甲基咪唑基亚磺酰氟盐介导的快速无外消旋肽段合成新策略

本研究针对传统肽段合成中纯化步骤繁琐、反应时间长及外消旋化等问题，开发了基于甲基咪唑基亚磺酰氟盐(MISF)的快速偶联技术。研究人员通过捕获关键酰基氟亚硫酸酯中间体，在15分钟内实现40-94%收率的二肽合成，并成功拓展至五肽链(24-57%收率)。该方案无需柱层析纯化且完全避免外消旋，为构建非经典氨基酸肽库提供了高效新工具。

　　

在药物研发领域，肽类化合物因其高选择性和低毒性成为治疗新宠，2016-2023年间就有31种肽药物获批。然而传统固相合成需要过量试剂且存在链聚集问题，而溶液相合成虽更环保，却受限于冗长的反应时间（如Leu-脑啡肽合成需耗时1周）和繁琐的柱层析纯化步骤。更棘手的是，苯基甘氨酸等易外消旋氨基酸在常规偶联试剂（如HBTU）作用下会产生高达24%的非对映异构体，严重影响药物纯度。

针对这些挑战，国外研究团队在《Communications Chemistry》发表创新成果，开发出硫(IV)氟化物介导的快速肽合成体系。该研究利用新开发的甲基咪唑基亚磺酰氟盐(MISF)试剂，通过捕获酰基氟亚硫酸酯中间体，仅用15分钟即可完成氨基酸偶联，收率最高达94%。更重要的是，该方案完全规避了外消旋化问题，即使对极易外消旋的N-Boc苯基甘氨酸也能保持>99:1的非对映选择性。通过迭代偶联策略，研究人员成功构建了五肽链，将传统需要数天的合成过程压缩至2天内完成。

关键技术包括：1）使用MISF或SOF₂在乙腈中活化羧酸；2）吡啶催化的亲核酰基取代反应监测（ReactIR技术）；3）通过饱和NaHCO₃和HCl溶液洗涤实现无柱纯化；4）¹H NMR和HPLC分析非对映体比例。

底物适用范围

研究证实该方法对20种典型氨基酸（如缬氨酸、亮氨酸）和2-氨基异丁酸(Aib)等非经典氨基酸均有效。特别值得注意的是，带有Fmoc-His(Trt)-OH等复杂保护基的底物也能以68%收率获得目标产物，且电化学方法产生的3:1非对映异构体问题在此体系中完全避免。

寡肽合成应用

通过迭代偶联策略，四肽（12a-b）和三肽（12e）分别以57%和44%收率获得。最具突破性的是Leu-脑啡肽衍生物12d的合成，传统方法需1周的反应被压缩至24小时内完成，收率达32%且无需柱层析。

机理研究

通过对比酰基氟化物与游离酸的反应速率（ReactIR监测），证实反应并非经由酰基氟化物中间体（机理A）。使用空间位阻更大的2,6-二叔丁基吡啶时收率骤降至26%，表明吡啶通过亲核催化（机理C）激活酰基氟亚硫酸酯中间体是关键步骤。

该研究建立了首个通过酰基氟亚硫酸酯中间体直接偶联的肽合成范式，将单步反应时间从传统方法的2小时缩短至15分钟。其创新性体现在：1）首次实现MISF试剂在肽合成中的应用；2）开发出完全避免外消旋的温和反应条件；3）建立仅需水洗纯化的绿色工艺。这些突破为快速构建包含非经典氨基酸的肽库提供了新工具，对加速肽类药物研发具有重要意义。特别是对含多个易外消旋氨基酸的复杂肽段（如镇痛肽类似物），该方法展现出独特优势。未来或可进一步探索该技术在固相合成载体上的应用潜力。