介绍
HSTUN,N,N',N'-四甲基脲-O-(N-琥珀酸亚胺基)六氟磷酸盐(HSTU),外观为白色至类白色结晶性粉末,易溶于N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃等极性有机溶剂,难溶于水。作为常用肽偶联剂与酰胺化缩合剂,其核心用途是在有机合成中介导羧基与氨基高效缩合。

HSTUN,N,N',N'-四甲基脲-O-(N-琥珀酸亚胺基)六氟磷酸盐
反应特性
HSTUN,N,N',N'-四甲基脲-O-(N-琥珀酸亚胺基)六氟磷酸盐可以作为常用肽偶联剂与酰胺化缩合剂,它分子结构中高活性的O-(N - 琥珀酰亚胺基) 脲单元能够与羧基、碱的协同作用,分子含脲基-O-琥珀酰亚胺核心结构,脲基的氧原子受相邻四甲基氨基与六氟磷酸根影响,使脲基碳具一定亲电性;而连接脲基与琥珀酰亚胺的O原子,因琥珀酰亚胺环是强吸电子基团(含两个酯基样羰基),会显著拉电子使O原子电子云密度降低,进而增强脲基碳的亲电性,形成亲电活性中心。
当体系中加入 4-(9 - 羧基壬氧基) 苯甲酸叔丁酯与碱(DIEA)时,DIEA先夺取羧基的质子,生成的羧基阴离子可快速攻击HSTUN,N,N',N'-四甲基脲-O-(N-琥珀酸亚胺基)六氟磷酸盐的脲基亲电碳,形成不稳定的酰基脲中间体,随后通过O-琥珀酰亚胺基的离去,因负电荷可通过环内羰基共轭分散,生成高活性的羧酸琥珀酰亚胺酯。在生成的羧酸琥珀酰亚胺酯中,酯基的氧原子同样受琥珀酰亚胺环的吸电子作用影响,使酯基碳的亲电性远高于普通羧酸酯。若体系中存在氨基,氨基的孤对电子会优先攻击该高亲电酯基碳,发生亲核取代反应,同时释放琥珀酰亚胺,最终形成稳定的酰胺键。
HSTUN,N,N',N'-四甲基脲-O-(N-琥珀酸亚胺基)六氟磷酸盐的六氟磷酸根(PF₆⁻)体积大、电荷分散,与阳离子部分的配位作用弱,不会干扰羧基阴离子与脲基碳的亲核进攻,避免生成无活性的盐类副产物;同时,碱DIEA叔胺的结构中,三个甲基的供电子效应使氮原子亲核性适中,仅负责夺取羧基质子,生成亲核性羧基阴离子,不会过度进攻 HSTU 的活性中心引发副反应,进一步保障缩合反应定向进行[1]。
参考文献
[1]Current Patent Assignee: NOVO NORDISK - WO2007/128817, 2007, A2