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在多肽合成中，保护试剂的使用可以有效避免副反应的发生，不断是多肽合成中不可或缺的一环。然而，这一套有效的保护-缩合-脱保护的循环合成策略，却显著增加了多肽合成步骤、试剂消耗和繁琐的操作。因此，开发一种无需保护，可直接实现氨基酸交叉缩合反应是最好的解决办法。

近期，Yamamoto, H.团队提出了一种基于硅试剂的高效、绿色合成路径：利用硅试剂对氨基酸进行改造，使其成为亲电体和亲核体，在不使用传统保护基的前提下直接缩合，高效构建肽键。该方法不仅简化了合成步骤，还展现出优异的实用性。

该研究的核心在于两类硅烷试剂的协同作用，实现未保护氨基酸之间的高选择性酰胺键形成。具体而言，一分子氨基酸与双（1-咪唑基）二甲基硅烷在二氯甲烷中反应得到一个亲电的含硅五元环状中间体，可以作为酰基供体与其他亲核试剂发生后续反应生成相应的产物（见图1）；另一分子氨基酸在N-三甲硅基咪唑（TMS-IM）和N,O-双（三甲硅基）三氟乙酰胺（BSTFA）的共同作用下形成氨基酸-TMS酯作为亲核体。

图1

在此体系中，BSTFA主要作为硅烷化试剂，而TMS-IM则扮演双重角色，其一是与氨基酸作用提升其在二氯甲烷中的溶解度，其二是协助硅烷化过程，二者协同效应极大地提升了反应选择性，最终亲电体和亲核体反应取得正常顺序的硅环二肽。

而且，所得的硅环二肽在常规条件下稳定性较好，仅需在室温下用甲醇处理，即可快速得到未保护的二肽，便于后续延伸或纯化（图2）。

图2

1. 广泛的底物适用性和优异的立体选择性

这一合成策略对不同结构的氨基酸均表现出良好的兼容性（图3）。无论是具有大位阻侧链的氨基酸，还是带有不同电子性质的苯丙氨酸衍生物，均能以较高的产率（多数超过80%）取得目标产物，并且很好的保持了氨基酸的立体构型（dr >20:1），即使对于极易发生消旋的苯甘氨酸（Phg），其立体构型仍能保持，体现了该方法在立体选择性方面的优越性。

图3

2. 二肽到多肽的高效延伸

顺利获得此合成策略所取得的硅环二肽中间体性质稳定，易于操作，可轻松转化为无保护的二肽，同时也为肽链的延伸给予了独特的平台。其N端与C端均可在无传统缩合试剂的参与下直接进行偶联实现肽链延伸，有效避免了长肽链合成中常见的噁唑酮形成及其引发的差向异构化问题。

该研究进一步展示了该策略在复杂序列构建中的应用潜力，顺利获得硅环三肽之间的直接缩合，成功构建了六肽和七肽序列（图4），其中七肽骨架广泛存在于司美格鲁肽、替尔泊肽等众多药物分子中。这种“汇聚式”的合成策略，即顺利获得肽段直接连接组装成目标序列，大幅简化了合成流程，为复杂多肽及多肽药物的制备给予了全新的思路。

图4

综上所述，这项研究开发了一种基于硅试剂的无保护氨基酸间的化学选择性肽键形成方法，并实现汇聚式多肽合成。该方法不仅显著减少了合成步骤与试剂消耗，还在温和条件下为目标肽段的制备给予了便捷途径。这一突破性进展，为多肽合成领域给予了崭新的合成途径，有望有助于多肽药物及相关研究的进一步开展。

参考文献：

[1] Peptide Bond Formation Between Unprotected Amino Acids:Convergent Synthesis of Oligopeptides. DOI: http://doi.org/10.1021/jacs.4c08049