацеленной на печень, с широким терапевтическим диапазоном с использованием биоразлагаемых полимерных конъюгатов на основе полипептидов». Журнал контролируемого выпуска . 183 : 124–37. дои : 10.1016/j.jconrel.2014.03.028 . ПМИД 24657948 .
- Крамер-младший, Оноа Б., Бустаманте С., Бертоцци Ч.Р. (октябрь 2015 г.). «Химически настраиваемые химеры муцина, собранные на живых клетках» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (41): 12574–9. Бибкод : 2015PNAS..11212574K . дои : 10.1073/pnas.1516127112 . ПМЦ 4611660 . ПМИД 26420872 .
См. также
[ редактировать ]- Реакция Дакина-Уэста
- Глицин N-карбоксиангидрид , исходный NCA
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Крамер Дж., Деминг Т.Дж. (2020). Полипептидные наноматериалы . Том. 1–4. Мягкая материя и биоматериалы на наномасштабе: World Scientific. стр. 115–180. Бибкод : 2020smb3.book..115K .
- ^ Jump up to: а б Генеральный менеджер Уайтсайдса, Гжибовски Б. (март 2002 г.). «Самосборка во всех масштабах». Наука . 295 (5564): 2418–21. Бибкод : 2002Sci...295.2418W . дои : 10.1126/science.1070821 . ПМИД 11923529 . S2CID 40684317 .
- ^ Jump up to: а б с д Крихельдорф HR (сентябрь 2006 г.). «Полипептиды и 100 лет химии N-карбоксиангидридов альфа-аминокислот». Ангеванде Хеми . 45 (35): 5752–84. дои : 10.1002/anie.200600693 . ПМИД 16948174 .
- ^ Линдон К. Ксавьер, Джули Дж. Мохан, Дэвид Дж. Матре, Эндрю С. Томпсон, Джеймс Д. Кэрролл, Эдвард Г. Корли и Ричард Десмонд (1997). «(S)-Тетрагидро-1-метил-3,3-дифенил-1h,3h-пирроло-[1,2-с] [1,3,2]оксазаборол-борановый комплекс». Органические синтезы . 74 : 50. дои : 10.15227/orgsyn.074.0050 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Лейхс Х (1906). «О глицинокарбоновой кислоте». Отчеты Немецкого химического общества (на немецком языке). 39 :857–61. дои : 10.1002/cber.190603901133 .
- ^ Jump up to: а б Деминг Т.Дж. (2007). «Синтетические полипептиды для биомедицинского применения». Прог. Полим. Наука . 32 (8–9): 858–875. doi : 10.1016/j.progpolymsci.2007.05.010 .
- ^ Jump up to: а б Тянь Цзы, Чжан Цз, Ван С, Лу Х (октябрь 2021 г.). «Влагоустойчивый путь к незащищенным N-карбоксиангидридам α/β-аминокислот и легкий синтез сверхразветвленных полипептидов» . Природные коммуникации . 12 (1): 5810. Бибкод : 2021NatCo..12.5810T . дои : 10.1038/s41467-021-25689-y . ПМЦ 8490447 . ПМИД 34608139 .
- ^ Монтальбетти, Калифорния, Фальк V (2005). «Образование амидной связи и связывание пептидов». Тетраэдр . 61 (46): 10827–52. дои : 10.1016/j.tet.2005.08.031 .
- ^ Ксавье Л.К., Мохан Дж.Дж., Матре DJ, Томпсон А.С., Кэрролл Дж.Д., Корли Э.Г., Десмонд Р. (1997). «(S)-Тетрагидро-1-метил-3,3-дифенил-1h,3h-пирроло-[1,2-с] [1,3,2]оксазаборол-борановый комплекс». Орг. Синтез . 74:50 . дои : 10.15227/orgsyn.074.0050 .
- ^ Гибсон М.И., Хант Дж.Дж., Кэмерон Н.Р. (сентябрь 2007 г.). «Улучшенный синтез O-связанных и первый синтез S-связанных N-карбоксиангидридов с углеводной функциональностью (гликоNCA)». Органическая и биомолекулярная химия . 5 (17): 2756–7. дои : 10.1039/b707563d . ПМИД 17700840 .
- ^ Jump up to: а б Димитров И, Шлаад Х (декабрь 2003 г.). «Синтез почти монодисперсных блок-сополимеров полистирола и полипептида полимеризацией N-карбоксиангидридов». Химические коммуникации (23): 2944–2945. дои : 10.1039/b308990h . ПМИД 14680253 .
- ^ Сун Z, Хан Z, Lv S, Чен С, Чен Л, Инь Л, Ченг Дж (октябрь 2017 г.). «Синтетические полипептиды: от дизайна полимеров до супрамолекулярной сборки и биомедицинского применения». Обзоры химического общества . 46 (21): 6570–6599. дои : 10.1039/C7CS00460E . ПМИД 28944387 .
- ^ Копечек Дж. (сентябрь 2003 г.). «Умные и генно-инженерные биоматериалы и системы доставки лекарств». Европейский журнал фармацевтических наук . 20 (1): 1–16. дои : 10.1016/S0928-0987(03)00164-7 . PMID 13678788 .
- ^ Лу Х., Ван Дж., Сун З., Инь Л., Чжан Ю., Тан Х. и др. (январь 2014 г.). «Последние достижения в области N-карбоксиангидридов аминокислот и синтетических полипептидов: химия, самосборка и биологические применения». Химические коммуникации . 50 (2): 139–55. дои : 10.1039/c3cc46317f . ПМИД 24217557 .
- ^ Качальски-Кацир Э (апрель 2005 г.). «Мой вклад в науку и общество» . Журнал биологической химии . 280 (17): 16529–41. дои : 10.1074/jbc.X400013200 . ПМИД 15718236 .
- ^ Катакай Р. (сентябрь 1975 г.). «Синтез пептидов с использованием ангидридов о-нитрофенилсульфенил-N-карбокси-альфа-аминокислот». Журнал органической химии . 40 (19): 2697–2702. дои : 10.1021/jo00907a001 . ПМИД 1177065 .
- ^ Деминг Т.Дж. (1998). «Никелациклы, полученные из аминокислот: промежуточные соединения в никель-опосредованном синтезе полипептидов». Журнал Американского химического общества . 120 (17): 4240–4241. дои : 10.1021/ja980313i .
- ^ Тайладес Дж., Безлен И., Гаррель Л., Табачик В., Биед К., Коммейрас А. (февраль 1998 г.). «N-карбамоил-альфа-аминокислоты, а не образование свободных альфа-аминокислот в примитивной гидросфере: новое предложение по появлению пребиотических пептидов». Происхождение жизни и эволюция биосферы . 28 (1): 61–77. Бибкод : 1998ОЛЕВ...28...61Т . дои : 10.1023/A:1006566810636 . ПМИД 11536856 . S2CID 22189268 .
- ^ Феррис Дж.П., Хилл А.Р., Лю Р., Оргель Л.Е. (май 1996 г.). «Синтез длинных пребиотических олигомеров на минеральных поверхностях». Природа . 381 (6577): 59–61. Бибкод : 1996Natur.381...59F . дои : 10.1038/381059a0 . hdl : 2060/19980119839 . ПМИД 8609988 . S2CID 4351826 .