一种天然氨基酸导向的多肽C(sp3)-H键的芳基化或炔基化修饰方法

摘要

本发明公开了一种天然氨基酸导向的多肽C(sp3)–H键的芳基化或炔基化修饰方法，方法为：在氧化剂、催化剂、添加剂以及溶剂存在的条件下，以式(III)或者式(IV)所示化合物作为修饰原料，对式(I)或式(II)化合物中的丙氨酸侧链分别进行C(sp3)–H键的芳基化或炔基化修饰。本发明的方法能够合成一系列含荧光标记的丙氨酸的多肽衍生物、含侧链经修饰的酪氨酸的多肽衍生物、含侧链经修饰的苯丙氨酸的多肽衍生物，以及一系列含炔基修饰的丙氨酸的多肽衍生物。本发明具有无需预先引入和后续脱除导向基团，原子经济性和步态经济型高，条件温和，底物适用性范围广，不受氨基酸构型影响等优点，是一种具有较好推广前景的多肽修饰方法。

说明书

技术领域

本发明属于多肽合成后修饰领域，一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

背景技术

多肽一般是指少于100个氨基酸通过肽键连接而成的化合物，其相对分子质量低于10000，在细胞增殖分化、机体免疫、肿瘤病变等生理活动中起着重要作用。多肽作为一种治疗手段在调节生物体的各种细胞功能，高度特异性结合受体以及靶向蛋白质表面的能力方面也已引起了广泛关注。然而，天然肽通常具备不良药理性质的特征和缺乏结构多样性。多肽的后期功能化可以显着改善其物理和化学性质，从而增加其结构稳定性和生物活性。

天冬氨酸是蛋白质的重要组成部分，已有研究表明，很多含有天冬氨酸的多肽已被用于心脏病、肝病和高血压等常见疾病的临床治疗中。此外，含有修饰后的L-Tyr-Asp，D-Tyr-Asp，L-Phe-Asp或D-Phe-Asp多肽序列具有出色的生物学活性，如阿片类受体激动剂(Chem.Biol.DrugDes.2016,87,824-832.)、胃泌素类似物(J.Med.Chem.2020,63,4496-4505.)和主动靶向性多肽cRGD(Mol.Pharm.2014,11,1750-1761.)等均含有这些片段中的一个或多个。天冬酰胺也是许多生物活性肽中包含的常见氨基酸，具有多种生物活性，例如抗氧化剂活性，阻断脑啡肽酶活性，抑制血管紧张素转化酶活性等。值得注意的是，Phe-Asn也是某些生物活性肽的必需序列，例如新型血管紧张素转化酶抑制肽(J.Funct.Foods.2017,28,48-58.)、抗癌肽(J.Agric.Food Chem.2013,61,11442-11446.)和刺鼠相关肽AGRP(Biochemistry,1999,38,897-904.)中均含有Phe-Asn序列。基于以上这些有生物活性的蛋白质，寻求一种快速绿色高效的Tyr-Asp、Phe-Asp、Phe-Asn多肽序列的合成方法具有重要意义。

而以往的涉及多肽修饰方法都是在外源导向基团的辅助下完成的，例如，Ackermann课题组以三氮唑为导向基团实现了含三氮唑多肽类化合物的氮端丙氨酸C(sp

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

其中：

X为卤素，表示氟、氯、溴或碘；

R

Ar

R

AAn为-OH，或者是甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸中的一种或两种以上连接的多肽。

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

本发明中，所述反应的式(III)化合物使用卤代苯酚类的活性化合物及药物、卤代芳香环类的活性化合物及药物、含卤代官能团的荧光标记物等。卤代苯酚类，如：4-氟苯酚、2-氯-4-氟苯酚、2-氟-4-氯苯酚、2-溴-4-氯苯酚、2-甲基-4-溴苯酚、2-甲氧基-4-溴苯酚、2-三氟甲基-4-碘苯酚等。卤代芳香环类，如：氟苯、2-氟萘、3-甲基氯苯、3-甲氧基氯苯、3-三氟甲基氯苯、3-氟溴苯、3-氯溴苯、3-溴碘苯、4-甲基溴苯、4-甲氧基溴苯、4-三氟甲基溴苯、4-氟碘苯、4-溴碘苯、4-氯碘苯、4-碘代联苯、主动靶向性多肽cRGD、刺鼠相关肽AGRP等。含卤代官能团的荧光标记物，如荧光BODIPY类化合物、荧光FITC类化合物、荧光FAM类化合物、荧光AMC类化合物等。

所述的一种天然氨基酸导向的多肽C(sp

与现有技术中提到其他多肽修饰方法相比，本发明具有以下优点：

(1)使用天冬氨酸(R

(2)在较温和的条件下，实现了天然氨基酸导向的多肽C(sp

(3)反应选择性高，能定点修饰多肽化合物中丙氨酸的C(sp

(4)底物适用性范围广，含各种氨基酸的多肽底物均有较好适用性，均获得了较好收率，拓宽了本发明在多肽合成领域的应用范围；

(5)不受氨基酸构型影响，与天冬氨酸或天冬酰胺相连的端位丙氨酸无论是L型或D型均能用本发明所提及的方法进行芳基化或者炔基化修饰；

综上所述，本发明具有无需预先引入和后续脱除导向基团，无需配体，原子经济性和步骤经济性高；条件温和；反应选择性高；底物适用性范围广；不受氨基酸构型影响等优点，是一种具有较好推广前景的多肽修饰方法。

附图说明

图1a和图1b分别为产物1的

图2a和图2b分别为产物2的

图3a和图3b分别为产物3的

图4a和图4b分别为产物4的

图5a和图5b分别为产物5的

图6a和图6b分别为产物6的

图7a和图7b分别为产物7的

图8a和图8b分别为产物8的

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明实施例中使用的二肽、三肽或四肽底物，均可按照现有常规的方法合成得到，例如参见文献“Site-selective C(sp

实施例1：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入二肽Phth-L-Ala-Asp(OH)-OMe(696.6mg,2.0mmol)，4-碘苯酚(880.2mg,4.0mmol)，催化剂四(三苯基膦)钯(231.1mg,10mol％)，氧化剂三氟乙酸银(342.1mg,3.0mmol)，添加剂磷酸二氢钾(544.4mg,4.0mmol)和甲苯(4.0mL)，20℃空气氛围中反应12小时。反应结束后，将反应冷却至室温，再加入10mL乙酸乙酯稀释，减压浓缩除去溶剂，经硅胶柱层析纯化(洗脱溶剂是CH

二肽原料Phth-L-Ala-Asp(OH)-OMe数据表征：

M.p.＝133-135℃.

MS(ESI)m/z:371[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物1数据表征：

M.p.＝147-149℃.

MS(ESI)m/z:441[M+H]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

实施例2：实施例2的实验过程重复实施例1，不同之处仅在于“反应时间调整为24小时”，最终得到白色固体产物791.0mg，收率89.8％。

实施例3：实施例3的实验过程重复实施例1，不同之处仅在于“反应时间调整为48小时”，最终得到白色固体产物791.9mg，收率89.9％。

实施例4：实施例4的实验过程重复实施例1，不同之处仅在于“反应温度调整为50℃”，最终得到白色固体产物820.9mg，收率93.2％。

实施例5：实施例5的的实验过程重复实施例2，不同之处仅在于“反应温度调整为50℃”，最终得到白色固体产物836.8mg，收率95.0％。

实施例6：实施例6和实施例3步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应温度调整为50℃，得到白色固体产物834.1mg，收率94.7％。

实施例7：实施例7和实施例1步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应温度调整为150℃，得到白色固体产物794.5mg，收率90.2％。

实施例8：实施例8和实施例2步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应温度调整为150℃，得到白色固体产物800.7mg，收率90.9％。

实施例9：实施例9和实施例3步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应温度调整为150℃，得到白色固体产物797.1mg，收率90.5％。

实施例10：实施例10和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应溶剂调整为同等体积的叔戊醇，得到白色固体产物840.4mg，收率95.5％。

实施例11：实施例11和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应溶剂调整为同等体积的乙腈，得到白色固体产物831.6mg，收率94.5％。

实施例12：实施例12和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应催化剂调整为同等摩尔量的醋酸钯，得到白色固体产物849.2mg，收率96.5％。

实施例13：实施例13和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应催化剂调整为同等摩尔量的氯化钯，得到白色固体产物831.6mg，收率94.5％。

实施例14：实施例14和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应氧化剂调整为同等摩尔量的醋酸银，得到白色固体产物843.0mg，收率95.8％。

实施例15：实施例15和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应氧化剂调整为同等摩尔量的四氟硼酸银，得到白色固体产物829.0mg，收率94.2％。

实施例16：实施例16和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应添加剂调整为同等摩尔量的碳酸氢钠，得到白色固体产物837.8mg，收率95.2％。

实施例17：实施例17和实施例5步骤和所加物料完全相同，不同之处仅是将反应添加剂调整为同等摩尔量的磷酸氢二钠，得到白色固体产物833.4mg，收率94.7％。

以下实施例18-24中，反应过程均在以下两个条件下进行反应：

1、催化剂、氧化剂、添加剂、溶剂的投料情况是：催化剂四(三苯基膦)钯(231.1mg)，氧化剂三氟乙酸银(342.1mg,3.0mmol)，添加剂磷酸二氢钾(544.4mg,4.0mmol)和甲苯(4.0mL)；

2、反应温度均为50℃，且反应时间24小时。

实施例18：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入三肽Phth-L-Ala-Asp(OH)-Tyr-OMe(1.023g,2.0mmol)，2-氯-4-碘苯酚(1.018g,4.0mmol)，在加入催化剂、氧化剂、添加剂和溶剂情况下，于空气氛围中反应。反应完成后，将反应冷却至室温，再加入10mL乙酸乙酯稀释，减压浓缩除去溶剂，经硅胶柱层析纯化(CH

三肽原料Phth-L-Ala-Asp(OH)-Tyr-OMe数据表征：

M.p.＝85-87℃.

MS(ESI)m/z:534[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物2数据表征：

M.p.＝130-132℃.

MS(ESI)m/z:660[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

实施例19：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入三肽Phth-D-Ala-Asp(OH)-Phe-OMe(991.0mg,2.0mmol)，2-甲基-4-碘苯酚(936.2mg,4.0mmol)，在加入催化剂、氧化剂、添加剂和溶剂情况下，于空气氛围中反应。反应完成后，将反应冷却至室温，再加入10mL乙酸乙酯稀释，减压浓缩除去溶剂，经硅胶柱层析纯化(CH

三肽原料Phth-D-Ala-Asp(OH)-Phe-OMe数据表征：

M.p.＝174-176℃.

MS(ESI)m/z:518[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物3数据表征：

M.p.＝103-105℃.

MS(ESI)m/z:624[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

实施例20：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入三肽Phth-D-Ala-Asp(OH)-Leu-OtBu(1.007g,2.0mmol)，绿色荧光BODIPY:5,5-二氟-10-(4-碘苯基)-1,3,7,9-四甲基-5H-4λ

三肽原料Phth-D-Ala-Asp(OH)-Leu-OtBu数据表征：

M.p.＝131-133℃.

MS(ESI)m/z:526[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物4数据表征：

M.p.＝171-173℃.

MS(ESI)m/z:848[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

实施例21：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入三肽Phth-L-Ala-Asp(OH)-Ile-OMe(922.9mg,2.0mmol)，1-溴-2-(三异丙基甲硅烷基)乙炔(1.045g,4.0mmol)，在加入催化剂、氧化剂、添加剂和溶剂情况下，于空气氛围中反应。反应完成后，将反应冷却至室温，再加入10mL乙酸乙酯稀释，减压浓缩除去溶剂，经硅胶柱层析纯化(CH

三肽原料Phth-L-Ala-Asp(OH)-Ile-OMe数据表征：

M.p.＝54-56℃.

MS(ESI)m/z:484[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物5数据表征：

M.p.＝159-161℃.

MS(ESI)m/z:664[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

实施例22：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入四肽Phth-L-Ala-Asp(OH)-Pro-Phe-OMe(1.185g,2.0mmol)，2-甲基-4-碘苯酚(936.2mg,4.0mmol)，在加入催化剂、氧化剂、添加剂和溶剂情况下，于空气氛围中反应。反应完成后，将反应冷却至室温，再加入10mL乙酸乙酯稀释，减压浓缩除去溶剂，经硅胶柱层析纯化(CH

四肽原料Phth-L-Ala-Asp(OH)-Pro-Phe-OMe数据表征：

M.p.＝104-106℃.

MS(ESI)m/z:615[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物6数据表征：

M.p.＝148-150℃.

MS(ESI)m/z:721[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

实施例23：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入四肽Phth-L-Ala-Asp(OH)-Leu-Pro-OMe(1.117g,2.0mmol)，2-氟-4-碘苯酚(952.0mg,4.0mmol)，在加入催化剂、氧化剂、添加剂和溶剂情况下，于空气氛围中反应。反应完成后，将反应冷却至室温，再加入10mL乙酸乙酯稀释，减压浓缩除去溶剂，经硅胶柱层析纯化(CH

四肽原料Phth-L-Ala-Asp(OH)-Leu-Pro-OMe数据表征：

M.p.＝96-98℃.

MS(ESI)m/z:581[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物7数据表征：

M.p.＝119-121℃.

MS(ESI)m/z:669[M+H]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

实施例24：在洁净干燥的10mL史莱克管中加入四肽Phth-D-Ala-Asp(OH)-Val-Ile-OMe(1.121g,2.0mmol)，1-溴-2-(三异丙基甲硅烷基)乙炔(1.045g,4.0mmol)，在加入催化剂、氧化剂、添加剂和溶剂情况下，于空气氛围中反应。反应完成后，将反应冷却至室温，再加入10mL乙酸乙酯稀释，减压浓缩除去溶剂，经硅胶柱层析纯化(CH

四肽原料Phth-D-Ala-Asp(OH)-Val-Ile-OMe数据表征：

M.p.＝178-180℃.

MS(ESI)m/z:583[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物8数据表征：

M.p.＝193-195℃.

MS(ESI)m/z:763[M+Na]

HR-MS(ESI):m/z计算值C

产物1～8的

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。