Hispanopedia WikiEn 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 único recipiente de reacción utilizando química de grupos protectores selectivos. Las ventajas en comparación con la síntesis normal en estado líquido incluyen:
- Alta eficiencia y rendimiento
- Mayor simplicidad y velocidad
La reacción puede completarse y obtener altos rendimientos mediante el uso de un exceso de reactivo . En este método, los bloques de construcción se protegen en todos los grupos funcionales reactivos . El orden de las reacciones de los grupos funcionales puede controlarse 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 necesitan ser sintetizadas en una alineación determinada. [ 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 peptídicas, [ 4 ] y 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 con dos grupos funcionales. Uno de estos grupos funcionales suele estar protegido por un grupo protector. El material de partida es una microesfera que se une al bloque de construcción. Inicialmente, esta microesfera se añade a la solución del bloque de construcción protegido y se agita. Una vez completada la reacción entre la microesfera y el bloque de construcción protegido, se retira la solución y se lava la microesfera. A continuación, se elimina el grupo protector y se repiten los pasos anteriores. Tras finalizar todos los pasos, el compuesto sintetizado se separa químicamente de la microesfera.
Si se sintetiza un compuesto que contiene más de dos tipos de bloques de construcción, se añade un paso previo a la desprotección del bloque unido a la microesfera. Un grupo funcional presente en la microesfera que no haya reaccionado con el bloque añadido debe protegerse con otro grupo protector que no se elimina durante la desprotección del bloque. Este paso evita la formación de subproductos que carecen únicamente del bloque de construcción mencionado. Además, facilita la purificación del compuesto sintetizado tras su separación de la microesfera.
Síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS)
La síntesis en fase sólida es una técnica común para la síntesis de péptidos . Generalmente, en el método SPPS, los péptidos se sintetizan desde el grupo carbonilo (extremo C) hasta el grupo amino (extremo N) de la cadena de aminoácidos , aunque biológicamente se sintetizan en las células en la dirección opuesta. En la síntesis de péptidos, un aminoácido protegido con un grupo amino se une a un material de fase sólida o resina (generalmente, perlas de poliestireno de baja reticulación ), formando un enlace covalente entre el grupo carbonilo y la resina, generalmente un enlace amida o éster . [ 6 ] Luego, el grupo amino se desprotege y reacciona con el grupo carbonilo del siguiente aminoácido protegido con N. La fase sólida ahora contiene un dipéptido. Este ciclo se repite para formar la cadena peptídica deseada. Una vez completadas todas las reacciones, el péptido sintetizado se separa de la perla.
Los grupos protectores para los grupos amino más utilizados en la síntesis de péptidos son el grupo 9-fluorenilmetiloxicarbonilo ( Fmoc ) y el grupo t-butoxicarbonilo ( Boc ). Varios aminoácidos poseen grupos funcionales en la cadena lateral que deben protegerse específicamente para evitar que reaccionen con los aminoácidos N-protegidos que se incorporan. A diferencia de los grupos Boc y Fmoc, estos deben ser estables durante la síntesis de péptidos, aunque también se eliminan durante la desprotección final de los péptidos.
Síntesis en fase sólida de ADN y ARN
También se sintetizan fragmentos relativamente cortos de ADN , ARN y oligonucleótidos modificados mediante el método de fase sólida. Si bien los oligonucleótidos pueden sintetizarse en un matraz, casi siempre se sintetizan en fase sólida utilizando un sintetizador de ADN/ARN. Para una revisión más completa, consulte la síntesis de oligonucleótidos . El método de elección suele ser la química de fosforamidita, desarrollada en la década de 1980.
Véase también
Referencias
- ↑ Merrifield, Bruce Arthur (1963). "Síntesis de péptidos en fase sólida. I. La síntesis de un tetrapéptido". J. Am. Chem. Soc . 85 (14): 2149– 2154. Bibcode : 1963JAChS..85.2149M . doi : 10.1021/ja00897a025 .
- ↑ Palomo, Jose M. (2014). "Síntesis de péptidos en fase sólida: una visión general centrada en la preparación de péptidos biológicamente relevantes" (PDF) . RSC Adv . 4 (62): 32658– 32672. Bibcode : 2014RSCAd...432658P . doi : 10.1039/c4ra02458c . hdl : 10261/187255 . ISSN 2046-2069 .
- ↑ Krchňák, Viktor; Holladay, Mark W. (2002). "Química heterocíclica en fase sólida". Chemical Reviews . 102 (1): 61– 92. doi : 10.1021/cr010123h . ISSN 0009-2665 . PMID 11782129 .
- ↑ Merrifield, B. (18 de abril de 1986). "Síntesis en fase sólida". Science . 232 (4748): 341– 347. Bibcode : 1986Sci...232..341M . doi : 10.1126/science.3961484 . ISSN 0036-8075 . PMID 3961484 .
- ↑ "El Premio Nobel de Química de 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 la síntesis orgánica en fase sólida y la química combinatoria". Chemical Reviews . 100 (6): 2091– 2158. doi : 10.1021/cr980040+ . ISSN 0009-2665 . PMID 11749285 .
Lecturas adicionales
- Química combinatoria en fase sólida, véase
- Amidas de N-(pirimidin-2-il)aminoácidos en la investigación de fármacos, véase el artículo completo.
- Síntesis en fase sólida
- síntesis química