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Angew. Chem. :氨基酸手性保持的一步法构建硫肽2023-07-14
硫酰胺是酰胺最重要的电子等排体之一。硫酰胺键引入多肽骨架中,可以阻止蛋白水解酶对多肽的快速水解,从而大幅提高多肽药物的生物利用度,同时会令生物活性显著增强。硫酰胺肽构建主要有三条途径:1)硫羰试剂氧硫交换;2)以氨基酸为原料,多步转化形成硫代酰基前体,再与另一组分氨基酸偶联;3)以活化后的氨基酸为原料,再与硫源、氨基酸三组分反应。避免氨基酸的外消旋化和定点选择性氧硫交换,一直是高效构建硫酰胺肽的巨大挑战。

 

 

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图1. 代表性的硫酰胺肽合成策略

华东师大姜雪峰课题组致力于硫化学问题的解决,发展了一系列C=S的构建方法:如硫酰胺(Org. Lett. 2016, 18, 340)、硫脲(Org. Lett. 2017, 19, 2166)、硫代硫酰胺(Org. Lett. 2019, 21‚ 7484)。最近,采用硫代膦酸酯和三氯硅烷的组合作用,可以一步高效构建手性硫酰胺肽,并保持氨基酸的手性。

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图2. 一步构建硫酰胺肽

该策略具有优秀的底物普适性,各种手性氨基酸可获得高效率的一步“引硫”链接,并保持氨基酸手性;即使含有活性氢官能团裸露的氨基酸也兼容良好,如酪氨酸和色氨酸等。此外,该策略还成功地应用于药物和天然产物的链接,扩大了硫酰胺链接的功能分子库,为新型靶向药物发现开辟了一条合成途径。

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图3. 硫拟肽和硫酰胺药物分子库

31P谱跟踪与DFT计算表明,三氯硅烷对手性氨基酸起到连续活化的关键作用:1)羧酸在三氯硅烷的一次活化下,被硫代磷酸酯亲核取代,形成关键中间体5b;2)中间体5b与2a偶联形成中间体A-1,随后氧羰基被二次活化形成三组分结合中间体A,而后驱动分子内膦氧结合,形成能垒更低的四元环过渡态TS-1;3)再经过协同分子内消除,脱除Si-O-P复合物,温和获得最终所需的产物,保持住了氨基酸手性。

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图4. 通过DFT计算验证的反应机理

文信息

Construction of Thioamide Peptides from Chiral Amino Acids

Yanyan Liao, Shunmin Zhang, Xuefeng Jiang*

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202303625

 

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