门捷列夫的元素周期表,相信大家并不陌生。小E在前期公众号推出了《天然氨基酸周期表》,获得了众多网友的关注,还有留言需要推出保护的天然氨基酸周期表。在此,小E整理了一份Cbz保护的天然氨基酸周期表

在传统液相合成中,Cbz保护基是最早用于多肽合成的氨基保护基之一,相对于Boc保护剂,它有UV吸收方便柱层析和液相检测的优势,跟Fmoc保护基相比,价格也相对便宜一些。其次,就是对酸碱并不很敏感,只需要通过催化氢解(Pd/C, H₂)便可选择性脱除,而不影响其他官能团,脱除方法非常的温和。

在含有三个反应官能团的氨基酸中,如组氨酸、赖氨酸、络氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸等,Cbz保护基的存在,就显得非常有必要。如下面的谷氨酸衍生物,一端是叔丁酯,如果用Boc保护,就不容易选择性的去保护(文献:Org. Lett. 2014, 16, 16, 4070–4073)。

下面Cbz保护的组氨酸,如果是Boc保护,第一步使用SOCl2酯化,则会担心Boc脱除,而第二步Trt保护咪唑,无论是脱除Trt还是Boc,都会有选择性的问题(文献:Org. Lett. 2014, 16, 16, 4070–4073)。

运用Cbz保护的组氨酸,可以用来合成单链组氨酸基表面活性剂,有一定的抗菌活性,具有对红细胞的特异性(文献:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2017, 532, 501-509,10.1016/j.colsurfa.2017.04.017)。

20个Cbz保护的天然氨基酸以酸碱性,极性和非极性来归类,用不同的颜色来加以区分。如下面所示,碱性氨基酸用蓝色背景非极性氨基酸用天蓝色背景极性氨基酸用粉色背景酸性氨基酸用红色背景。一目了然,有助于记忆,特别适合生物和化学背景的理工科学生和科学工作者。

小E以Cbz-保护的(S)-构型氨基酸在SciFinder上检索,共检索出24.6万个substructure,从下面统计视图可以看出,绝大部分文献集中在1984~2025年,其中1995年发表文章或者专利是最多的,后来两年剧烈下降,从1998年开始稳步上升。近两年来,由于固相合成的发展,Fmoc保护的氨基酸运用更多,故Cbz保护的氨基酸呈下降趋势。

Enamine有数量庞多的Cbz保护的氨基酸,并且每年不断开发新品种。除了天然的氨基酸,还有非天然的氨基酸,在这些非天然氨基酸中,有环状氨基酸,杂环氨基酸,N-甲基氨基酸,桥环氨基酸等等。