Beskyttelsesgruppernes rolle er afgørende i peptid- og nukleinsyresyntese, især i syntesen af komplekse molekyler såsom peptidnukleinsyrer (PNA). PNA er en DNA-analog med en peptidlignende rygrad, hvis hovedrygrad er sammensat af N (2-aminoethyl) - glycin og nukleinsyrebaser forbundet med methylencarbonylgrupper. I synteseprocessen af PNA er brugen af beskyttelsesgrupper til at beskytte specifikke funktionelle grupper, forhindre dem i at blive forbrugt i unødvendige reaktioner og sikre effektiv syntese og oprensning af målmolekyler.
Valg og funktion af beskyttelsesbaser
Beskyttelse af aminosyrer: I syntesen af PNA har guanidingruppen i arginin stærk nukleofilicitet og alkalinitet og skal beskyttes for at forhindre dets fjernelse under sure og alkaliske forhold. Almindelige beskyttelsesgrupper omfatter tert-butoxycarbonyl, nitro, toluensulfonyl, trifluoracetyl, benzyloxyformyl osv. For eksempel kan guanidingruppen i arginin beskyttes med bis-allylcarbonyl og til sidst fjernes ved anvendelse af palladiumkatalyse.
Beskyttelse af carboxylgrupper: Carboxylgrupper i peptidkæder kan også have behov for beskyttelse for at forhindre dem i at deltage i uønskede reaktioner. For eksempel, i syntesen af ILE Glu (-pip), er aminogruppen i ILE beskyttet af FMOC, mens carboxylgruppen i GLU er beskyttet af TBU.
Beskyttelse af kromoforen: p-nitroanilin (kromoforen i PNA) har dårlig nukleofilicitet på grund af nitrogruppernes stærke elektrontiltrækkende effekt, hvilket gør det vanskeligt at forbinde til aminosyrer gennem generelle amidkondenseringsmetoder. I den foreliggende opfindelse løses problemet med at forbinde p-nitroanilin ved først at forbinde p-phenylendiamin til en aminosyre og derefter oxidere den. Denne metode er mere miljøvenlig, sikker og har et højere udbytte.