Synthèse en phase solide - Solid-phase synthesis
En chimie , la synthèse en phase solide est une méthode dans laquelle des molécules sont liées de manière covalente sur un matériau de support solide et synthétisées étape par étape dans un seul récipient de réaction en utilisant une chimie de groupe protecteur sélectif . Les avantages par rapport à la synthèse normale à l'état liquide comprennent:
- Haut rendement et débit
- Simplicité et rapidité accrues
La réaction peut être conduite à son terme et à des rendements élevés grâce à l'utilisation d'un excès de réactif. Dans cette méthode, les blocs de construction sont protégés au niveau de tous les groupes fonctionnels réactifs . L'ordre des réactions des groupes fonctionnels peut être contrôlé par l'ordre de déprotection. Cette méthode est utilisée pour la synthèse de peptides , d'acide désoxyribonucléique ( ADN ), d'acide ribonucléique ( ARN ) et d'autres molécules qui doivent être synthétisées dans un certain alignement. Plus récemment, cette méthode a également été utilisée en chimie combinatoire et dans d'autres applications de synthèse. Le procédé a été développé à l'origine dans les années 1950 et 1960 par Robert Bruce Merrifield afin de synthétiser des chaînes peptidiques, et qui a été à la base de son prix Nobel de chimie en 1984 .
Dans la méthode de base de la synthèse en phase solide, des blocs de construction qui ont deux groupes fonctionnels sont utilisés. L'un des groupes fonctionnels du bloc de construction est généralement protégé par un groupe de protection. Le matériau de départ est une perle qui se lie au bloc de construction. Dans un premier temps, cette perle est ajoutée à la solution du bloc de construction protégé et agitée. Une fois la réaction entre la bille et le bloc de construction protégé terminée, la solution est éliminée et la bille est lavée. Ensuite, le groupe protecteur est éliminé et les étapes ci-dessus sont répétées. Une fois toutes les étapes terminées, le composé synthétisé est clivé chimiquement de la bille.
Si un composé contenant plus de deux types de blocs de construction est synthétisé, une étape est ajoutée avant la déprotection du bloc de construction lié à la perle; un groupe fonctionnel qui se trouve sur la perle et qui n'a pas réagi avec un bloc de construction ajouté doit être protégé par un autre groupe protecteur qui n'est pas éliminé à l'état de déprotection du bloc de construction. Les sous-produits qui ne possèdent pas l'élément constitutif de cette étape sont uniquement évités par cette étape. De plus, cette étape permet de purifier facilement le composé synthétisé après coupure de la bille.
Synthèse peptidique en phase solide (SPPS)
La synthèse en phase solide est une technique courante de synthèse peptidique . Habituellement, les peptides sont synthétisés du côté du groupe carbonyle (C-terminal) au côté du groupe amino (N-terminal) de la chaîne d' acides aminés dans la méthode SPPS, bien que les peptides soient biologiquement synthétisés dans la direction opposée dans les cellules. Dans la synthèse peptidique, un acide aminé amino-protégé est lié à un matériau en phase solide ou à une résine (le plus souvent, des billes de polystyrène faiblement réticulé ), formant une liaison covalente entre le groupe carbonyle et la résine, le plus souvent un amido ou un ester lier. Ensuite, le groupe amino est déprotégé et mis à réagir avec le groupe carbonyle de l'acide aminé N-protégé suivant. La phase solide porte maintenant un dipeptide. Ce cycle est répété pour former la chaîne peptidique souhaitée. Une fois toutes les réactions terminées, le peptide synthétisé est clivé de la bille.
Les groupes protecteurs pour les groupes amino les plus utilisés dans la synthèse peptidique sont le groupe 9-fluorénylméthyloxycarbonyle ( Fmoc ) et le t-butyloxycarbonyle ( Boc ). Un certain nombre d'acides aminés portent des groupes fonctionnels dans la chaîne latérale qui doivent être protégés spécifiquement contre la réaction avec les acides aminés N-protégés entrants. Contrairement aux groupes Boc et Fmoc, ceux-ci doivent être stables au cours de la synthèse peptidique bien qu'ils soient également éliminés lors de la déprotection finale des peptides.
Synthèse en phase solide d'ADN et d'ARN
Des fragments relativement courts d' ADN , d' ARN et d' oligonucléotides modifiés sont également synthétisés par la méthode en phase solide. Bien que les oligonucléotides puissent être synthétisés dans un ballon, ils sont presque toujours synthétisés sur phase solide à l'aide d'un synthétiseur d'ADN / ARN. Pour une revue plus complète, voir synthèse d'oligonucléotides . La méthode de choix est généralement la chimie des phosphoramidites, développée dans les années 1980.
Voir également
Les références
- ^ Merrifield, Bruce Arthur (1963). "Synthèse de peptide en phase solide. I. La synthèse d'un tétrapeptide". Confiture. Chem. Soc . 85 (14): 2149–2154. doi : 10.1021 / ja00897a025 .
- ^ Palomo, Jose M. (2014). "Synthèse de peptides en phase solide: un aperçu axé sur la préparation de peptides biologiquement pertinents" (PDF) . RSC Adv . 4 (62): 32658–32672. doi : 10.1039 / c4ra02458c . hdl : 10261/187255 . ISSN 2046-2069 .
- ^ Krchňák, Viktor; Holladay, Mark W. (2002). "Chimie hétérocyclique en phase solide". Examens chimiques . 102 (1): 61–92. doi : 10.1021 / cr010123h . ISSN 0009-2665 . PMID 11782129 .
- ^ Merrifield, B. (18 avril 1986). "Synthèse en phase solide". La science . 232 (4748): 341–347. doi : 10.1126 / science.3961484 . ISSN 0036-8075 . PMID 3961484 .
- ^ "Le Prix Nobel de Chimie 1984 - NobelPrize.org" . NobelPrize.org . Récupéré 25/09/2018 .
- ^ Guillier, Fabrice; Orain, David; Bradley, Mark (2000). "Lieurs et stratégies de clivage dans la synthèse organique en phase solide et la chimie combinatoire". Examens chimiques . 100 (6): 2091–2158. doi : 10.1021 / cr980040 + . ISSN 0009-2665 . PMID 11749285 .
Lectures complémentaires
- Chimie combinatoire en phase solide, voir [1]
- Amides d'acides aminés N- (pyrimidin-2-yl) dans la recherche sur les médicaments, voir l' article complet