氨基的保护及脱保护策略

选择一个氨基保护基时，必须仔细考虑到所有的反应物，反应条件及所设计的反应过程中会涉及的所有官能团。

首先，要对所有的反应官能团作出评估，确定哪些在所设定的反应条件下是不稳定并需要加以保护的，并在充分考虑保护基的性质的基础上，选择能和反应条件相匹配的氨基保护基。

其次，当几个保护基需要同时被除去时，用相同的保护基来保护不同的官能团是非常有效（如苄基可保护羟基为醚，保护羧酸为酯，保护氨基为氨基甲酸酯）。要选择性去除保护基时，就只能采用不同种类的保护基（如一个Cbz保护的氨基可氢解除去，但对另一个Boc保护的氨基则是稳定的）。此外，还要从电子和立体的因素去考虑对保护的生成和去除速率的影响（如羧酸叔醇酯远比伯醇酯难以生成或除去）。

最后，如果难以找到合适的保护基，要么适当调整反应路线使官能团不再需要保护或使原来在反应中会起反应的保护基成为稳定的；要么重新设计路线，看是否有可能应用前体官能团（如硝基，亚胺等）；或者设计出新的不需要保护基的合成路线。

在合成反应中，伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚和其他芳香氮杂环中的氨基往往是需要进行保护的。已经使用过的氨基保护基很多，但归纳起来，可以分为烷氧羰基、酰基和烷基三大类。烷氧羰基使用最多，因为N-烷氧羰基保护的氨基酸在接肽时不易发生消旋化。伯胺、仲氨、咪唑、吡咯、吲哚和其他芳香氮氢都可以选择合适的保护基进行保护。以下列举了几种代表性的常用的氨基保护基。

1. Cbz- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Cbz-Cl/Na2CO3/CHCl3/H2O

脱去条件：H2/Pd-C，供氢体/Pd-C，BBr3/CH2Cl2 or TFA，HBr/HOAc等

2. Boc- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Boc2O/NaOH/diox/H2O, Boc2O/ /MeOH, Boc2O/Me4NOH/CH3CN

脱去条件：3MHCl/EtOAc, HCl/MeOH or diox, TosOH/THF-CH2Cl2, Me3SiI/CHCl3orCH3CN

3. Fmoc-保护基

应用范围：伯胺、仲胺等

引入条件：Fmoc-Cl/NaHCO3,/diox/H2O

脱去条件：20%哌啶/DMF，50%哌啶/CH2Cl2等

4. Alloc-保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Aloc-Cl/Py

脱去条件：Ni(CO)4/DMF/H2OPd(PPh3)4/Bu3SnH

5. Teoc- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Teoc-Cl/碱/diox/H2O

脱去条件：TBAF；TEAF

6. 甲(乙)氧羰基- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：ROCOCl/NaHCO3,/diox/H2O

脱去条件：HBr/HOAcMe3SiIKOH/H2O/乙二醇

7. Pht- 保护基

应用范围：伯胺

引入条件：邻苯二甲酸酐/CHCl3/70℃邻苯二甲酰亚胺-NCO2Et/aq. Na2CO3

脱去条件：H2NNH2/EtOH，NaBH4/i-PrOH-H2O（6：1）

8. Tos- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Tos-Cl/Et3N

脱去条件：HBr/HOAc, 48%HBr/苯酚（cat）

9. Tfa- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：TFAA/Py苯二甲酰亚胺-NCO2CF3/CH2Cl2

脱去条件：K2CO3/MeOH/H2ONH3/MeOHHCl/MeOH

10. Trt- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Trt-Cl/Et3N

脱去条件：HCl/MeOH, H2/Pd/EtOH, TFA/CH2Cl2

11.Dmb - 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：ArCHO/NaCNBH3/MeOH

12. PMB- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：PMB-Br/ K2CO3/CH3CNPhCHO/NaCNBH3/MeOH

脱去条件：HCO2H/Pd-C/MeOHH2/Pd(OH)2/EtOHTFACAN/ CH3CN

13. Bn- 保护基

应用范围：伯胺、仲胺、咪唑、吡咯、吲哚等

引入条件：Bn-Br/Et3N or K2CO3/CH3CNPhCHO/NaCNBH3/MeOH

脱去条件：HCO2H/Pd-C/MeOHH2/Pd(OH)2/EtOH  CCl3CH2OCOCl/CH3CN

要成功合成具有特定的氨基酸顺序的多肽，需要对暂不参与形成酰胺键的氨基和羧基加以保护，同时对氨基酸侧链上的活性基因也要保护，反应完成后再将保护基因除去。同液相合成一样，固相合成中多采用烷氧羰基类型作为α氨基的保护基，因为这样不易发生消旋。最早是用苄氧羰基，由于它需要较强的酸解条件才能脱除，所以后来改为叔丁氧羰基（BOC）保护，用TFA（三氟乙酸）脱保护，但不适用含有色氨酸等对酸不稳定的肽类的合成。changMeienlofer和Atherton等人采用Carpino报道的Fmoc(9-芴甲氧羰基)作为α氨基保护基，Fmoc基对酸很稳定，但能用哌啶-CH2CL2或哌啶-DMF脱去，近年来，Fmoc合成法得到了广泛的应用。羧基通常用形成酯基的方法进行保护。甲酯和乙酯是逐步合成中保护羧基的常用方法，可通过皂化除去或转变为肼以便用于片断组合；叔丁酯在酸性条件下除去；苄酯常用催化氢化除去。对于合成含有半胱氨酸、组氨酸、精氨酸等带侧链功能基的氨基酸的肽来说，为了避免由于侧链功能团所带来的副反应，一般也需要用适当的保护基将侧链基团暂时保护起来。保护基的选择既要保证侧链基团不参与形成酰胺的反应，又要保证在肽合成过程中不受破坏，同时又要保证在最后肽链裂解时能被除去。如用三苯甲基保护半胱氨酸的S-，用酸或银盐、汞盐除去；组氨酸的咪唑环用2,2,2-三氟-1-苄氧羰基和2,2,2-三氟-1-叔丁氧羰基乙基保护，可通过催化氢化或冷的三氟乙酸脱去。精氨酸用金刚烷氧羰基（Adoc）保护，用冷的三氟乙酸脱去。

固相中的接肽反应原理与液相中的基本一致，将两个相应的氨基被保护的及羧基被保护的氨基酸放在溶液内并不形成肽键，要形成酰胺键，经常用的手段是将羧基活化，变成混合酸酐、活泼酯、酰氯或用强的失去剂（如碳二亚氨）形成对称酸酐等方法来形成酰胺键。其中选用DCC、HOBT或HOBT/DCC的对称酸酐法、活化酯法接肽应用最广。

裂解及合成肽链的纯化 BOC法用TFA+HF裂解和脱侧链保护基，FMOC法直接用TFA，有时根据条件不同，其它碱、光解、氟离子和氢解等脱保护方法也被采用。合成肽链进一步的精制、分离与纯化通常采用高效液相色谱、亲和层析、毛细管电泳等。

---