基本信息
芴甲氧羰基-S-乙酰氨甲基-L-半胱氨酸，英文名稱：Fmoc-S-acetamidomethyl-L-cysteine，CAS號：86060-81-3，分子式：C21H22N2O5S，分子量：414.47，熔點147-150℃，沸點714.1±60.0℃(Predicted)，密度1.327±0.06g/cm3(Predicted)，為白色粉末，溶解于大多數(shù)有機溶劑，應(yīng)儲存于2-8℃。
背景技術(shù)
眾所周知，在肽合成的偶聯(lián)過程中，半胱氨酸的側(cè)鏈必須受到保護。在固相肽合成中使用最多的半胱氨酸保護基團之一是乙酰氨基甲基(acetamidomethyl, Acm)，它具有在所有常用試劑中合成游離肽或保護片段時相對穩(wěn)定的巨大優(yōu)勢。因此，一旦所有其他保護基團都被移除，它仍可以在合成結(jié)束時獨立地去保護氨基酸。
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。文獻中描述了兩種Fmoc-Cys(Acm)-OH的合成方法。報道了用Fmoc-Cl和H-Cys(Acm)-OH制備非晶態(tài)化合物，沒有給出實驗細(xì)節(jié)或熔點。最近，報道了用同樣的方法進一步合成，實驗結(jié)果表明，化合物不能以結(jié)晶形式純化，必須用硅膠色譜法純化。
我們采用Fmoc-N3引入Fmoc基團合成了Fmoc-Cys(Acm)-OH。當(dāng)Fmoc-氨基酸通過Fmoc-Cl合成時，形成少量的Fmoc-二肽已被報道。我們已經(jīng)證明使用Fmoc-N3可以避免這個副反應(yīng)。此外，我們發(fā)現(xiàn)純H-Cys(Acm)-OH與Fmoc-Cl的反應(yīng)產(chǎn)生復(fù)雜的反應(yīng)混合物，我們總是需要硅膠色譜才能得到可接受的產(chǎn)物。使用上述Fmoc-N3，這些問題都得到了解決。反應(yīng)后，得到一種油狀物，這種油狀物很容易結(jié)晶，形成純白色固體。
我們同樣研究了H-Cys(Acm)-OH的制備。迄今為止，所描述的唯一方法是在無水氟化氫或氯化氫存在的情況下，使半胱氨酸與N-羥甲基乙酰胺發(fā)生反應(yīng)。作者建議使用氟化氫，即使它的使用是危險的，并且需要特殊的設(shè)備。在這里，我們建議用三氟甲烷磺酸代替它。在這些條件下進行的反應(yīng)產(chǎn)生S-乙酰氨基甲基半胱氨酸三氟甲烷磺酸鹽，該磺酸鹽可以與Fmoc-N3反應(yīng)，而無需進一步純化或分離游離胺。最后，N-羥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備目前一鍋式方法的主要優(yōu)點是：1)使用便宜、容易獲得的試劑，2)不需要特殊設(shè)備，3)所有步驟的產(chǎn)率都很高，不需要純化中間體，4)最終產(chǎn)品的質(zhì)量很好。
制備方法
化合物1的制備：乙酰胺(10g，0.17mol)和氫氧化鉀(1g，0.018mol)溶解在甲醛/水(7:13)(12ml，0.12mol)的溶液中。將混合物在70℃下攪拌5分鐘，然后在室溫下過夜，然后用6N鹽酸酸化至pH=7。溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮。濃縮物用丙酮溶解后，然后用硫酸鎂干燥。經(jīng)過過濾和濃縮溶劑得到油狀物N-羥甲基乙酰胺(12.7g，84%)，不需要進一步的純化。
化合物4的制備：N-羥甲基乙酰胺(1；3.0g, 29mmol)和半胱氨酸鹽酸鹽(2；3.8g，24mmol)溶于水(5.6 ml)。所述混合物在冰浴降溫后加入三氟甲磺酸/三氟乙酸(1:19；37ml)。在氬氣下攪拌90min后，薄層色譜(正丁醇/乙酸/水，10:2:3)表明半胱氨酸反應(yīng)完全。溶劑通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去，包括加入乙醚(5×20ml)以產(chǎn)生油狀物。將油狀物溶解在10%的碳酸鈉水溶液(50ml)，再加入10%的碳酸鈉溶液，使溶液的pH值達到10。溶液在冰浴中冷卻，加入溶于二氧六環(huán)(62ml)中的Fmoc-N3(5.8g，21mmol)。在冰浴中攪拌2小時后，在室溫下繼續(xù)反應(yīng)2天，并保持pH為10。然后將混合物倒入水中(300ml)，用乙醚提取，用12N鹽酸酸化至pH2)，用乙酸乙酯提取。有機層用無水硫酸鎂干燥，過濾后旋干溶劑。產(chǎn)品4通過溶解在熱二氯甲烷中再結(jié)晶，在析出固體時加入正己烷，并在室溫下放置一夜，得到芴甲氧羰基-S-乙酰氨甲基-L-半胱氨酸白色固體5.35g。
參考文獻
[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.