Bailey-Peptid-Synthese

Die Bailey-Peptid-Synthese ist eine 1949 von J. L. Bailey entwickelte Namensreaktion der Organischen Chemie.^[1][2] Sie ist eine Methode zur Peptidsynthese und beschreibt die Synthese eines Peptids ausgehend von der Reaktion von α-Aminosäure-N-carbonsäureanhydriden (NCAs oder Leuchs’sche Anhydride) mit Aminosäuren oder Peptid-Estern.^[2][3] Die Besonderheit dieser Namensreaktion ist die kurze Reaktionsdauer und die hohe Ausbeute des zu gewinnenden Peptids.^[2]

Übersichtsreaktion

Die Reaktion lässt sich bei niedrigen Temperaturen in organischen Lösungsmitteln durchführen.^[2] Bei den Resten R¹ bis R² handelt es sich um organische Reste oder Wasserstoffatome, R³ entspricht dem Restkörper einer Aminosäure oder eines Peptidesters, zugehörig zur dargestellten Aminogruppe:^[2]

Reaktionsmechanismus

Der Reaktionsmechanismus ist nicht genau bekannt. Es erfolgt ein nukleophiler Angriff der Aminogruppe auf das Kohlenstoffatom der Anhydridgruppe des N-Carbonsäureanhydrids (1). Nach einer intramolekularen Protonenwanderung erfolgt eine 1,4-Protonenverschiebung und die Abspaltung von Kohlenstoffdioxid, wodurch die Peptidbindung im Endprodukt (2) entsteht:^[2]

Atomökonomie

Der atomökonomische Vorteil bei der Verwendung von NCAs zur Peptidbildung liegt darin, dass zur Reaktion mit Aminosäuren keine Schutzgruppe an der funktionellen Gruppe vorliegen muss.^[4] Beispielsweise basiert die Merrifield-Synthese auf einer Verwendung von Boc- und Bzl-Schutzgruppen, die im Anschluss der Reaktion noch zu entfernen sind.^[5] Im Fall der Bailey-Peptid-Synthese liegt nach der Reaktion direkt das freie Peptid vor.^[4] Allerdings besteht die Möglichkeit der Entstehung unerwünschter und schwer entfernbarer Nebenprodukte.^[4] Eine N-Substitution der NCA (beispielsweise durch einen o-Nitrophenylsulfenylrest) kann den anschließenden Reinigungsvorgang vereinfachen, verschlechtert jedoch im Umkehrschluss die Atomökonomie der Reaktion.^[4]

Die Synthese von NCAs kann mittels der Leuchs-Reaktion^[6] oder über die Umsetzung von N-(Benzyloxycarbonyl)-aminosäuren mit Oxalylchlorid erfolgen.^[7] Wobei im letzteren Fall wiederum im Sinne der Atomökonomie von einem weniger effizienten Verfahren gesprochen werden müsste.

Synthetisierte Peptide

Folgende Peptide wurden bis 1949 mit dieser Methode synthetisiert:^[3]

• DL-Ala-Gly
• L-Tyr-Gly
• DL-Tyr-Tyr
• DL-Ala-DL-Ala-Gly
• DL-di-Ala-L-cystinyl-di-Gly
• DL-Ala-L-Tyr-Gly
• DL-Ala-L-Tyr-Gly-Gly
• DL-Ala-DL-Ala-L-Tyr-Gly-Gly
• L-Tyr-L-Tyr-L-Tyr
• L-Cystinyl-di-Gly

Einzelnachweise

1. ↑ J. L. Bailey: A new peptide synthesis. In: Nature. Band 164, Nummer 4177, November 1949, S. 889, PMID 15407090.
2. ↑ ^{a b c d e f} Daniel Zerong Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents. Band 1. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken New Jersey 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 156–159 (englisch). 
3. ↑ ^{a b} J. Leggett Bailey: A new Peptide Synthesis. In: Nature. Band 164, Nr. 4177, 1949, S. 889, doi:10.1038/164889a0.
4. ↑ ^{a b c d} Ryoichi Katakai: Peptide Synthesis Using o-Nitrophenylsulfenyl N-Carboxy α-Amino Acid Anhydrides. In: The Journal of Organic Chemistry., Band 40, Nr. 19, 1975, S. 2697–2702, doi:10.1021/jo00907a001.
5. ↑ Hans-Dieter Jakubke: Peptide. Chemie und Biologie. Spektrum Akademischer Verlag GmbH, Heidelberg Berlin Oxford 1996, ISBN 3-8274-0000-7, S. 178. 
6. ↑ Hans Rytger Kricheldorf: α-Aminoacid-N-Carboxy-Anhydrides and Related Heterocycles. Syntheses, Properties, Peptide Synthesis, Polymerization. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 1987, S. 1–4, doi:10.1007/978-3-642-71586-0, ISBN 978-3-642-71588-4 (Druck), ISBN 978-3-642-71586-0 (Online).
7. ↑ D. Konopinska, I.Z. Siemion: Synthesis of N-Carboxy-α-amino Acid Anhydrides. In: Angewandte Chemie International Edition. Band 6, Nr. 3, 1967, S. 248, doi:10.1002/anie.196702481.

Literatur

• P. Katsoyannis: The Chemistry of Polypeptides. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-1-4613-4571-8, S. 129.

Weblinks

Commons: Bailey peptide synthesis – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien