氯化磷催化下氨基酸的自组装成肽反应

在生命起源与进化研究中,氨基酸的成肽反应一直是人们关注的焦点.我们发现,在无机磷试剂催化下氨基酸可发生自组装反应生成多肽[1,2],曾有报道L-色氨酸与三氯氧磷反应以电喷雾质谱(ESI-MS)检测未观察到肽的形成[3].本文研究了L-甲硫氨酸与五氯化磷、L-脯氨酸与三氯氧磷的成肽反应,并发现了能使L-色氨酸与三氯氧磷反应成肽的方法(Scheme 1).     

不同类型无机磷试剂辅助下苯丙氨酸自组装成肽反应的研究

该文以三氯化磷(PCl3)、三氯氧磷(POCl3)和环三聚磷酸(P3M)为辅助试剂,进行了苯丙氨酸(Phe)自组装成肽反应的研究,利用液相色谱-质谱联用以及电喷雾多级质谱技术对反应体系组分进行了分析和结构鉴定。考察了不同缩合试剂和反应时间对苯丙氨酸成肽反应的影响,并初步探讨了无机磷试剂辅助下芳香侧链氨基酸的成肽机理。反应中有Phe系列寡肽生成,同时也有少量环肽存在。该研究可为寡肽的合成工艺开发提供参考,同时对于研究生命起源中的前生命化学物质有着重要的理论意义和学术价值。     

三氯化磷辅助下缬氨酸自组装成肽反应的ESI-MS研究

多肽是形成生命体的基本物质之一,其合成一直是生物有机化学研究的热点.我们曾报导,在五氯化磷辅助下α-氨基酸可以自组装成多肽1,2].为了对α-氨基酸的自组装成肽反应进行控制,获得具有生物活性的目标多肽,本文通过电喷雾质谱(ESI-MS)跟踪,研究了三氯化磷辅助下缬氨酸的成肽反应,考察了时间、温度、溶剂等对成肽反应的影响.     

微波作用下"氨基酸-磷酸盐"的成肽反应--生命起源的最可能途径的探索

研究了氨基酸与磷酸二氢钠在微波作用下的成肽反应, 结果显示在较短时间里可获得二肽到八肽以及环肽.同时伴有磷酸氢盐分子间缩合形成多聚磷酸盐的反应.在微波作用下, 温度200℃反应2 h后磷酸盐的聚合度可达到99%(其中焦磷酸盐64%, 三偏磷酸盐35%).在反应产物的ESI-MS中还检测到了磷酸盐与甘氨酸分子间脱水生成的混酐中间体.三偏磷酸盐与氨基酸在水体系中也有成肽反应, 在室温下缬氨酸成肽的转化率达到46%.发现并证实了在微波作用下"氨基酸-磷酸盐"的体系中可以实现氨基酸生成肽及磷酸盐聚合、再生、利用的循环过程, 在这个过程中只需要输入能量就可以源源不断的生成肽, 这也许是生命起源以前的化学进化中氨基酸成肽的最可能途径.     

微波作用下“氨基酸-磷酸盐”的成肽反应

研究了氨基酸与磷酸二氢钠在微波作用下的成肽反应, 结果显示在较短时间里可获得二肽到八肽以及环肽. 同时伴有磷酸氢盐分子间缩合形成多聚磷酸盐的反应. 在微波作用下, 温度200℃反应2 h后磷酸盐的聚合度可达到99%(其中焦磷酸盐64%, 三偏磷酸盐35%). 在反应产物的ESI-MS中还检测到了磷酸盐与甘氨酸分子间脱水生成的混酐中间体. 三偏磷酸盐与氨基酸在水体系中也有成肽反应, 在室温下缬氨酸成肽的转化率达到46%. 发现并证实了在微波作用下“氨基酸-磷酸盐”的体系中可以实现氨基酸生成肽及磷酸盐聚合、再生、利用的循环过程, 在这个过程中只需要输入能量就可以源源不断的生成肽, 这也许是生命起源以前的化学进化中氨基酸成肽的最可能途径.     

三氯氧磷辅助下缬氨酸的自组装成肽反应

多肽多数具有较强的生物活性,可作为药物或药物前体.关于多肽的合成,目前主要有固相合成法、酶促合成法和经典的氨基酸保护合成法.我们发现,在无机磷试剂辅助下α-氨基酸可发生自组装成肽反应,得到一系列多肽产物[1,2].     

五氯化磷辅助下氨基酸的自组装成肽反应研究

L-α-氨基酸和D-α-氨基酸可与五氯化磷直接发生磷酰化反应，随后自组装成多肽，但β-氨基酸不能成肽，DL-α-氨基酸成肽困难；在SOCl2存在下，α-氨基酸也不能成肽，用电喷雾质谱研究了氨基酸的自组装反应，反应过程中有五元环状的氨基酸五配位磷中间体生成，使用硅烷基保护的氨基酸，在^31PNMR中可观察到五配位磷中间体。     

五氯化磷辅助下氨基酸的自组装成肽反应研究

L-α-氨基酸和D-α-氨基酸可与五氯化磷直接发生磷酰化反应，随后自组装成多肽，但β-氨基酸不能成肽，DL-α-氨基酸成肽困难；在SOCl2存在下，α-氨基酸也不能成肽，用电喷雾质谱研究了氨基酸的自组装反应，反应过程中有五元环状的氨基酸五配位磷中间体生成，使用硅烷基保护的氨基酸，在^31PNMR中可观察到五配位磷中间体。     

质谱在生命有机磷化学中的一些应用

讨论了质谱在生命有机磷化学中的应用,包括N-磷酰氨基酸、肽、五配位磷化合物、核苷-氨基酸磷酰胺的质谱裂解途径,有机磷试剂辅助下氨基酸的自组装成肽产物和机理。     

S-烷基-O-(2,6-二氯-4取代苯基)硫代磷(膦)酸酯的合成及杀菌活性的研究

O,O-二烷基硫酮代磷(膦)酸酯(3)与三氯氧磷发生异构化氨化反应得到S-烷基硫代磷(膦)酰氨(4),4与2,6-二氯-4-取代苯酚反应,合成了26种新的标题化合物.生物活性初步测定结果表明,这些化合物均有一定的杀菌活性.     

反应时间、温度和溶剂对缬氨酸自组装成聚合肽反应的影响

寡肽类化合物一般具有较强的生物活性,多数可作为药物或药物前体,因此成为人们的研究热点之一．目前寡肽的合成方法主要有液相法、固相法及酶促合成法,这些合成方法往往需要对氨基酸的活性基团进行选择性保护,步骤繁琐．近期研究发现,在水-醇体系中α-氨基酸被磷酰化为N-磷酰-α-氨基酸后,可发生自组装聚合肽反应;在无水条件下,N,O-二(三甲基硅基)-α-氨基酸可与磷酰化试剂如O,O-亚苯基磷酰氯反应生成N-磷酰-α-氨基酸,后者也可通过自组装反应得到二～八肽,但这些N-磷酰-α-氨基酸的制备均需使用有机磷试剂．我们发现,在无机磷试剂如PCl5等辅助下,α-氨基酸同样可以发生自组装反应,得到一系列寡聚肽,这既可为寡聚肽的合成提供一种新的方法,同时,因无机磷试剂在原始地球条件下更可能存在,因而对于揭示多肽及蛋白质的起源具有重要意义．氨基酸的自组装反应具有链锁反应的特点,因此必须控制反应条件实现对反应的控制。     

A New Method for the Synthesis of Oligo-peptides

It was discovered that polypeptides were formed by self-assembly of N,O-bis(trimethylsilyl)amino acids with the assistance of O-phenylene phosphorochloridate.^[1] There were three steps involved in the self organization reactions, the activation of amino acid, the elongation of peptide chain and the termination of the chain reaction,among which the activation of amino acid -the formation of imino (alkyl)acetoxyphosphoranes was the key step. The formation process of the penta-coordinated phosphorus intermediates was showed in scheme 1.^[2,3,4] Through further studies of the mechanism of self-assembly reaction, it was found that carbonyl groups of the intermediates attacked by the neuclophilic groups were direct reson of the formation of peptides. However, the peptides in the solution were very difficult to be separated and analyzed.     

DNA hybridization chain reaction and DNA supersandwich self-assembly for ultrasensitive detection

The fabrication of sensitive sensors with high selectivity is highly desirable for the detection of some important biomarkers,such as nucleic acids,proteins,small molecules and ions.DNA hybridization chain reaction(HCR) and DNA supersandwich self-assembly(SSA) are two prevalent enzyme-free signal amplification strategies to improve sensitivity of the sensors.In this review,we firstly describe the characteristics about DNA HCR and DNA SSA,and then summarize the advances in the one-dimensional DNA nanostructures assisted by HCR and SSA.This review has been divided into three parts according to the two signal amplification methods and highlights recent progress in these two strategies to improve the detection sensitivity of proteins,nucleic acids,small molecules and ions.     

Construction and Analysis of N-phosphoryl Peptide Libraries

N-Phosphoryl peptide libraries were constructed by transformation from homo-oligopeptide libraries, which was synthesized by self-assembly of amino acids with the assistance of phosphorus oxychloride. Electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) was used to monitor the reaction.     

端基结构对超支化聚合物静电吸附自组装行为的影响

研究了3种具有相同骨架结构、不同端基的超支化聚合物与线型聚阳离子(PDAC)的静电吸附自组装.结果表明,超支化聚合物的组装过程与线型弱酸聚合物相似,都受溶液pH值与无机盐浓度的影响,但影响程度随端基结构不同而变化.此外,对以超支化聚合物为最外层的不同自组装膜的表面形貌及接触角进行了表征,其表面形貌及亲水性随端基结构的不同而不同.     

L-羟脯氨酸寡肽混合物的高效液相色谱分离与质谱分析

研究了三氯氧磷辅助下L-羟脯氨酸的成肽反应,建立了采用反相高效液相色谱-质谱/质谱联用技术分离鉴定羟脯氨酸寡肽混合物的方法,优化了L-羟脯氨酸寡肽混合物的色谱分离条件。实验以YWG C8柱(10 μm,250 mm×10 mm)为分离柱,以乙腈-0.06%三氟乙酸水溶液(体积比为2∶98)为流动相进行等度洗脱,在正离子模式下对洗脱物进行了电喷雾电离串联质谱鉴定。结果显示,分离出的各组分分别为L-羟脯氨酸二肽、L-羟脯氨酸环二肽和L-羟脯氨酸三肽。     

Palladium‐Catalyzed Remote Aryldifluoroalkylation of Alkenyl Aldehydes

A palladium‐catalyzed three‐component reaction between fluoroalkyl bromides, arylboronic acids, and alkenyl aldehydes has been developed and provides facile access to 5‐, 6‐, or 7‐difluoroalkylated ketones under very mild reaction conditions. The resultant products can be smoothly converted into CF₂‐containing tetrahydronaphthalenes by a novel silver‐catalyzed intramolecular decarboxylative cyclization of 5‐aryl‐2,2‐difluoropentanoic acids.     

Supramolecular reactor from self-assembly of rod-coil molecule in aqueous environment

We synthesized an amphiphilic coil-rod-coil triblock molecule consisting of hexa-p-phenylene as a rod block and poly(ethylene oxide) with the number of repeating units of 17 as coil blocks and investigated aggregation behavior in aqueous environment. The rod-coil molecule was observed to aggregate into discrete micelles consisting of hydrophobic disklike rod bundles encapsulated by hydrophilic poly(ethylene oxide) coils. The aromatic bundles of the micelles were demonstrated to be used as an efficient supramolecular reactor for the room temperature Suzuki cross-coupling reaction of a wide range of aryl halides, including even aryl chlorides with phenylboronic acids in aqueous environment. These results demonstrate that self-assembly of amphiphilic rod-coil molecules can provide a useful strategy to construct an efficient supramolecular reactor for aromatic coupling reaction.