二茂铁—肽Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe的合成和电化学性质

论文摘要

以二茂铁为起始原料，经过8步反应合成了目标产物。即：（1）室温下，二茂铁在CH2Cl2溶液中与无水AlCl3和乙酰氯反应，合成了1，1’-二茂铁二乙酮（产率为78.6％）；（2）在二氧六环溶液中，采用液溴氧化，合成了1，1’-二茂铁二甲酸（产率为74.5％）；（3）70℃回流条件下，1，1’-二茂铁二甲酸在乙醇溶液中与NaOH反应，通过酸化合成了1，1’-二茂铁二甲酸甲酯（产率为78.0％）；（4）70℃回流条件下，1，1’-二茂铁二甲酸甲酯在乙醇溶液中与定量的NaOH反应，通过酸化合成了1’-甲酸甲酯-1-二茂铁甲酸（产率为77.0％）；（5）0℃条件下，1’-甲酸甲酯-1-二茂铁甲酸在水和丙酮的混合溶液中与Et3N和（CH3）2CO反应，合成了1’-甲酸甲酯-1-叠氮羰基二茂铁（产率为67.5％）；（6）80℃条件下，1’-甲酸甲酯-1-叠氮羰基二茂铁与叔丁醇反应合成了叔丁基氧-1’-甲酸甲酯-1-氨基二茂铁（产率为74.5％）；（7）70℃回流条件下，在CH3OH溶液中叔丁基氧-1’-甲酸甲酯-1-氨基二茂铁与定量的NaOH反应，通过酸化合成了叔丁基氧-1’-甲酸-1-氨基二茂铁（产率为85.0％）；（8），在0℃下采用HBTU（氧-苯并三唑-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸盐）方法，叔丁基氧-1’-甲酸-1-氨基二茂铁与H2N-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe（以甘氨酸、酪氨酸和精氨酸为原料进行反应制得）合成了两种目前在国内外尚无报道的二茂铁-肽衍生物Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe（产率为83.5％）（Fca代表二茂铁氨基酸）和Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OH（产率为80.2％），并以红外光谱（IR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）以及核磁共振（1H NMR）等对合成中的产物进行了表征。由于二茂铁良好的电化学性能，采用循环伏安法对Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tvr-Arg-OMe在高氯酸钠乙醇溶液中的电化学性质进行了检测，氧化峰和还原峰电位分别为0.385V和0.346V，峰电位之差△Ep=41mV，峰电流密度之比ipa／ipc=1.055。并证明了Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe在高氯酸钠的乙醇溶液中的电化学行为是一个单电子转移的准可逆过程。将Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OH通过EDC-NHS固定在金电极表面，对Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OH的表面电化学性能进行了测试，氧化峰和还原峰电位分别为0.532V和0.453V，峰电位之差△Ep=79mV，峰电流密度之比ipa／ipc=0.928。并利用四肽H2N-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe可通过氢键与蛋白质作用（如木瓜蛋白酶）结合的性质，通过快速、灵敏、简单的生物电化学方法完成了Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe对木瓜蛋白酶的检测识别，氧化峰和还原峰电位分别为0.459V和0.271V，峰电位之差△Ep=0.188V，峰电流密度比ipa／ipc=1.342。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 二茂铁的性质
• 1.1.1 二茂铁的物理化学性质
• 1.1.2 二茂铁衍生物的红外、紫外光谱特征
• 1.1.3 二茂铁衍生物的电化学性质
• 1.2 多肽研究进展
• 1.2.1 多肽研究概况
• 1.2.2 分子水平研究
• 1.2.3 应用
• 1.2.4 展望
• 1.3 二茂铁及其衍生物的应用
• 1.3.1 电化学方面的应用
• 1.3.2 医学方面的应用
• 1.3.3 催化及分析化学上的应用
• 1.3.4 辐射吸收剂、热稳定剂、敏化剂、光稳定剂及阻烟剂
• 1.3.5 其他方面的应用
• 1.4 二茂铁及其衍生物的应用展望
• 1.5 课题的提出
• 第二章 实验
• 2.1 主要试剂及仪器设备
• 2.2 Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe和Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OH的合成
• 2.2.1 合成路线
• 2.2.2 1,1’-二茂铁二乙酮（a）的合成
• 2.2.3 1,1’-二茂铁二甲酸（b）的合成
• 2.2.4 1,1’-二茂铁二甲酸甲酯（c）的合成
• 2.2.5 1’-甲酸甲酯-1-二茂铁甲酸（d）的合成
• 2.2.6 1’-甲酸甲酯-1-叠氮羰基二茂铁（e）的合成
• 2.2.7 叔丁基氧-1’-甲酸甲酯-1-氨基二茂铁（f）的合成
• 2.2.8 叔丁基氧-1’-甲酸-1-氨基二茂铁（g）的合成
• 2N-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe的合成'>2.2.9 H₂N-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe的合成
• 2.2.10 Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe和Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OH的合成
• 2.3 电化学实验
• 2.3.1 溶液的配制
• 2.4.2 扫描条件
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 产物鉴定、提纯分析
• 3.1.1 薄层色谱法
• 3.1.2 实验各步产物的比移值计算
• 3.1.3 用薄层色谱法检测多肽反应进程的步骤
• 3.2 合成反应中重要步骤的条件分析
• 3.2.1 二茂铁二甲酸（b）的合成条件分析
• 3.2.2 叔丁基氧-1’-甲酸甲酯-1-氨基二茂铁（f）的合成条件分析
• 3.2.3 Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe的合成条件分析
• 3.3 红外和核磁光谱表征
• 3.3.1 二茂铁二乙酮结构和红外光谱表征
• 3.3.2 二茂铁二甲酸的结构和红外光谱表征
• 3.3.3 二茂铁二甲酸甲酯的结构和红外光谱表征
• 3.3.4 1’-甲酸甲酯-1-甲酸二茂铁的红外光谱
• 3.3.5 1’-甲酸甲酯-1-叠氮羰基二茂铁的红外光谱
• 3.3.6 叔丁基氧-1’-甲酸甲酯-1-氨基二茂铁的红外光谱
• 3.3.7 叔丁基氧-1’-甲酸-1-氨基二茂铁的红外光谱
• 3.3.8 Boc-NH-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe的红外和核磁光谱
• 3.4 氨基酸各官能团保护和消除方案的选择
• a-氨基的保护和消除'>3.4.1 N^a-氨基的保护和消除
• 3.4.2 羧基的保护和消除
• 3.4.3 精氨酸中胍基的保护
• 3.5 电化学分析
• 3.5.1 Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe的溶液电化学检测
• 3.5.2 Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OH的表面电化学性能
• 3.5.3 Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe对木瓜蛋白酶的检测识别
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间已发表论文