固相合成是將反應(yīng)物連接在一個(gè)不溶性的固相載體上的一種合成方法。不難看出，接長肽鏈不僅操作步驟繁瑣，而且由于多次分離提純，最后產(chǎn)率不高。20 世紀(jì)60 年代初提出的固相合成法，避免了以前的一些缺點(diǎn)。進(jìn)行固相合成時(shí)，首先在固相載體(如聚苯乙烯樹脂)上引入氯甲基(-CH2Cl)或其他能與羧基反應(yīng)的基團(tuán)，使其與氨基被保護(hù)的氨基酸反應(yīng)，將第一個(gè)氨基酸固載至樹脂上。
發(fā)展史
古希臘的亞里士多德認(rèn)為，化學(xué)反應(yīng)必須在溶液中進(jìn)行，而近代化學(xué)史上，液相反應(yīng)也占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。1950年代，陰離子交換樹脂得到廣泛應(yīng)用，1963年，梅里菲爾德在其論文中報(bào)道了以固相樹脂為載體合成四肽化合物L(fēng)eu-Ala-Gly-VAL，標(biāo)志著多肽固相合成的開端。此一成就在幾年之內(nèi)就引發(fā)了多肽、激素合成的風(fēng)潮，生物化學(xué)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。1970年代，固相過渡金屬催化劑被應(yīng)用到化學(xué)合成中。1990年代，非寡聚型有機(jī)小分子的固相合成、固相有機(jī)試劑及固相清除劑的應(yīng)用、天然產(chǎn)物的固相合成、新型固相載體及Linker多樣性都得到了發(fā)展，多通道固相自動(dòng)合成儀被應(yīng)用到合成化學(xué)中。
原理
與固態(tài)反應(yīng)不同，固相有機(jī)合成仍然需要溶劑作為介質(zhì)。反應(yīng)是在固液兩相交替出進(jìn)行，底物處于適當(dāng)?shù)娜軇┲校^量構(gòu)件、試劑及副產(chǎn)物被過濾后即可得到鍵連在固相載體上的產(chǎn)物，最后切斷連接鍵，就能得到所需產(chǎn)物。可溶性雜質(zhì)只需要反復(fù)過濾、淋洗就能出去，而無需傳統(tǒng)的重結(jié)晶、蒸餾、層析等工序，是固相合成的顯著優(yōu)點(diǎn)。由于過濾可以將可溶雜質(zhì)完全分離，反應(yīng)時(shí)可過量使用構(gòu)建和試劑，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率得以極大提高。傳統(tǒng)液相合成中，往往要充分以溶劑稀釋反應(yīng)底物來阻止分子間成鍵，保證形成分子內(nèi)大于七元環(huán)的產(chǎn)物。而固相合成會(huì)發(fā)生假稀釋效應(yīng)，由于底物分子連接在載體的各個(gè)位點(diǎn)，這些分子不能像在液相中那樣自由運(yùn)動(dòng)，沒有相互接近碰撞的可能，因而分子間就無法形成鍵合。假稀釋效應(yīng)使得大環(huán)產(chǎn)物的生成率得以大大提高。這種效應(yīng)的另一效用是保證含多元官能基的分子只發(fā)生單一官能基反應(yīng)。
優(yōu)勢特點(diǎn)
因反應(yīng)在一基元反應(yīng)器皿中便可進(jìn)行；固相載體共價(jià)相聯(lián)的肽鏈處于適宜的物理狀態(tài)，可通過快速的抽濾、洗滌未完成中間的純化，避免了液相肽合成中冗長的重結(jié)晶或分柱步驟，可避免中間體分離純化時(shí)大量的損失；使用過量反應(yīng)物，迫使個(gè)別反應(yīng)完全，以便最終產(chǎn)物得到高產(chǎn)率；增加溶劑化，減少中間的產(chǎn)物聚焦；固相載體上肽鏈和輕度交聯(lián)的聚合鏈緊密相混，彼此產(chǎn)生一種相互的溶劑效應(yīng)，這對肽自聚集熱力學(xué)不利而對反應(yīng)適宜。
存在問題
固相合成的主要存在問題是固相載體上中間體雜肽無法分離，這樣造成最終產(chǎn)物的純度不如液相合成物，必需通過可靠的分離手段純化。
多肽的不穩(wěn)定性是其制劑研究中存在的主要問題之一，其原因較多。但對某一個(gè)多肽來說引起不穩(wěn)定的主要原因并不多。詳細(xì)研究外界條件（如PH、溫度、光照、氧濃度等）對多肽穩(wěn)定性的影響有助于設(shè)計(jì)合理的制劑配方。盡管添加劑穩(wěn)定多肽的機(jī)制還不十分清楚，使用添加劑仍是目前提高多肽制劑穩(wěn)定性的主要手段之一。應(yīng)用CD、DSC等分析手段可幫助快速篩選道合適的添加劑。
載體材料
固相載體一般需要具有以下特性：化學(xué)穩(wěn)定性，除了最初載體的功能化，不參與隨后的反應(yīng)；不溶于各種溶劑；良好的溶脹性；機(jī)械強(qiáng)度良好，能夠抗研磨和擠壓。1963年梅里菲爾德的固相肽合成以PS塑料共聚1％～2％苯丁二烯的沒藥樹球?yàn)楣滔噍d體的，這種載體現(xiàn)在仍有廣泛運(yùn)用。1970年代曾使用聚丙烯酰胺為基質(zhì)，然而因其較差的化學(xué)穩(wěn)定性而不再流行。后來發(fā)展了一種聚苯乙烯與聚乙二醇嫁接而成的PS-PEG樹脂，它有良好的脂溶性、水溶性及化學(xué)穩(wěn)定性等多種優(yōu)點(diǎn)，只是不太經(jīng)濟(jì)。其他載體材料還有濾紙、棉花、玻璃、塑料棒等。
參考資料 >