Vai trò của các nhóm bảo vệ rất quan trọng trong quá trình tổng hợp peptide và axit nucleic, đặc biệt là trong quá trình tổng hợp các phân tử phức tạp như axit peptide nucleic (PNA). PNA là một chất tương tự DNA có xương sống giống peptide, có xương sống chính bao gồm N (2-aminoethyl) - glycine và bazơ axit nucleic được nối với nhau bằng các nhóm methylene carbonyl. Trong quá trình tổng hợp PNA, việc sử dụng các nhóm bảo vệ là để bảo vệ các nhóm chức năng cụ thể, ngăn chúng bị tiêu thụ trong các phản ứng không cần thiết và đảm bảo tổng hợp và tinh chế hiệu quả các phân tử mục tiêu.
Lựa chọn và chức năng của căn cứ bảo vệ
Bảo vệ axit amin: Trong quá trình tổng hợp PNA, nhóm guanidine của arginine có tính nucleophilic và độ kiềm mạnh, cần được bảo vệ để ngăn chặn sự loại bỏ của nó trong điều kiện axit và kiềm. Các nhóm bảo vệ phổ biến bao gồm tert butoxycarbonyl, nitro, toluenesulfonyl, trifluoroacetyl, benzyloxyformyl, v.v. Ví dụ, nhóm guanidine của arginine có thể được bảo vệ bằng bis allyl carbonyl và cuối cùng được loại bỏ bằng xúc tác palladium.
Bảo vệ các nhóm carboxyl: Các nhóm carboxyl trong chuỗi peptide cũng có thể cần được bảo vệ để ngăn chúng tham gia vào các phản ứng không mong muốn. Ví dụ, trong quá trình tổng hợp ILE Glam (- pip), nhóm amino của ILE được FMOC bảo vệ, trong khi nhóm carboxyl của GLU được bảo vệ bởi TBU.
Bảo vệ nhóm nhiễm sắc: p-nitroaniline (nhóm nhiễm sắc trong PNA) có tính ái nhân kém do tác dụng hút electron mạnh của các nhóm nitro nên khó kết nối với các axit amin thông qua phương pháp ngưng tụ amit thông thường. Trong sáng chế, vấn đề kết nối p-nitroaniline được giải quyết bằng cách trước tiên kết nối p-phenylenediamine với một axit amin và sau đó oxy hóa nó. Phương pháp này thân thiện với môi trường hơn, an toàn hơn và cho năng suất cao hơn.