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【摘要】通过液相合成的方法，利用氨基与活化酯在水与二氯甲烷混合溶剂中进行反应，合成二肽分子。以L-谷氨酸和9-芴基甲氧基羰基-L-苯丙氨酸為原料，先合成L-谷氨酸甲酯盐酸盐，然后在缩合剂为HOBT和EDCI，溶剂为DCM的条件下缩合，最后在弱碱性条件下脱去甲酯得到Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸二肽，并对其结构进行了表征。
【关键词】Fmoc-L-苯丙氨酸 L-谷氨酸 二肽 液相合成
【中图分类号】R629.72 【文献标识码】A 【文章编号】2026-5328（2021）06-112-01
引言：
二肽分子其本身是具有一定的生物活性，并且合成简单，容易进行基团修饰;大部分小分子水凝胶等纳米材料可通过分子间氢键，π-π堆积，范德华力，静电作用等非共价键相互作用形成，并且可以通过自组装形成能相互折叠或搭结的三维网状的有机分子。形成的纳米材料拥有良好的生物相容性，生物可降解性，低免疫原性，刺激响应性等特点，因此常用于科研研究，通过改变分子固有序列，改变其溶剂等因素就可形成不同自组装结构，从而研发不同的功能。降解之后的物质不会引起组织炎症反应，并且可以被再次吸收利用。目前关于含有Fmoc-苯丙氨酸相关短肽在抗菌材料水凝胶方面有大量相关的显著研究，据研究表明，自组装苯丙氨酸二肽抗菌纳米结构目前是抗菌超分子聚合物的最小模型[1]，因此在此基础上，合成一种由9-芴基甲氧基羰基取代的新型的二肽即Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸二肽，为后续研究—二肽水凝胶做准备。
本文采用缩合剂法在液相中合成Fmoc-L-苯丙氨酸L-谷氨酸二肽，缩合剂法具有操作简单、反应速率高、反应速度快等优点[2]，其合成路线如下，合成后对产物进行了1H NMR表征。
图1 Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸二肽合成路线图
1实验部分
1.1实验试剂及设备
试剂：L-谷氨酸;Fmoc-苯丙氨酸;无水甲醇（CH3OH）;氯化亚砜（SOCl2）;二氯甲烷（DCM）;N-羟基苯并三氮唑（HOBT）;1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐（EDCI）;乙酸乙酯（EA），石油醚（PE）;氢氧化锂（LiOH）;四氢呋喃（THF），试剂均为分析纯。
设备：DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（河南省予华仪器有限公司）;RE-5203旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）;B220恒温水浴锅（上海亚荣生化仪器厂）;SHB-B95T型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）;HJ-4磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司）。
1.2合成步骤
1.2.1L-谷氨酸甲酯盐酸盐的合成
于100mL双口瓶中加入20mL无水CH3OH，加入搅拌子，用橡胶塞封口，置于冰水浴上搅拌，然后逐滴加入3mLSOCl2，继续冰水浴上搅拌30min。加入1.477gL-谷氨酸到CH3OH-SOCl2溶液中，移至室温搅拌一夜。用薄层色谱（TLC）检测反应完全，减压蒸馏除去溶剂，得到淡黄色油状物。
1.2.2Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸甲酯的合成
于150mL单口瓶中依次加入3.114gFmoc-L-苯丙氨酸、1.944gEDCI和2.210gHOBT，用重蒸DCM溶解，加入搅拌子，置于0℃冰水浴下反应1h。用三乙胺溶液将2.116g谷氨酸甲酯盐酸盐调至碱性，加入上述单口瓶中，移至室温反应两天。TLC检测反应完全，减压蒸馏除去溶剂，得到的白色固体用DCM萃取，再依次用5%柠檬酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水溶液各30mL洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂，柱层析（EA：PE=1：3，V/V）进一步纯化，得到白色固体。
1H NMR（600 MHz， Chloroform-d）δ7.75（d，J=7.6Hz，2H），7.54（dd，J=11.1，7.6Hz， 2H），7.39（t，J=7.5Hz，2H），7.33-7.24（m，5H），7.22（t，J=7.3Hz，1H），7.17（d，J=7.4Hz，2H）， 6.65（d，J=7.6Hz，1H），5.43（d，J=8.3Hz，1H），4.51（dq，J=42.1，7.3Hz，2H），4.42（dd，J=10.6，7.2Hz，1H），4.32（t，J=8.9Hz，1H），4.18（t，J=7.0Hz，1H），3.64（d，J=55.6Hz，6H），3.11（dd，J=14.1，6.5Hz，1H），3.05（t，J=10.4Hz，1H），2.33（q，J=8.1，7.4Hz，1H），2.26（dt，J=16.8，7.2Hz，1H），2.15（dd，J=14.2，6.9Hz，1H），1.93（dd，J=14.6，7.3Hz，1H）.
1.2.3Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸的合成
将3.41gFmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸甲酯溶于40mLTHF中，再将0.788gLiOH溶于水中，将两溶液混合，置于室温下搅拌4h。TLC检测反应完全，减压蒸馏除去溶剂，用DCM萃取，无水硫酸钠吸水，减压蒸馏除去溶剂，得到淡黄色固体。
2结论
（1）Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸中肽键生成的条件为反应温度为室温，反应时间为20h，投料量的摩尔比为：Fmoc-苯丙氨酸：L-谷氨酸甲酯盐酸盐=1：1.2，催化剂为HOBT、EDCI，溶剂为重蒸DCM，产率达78%。
（2）通过分析，证明成功合成了Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸二肽。
【参考文献】
[1]Schnaider Lee，Brahmachari Sayanti，Schmidt Nathan W，Mensa Bruk，Shaham-Niv Shira，Bychenko Darya，Adler-Abramovich Lihi，Shimon Linda J W，Kolusheva Sofiya，DeGrado William F，Gazit Ehud. Self-assembling dipeptide antibacterial nanostructures with membrane disrupting activity.[J]. Nature communications，2017，8（1）.
[2]李运涛，范娇娇，沈文，王凡，邓李慧.脯氨酰脯氨酸二肽的液相合成及表征[J].陕西科技大学学报（自然科学版），2014，32（04）：71-74.
[3]杨雪梅，邱鹏宇，杨宜球，黎秋.酸性氨基酸二甲酯盐酸盐的合成工艺研究[J].广州化工，2014，42（08）：41-43.
西南科技大学生命科学与工程学院 四川绵阳 621000
【关键词】Fmoc-L-苯丙氨酸 L-谷氨酸 二肽 液相合成
【中图分类号】R629.72 【文献标识码】A 【文章编号】2026-5328（2021）06-112-01
引言：
二肽分子其本身是具有一定的生物活性，并且合成简单，容易进行基团修饰;大部分小分子水凝胶等纳米材料可通过分子间氢键，π-π堆积，范德华力，静电作用等非共价键相互作用形成，并且可以通过自组装形成能相互折叠或搭结的三维网状的有机分子。形成的纳米材料拥有良好的生物相容性，生物可降解性，低免疫原性，刺激响应性等特点，因此常用于科研研究，通过改变分子固有序列，改变其溶剂等因素就可形成不同自组装结构，从而研发不同的功能。降解之后的物质不会引起组织炎症反应，并且可以被再次吸收利用。目前关于含有Fmoc-苯丙氨酸相关短肽在抗菌材料水凝胶方面有大量相关的显著研究，据研究表明，自组装苯丙氨酸二肽抗菌纳米结构目前是抗菌超分子聚合物的最小模型[1]，因此在此基础上，合成一种由9-芴基甲氧基羰基取代的新型的二肽即Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸二肽，为后续研究—二肽水凝胶做准备。
本文采用缩合剂法在液相中合成Fmoc-L-苯丙氨酸L-谷氨酸二肽，缩合剂法具有操作简单、反应速率高、反应速度快等优点[2]，其合成路线如下，合成后对产物进行了1H NMR表征。
图1 Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸二肽合成路线图
1实验部分
1.1实验试剂及设备
试剂：L-谷氨酸;Fmoc-苯丙氨酸;无水甲醇（CH3OH）;氯化亚砜（SOCl2）;二氯甲烷（DCM）;N-羟基苯并三氮唑（HOBT）;1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐（EDCI）;乙酸乙酯（EA），石油醚（PE）;氢氧化锂（LiOH）;四氢呋喃（THF），试剂均为分析纯。
设备：DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（河南省予华仪器有限公司）;RE-5203旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）;B220恒温水浴锅（上海亚荣生化仪器厂）;SHB-B95T型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）;HJ-4磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司）。
1.2合成步骤
1.2.1L-谷氨酸甲酯盐酸盐的合成
于100mL双口瓶中加入20mL无水CH3OH，加入搅拌子，用橡胶塞封口，置于冰水浴上搅拌，然后逐滴加入3mLSOCl2，继续冰水浴上搅拌30min。加入1.477gL-谷氨酸到CH3OH-SOCl2溶液中，移至室温搅拌一夜。用薄层色谱（TLC）检测反应完全，减压蒸馏除去溶剂，得到淡黄色油状物。
1.2.2Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸甲酯的合成
于150mL单口瓶中依次加入3.114gFmoc-L-苯丙氨酸、1.944gEDCI和2.210gHOBT，用重蒸DCM溶解，加入搅拌子，置于0℃冰水浴下反应1h。用三乙胺溶液将2.116g谷氨酸甲酯盐酸盐调至碱性，加入上述单口瓶中，移至室温反应两天。TLC检测反应完全，减压蒸馏除去溶剂，得到的白色固体用DCM萃取，再依次用5%柠檬酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水溶液各30mL洗涤3次，用无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸馏除去溶剂，柱层析（EA：PE=1：3，V/V）进一步纯化，得到白色固体。
1H NMR（600 MHz， Chloroform-d）δ7.75（d，J=7.6Hz，2H），7.54（dd，J=11.1，7.6Hz， 2H），7.39（t，J=7.5Hz，2H），7.33-7.24（m，5H），7.22（t，J=7.3Hz，1H），7.17（d，J=7.4Hz，2H）， 6.65（d，J=7.6Hz，1H），5.43（d，J=8.3Hz，1H），4.51（dq，J=42.1，7.3Hz，2H），4.42（dd，J=10.6，7.2Hz，1H），4.32（t，J=8.9Hz，1H），4.18（t，J=7.0Hz，1H），3.64（d，J=55.6Hz，6H），3.11（dd，J=14.1，6.5Hz，1H），3.05（t，J=10.4Hz，1H），2.33（q，J=8.1，7.4Hz，1H），2.26（dt，J=16.8，7.2Hz，1H），2.15（dd，J=14.2，6.9Hz，1H），1.93（dd，J=14.6，7.3Hz，1H）.
1.2.3Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸的合成
将3.41gFmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸甲酯溶于40mLTHF中，再将0.788gLiOH溶于水中，将两溶液混合，置于室温下搅拌4h。TLC检测反应完全，减压蒸馏除去溶剂，用DCM萃取，无水硫酸钠吸水，减压蒸馏除去溶剂，得到淡黄色固体。
2结论
（1）Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸中肽键生成的条件为反应温度为室温，反应时间为20h，投料量的摩尔比为：Fmoc-苯丙氨酸：L-谷氨酸甲酯盐酸盐=1：1.2，催化剂为HOBT、EDCI，溶剂为重蒸DCM，产率达78%。
（2）通过分析，证明成功合成了Fmoc-L-苯丙氨酰-L-谷氨酸二肽。
【参考文献】
[1]Schnaider Lee，Brahmachari Sayanti，Schmidt Nathan W，Mensa Bruk，Shaham-Niv Shira，Bychenko Darya，Adler-Abramovich Lihi，Shimon Linda J W，Kolusheva Sofiya，DeGrado William F，Gazit Ehud. Self-assembling dipeptide antibacterial nanostructures with membrane disrupting activity.[J]. Nature communications，2017，8（1）.
[2]李运涛，范娇娇，沈文，王凡，邓李慧.脯氨酰脯氨酸二肽的液相合成及表征[J].陕西科技大学学报（自然科学版），2014，32（04）：71-74.
[3]杨雪梅，邱鹏宇，杨宜球，黎秋.酸性氨基酸二甲酯盐酸盐的合成工艺研究[J].广州化工，2014，42（08）：41-43.
西南科技大学生命科学与工程学院 四川绵阳 621000