一锅法合成芴甲氧羰基-S-乙酰氨甲基-L-半胱氨酸

基本信息

芴甲氧羰基-S-乙酰氨甲基-L-半胱氨酸，英文名称：Fmoc-S-acetamidomethyl-L-cysteine，CAS号：86060-81-3，分子式：C₂₁H₂₂N₂O₅S，分子量：414.47，熔点147-150℃，沸点714.1±60.0℃(Predicted)，密度1.327±0.06g/cm³(Predicted)，为白色粉末，溶解于大多数有机溶剂，应储存于2-8℃。

背景技术

众所周知，在肽合成的偶联过程中，半胱氨酸的侧链必须受到保护。在固相肽合成中使用最多的半胱氨酸保护基团之一是乙酰氨基甲基(acetamidomethyl, Acm)，它具有在所有常用试剂中合成游离肽或保护片段时相对稳定的巨大优势。因此，一旦所有其他保护基团都被移除，它仍可以在合成结束时独立地去保护氨基酸。

通常以N-t-丁氧羰基(Boc)或N-氟酰甲氧羰基(Fmoc)衍生物的形式引入。文献中描述了两种Fmoc-Cys(Acm)-OH的合成方法。报道了用Fmoc-Cl和H-Cys(Acm)-OH制备非晶态化合物，没有给出实验细节或熔点。最近，报道了用同样的方法进一步合成，实验结果表明，化合物不能以结晶形式纯化，必须用硅胶色谱法纯化。

我们采用Fmoc-N₃引入Fmoc基团合成了Fmoc-Cys(Acm)-OH。当Fmoc-氨基酸通过Fmoc-Cl合成时，形成少量的Fmoc-二肽已被报道。我们已经证明使用Fmoc-N₃可以避免这个副反应。此外，我们发现纯H-Cys(Acm)-OH与Fmoc-Cl的反应产生复杂的反应混合物，我们总是需要硅胶色谱才能得到可接受的产物。使用上述Fmoc-N₃，这些问题都得到了解决。反应后，得到一种油状物，这种油状物很容易结晶，形成纯白色固体。

我们同样研究了H-Cys(Acm)-OH的制备。迄今为止，所描述的唯一方法是在无水氟化氢或氯化氢存在的情况下，使半胱氨酸与N-羟甲基乙酰胺发生反应。作者建议使用氟化氢，即使它的使用是危险的，并且需要特殊的设备。在这里，我们建议用三氟甲烷磺酸代替它。在这些条件下进行的反应产生S-乙酰氨基甲基半胱氨酸三氟甲烷磺酸盐，该磺酸盐可以与Fmoc-N₃反应，而无需进一步纯化或分离游离胺。最后，N-羟甲基乙酰胺可以由便宜的乙酰胺和甲醛按照已知的程序制备目前一锅式方法的主要优点是：1)使用便宜、容易获得的试剂，2)不需要特殊设备，3)所有步骤的产率都很高，不需要纯化中间体，4)最终产品的质量很好。

制备方法

化合物1的制备：乙酰胺(10g，0.17mol)和氢氧化钾(1g，0.018mol)溶解在甲醛/水(7:13)(12ml，0.12mol)的溶液中。将混合物在70℃下搅拌5分钟，然后在室温下过夜，然后用6N盐酸酸化至pH=7。溶液经旋转蒸发浓缩。浓缩物用丙酮溶解后，然后用硫酸镁干燥。经过过滤和浓缩溶剂得到油状物N-羟甲基乙酰胺(12.7g，84%)，不需要进一步的纯化。

化合物4的制备：N-羟甲基乙酰胺(1；3.0g, 29mmol)和半胱氨酸盐酸盐(2；3.8g，24mmol)溶于水(5.6 ml)。所述混合物在冰浴降温后加入三氟甲磺酸/三氟乙酸(1:19；37ml)。在氩气下搅拌90min后，薄层色谱(正丁醇/乙酸/水，10:2:3)表明半胱氨酸反应完全。溶剂通过旋转蒸发除去，包括加入乙醚(5×20ml)以产生油状物。将油状物溶解在10%的碳酸钠水溶液(50ml)，再加入10%的碳酸钠溶液，使溶液的pH值达到10。溶液在冰浴中冷却，加入溶于二氧六环(62ml)中的Fmoc-N₃(5.8g，21mmol)。在冰浴中搅拌2小时后，在室温下继续反应2天，并保持pH为10。然后将混合物倒入水中(300ml)，用乙醚提取，用12N盐酸酸化至pH2)，用乙酸乙酯提取。有机层用无水硫酸镁干燥，过滤后旋干溶剂。产品4通过溶解在热二氯甲烷中再结晶，在析出固体时加入正己烷，并在室温下放置一夜，得到芴甲氧羰基-S-乙酰氨甲基-L-半胱氨酸白色固体5.35g。

参考文献

[1]Albericio, F., Grandas, A., Porta, A., Pedroso, E., & Giralt, E. (1987). One-Pot Synthesis ofS-Acetamidomethyl-N-fluorenylmethoxy-carbonyl-L-cysteine (Fmoc-Cys(Acm)-OH). Synthesis, 1987(03), 271–272.