在多肽化學(xué)合成中，保護基的引入與脫除是確保反應(yīng)選擇性、提高產(chǎn)物純度和收率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于天然氨基酸常含有多個活性官能團(如α-氨基、側(cè)鏈羥基、巰基、羧基、胍基等)，若不加以保護，在縮合過程中極易發(fā)生副反應(yīng)，如分子內(nèi)環(huán)化、消旋化或非目標位點偶聯(lián)。因此，合理設(shè)計保護基策略，成為多肽合成成功的核心要素。

一、保護基的基本原則

理想的保護基應(yīng)滿足以下要求：

在合成條件下穩(wěn)定，不參與主反應(yīng);

引入與脫除條件溫和、高效，收率高;

不引入新的手性中心;

脫除后副產(chǎn)物易于分離;

成本低廉，操作簡便。

此外，現(xiàn)代多肽合成尤其強調(diào)正交性——即不同保護基可在互不干擾的條件下選擇性脫除，這對含多對二硫鍵、環(huán)肽或修飾多肽的合成至關(guān)重要。

二、α-氨基保護基的主流選擇

目前，F(xiàn)moc(9-芴甲氧羰基)與 Boc(叔丁氧羰基)是兩類較為廣泛應(yīng)用的α-氨基保護基，分別對應(yīng)兩種主流合成策略：

Fmoc策略：采用堿敏感保護基，脫除使用20%–50%哌啶/DMF體系，通過β-消除反應(yīng)釋放游離氨基，副產(chǎn)物9-芴烯具有紫外吸收，便于監(jiān)測。該法對酸穩(wěn)定，適用于Wang樹脂等酸裂解型固相載體。

Boc策略：依賴酸敏感保護，常用TFA或強酸(如HF、TFMSA)脫除。其優(yōu)勢在于可與芐基類側(cè)鏈保護基兼容，常用于Merrifield樹脂體系。

兩者的選擇直接影響側(cè)鏈保護基的搭配及最終裂解條件。

三、側(cè)鏈保護基的分類與脫除機制

1. 酸性氨基酸(Asp、Glu)

側(cè)鏈羧基常用OtBu(叔丁酯)或OBzl(芐酯)保護。

OtBu：Fmoc策略下用TFA脫除;

OBzl：Boc策略中通過HF或催化氫解脫除。

為避免天冬氨酸在堿性條件下形成琥珀酰亞胺副產(chǎn)物，也可選用OAll(烯丙酯)，通過Pd(0)催化脫除，實現(xiàn)正交保護。

2. 堿性氨基酸(Lys、Arg)

Lys的ε-氨基常用Boc、Fmoc、Dde或Alloc保護。其中Dde(1-(4,4-二甲基-2,6-二氧環(huán)己亞基)乙基)可用2%肼/DMF選擇性脫除，不影響Fmoc。

Arg的胍基因高堿性易引發(fā)副反應(yīng)，多采用Pmc、Pbf或Mtr等磺酰基類保護基，均在TFA中脫除，并需加入苯硫酚等清除劑防止副產(chǎn)物生成。

3. 含羥基氨基酸(Ser、Thr、Tyr)

Ser/Thr常用tBu醚保護，TFA脫除;

Tyr酚羥基因易烷基化，常選用空間位阻大的Trt(三苯甲基)，可在1% TFA中溫和脫除。

4. 含巰基氨基酸(Cys)

Cys的-SH極易氧化或參與副反應(yīng)，常見保護基包括：

Trt：TFA脫除，適用于單對二硫鍵構(gòu)建;

Acm(乙酰氨基甲基)：碘氧化同時脫除并形成二硫鍵;

Mob：強酸(如HF)脫除，用于多對二硫鍵的分步組裝。

四、脫除機制與條件優(yōu)化

脫保護過程需嚴格控制條件以避免主鏈斷裂或消旋化。例如：

Fmoc脫除時，哌啶濃度過高或時間過長可能引起Asp-Gly序列的環(huán)化;

Boc脫除若使用強酸HF，需嚴格防護并添加二甲硫醚等碳正離子捕獲劑;

含Trp、Met的多肽在TFA處理時易被氧化，常加入水、苯甲醚等清除劑。

此外，新型脫除方法如光敏保護基(NVOC)、酶響應(yīng)型保護基等正在發(fā)展中，為復(fù)雜多肽合成提供更高選擇性。

多肽合成的本質(zhì)，很大程度上是保護基的科學(xué)運用與精準調(diào)控。從Fmoc/Boc主策略到各類側(cè)鏈保護基的組合，每一步選擇都需兼顧反應(yīng)兼容性、脫除正交性與最終產(chǎn)物完整性。隨著新型保護基和脫除技術(shù)的持續(xù)涌現(xiàn)，多肽合成的效率與復(fù)雜度上限將進一步提升，為藥物研發(fā)與功能材料開發(fā)提供堅實支撐。