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赵军锋教授课题组提出了一种新型酸胺缩合试剂——Ynamide

发布日期:2017/6/24 12:24:10

Ynamides as Racemization-Free Coupling Reagents for Amide and Peptide Synthesis

Long Hu,† Silin Xu,† Zhenguang Zhao,† Yang Yang, Zhiyuan Peng, Ming Yang, Changliu Wang,and Junfeng Zhao*

J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13135−13138


2016年赵军锋教授课题组提出了一种新型酸胺缩合试剂——Ynamide,该试剂的使用可以有效的避免差向异构化及消旋产物的出现。针对该课题组在该领域取得的成果,我们对赵军锋教授课题组进行了邮件访谈。

普通多肽合成过程中消旋化的主要原因是什么?

在普通多肽合成过程中,碱性反应条件是产生消旋的主要因素。其导致消旋主要有两种途径:直接烯醇化和恶唑酮形成 (Scheme 1),其他缩合剂一般要用到碱作为添加剂。


Scheme 1. Racemization Mechanisms: (a) Direct Enolization;(b) Oxazolone Formation


炔酰胺类活化试剂为什么能抑制消旋?

炔酰胺缩合剂不会引起消旋的原因主要决于其自身的结构和性质。炔酰胺是接近中性的缩合剂,活化羧酸的过程在中性条件下进行,完全避免了碱诱发消旋的风险。


组氨酸、精氨酸、酪氨酸等不兼容的原因可能是什么?您有什么样的改进方法?

在研究中发现炔酰胺类缩合剂对氨基酸的侧链官能团表现出非常好的耐受性。因此我们在此过程中深受鼓舞,这是炔酰胺类缩合剂的自身性质优势。同时启发着我们在多肽合成中实现氨基酸侧链官能团无保护基的策略,甚至可能解决多肽固相合成中多肽制备和纯化过程产生大量的溶剂废物等问题。我们相信,将来有机会来实现这一设想。

未保护的组氨酸、精氨酸和酪氨酸等侧链官能团目前不能够兼容,具体原因还不是非常明确,确定的是这些侧链官能团会影响炔酰胺类缩合剂与羧酸的反应,导致不能很好的兼容。当然我们也尝试着去解决这一问题,第一设计新的炔酰胺缩合剂及优化反应条件;第二将这些氨基酸的侧链官能团保护起来,相信能得到合适的解决方案。


将该活化试剂用于固相合成将面临怎样的挑战?

我们的最终目标就是实现炔酰胺类缩合剂在多肽固相合成中的应用,开发出廉价、环保的多肽合成方法。就目前而言,尽管反应可以在简单温和的反应条件下以定量收率得到二肽,但与固相合成中通常所需的反应时间相比,我们的反应时间相对较长。对此我们将进一步研究反应机理和优化反应条件以便使其能够用于固相合成。我们相信,随着更多的优化研究以及合适树脂的选择,这个问题可以在将来得到解决。

 

【扩展阅读】
赵军锋,男,洪堡学者、江西师范大学特聘教授、博士生导师。于2010年获得新加坡南洋理工大学有机化学博士学位;2010年至2011年于新加坡南洋理工大学生科院从事化学生物学方向的博士后研究工作;并于2011至2013年作为洪堡学者赴德国从事有机化学与化学生物学方向学的研究;2013年5月被聘为香港大学化学系研究助理教授;2014年4月,作为海外高层次人才引进至江西师范大学任特聘教授、博士生导师。2009年获得国家优秀自费留学生奖学金,2011年入选Reaxys PhD Prize Finalist。以第一作者或通讯联系人在J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,Chem. Sci.,Chem. Commun.,Org. Lett.,Adv. Synth. & Catal.等国际知名杂志上发表论文30多篇。受邀担任国际知名期刊Frontiers in Chemistry和Frontiers in Biomolecular Sciences杂志的评审编辑,目前主持国家自然科学基金、江西省科技厅重大项目和江西省教育厅重点项目各1项;于2015年入选江西省青年科学家培养计划(江西省杰青)。

 

研究背景涉及不对称合成、过渡金属催化的有机反应、自由基化学、有机催化、杂环化学、复杂分子及天然产物的仿生合成、药物分子的设计与合成、核酸的化学生物学、生物活性多肽和蛋白的化学合成与修饰、体内活性氧化物荧光探针的设计合成及其在生物体内的应用等等。

 

课题组研究定位:立足有机化学,面向化学生物学

 

研究方向:酰胺键形成方法学、生物活性多肽与蛋白质的化学合成与修饰、复杂分子的不对称合成

课题组学生培养目标:培养人格健全、素质全面、具有国际竞争力的科技人才。

 

联系方式:zhaojf@jxnu.edu.cn; QQ: 601300840

课题组主页链接:http://zhao.jxnu.edu.cn

 
教育及研究工作经历

2014年4月至今,江西师范大学特聘教授,博士生导师

2013年至2014年,香港大学化学系研究助理教授

2011年至2013年,洪堡学者,德国波恩大学和明斯特大学

2010年至2011年,博士后,新加坡南洋理工大学生命科学学院

2006年至2010年,博士,新加坡南洋理工大学理学院化学系

2005年至2006年,中科院成都有机化学研究所

2002年至2005年,硕士,华中师范大学化学学院

1998年至2001年,学士,北京师范大学

1995年至1997年,许昌学院

 
获奖

2014     英国皇家化学会与北京大学化学生物学论坛最佳墙报奖

2011     洪堡学者奖学金

2011     2011年 Reaxys PhD PrizeFinalist

2010     亚欧金属有机化学会议最佳墙报奖(新加坡)

2009     国家优秀自费留学生奖学金

2005     华中师范大学优秀毕业研究生

 
在研课题

1.    江西省青年科学家培养计划(2015-2018)

2.    国家自然科学基金 (2015-2018)

3.    江西省科技厅重大项目 (2015-2017)

4.    江西师范大学海外高层次人才引进启动经费(2014-2019)

5.    江西省教育厅重点项目(2016-2019)

 
邀请报告

1.    英国皇家化学会与北京大学化学生物学论坛(2014年12月,Side chain free chemical ligation for the synthesis and modification of peptide and proteins)

2.    第13届中国国际多肽学术会议(2014年6月,An efficient strategy for the synthesis of cyclic peptides)

3.    平顶山学院(2015年1月,多肽蛋白质化学的研究现状及发展方向)

4.    许昌学院 (2015年1月,多肽蛋白质的化学合成与修饰)

 
部分代表性论文及专利

1.        Long Hu, Silin Xu, Zhenguang Zhao, Yang Yang, Zhiyuan Peng, Ming Yang, Changliu Wang, and Junfeng Zhao*, Ynamides as Racemization-Free Coupling Reagents for Amide and Peptide Synthesis, J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 13135–13138.

2.        Liwen Fan, Tao Wang,* Ying Tian, Fei Xiong, Simei Wu, Qingjin Liang and Junfeng Zhao*, Copper-catalyzed oxidative coupling between quinazoline 3-oxides and unactivated aldehydes: an efficient approach to functionalized quinazolines. Chem. Commun.,2016, 52, 5375-5378.

3.        Long Hu, Christian Mück-Lichtenfeld, Tao Wang,* Guifeng He, Meng Gao, and Junfeng Zhao*,Reaction between Azidyl Radical and Alkynes: A Straight forward Approach to NH-1, 2, 3-triazoles. Chem. Eur. J., 2016, 22, 911-915.

4.        Tao Wang, Lin Yuan, Zhenguang Zhao, Ailong Shao, Meng Gao, Yangfei Huang, Fei Xiong, Junfeng Zhao,* Direct oxidative amidation between methylarenes and amines in water. Green Chem., 2015,17,2741-2744.

5.        Zhenguang Zhao, Tao Wang,* Lin Yuan, Fei Xiong, Hu Xu, Junfeng Zhao*. Oxidative Coupling between Methylarenes and Ammonia: A Direct Approach to Aromatic Primary Amides Adv. Synth.&Catal. 2015, 357, 2566-2570.

6.        Zhenguang Zhao,Tao Wang*, Lin Yuan, Xingwang Jia, Junfeng Zhao*, Oxidative Acylation of Sulfoximines with Methylarenes as Acyl Donor.RSC Adv., 2015, 5, 75386-75389.

7.      Jun-Feng Zhao,*Xiao-Hong Zhang, Ying-Jie Ding, Yong-Sheng Yang, Xiao-Bao Bi, Chuan-FaLiu,* Facile Synthesis of Peptidyl Salicylaldehyde Esters and Its Use in Cyclic Peptide Synthesis,Org. Lett.2013, 15, 5182-5185.

8.        Chuan-Fa Liu,*Jun-Feng Zhao, Method of synthesizing peptides, proteins and bioconjugates, Patent,WO/2013/119184, PCT/SG2013/000052.

9.     Jun-Feng Zhao, Christian Mück-Lichtenfeld, Amido Studer,*Cooperative N-Heterocyclic Carbene (NHC) and Ruthenium Redox Catalysis: Oxidative Esterification of Aldehydes with Air as the Terminal Oxidant, Adv. Synth. & Catal.2013, 355, 1098-1106

10.     Jun-Feng Zhao,Boon-Hong Tan, Teck-Peng Loh,*In(III)-pybox complex catalyzed enantioselective Mukaiyama aldol reactions between polymeric or hydrated glyoxylates and enolsilanes derived from aryl ketones,Chem. Sci.2011,2, 349-352.

11.    Ming-Kui Zhu, Jun-Feng Zhao, Teck-Peng Loh,*Palladium-Catalyzed Oxime Assisted Intramolecular Dioxygenation of Alkenes with 1 atm of Air as the Sole Oxidant, J. Am. Chem. Soc.2010,132,6294-6295.

12.   Jun-Feng Zhao,Teck-Peng Loh,*Acid-Catalyzed Intramolecular [2+2] Cycloaddition of Ene-allenones: Facile Access to Bicyclo[n.2.0] Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed.2009, 48, 7232-7235.

13.   Jun-Feng Zhao, Hoi-Yan Tsui, Pei-Jia Wu, Jun Lu, Teck-Peng Loh,*Highly Enantioselective Carbonyl-ene Reactions Catalyzed by In(III)-PyBox Complex, J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 16492-16493.

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