三氟乙酸的作用与用途
用作医药、农药中间体、生化试剂、有机合成试剂。三氟乙酸用于合成含氟化合物、杀虫剂和染料。是酯化反应和缩合反应的催化剂;羟基和氨基的保护剂,用于糖和多肽的合成。还用作选矿剂。用于有机合成。
三氟乙酸是一种重要的脂肪含氟中间体,由于含有三氟甲基的特殊结构,因此使其性质不同于其他醇类,可以参与多种有机合成反应,尤其用于合成含氟的医药、农药和染料等领域,国内外需求量越来越大,已成为含氟精细化学品的重要的中间体之一。
主要用于新型农药、医药和染料等的生产,在材料、溶剂等领域也有较大的应用开发潜力。三氟乙酸主要用于合成多种含三氟甲基和杂环的除草剂,可以合成多种带有吡啶基、喹啉基的新型除草剂;作为极强的质子酸,它广泛用于芳香族化合物烷基化、酰基化、烯烃聚合等反应的催化剂;作为溶剂,三氟乙酸是氟化、硝化及卤代反应的优良溶剂,特别是其衍生物三氟乙酰基对羟基和氨基的优良保护作用,在氨基酸和多肽化合物合成方面有着非常重要的应用,用于多肽合成中除去氨基酸的叔丁氧羰基(t-boc)保护基;三氟乙酸作为制备离子膜的原料和改性剂,可大幅提高烧碱工业电流效率,延长膜的使用寿命;三氟乙酸还可合成三氟乙醇、三氟乙醛和三氟乙酐。室温下三氟乙酸汞使氟苯起汞化反应(亲电取代),也可将腙转化为重氮化合物。此酸的铅盐可将芳烃转化为酚。
可部分溶解二硫化碳和六碳以上烷烃,是蛋白质和聚酯的优良溶剂。它也是有机反应的优良溶剂,可获得在一般溶剂中难以获得的结果,例如喹啉在一般溶剂中催化氢化时,吡啶环优先氢化,但在三氟乙酸中苯环优先氢化。三氟乙酸在苯胺存在下分解成氟仿和二氧化碳。
在HPLC中的应用:
在反相色谱分离多肽和蛋白质的实验中,使用三氟乙酸 (TFA) 作为离子对试剂是常见的手段。流动相中的三氟乙酸通过与疏水键合相和残留的极性表面以多种模式相互作用,来改善峰形、克服峰展宽和拖尾问题。三氟乙酸与多肽上的正电荷及极性基团相结合以减少极性保留,并把多肽带回到疏水的反相表面。以同样的方式,三氟乙酸屏蔽了固定相上残留的极性表面。三氟乙酸的行为可以理解为它滞留在反相固定相的表面,同时与多肽及柱床作用。
三氟乙酸优于其他离子修饰剂的原因是它容易挥发,可以方便地从制备样品中除去。另一方面,三氟乙酸的紫外最大吸收峰低于200nm ,对多肽在低波长处的检测干扰很小。
改变三氟乙酸的浓度,可以细微地调整多肽在反相色谱上的选择性。这一影响对于优化分离条件、增大复杂色谱分析(如多肽的指纹图谱)的信息量是非常有益的。
三氟乙酸添加在流动相中的浓度一般为 0.1% ,在这个浓度下,大部分的反相色谱柱都可以产生良好的峰形,当三氟乙酸浓度大大低于这个水平时,峰的展宽和拖尾就变得十分明显。
三氟乙酸在分离蛋白等大分子的时候效果很好,在实际使用中,大家对于三氟乙酸的浓度都很难控制好,因为它是挥发性的物质,如果配置时间长了,就会挥发一些,改变了浓度。配制好以后一定要封闭好,防止挥发。
制备有机晶体三氟乙酸加多了会中毒,三氟乙酸是一种有毒化学品,对于人体健康具有危害,通过吸入、口服或经皮服吸收对身体均有影响。对眼睛、粘膜、呼吸道和皮肤有强烈刺激作用。吸入后可能因喉、支气管的痉挛、炎症、水肿,化学性肺炎、肺水肿而死亡。三氟乙酸中毒症状有烧灼感、咳嗽、喘息、气短、喉炎、头痛、恶心和呕吐,也可致皮肤灼伤。
三氟乙酸的截止波长:小于200nm。
一般三乙胺是用来做改性剂的,大概和反相中用乙腈、水体系测多肽时加入三氟乙酸的作用是一样的,三乙胺的截止uv波长小于200nm。氨基酰化一般都要加有机碱,可以先中和,再进行氨基酰化,一般是不会影响氨基酰化的。
三氟乙酸
(TFA)是一种强羧酸。pKa=-0.23。只有轻微的毒性,TFA经历微生物降解产生温室气体CHF3。受吸电子性的三氟甲基的影响而有强酸性,酸性比乙酸强十万倍。三氟乙酸在苯胺存在下分解成氟仿和二氧化碳。
能被硼氢化钠或氢化铝锂还原为三氟乙醛和三氟乙醇。在205℃以上稳定,酯类和酰胺类衍生物容易水解,因此能以酸或酸酐的形式,制取糖类、氨基酸和肽类衍生物。
以上内容参考:百度百科-三氟乙酸
氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用,而氟是最活泼的非金属元素之一.皮肤与氢氟酸接触后,氟离子不断解离而渗透到深层组织,溶解细胞膜,造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死.氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制.估计人摄入 1.5g 氢氟酸可致立即死亡.吸入高浓度的氢氟酸酸雾,引起支气管炎和出血性肺水肿.氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒.
三氟乙酸酸(TFA)强羧酸,能够刺激人体组织和皮肤,只有轻微的毒性,但是在不流动的地表水中富集则会影响农业和水生系统.
多肽合成
多肽合成又叫肽链合成,是一个固相合成顺序一般从C端(羧基端)向N端(氨基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。合肥合生生物多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。
多肽合成的原理
多肽合成就是如何把各种氨基酸单位按照天然物的氨基酸排列顺序和连接方式连接起来。由于氨基酸在中性条件下是以分子内的两性离子形式(H3+NCH(R)COO-)存在,因此,氨基酸之间直接缩合形成酰胺键的反应在一般条件下是难于进行的。
氨基酸酯的反应活性较高。在100℃下加热或者室温下长时间放置都能聚合生成肽酯,但反应并没有定向性,两种氨基酸a1和a2的酯在聚合时将生成a1a2…、a1a1…、a2a1…等各种任意顺序的混合物。
为了得到具有特定顺序的合成多肽,采用任意聚合的方法是行不通的,合肥合生生物而只能采用逐步缩合的定向多肽合成方法。一般是如下式所示,即先将不需要反应的氨基或羧基用适当的基团暂时保护起来,然后再进行连接反应,以保证多肽合成的定向进行。
式中的X和Q分别为氨基和羧基的保护基,它不仅可以防止乱接副反应的发生,还具有能消除氨基酸的两性离子形式,并使之易溶于有机溶剂的作用。
Q在有的情况下也可以不是共价连接的基团,而是由有机强碱(如三乙胺)同氨基酸的羧基氢离子组成的有机阳离子。Y为一强的吸电子基团,它能使羧基活化,而有利于另一氨基酸的自由氨基,对其活化羧基的羧基碳原子进行亲核进攻生成酰胺键。
由此所得的连接产物是N端和C端都带有保护基的保护肽,要脱去保护基后才能得到自由的肽。如果肽链不是到此为止,而是还需要从N端或C端延长肽链的话,则可以先选择性地脱去X或Q,然后再同新的N保护氨基酸(或肽)或C保护的氨基酸(或肽)进行第二次连接,并依次不断重复下去,直到所需要的肽链长度为止。
对于长肽的多肽合成来说,一般有逐步增长和片段缩合两种伸长肽链的方式,前者是由起始的氨基酸(或肽)开始。每连接一次,接长一个氨基酸,后者则是用N保护肽同C保护肽缩合来得到两者长度相加的新的长肽链。
对于多肽合成中含有谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、半胱氨酸等等带侧链功能团的氨基酸的肽来说,为了避免由于侧链功能团所带来的副反应,一般也需要用适当的保护基将侧链基团暂时保护起来。
多肽合成方法分类
多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。
化学合成主要是以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进行。在合成含有特定顺序的多肽时,由于多肽合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体,多肽合成时应将不需要反应的基团暂时保护起来,方可进行成肽反应,这样保证了多肽合成目标产物的定向性。多肽的化学合成又分为液相合成和固相合成。
多肽液相合成主要分为逐步合成和片段组合两种策略。逐步合成简洁迅速,可用于各种生物活性多肽片段的合成。片段组合法主要包括天然化学连接和施陶丁格连接。近年,多肽液相片段合成法发展迅速,在多肽和蛋白质合成领域已取得了重大突破。在多肽片段合成法中,根据多肽片段的化学特定性或化学选择性,多肽片段能够自发进行连接,得到目标多肽。因为多肽片段含有的氨基酸残基相对较少,所以纯度较高,且易于纯化。
多肽的生物合成方法主要包括发酵法、酶解法,随着生物工程技术的发展,以DNA重组技术为主导的基因工程法也被应用于多肽的合成。
多肽的固相合成
多肽的合成是氨基酸重复添加的过程,通常从C端向N端(氨基端)进行合成。多肽固相合成的原理是将目的肽的第一个氨基酸C端通过共价键与固相载体连接,再以该氨基酸N端为合成起点,经过脱去氨基保护基和过量的已活化的第二个氨基酸进行反应,接长肽链,重复操作,达到理想的合成肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,分离纯化,获得目标多肽。
1、Boc多肽合成法
Boc方法是经典的多肽固相合成法,以Boc作为氨基酸α-氨基的保护基,苄醇类作为侧链保护基,Boc的脱除通常采用三氟乙酸(TFA)进行。多肽合成时将已用Boc保护好的N-α-氨基酸共价交联到树脂上,TFA切除Boc保护基,N端用弱碱中和。
肽链的延长通过二环己基碳二亚胺(DCC)活化、偶联进行,最终采用强酸氢氟酸(HF)法或三氟甲磺酸(TFMSA)将合成的目标多肽从树脂上解离。在Boc多肽合成法中,为了便于下一步的多肽合成,反复用酸进行脱保护,一些副反应被带入实验中,例如多肽容易从树脂上切除下来,氨基酸侧链在酸性条件不稳定等。
2、Fmoc多肽合成法
Carpino和Han以Boc多肽合成法为基础发展起来一种多肽固相合成的新方法——Fmoc多肽合成法。
Fmoc多肽合成法以Fmoc作为氨基酸α-氨基的保护基。其优势为在酸性条件下是稳定的,不受TFA等试剂的影响,应用温和的碱处理可脱保护,所以侧链可用易于酸脱除的Boc保护基进行保护。
肽段的最后切除可采用TFA/二氯甲烷(DCM)从树脂上定量完成,避免了采用强酸。同时,与Boc法相比,Fmoc法反应条件温和,副反应少,产率高,并且Fmoc基团本身具有特征性紫外吸收,易于监测控制反应的进行。Fmoc法在多肽固相合成领域应用越来越广泛。
多肽液相分段合成
随着多肽合成的发展,多肽液相分段合成(即多肽片段在溶液中依据其化学专一性或化学选择性,自发连接成长肽的合成方法)在多肽合成领域中的作用越来越突出。其特点在于可以用于长肽的合成,并且纯度高,易于纯化。
多肽液相分段合成主要分为天然化学连接和施陶丁格连接。天然化学连接是多肽分段合成的基础方法,局限在于所合成的多肽必须含半光氨酸(Cys)残基,因而限定了天然化学连接方法的应用范围。天然化学连接方法的延伸包括化学区域选择连接、可除去辅助基连接、光敏感辅助基连接。
施陶丁格连接方法是另一种基础的片段连接方法,其为多肽片段连接途径开拓了更广阔的思路。正交化学连接方法是施陶丁格连接方法的延伸,通过简化膦硫酯辅助基来提高片段间的缩合率。
其他多肽合成方法
1、氨基酸的羧内酸酐法(NCA)
氨基酸的羧内酸酐的氨基保护基也可活化羧基。
NCA的原理:在碱性条件下,氨基酸阴离子与NCA形成一个更稳定的氨基甲酸酯类离子,在酸化时该离子失去二氧化碳,生成二肽。生成的二肽又与其他的NCA结合,反复进行。
NCA适用于短链肽片段的多肽合成,其周期短、操作简单、成本低、得到产物分子量高,在目前多肽合成中所占比例较大,技术也较为通用。
2、组合化学法
20世纪80年代,以固相多肽合成为基础提出了组合化学法,即氨基酸的构建单元通过组合的方式进行连接,合成出含有大量化合物的化学库,并从中筛选出具有某种理化性质或药理活性化合物的一套多肽合成策略和筛选方案。
组合化学法的多肽合成策略主要包括:混合-均分法、迭代法、光控定位组合库法、茶叶袋法等。组合化学法的最大优点在于可同时合成多种化合物,并且能最大限度地筛选各种新化合物及其异构体。
3、酶解法
酶解法是用生物酶降解植物蛋白质和动物蛋白质,获得小分子多肽。酶解法因其多肽产量低、投资大、周期长、污染严重,未能实现工业化生产。酶解法获得的多肽能够保留蛋白质原有的营养价值,并且可以获得比原蛋白质更多的功能,更加绿色,更加健康。
4、基因工程法
基因工程法主要以DNA重组技术为基础,通过合适的DNA模板来控制多肽的序列合成。有研究者通过基因工程法获得了准弹性蛋白-聚缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-缬氨酸-甘氨酸肽(VPGVG)。
利用基因工程技术生产的活性多肽还有肽类抗生素、干扰素类、白介素类、生长因子类、肿瘤坏死因子、人生长激素,血液中凝血因子、促红细胞生成素,组织非蛋白纤溶酶原等。
基因工程法合成多肽具有表达定向性强,安全卫生,原料来源广泛和成本低等优点,但因存在高效表达,不易分离,产率低的问题,难以实现规模化生产。
5、发酵法
发酵法是从微生物代谢产物中获得多肽的方法。虽然发酵法的成本低,但其应用范围较窄,因为现在微生物能够独立合成的聚氨基酸只有ε-聚赖氨酸(ε-PL)、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和蓝细菌肽。
合肥合生生物主要提供:多肽合成、定制多肽、同位素标记肽、人工胰岛素、磷酸肽、生物素标记肽、荧光标记肽(Cy3、Cy5、Fitc、AMC等)、目录肽、偶联蛋白(KLH、BSA、OVA等)、化妆品肽、多肽文库构建、抗体服务、糖肽、订书肽、药物肽、RGD环肽等。请移步百度搜“合肥合生生物”即可
PEG用于细胞融合中的优点为:
①通用性强,可用于动、植物和微生物各种细胞。
②比仙台病毒等易制备和控制。
③活性稳定,使用方便。
缺点是:
①有效浓度范围较窄(50%~55%),但此时对细胞较毒。
②不能在显微镜下观察到细胞的融合过程。
③诱导产生杂交细胞的频率较低(约1×10-5)。除用作促融剂外,还可用于促进酵母菌摄取外源的转化DNA,并可用作临床化学中的沉淀剂以及血清等水溶液或悬浮液的渗透浓缩剂等。
另,我也曾把四肽处理成醋酸盐的形式,但也跟TFA一样,影响下步反应,希望能脱除这种有机盐的形式,形成盐酸盐或其他无机盐都行,还有怎么操作~~望高手指点!!小女子不胜感激!!
PS:肽分子量540,溶于水、甲醇、DMF等。