フルオレニルメチルオキシカルボニル保護基

フルオレニルメトキシカルボニル保護基（Fmoc）は、有機合成、特にペプチド合成で使用される塩基不安定アミン保護基です^{[1] 。}酸や加水分解に対する安定性と、ピペリジンなどの弱塩基による選択的な除去により、他のほとんどの保護基や敏感な官能基に影響を与えないことで人気があります。Fmoc保護は、固相ペプチド合成（SPPS）で特に有利であり、他の試薬との適合性と除去の容易さにより合成ワークフローが合理化されます。脱保護すると、Fmocは副産物（ジベンゾフルベン）を生成し、 UV分光法で監視できるため、効率的な反応追跡が可能です。^[2]

アミン基のFmoc保護のメカニズム

保護と形成

Fmocカルバメートは、第一級および第二級アミンの保護基として頻繁に使用され、Fmoc基はアミンとフルオレニルメチルオキシカルボニルクロリド（Fmoc-Cl）との反応によって導入される。例：^[3]

Fmoc基を導入する他の一般的な方法は、9-フルオレニルメチルスクシンイミジルカーボネート（Fmoc-OSu）を使用するもので、これはFmoc-ClとN-ヒドロキシスクシンイミドのジシクロヘキシルアンモニウム塩との反応によって得られる。^[4]

重炭酸ナトリウムと水性ジオキサン中で9-フルオレニルメチルオキシカルボニルアジド（それ自体はFmoc-Clとアジ化ナトリウムの反応によって生成される）と反応させることも、Fmoc基を導入する方法である。^[1] フルオレニル基は蛍光性が強いため、特定のUV不活性化合物を反応させて逆相HPLCによる分析に適したFmoc誘導体を得ることができる。クロマトグラフィーを使用しないFmoc-Clの分析用途は、蛍光分析の前に過剰なFmoc-Clを除去する必要があるという要件によって制限される可能性がある。

切断と脱保護

Fmoc基は塩基によって急速に除去される。ピペリジンはジベンゾフルベン副産物と安定な付加物を形成し、基質との反応を防ぐため、Fmoc基の除去には通常ピペリジンが好まれる。^[5]^[6]

ペプチド合成における役割

固相合成におけるN末端アミンの一時的な保護基としてのFmocの使用は、Fmoc/tBuアプローチで非常に広く行われている。これは、ピペリジンによるFmocの除去がペプチドと樹脂間の酸に不安定なリンカーを乱さないためである。^{[7]典型的なSPPS Fmoc脱保護は}、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）中の20％ピペリジン溶液で行われる。^[8]

C ₁₃ H ₉ −CH ₂ −OC(O)NHR + (CH ₂ ) ₅ NH → (CH ₂ ) ₅ NH+2 + [C ₁₃ H ₈ −CH ₂ −OC(O)NHR] ⁻

[C ₁₃ H ₈ −CH ₂ −OC(O)NHR] ⁻ → C ₁₃ H ₈ =CH ₂ + ⁻ OC(O)NHR

⁻ OC(O)NHR + (CH ₂ ) ₅ NH+2 → HOC(O)NHR + (CH ₂ ) ₅ NH

HOC(O)NHR → CO ₂ + RNH ₂

C ₁₃ H ₈ =CH ₂ + (CH ₂ ) ₅ NH → C ₁₃ H ₉ −CH ₂ N(CH ₂ ) ₅

SPPS 中の Fmoc の一般的な脱保護カクテル

DMF中の20%ピペリジン（Fmoc基はこの溶液中で約6秒の半減期を有する）^[8]
DMF中の5%ピペラジン、1% DBU、1%ギ酸。この方法では、厳密に管理されたピペリジンの使用を避けることができます。^[9]この方法で合成された9残基のペプチドでは副産物は観察されませんでした。^[10]

参考文献

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^ Várady, László; Rajur, Shranabasava B; Nicewonger, Robert B; Guo, MaoJun; Ditto, Lori (2000-02-11). 「固相合成樹脂からの9-フルオレニルメトキシカルボニル放出の測定のための高速かつ定量的な高性能液体クロマトグラフィー法」。Journal of Chromatography A。869 (1): 171–179。doi : 10.1016 / S0021-9673 (99)00844-4。ISSN 0021-9673。PMID 10720236 。
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外部リンク

ウィキメディア・コモンズのFmoc関連メディア

[carpino-1] Carpino, Louis A.; Han, Grace Y. (1972年11月). 「9-フルオレニルメトキシカルボニルアミノ保護基」. The Journal of Organic Chemistry . 37 (22): 3404–3409. doi :10.1021/jo00795a005. ISSN 0022-3263.

[2] Várady, László; Rajur, Shranabasava B; Nicewonger, Robert B; Guo, MaoJun; Ditto, Lori (2000-02-11). 「固相合成樹脂からの9-フルオレニルメトキシカルボニル放出の測定のための高速かつ定量的な高性能液体クロマトグラフィー法」。Journal of Chromatography A。869 (1): 171–179。doi : 10.1016 / S0021-9673 (99)00844-4。ISSN 0021-9673。PMID 10720236 。

[3] 山田和彦;橋爪大輔清水正；大木、忍。横山茂之 (2008) 「N-α-Fmoc で保護されたアミノ酸の固体 17O NMR、X 線、および量子化学的研究」。分子構造ジャーナル。888 (1-3): 187-196。土井：10.1016/j.molstruc.2007.11.059。

[4] Paquet, A. (1982). 「スクシンイミジルカーボネートを用いたO-非保護ヒドロキシアミノ酸への9-フルオレニルメチルオキシカルボニル、トリクロロエトキシカルボニル、およびベンジルオキシカルボニルアミン保護基の導入」. Canadian Journal of Chemistry . 60 (8): 976–980. doi : 10.1139/v82-146 .

[:1-5] Fields, Gregg B. (1995)、Pennington, Michael W.、Dunn, Ben M. (編)、「Finoc 基の除去方法」、ペプチド合成プロトコル、分子生物学の方法、第 35 巻、ニュージャージー州トトワ: Humana Press、pp. 17–27、doi :10.1385/0-89603-273-6:17、ISBN 978-1-59259-522-8、PMID 7894598、2021-10-15取得

[6] ウェリングス、ドナルド A.; アサートン、エリック (1997)。「[4] 標準 Fmoc プロトコル」。固相ペプチド合成。酵素学の方法。第 289 巻。pp. 44–67。doi : 10.1016/s0076-6879(97)89043- x。ISBN 9780121821906. PMID 9353717。

[7] J. ジョーンズ、アミノ酸とペプチド合成、第 2 版、オックスフォード大学出版局、2002 年

[:0-8] Wuts, PGM; Greene, TW (2006). Greene's Protective Groups in Organic Synthesis . NY: J. Wiley. doi :10.1002/0470053488. ISBN 9780470053485。

[9] Ralhan, Krittika; KrishnaKumar, V. Guru; Gupta, Sharad (2015 年 12 月 8 日). 「ピペラジンと DBU: 固相ペプチド合成における迅速かつ効率的な Fmoc 脱保護のより安全な代替手段」RSC Advances . 5 (126): 104417–104425. Bibcode :2015RSCAd...5j4417R. doi :10.1039/C5RA23441G. ISSN 2046-2069.

[10] Lam, Pak-Lun; Wu, Yue; Wong, Ka-Leung (2022年3月30日). 「固相ペプチド合成中のFmoc-Dab(Mtt)-OHの取り込み：注意点」.有機・生体分子化学. 20 (13): 2601–2604. doi :10.1039/D2OB00070A. ISSN 1477-0539. PMID 35258068. S2CID 247175352.