肽合成中的差向异构化及应对策略

差向异构化是指在化学反应中，一个差向异构体（epimer）转化为另一个差向异构体或其手性对映体的过程。在肽合成中，氨基酸的差向异构化是一个常见的副反应，可能导致肽的整体构象改变，从而影响其生物活性。差向异构化产物与目标肽在物理特性上高度相似，增加了纯化的难度。

在多肽合成及多肽药物的研发过程中，差像异构是其质量控制中，最重要的一个课题没有之一，差像异构化杂质的控制让我们的研发人员为之痛苦。

诱导差向异构化的因素，包括：

1. 羧基激活：在肽键形成过程中，羧基被激活为活性酯，可能诱导差向异构化。

2. 氨基酸结构：某些氨基酸（如苯丙氨*suan、蛋氨*suan）由于其结构特性，更容易发生差向异构化。

3. 碱的使用：在氨基酸激活和Fmoc脱保护过程中使用的碱可能促进差向异构化。

4.立体因素和环状结构：环状肽的合成中，环的大小和立体因素可能影响差向异构化的发生。

5.溶剂：溶剂的极性也可能影响差向异构化的程度。

一些抑制差向异构化的策略：

1. 耦联试剂的选择：不同的耦联试剂对差向异构化的影响不同。例如，HATU/HOAt耦联试剂在某些情况下比DCC/HOBt更易导致差向异构化。使用HOBt或Oxyma作为添加剂可以显著减少差向异构化。

2. 侧链保护基团：对于容易发生差向异构化的氨基酸（如组氨*suan），使用特定的保护基团（如NAPOM）可以减少差向异构化。

3. 耦联策略：使用伪脯氨*suan（pseudoproline）作为C末端保护基团，可以有效抑制差向异构化。

4. 物理方法辅助：如微波辅助合成技术，可以通过控制反应时间和温度来减少差向异构化。

5. 原生化学连接（Native Chemical Ligation, NCL）：通过肽硫酯与半胱氨*suan肽的反应，避免了羧基激活步骤，从而减少了差向异构化。

文献中关于微波辅助合成减少差像异构化的研究成果

CEM微波多肽合成仪：

CEM的liberty系列微波多肽自动合成仪，均使用CEM微波专禾刂技术CarboMax^TM，通过专禾刂技术使得羧基被激活为活性酯这步进程加快并且通过微波控制，使其在成活性酯的过程中更加稳定，大大降低了其差像异构化的机率。

引用文献：Duengo S, Muhajir MI, Hidayat AT, Musa WJA, Maharani R. Epimerisation in Peptide Synthesis. Molecules. 2023 Dec 8;28(24):8017. doi: 10.3390/molecules28248017. PMID: 38138507; PMCID: PMC10745333."，本章数据引自该文献，版权归文献作者所有。