基于2,5-二酮哌嗪衍生物的α-氨基酸α位绝对构型核磁共振解析新策略

本研究针对α-氨基酸衍生物绝对构型解析的难题，创新性地利用固相肽合成(SPPS)中传统认为的副反应——2,5-二酮哌嗪(DKPs)形成反应，开发出无需纯化的直接1H-NMR分析策略。该方法采用商业化Fmoc保护氨基酸和氘代溶剂(DMF-d7/DMSO-d6)，可高效分析β-支链、N-甲基化及环状氨基酸衍生物，为药物研发提供重要技术支撑。

　　

在药物研发领域，α-氨基酸衍生物的绝对构型鉴定始终是制约环肽类药物开发的瓶颈问题。传统方法需要繁琐的衍生化步骤和样品纯化，而固相肽合成(SPPS)过程中常见的2,5-二酮哌嗪(DKPs)副产物形成反应，长期被视为影响合成效率的负面因素。这一矛盾现象引发了研究人员的深入思考：能否化弊为利，将副反应转化为构型分析的新工具？

发表在《Asian Journal of Organic Chemistry》的研究给出了肯定答案。研究人员突破传统思维定式，开发出通过可控DKPs形成反应解析α-位绝对构型的创新方法。该方法巧妙利用SPPS过程中氨基酸自发环化的特性，采用Fmoc(9-芴基甲氧羰基)保护策略和氘代溶剂体系，实现了反应产物直接核磁检测。特别值得注意的是，该方法对β-支链异亮氨酸、N-甲基化氨基酸等复杂结构展现出色兼容性，但受限于空间位阻效应，对N-乙基化和α,α-二烷基氨基酸无效。

关键技术包括：1) 固相肽合成(SPPS)反应体系优化；2) 氘代溶剂(DMF-d₇/DMSO-d₆)中的原位核磁检测技术；3) 基于化学位移差值的构型判定模型。

【反应体系设计】通过精确控制脱保护/环化条件，使Fmoc-氨基酸在树脂上高效转化为DKPs衍生物。
【溶剂效应研究】对比发现DMSO-d₆更利于维持产物稳定性，而DMF-d₇能增强特征质子信号分辨度。
【构型关联规律】建立了α-质子化学位移与绝对构型的定量关系模型，对19种氨基酸衍生物验证准确率达92%。
【底物适用性】成功应用于含四氢异喹啉结构的非天然氨基酸，但α-叔丁基甘氨酸因空间位阻导致环化失败。

这项研究的意义不仅在于技术革新，更开辟了"副反应正向利用"的新研究范式。将SPPS过程中的DKPs副反应转化为构型分析工具，既解决了传统方法耗时长、样品损失大的痛点，又为环肽类药物研发提供了实时监测手段。特别是对含复杂修饰氨基酸的抗体偶联药物(ADC)开发具有特殊价值。研究同时揭示了分子内环化反应的空间位阻阈值，为后续设计新型可分析氨基酸衍生物提供了理论依据。未来通过引入动态核磁(DNP)等技术，有望进一步扩展该方法在蛋白质结构研究中的应用广度。