что /два биполярных иона при своём взаимодействии могут образовать только соли:

H3N+CHR'COOr + #yV+CHR"COO ->

-> HsN+CHRCOO-tf^CHR-COO (соль 1) +

+ HjN+CHR'COO-HiN+CHRCOa (соль 2),

но не -» H3N+CHR*Cf=Q)7V//CHR"COO Кроме того, задача создания дипептида с определённой последовательностью аминокислот предполагает образование пептидных связей с участием карбоксильной группы только N-концевой аминокислоты и аминогруппы только С-концевой аминокислоты, но не наоборот. Одинаковая реакционная способность функциональных групп обеих аминокислот не позволяет провести однозначное сочетание аминокислот без их предварительной подготовки, цель которой состоит в лишении реакционной способности (дезактивации) тех функциональных групп, которые не должны участвовать в образовании пеп-60

тидной связи. Эта операция называется защитой функциональных групп, а группировки, вводимые в молекулы аминокислот для обеспечения нужной направленности синтеза, называются защитными группами. Различают постоянные и временные защитные группы. Первые сохраняются в составе аминокислотных остатков на протяжении всего синтеза, вторые используются только на одной стадии. По окончании синтеза защитные группы удаляются; эта стадия пептидного синтеза называется деблокированием.

В основу выбора защитных групп положено представление о процессе образования пептидной связи как о результате нуклеофильной атаки аминогруппы С-концевой аминокислоты на электронодефицитный атом углерода карбоксильной группы N-концевой аминокислоты: 6©

,,ш-с^---------:nh2—мш -—> 1им—сг + н2о.

Т)Н ^NH—|,ш

Поэтому защита (дезактивация) аминогруппы достигается понижением её нуклеофильности, а защита (дезактивация) карбоксильной группы обеспечивается понижением величины дробного положительного заряда её углеродного атома. Кроме того, защита и той, и другой группы может быть усилена созданием пространственных препятствий подходу молекул друг к другу.

Известно, что нуклеофильность аминогруппы понижается при введении в неё электроноакцепторного заместителя, поэтому наиболее употребительными аминозащитными группами оказались ацильные группы, причём в качестве ацильного остатка практика отобрала остатки алкилоксиугольных кислот.

С6Н5—СН2—О—(j—CI + H2I^OHR'-4jj—0GNa® _^

Бензилхлорформиат (ZC1)

-^сбН5~СН—NH-CHR—(jj—ОН + NaCl.

Z-Группа О О (бензилоксикарбонил-, или карбобензокси-)

61

Для понижения реакционной способности карбоксильной группы полезно ввести вместо группы ОН заместитель с более выраженным электронодонорным влиянием. В качестве кар-боксизащитной группы используют сложноэфирную и карбоксил атную функции, поскольку хорошо известно, что ацили-рующая способность сложных эфиров и солей карбоновых кислот минимальна. Хотя амиды карбоновых кислот также известны как слабые ацилирующие агенты, уступающие самим кислотам, амидная функция непригодна в качестве защитной группы, так как условия удаления амидной группы приведут к разрушению пептидной связи (амидной по своей природе) в ходе деблокирования. В качестве защитной группы для С-концевой аминокислоты широко используют метиловые, этиловые и бензиловые эфиры аминокислот, получая их этерификапией аминокислот в кислой среде; в образовавшейся аммонийной соли освобождение аминогруппы проводят обработкой солей аммиаком, основность которого выше основности аминогруппы аминокислот:

H3N~-CHR" —СОО0 -f HCI + С6Н5—СН2—ОН -

H3N—СНКИ-С—О—сн2—С6Н5

Q0 || v—-v-J

О OBzl -NH2—CHR"—СООСН2С6Н5.

Подготовленные к реагированию между собой аминокислоты сами по себе при введении их в реакцию способны образовать только соли:

Z NH—CHR'— О О -> ZNH-CHR—jj—O0H3N®— CHR"—C—OBzl.

Карбоновые кислоты, в том числе и аминокислоты, являются плохими ацилирующими агентами вследствие невысокого 5+ на атоме углерода карбоксильной группы. Поэтому конденсацию аминокислот в пептид проводят в присутствии активатора

62

группы СООН (конденсирующего агента). Практика пептидного синтеза отобрала из множества реагентов, способных повысить дефицит электронной плотности на атоме углерода карбоксила, достаточно большую группу соединений; наиболее широко применяется ^Ы'-дициклогекеилкарбодиимид (КДИ), производное угольной кислоты. Имидная связь в молекуле КДИ, как и всякая двойная связь, склонна к присоединению протона; эта способность усиливается поляризацией тс-связи в сторону более электроотрицательного атома азота. Присоединение протона превращает молекулу КДИ в карбкатион, взаимодействие которого с карбоксилат-анионом защищенной аминокислоты приводит к образованию О-амино-ацилизомо-чевины. Связанный с аминоацильной группой остаток изомо-чевины, будучи электроноакцептором, увеличивает дефицит электронной плотности на атоме углерода карбоксильной группы аминокислоты, поэтому последующая атака аминогруппы второй аминокислоты облегчается.

JB о ©

ZNH—CHR'—

° QHn с6нп

-^ Z NH—CHR'— —oP + 3c=N—C6Hn ->

О — NHC6HU

o2: б r\ z NH-CHR—g^t*o-

~C^O —-