N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑簡稱HOAt是近年來才發(fā)展的新型高效多肽縮合劑，它不僅可以有效地抑制消旋，而且大大提高了反應速度，特別適用于有空間位阻的多肽的合成。
N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑作為一種多肽縮合劑
酰胺鍵的形成是有機化學，特別是藥物化學中一種重要的化學反應。在藥物化學領(lǐng)域中，構(gòu)筑小分子肽類藥物最多的鍵合方式就是酰胺鍵。在目前廣泛應用的組合化學中，無論是固相合成還是液相合成，研究最多的也是如何更快速有效地將分子片斷以酰胺鍵組裝起來。存在于兩個氨基酸間的酰胺鍵成為肽鍵。傳統(tǒng)的酰胺鍵合成中，往往先激活羧基成酰氯、酸酐、混合酸酐、疊氮或活性酯，然后再與胺基化合物反應，一般需兩步完成。
酰胺化收率低下的主要原因在于底物中反應中心的立體位阻和電性效應。當?shù)孜锏姆磻行母浇旋嫶蠡驍?shù)目較多的取代基時，反應減緩；當?shù)由系碾姾山档蜁r，反應減緩或不能完成。20世紀70年代末以來，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)酰胺鍵形成促進劑(也可用于手性酯類的合成)，并迅速應用于實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中。這類試劑有數(shù)十個，廣泛應用的主要是以下3個：1-羥基苯并三唑(1-hydroxybenzotriazole，HOBt)、6-氯-1-羥基苯并三唑(6-chloro- l-hydroxybenzotriazole，6-C1-HOBt)和1-羥基-7-氮雜苯并三唑(1-hydroxy-7-azabenzotriazole，HOAt)，結(jié)構(gòu)式見圖3。[1]
Merck的工作者在6個二肽合成(表1)中，發(fā)現(xiàn)單用EDCI為縮合劑僅得50%以下的收率，同時產(chǎn)生15%~30%的異構(gòu)體；當加入等當量的1-羥基苯并三唑(HOBt)或N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)時，收率提高到93%以上，而異構(gòu)體則降低到0.3%以下。[1]
N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)是近年來才發(fā)展的新型高效多肽縮合劑，它不僅可以有效地抑制消旋，而且大大提高了反應速度，特別適用于有空間位阻的多肽的合成。如對于高度受阻的胺(1)在與2-苯基丙酸縮合過程中，采用N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)作為縮合劑在22小時基本完成縮合，而在同樣的條件下采用1-羥基苯并三唑(HOBt)只有很少量的目標產(chǎn)物生成。
此外，N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)參與的多肽縮合過程可以很方便地判斷縮合的終點。這是因為HOAt的陰離子是黃色的，在氨基酸或多肽的酯類物質(zhì)存在的情況下，N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)的陰離子將轉(zhuǎn)變?yōu)樯铧S色，隨著縮合過程的進行，反應體系中陰離子逐漸減少，反應體系的顏色相應地慢慢減退，直至完全變?yōu)闊o色，此時也即是縮合反應結(jié)束的時刻。
之所以N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)相對于1-羥基苯并三唑(HOBt)具有更高的活性，主要是由于吡啶環(huán)中的N原子相對于苯環(huán)中的C原子具有更強的吸電子性能，而且該N原子將產(chǎn)生鄰位基團的促進作用。如下圖所示：
自1978年Dourtoglou等成功將基于1-羥基苯并三唑(HOBT)衍生的脲正離子型縮合劑HBTU用于多肽合成以來，該類縮合劑得到迅速發(fā)展，先后開發(fā)出一系列脲正離子型縮合劑。這類縮合劑在多肽合成中均表現(xiàn)出良好性能，特別是基于N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAT)衍生的HATU可有效地增加成環(huán)的速率和產(chǎn)率，減少消旋，適于合成位阻大、復雜的環(huán)肽。然而，反應中這類基于N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAT)衍生的縮合劑易于與氨組分反應生成相應的胍類衍生物，這一副反應在片段縮合和環(huán)肽合成中是不容忽視的。同時，反應需預先活化羧基。另外，HATU價格昂貴，限制了大規(guī)模使用。
制備工藝[2]
將2-硝基-3-甲氧基吡啶、水合肼和水按照一定的比例加入反應釜中，油浴加熱回流一定時間后，加入一定量的水，滴加HCl使反應體系呈強酸性，冷卻結(jié)晶，真空干燥，得到粗品。粗品進一步精制得到精品N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)。
對于N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)的合成所用原料為2-硝基-3-甲氧基吡啶，反應過程中有甲醇的產(chǎn)生，由于反應過程溫度較高，因而形成的甲醇從反應體系中蒸發(fā)脫除，促進反應的進行。
水合肼投料量對制備N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)過程的影響：
N-羥基-7-氮雜苯并三氮唑(HOAt)的生產(chǎn)工藝
參考文獻
[1] 王哲清. 實用高效的酰胺鍵形成試劑[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2006, 37(12): 855-858.
[2] 趙紅亮. 多肽縮合劑和保護劑合成過程的研究[D]. 華東理工大學, 2002. 4-7, 28-36.