En química , la síntesis en fase sólida es un método en el que las moléculas se unen covalentemente a un material de soporte sólido y se sintetizan paso a paso en un solo recipiente de reacción utilizando la química del grupo protector selectivo . Los beneficios en comparación con la síntesis normal en estado líquido incluyen:
- Alta eficiencia y rendimiento
- Mayor simplicidad y velocidad
La reacción se puede llevar a cabo y obtener altos rendimientos mediante el uso de un exceso de reactivo. En este método, los bloques de construcción están protegidos en todos los grupos funcionales reactivos . El orden de las reacciones de los grupos funcionales se puede controlar mediante el orden de desprotección. Este método se utiliza para la síntesis de péptidos , [1] [2] ácido desoxirribonucleico ( ADN ), ácido ribonucleico ( ARN ) y otras moléculas que deben sintetizarse en una determinada alineación. [3] Más recientemente, este método también se ha utilizado en química combinatoria y otras aplicaciones sintéticas. El proceso fue desarrollado originalmente en las décadas de 1950 y 1960 por Robert Bruce Merrifield.para sintetizar cadenas de péptidos, [4] y que fue la base de su Premio Nobel de Química de 1984 . [5]
En el método básico de síntesis en fase sólida, se utilizan bloques de construcción que tienen dos grupos funcionales. Uno de los grupos funcionales del bloque de construcción suele estar protegido por un grupo protector. El material de partida es un cordón que se une al bloque de construcción. Al principio, esta perla se agrega a la solución del bloque de construcción protegido y se agita. Una vez completada la reacción entre la perla y el bloque de construcción protegido, se elimina la solución y se lava la perla. Luego, se elimina el grupo protector y se repiten los pasos anteriores. Una vez finalizados todos los pasos, el compuesto sintetizado se escinde químicamente de la perla.
Si se sintetiza un compuesto que contiene más de dos tipos de bloques de construcción, se agrega un paso antes de la desprotección del bloque de construcción unido a la perla; un grupo funcional que está en la perla y no reaccionó con un bloque de construcción añadido tiene que ser protegido por otro grupo protector que no se elimine en la condición desprotectora del bloque de construcción. Los subproductos que carecen del componente básico de este paso solo se evitan con este paso. Además, este paso facilita la purificación del compuesto sintetizado después de la escisión de la perla.
Síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS)
La síntesis en fase sólida es una técnica común para la síntesis de péptidos . Por lo general, los péptidos se sintetizan desde el lado del grupo carbonilo (terminal C) al lado del grupo amino (terminal N) de la cadena de aminoácidos en el método SPPS, aunque los péptidos se sintetizan biológicamente en la dirección opuesta en las células. En la síntesis de péptidos, un aminoácido protegido con amino se une a un material en fase sólida o resina (más comúnmente, perlas de poliestireno de bajo reticulado ), formando un enlace covalente entre el grupo carbonilo y la resina, más a menudo un amido o un éster. vínculo. [6] Luego, el grupo amino se desprotege y reacciona con el grupo carbonilo del siguiente aminoácido protegido en N. La fase sólida ahora tiene un dipéptido. Este ciclo se repite para formar la cadena de péptidos deseada. Una vez que se completan todas las reacciones, el péptido sintetizado se escinde de la perla.
Los grupos protectores de los grupos amino más utilizados en la síntesis de péptidos son el grupo 9-fluorenilmetiloxicarbonilo ( Fmoc ) y t-butiloxicarbonilo ( Boc ). Varios aminoácidos tienen grupos funcionales en la cadena lateral que deben protegerse específicamente para que no reaccionen con los aminoácidos N-protegidos entrantes. A diferencia de los grupos Boc y Fmoc, estos tienen que ser estables durante el transcurso de la síntesis de péptidos, aunque también se eliminan durante la desprotección final de los péptidos.
Síntesis en fase sólida de ADN y ARN
Los fragmentos relativamente cortos de ADN , ARN y oligonucleótidos modificados también se sintetizan mediante el método de fase sólida. Aunque los oligonucleótidos se pueden sintetizar en un matraz, casi siempre se sintetizan en fase sólida utilizando un sintetizador de ADN / ARN. Para una revisión más completa, consulte síntesis de oligonucleótidos . El método de elección es generalmente la química de la fosforamidita, desarrollada en la década de 1980.
Ver también
Referencias
- ^ Merrifield, Bruce Arthur (1963). "Síntesis de péptidos en fase sólida. I. La síntesis de un tetrapéptido". Mermelada. Chem. Soc . 85 (14): 2149–2154. doi : 10.1021 / ja00897a025 .
- ^ Palomo, José M. (2014). "Síntesis de péptidos en fase sólida: una descripción general centrada en la preparación de péptidos biológicamente relevantes" (PDF) . RSC Adv . 4 (62): 32658–32672. doi : 10.1039 / c4ra02458c . hdl : 10261/187255 . ISSN 2046-2069 .
- ^ Krchňák, Viktor; Holladay, Mark W. (2002). "Química heterocíclica en fase sólida". Revisiones químicas . 102 (1): 61–92. doi : 10.1021 / cr010123h . ISSN 0009-2665 . PMID 11782129 .
- ^ Merrifield, B. (18 de abril de 1986). "Síntesis en fase sólida". Ciencia . 232 (4748): 341–347. doi : 10.1126 / science.3961484 . ISSN 0036-8075 . PMID 3961484 .
- ^ "El Premio Nobel de Química 1984 - NobelPrize.org" . NobelPrize.org . Consultado el 25 de septiembre de 2018 .
- ^ Guillier, Fabrice; Orain, David; Bradley, Mark (2000). "Enlazadores y estrategias de escisión en síntesis orgánica en fase sólida y química combinatoria". Revisiones químicas . 100 (6): 2091–2158. doi : 10.1021 / cr980040 + . ISSN 0009-2665 . PMID 11749285 .
Otras lecturas
- Química combinatoria de fase sólida, ver [1]
- Amidas de N- (pirimidin-2-il) aminoácidos en la investigación de fármacos, consulte el artículo completo