一种含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物及其制备方法与应用

本发明属于多肽合成，涉及一种含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、目前多肽化学合成方法主要是经典的溶液肽合成(csps)、固相合成方法(spps)和液相合成方法(lpps)三种，csps由于几个氨基酸连接后在有机溶剂中的溶解度问题而被放弃，传统的固相合成法虽然操作简单、后处理简单便捷，但固相合成方法不仅仅需要昂贵的树脂、过量氨基酸和偶联试剂，大量的溶剂和脱保护试剂，并且有害试剂和溶剂的大量使用对环境的破坏都是不可逆的。与传统固相多肽合成方法相比，多肽液相合成方法具有氨基酸及溶剂用量少且溶剂更加绿色，符合可持续发展的原则等优势.最初是由sakakibara提出的在液相合成中使用1-(3-二甲基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(edc·hcl)作为缩合试剂，配合1-羟基苯并三唑(hobt)共同使用来完成氨基酸之间的偶联过程，并且通过碱水洗涤可以除去多余的氨基酸和缩合试剂。液相合成主要采用fmoc和z两种保护方法，应用在短肽合成，如阿斯巴甜、力肽、催产素等，其相对与固相合成，具有保护基选择多、成本低廉、合成规模容易放大等优点，这种方法使液相合成多肽更加具有绿色化学的潜力，合成成本的降低使其更具有市场竞争力，因此，液相合成所用的可溶性载体合成与选择也就顺势成为了研究的重点与方向。

2、因为肽链含有许多亲水性的酰胺键，使整体更加亲水，因此添加疏水标签是增强溶解性的一大关键所在。lpps是一种利用可溶性标签作为载体在溶液中拉长肽链的方法，通常更适合于短链肽。lpps方法结合了csps和spps的优点，许多可溶性标签或保护基团已经被开发出来，通过增加底物在有机溶剂中的溶解度来提高多肽合成的效率，从而促进肽链在液相中的延伸，最后再切割掉标签和侧链保护基团获得目标肽链分子。

3、各种改性的大分子聚乙二醇已被开发成可溶性载体和其他分子载体，bayer和mutter首先结合了csps和spps的潜在优势，首次引入了lpps概念，其中涉及使用可溶性聚合物(peg)而不是固体载体(spps)在溶液中进行反应，基于peg标签的lpps将被称为peg-lpps。2001年，tamiaki小组使用具有长烷基链的苯甲醇衍生物作为疏水标签，此后，chiba和他的同事基于芳香型分子为主体，进行了大量拓展实验研究，进一步发展了标签辅助lpps的概念，并利用这类标签成功合成了许多生物活性肽。takahashi报道了氟衍生标签和长烷基链二苯基甲基衍生标签，不过这些标签通常适用于fmoc保护的氨基酸(fmoc-chemistry)，因为这些标签无法耐受氢解过程，在金属催化条件和氢气裂解情况下会从肽链上脱落。但cbz基团也被广泛使用于其他液相可溶性标签合成多肽中，因为cbz基团在酸性和碱性条件下都能耐受，应用其实更加广泛，并且cbz基团氢解脱保护后，经过简单的过滤旋干即可除去副产物，得到纯的n-未保护的氨基酸或肽链。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物及其制备方法与应用。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明公开了一种含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物，所述含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物的结构式如式i所示：

4、

5、其中，

6、r1选自-nh2或-oh；

7、r2、r3、r4、r2'、r3'、r4'独立地选自取代或未取代的c1-c22烷基、或取代或未取代的c4-c8芳香基；

8、当r2、r3、r4、r2'、r3'、r4'独立地选自甲基时，r1不为-oh；

9、当r2、r4、r2'、r4'独立地选自甲基、r3、r3'独立地选自叔丁基时，r1不为-oh。

10、其中，当r2、r3、r4、r2'、r3'、r4'独立地选自甲基、r1为-oh时，所述化合物的结构为：

11、

12、其中，当r2、r4、r2'、r4'独立地选自甲基、r3、r3'独立地选自叔丁基时，化合物的结构式为：

13、

14、在一些实施例中，优选地，

15、当r2＝r4＝r2'＝r4'、r3＝r3'时，r2、r4、r2'、r4'独立地选自取代或未取代的c1-c4烷基、或取代或未取代的c6芳香基；r3、r3'独立地选自取代或未取代的c1-c18烷基、或取代或未取代的c6芳香基；

16、当r2＝r2'、r4＝r4'、r3＝r3'、r2≠r4时，r2、r2'独立地选自取代或未取代的c4烷基；r4、r4'独立地选自取代或未取代的c1-c2烷基；r3、r3'独立地选自取代或未取代的c2-c4烷基。

17、在一些实施例中，进一步优选地，

18、当r2＝r4＝r2'＝r4'、r3＝r3'时，r2、r4、r2'、r4'独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基或苯基；r3、r3'独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正十八烷基或苯基；

19、当r2＝r2'、r4＝r4'、r3＝r3'、r2≠r4时，r2、r2'独立地选自正丁基或叔丁基；r4、r4'独立地选自甲基或乙基；r3、r3'独立地选自乙基或正丁基。

20、在一些实施例中，所述化合物选自如下任一化合物：

21、

22、进一步地，本发明提供了上述化合物的制备方法，选择如下合成路线之一：

23、合成路线一：

24、化合物a与氯硅烷化合物在第一催化剂的作用下进行取代反应，制得化合物b；化合物b在第一还原剂的作用下进行第一还原反应，制得化合物i-1；

25、

26、其中，r2、r3、r4、r2'、r3'、r4'独立地选自取代或未取代的c1-c22烷基、或取代或未取代的c4-c8芳香基；其中，r2＝r4＝r2'＝r4'，r3＝r3'；当r2、r3、r4、r2'、r3'、r4'独立地选自甲基时，r1不为-oh；当r2、r4、r2'、r4'独立地选自甲基、r3、r3'独立地选自叔丁基时，r1不为-oh；

27、或，

28、合成路线二：

29、合成路线一制备的化合物b与盐酸羟胺在第一碱的作用下进行肟化反应，制得化合物c；化合物c在第二还原剂、第二碱、第二催化剂的作用下进行第二还原反应，制得化合物i-2；

30、

31、其中，r2、r3、r4、r2'、r3'、r4'独立地选自取代或未取代的c1-c22烷基、或取代或未取代的c4-c8芳香基；其中，r2＝r4＝r2'＝r4'，r3＝r3'。

32、在一些实施例中，在合成路线一中，所述第一催化剂为咪唑或4-二甲氨基吡啶，优选为咪唑；所述化合物a与氯硅烷化合物、第一催化剂的摩尔比为1：1～4：3～8，优选为1：2～3：4～8，进一步优选为1：2.5：6；所述取代反应，反应温度为室温；所述取代反应中所用的溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃或二氯乙烷，优选为二氯甲烷；所述第一还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾，优选为硼氢化钠；所述化合物b与第一还原剂的摩尔比为1：1.5～3，优选为1：1.8～2.6，进一步优选为1：2.1；所述第一还原反应，反应温度为室温；所述第一还原反应中所用的溶剂为二乙二醇二甲醚、无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃或二氯乙烷，优选为无水乙醇。

33、其中，所述取代反应中所用的溶剂的用量无特殊限定；所述第一还原反应中所用的溶剂的用量无特殊限定。

34、在一些实施例中，在合成路线二中，所述第一碱为吡啶；所述化合物b与盐酸羟胺、第一碱的摩尔比为1：2～4：3～6，优选为1：3：5；所述肟化反应，反应温度为60～120℃，优选为60～100℃，进一步优选为90～100℃；所述肟化反应中所用的溶剂为无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃或二氯乙烷，优选为无水乙醇；所述第二还原剂为锌粉；所述第二碱为氨水；所述第二催化剂为醋酸铵；所述化合物c与第二还原剂、第二催化剂的摩尔比为0.5～2：3～7：1，优选为0.5～1.5：4～6：1，进一步优选为0.94：5：1；所述第二碱的用量为将第二还原反应的反应体系的ph调节至7～9；所述第二还原反应，反应温度为40～120℃，优选为60～100℃，进一步优选为90～100℃；所述第二还原反应中所用的溶剂为无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃或二氯乙烷，优选为无水乙醇。

35、其中，所述肟化反应中所用的溶剂的用量无特殊限定；所述第二还原反应中所用的溶剂的用量无特殊限定。

36、上述的制备方法制备得到的化合物也在本发明的保护范围之内。

37、更进一步地，本发明提供了一种氨基酸或肽c端的保护试剂，所述保护试剂包含上述的含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物。

38、上述的含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物或上述的氨基酸或肽c端的保护试剂在均相溶剂体系中合成多肽中的应用也在本发明的保护范围之内。

39、其中，所述多肽为短肽试剂或长肽试剂。

40、具体地，所述的多肽包括但不限于五肽-3、西曲瑞克、乙酰基十肽-3、gnrh、阿基瑞林、艾博卫泰、恩夫韦肽、阿达帕拉肽、艾塞那肽、利拉鲁肽、比伐芦定、索马鲁肽、胸腺肽α-1、特立帕肽、曲普瑞林。

41、更进一步地，本发明提供了一种多肽的合成方法，使用上述的含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物；包括如下步骤：

42、(1)载体接入：将上述制备的含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物作为载体与n-保护氨基酸或n-保护肽化合物通过常规反应进行连接得到含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-保护氨基酸或n-保护肽化合物；

43、(2)n端去保护：将含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-保护氨基酸或n-保护肽化合物与n端保护的脱保护试剂、溶剂混合，在有机均相体系进行n端脱保护，得到含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-去保护氨基酸或n-去保护肽化合物溶液；

44、(3)肽链延长：在含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-去保护氨基酸或n-去保护肽化合物溶液中，加入n-保护氨基酸或n-保护肽化合物，后加入缩合试剂在均相体系进行偶联缩合反应，加入高极性溶剂进行萃取，得到含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-保护氨基酸或n-保护肽化合物溶液；

45、(4)重复步骤(2)和步骤(3)接入下一个氨基酸，直至得到完整的肽链；

46、(5)载体切割、沉降：将完整的含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-保护氨基酸或n-保护肽化合物n端脱保护后溶于切割液中进行切割反应，切割结束后加入沉降液进行沉降，即得多肽。

47、具体地，上述的含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物或上述的氨基酸或肽c端的保护试剂在均相溶剂体系中合成多肽的方法原理为：肽链的c端引入含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的疏水性保护基，增加了肽链在有机溶剂中的溶解度，使接肽反应得以在均相体系中进行。

48、其中，步骤(2)中，将含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-保护氨基酸或n-保护肽化合物与n端保护的脱保护试剂、溶剂混合中所用的溶剂选自酯类、醚类、腈类、酰胺类、亚砜类、砜类和卤代烷烃类中的至少一种。

49、其中，步骤(2)中，将含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-保护氨基酸或n-保护肽化合物与n端保护的脱保护试剂、溶剂混合，在有机均相体系进行n端脱保护后，可加入高极性溶剂进行萃取，即得到含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-去保护氨基酸或n-去保护肽化合物溶液。

50、其中，步骤(2)和步骤(3)所述的高极性溶剂选自碱性水溶液、酸性水溶液、盐溶液和醇类中的至少一种。

51、其中，步骤(3)中，在含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-去保护氨基酸或n-去保护肽化合物溶液中，加入n-保护氨基酸或n-保护肽化合物，后加入缩合试剂的过程中，可加溶剂也可不加溶剂；所用的溶剂选自酯类、醚类、腈类、酰胺类、亚砜类、砜类和卤代烷烃类中的至少一种。

52、具体地，在步骤(1)载体接入中，所述n-保护氨基酸或n-保护肽化合物的用量为所述含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物的1～2当量。

53、具体地，在步骤(3)肽链延长中，所述缩合试剂的用量为所述含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构的化合物的1～6当量。

54、具体地，在步骤(5)中，将完整的含有双((硅氧基)苯基)甲烷结构载体c端保护的n-保护氨基酸或n-保护肽化合物n端脱保护后，可根据需要进行多肽n端的乙酰化，乙酰化结束后再进行载体切割、沉降。

55、具体地，在步骤(5)载体切割、沉降中，所用的切割液优选为三氟乙酸(tfa)与三异丙基氯硅烷(tis)、1,2-双(2-乙氧基硫醇)乙烷(3,6-二氧-1,8-辛二硫醇)(dodt)、水任意比例的混合液，其中，四者的体积比优选为vtfa:vtis:vdodt:v纯水＝92.5:2.5:2.5:2.5；或，所用的切割液优选为三氟乙酸(tfa)与三异丙基氯硅烷(tis)、1,2-双(2-乙氧基硫醇)乙烷(3,6-二氧-1,8-辛二硫醇)(dodt)、苯酚任意比例的混合液，其中，四者的体积比优选为vtfa:vtis:vdodt:v苯酚＝92.5:2.5:2.5:2.5；或，所用的切割液优选为三氟乙酸(tfa)与三异丙基氯硅烷(tis)、水任意比例的混合液，其中，三者的体积比优选为vtfa:vtis:v纯水＝90:5:5。

56、具体地，在步骤(5)载体切割、沉降中，所用的沉降液优选为甲基叔丁基醚与正己烷任意比例的混合液，其中，二者的体积比优选为v甲基叔丁基醚：v正己烷＝1：1。

57、有益效果：

58、(1)本发明设计的一种基于疏水性载体辅助实现快速高效可监测地完成多肽的液相合成，利用液相载体溶解性好、可监测、经济性等优势，分别将它们安装在多肽的c端，以提高多肽在有机溶剂中的溶解度和液相多肽合成(lpps)过程中多肽的转化率。本发明的疏水性载体以双苯环为主体结构并结合硅氧基的标签，分别裸露氨基或羟基以便于与氨基酸相结合从而选择实现不同末端肽链的需求。

59、(2)本发明的疏水性载体中含有两个硅基疏水标签分别作为多肽c端形成酯键和形成酰胺键或酯键的保护基团，以提高其在lpps过程中的溶解度和反应性。含硅氧基的标签与fmoc-chemistry和cbz-chemistry兼容，不仅结构简单，不会影响偶联与脱保护的反应进行，而且标签更稳定，可以实时监测反应进度。此外，本发明的可溶性载体的起始材料廉价，成本经济。

60、(3)本发明的疏水性载体辅助的液相多肽合成反应性率高，原子经济性高，三废少，绿色环保，更适合多肽的大规模生产。