Введение к работе
Актуальность проблемы. Основой любой тактической схемы химического синтеза пептидов является способ временной защиты а-аминогрупп аминокислот в процессе сборки пептидной цепи. Из многих десятков амино-зашитных групп, предложенных в разные годы, лишь несколько группировок уретанового типа используются в настоящее время в практическом синтезе пептидов. Наиболее эффективной и часто применяемой К,-зашитной группой является 9-флуор«нилметоксикарбонильная (Fmoc) группа, расщепляемая органическими основаниями в апротонных условиях по механизму Р-элиминирования. Благодаря мягким условиям расщепления и прекрасной совместимости с постоянными защитными группами трет-бутильного типа, в автоматическом твердофазном синтезе пептидов Fmoc-группа фактически вытеснила традиционные Н,-защитные группы, расщепляемые кислотными реагентами. В ходе интенсивного использования и изучения Fmoc-защиты выявились и ее недостатки, в частности, недостаточная стабильность в слабоосновных и даже нейтральных средах, в том числе, в условиях образования пептидной связи. Однако пользователи автоматических синтезаторов не имеют выбора, поскольку до сих пор Fmoc-rpynna является единственной щелочелабильной защитой, пригодной для практического синтеза пептидов. Поэтому поиск и изучение новых уретановых амипо-защитных групп, расщепляемых основаниями, является актуальной задачей.
Цель работы. Целью работы являлся поиск расщепляемых основаниями амино-зашитных групп в ряду 2-алкил(арил)сульфонилэтил-уретанов, а именно, количественная оценка скоростей расщепления 2-алкил(арил)сульфонилэтил-уретанов сильными органическими основаниями в апротонных условиях для получения ответов на два основных вопроса:
-
В каких пределах изменение структуры заместителя при сульфонильной группе влияет на скорость расщепления уретана?
-
Можно ли в ряду 2-алкил(арил)сульфоннлэтил-уретанов подобрать группы, подходящие в качестве временных Na-3aunrr для синтеза пептидов в растворе и на твердой фазе?
Научная новизна. Впервые показано, что 2-алкил(арил)сульфонилэтил-уретаны расщепляются сильными органическими основаниями в апротонных растворителях по механизму Р-элиминирования. Получены доказательства в пользу механизма элиминирования ElcB. Измерены скорости расщепления 2-арил(алкил)сульфонилэтил-карбанилатов сильными органическими основаниями в диметилформамиде и установлено, что путем изменения структуры заместителя при сульфонильной группе мі кно изменять скорость расщепления уретана в пределах трех порядков величины. Показано, что константы скорости второго порядка реакции расщепления замещенных 2-арил- и 2-бензилсульфонилэтил-карбанилатов
подчиняются уравнению Гаммета, определены реакционные параметры р для фенильной и бензильной серий. Получены данные о стабильности 2-[арил(алкил)сульфонил]зтил-уретанов в модельных условиях пептидного синтеза.
Практическая ценность работы. Предложены новые защитные группы для синтеза пептидов в растворе и на полимерных носителях - 2-(4-хлорфенилсульфонил)этоксикарбо-нильная (Cps) и 2-{4-нитрофенилсульфонил)этоксикарбонильная (Nsc), соответственно. Разработаны методы получения ацилируюишх реагентов для введения новых защитных групп. Синтезирован ряд Na-Cps-аминокислот и полный набор Nc-Nsc-защишенных протес-генных аминокислот. С использованием Nu-Cps-защитной группы, отщепляемой 2 экз. 1,8-диазабицикло[5,4,0]ундецена-7 (DBU), и новой хромогенной 4-(4-фенилазо)бензилокси-бензильной (Abz) карбокси-защитной группы синтезированы Leu-энкефалин и его [D-А1а2]аналог. Разработан реагент для эффективного отщепления Nsc-защиты - 20% пиперидин/1% DBU/DMF. С использованием новой Na-Nsc-защитной группы шприцевым и автоматическим методами твердофазного синтеза синтезировано свыше 100 пептидов длиной от 5 до 32 аминокислотных остатков. Показано, что Nsc-аминокислоты могут применяться при работе на автоматических синтезаторах почти без изменения стандартных протоколов, разработанных для Fmoc-аминокислот.
Апробация работы. Основные научные положения, выводы диссертационной работы докладывались на научных конференциях ГНЦ ВБ "Вектор", на V Всесоюзной конференции по методам получения и анализа биохимических препаратов (Рига, 1987), на XIV Американском пептидном симпозиуме (Колумбус, Огайо, США, 1995).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ.
Объем работы и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на S9 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, выводов, экспериментальной части, списка цитируемой литературы из 89 наименований и содержит 8 таблиц и 8 рисунков.
