綜合實(shí)驗(yàn)之以α-胰凝乳蛋白酶為催化劑在有機(jī)溶劑中合成N-保護(hù)的亮-腦啡肽三肽片段

1、Company nameCompany slogan hereComprehensive design experiment , Nov 10,2016綜合實(shí)驗(yàn)之綜合實(shí)驗(yàn)之以-胰凝乳蛋白酶為催化劑在有機(jī)溶劑中合成N-保護(hù)的亮-腦啡肽三肽片段Company nameCompany slogan here1.原理原理2.實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)藥品3.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(1) HClGly-Gly-OEt 的合成的合成(2) HClTyr-OEt 的合成的合成(3) Z-Tyr-OEt的合成的合成(4)以以-胰凝乳蛋白酶合成胰凝乳蛋白酶合成 Z-Tyr-Gly-Gly-OEt 4.問(wèn)題總結(jié)問(wèn)題總結(jié)(實(shí)驗(yàn)討論實(shí)驗(yàn)

2、討論)5.產(chǎn)率計(jì)算產(chǎn)率計(jì)算2catalogueCATALOGUECompany nameCompany slogan here Gly-Gly 在氯化亞砜作用下酯化，得到甘氨酰甘氨酸乙酯鹽酸鹽（HClGly-Gly-OEt）3 experimental principle PRINCIPLESCompany nameCompany slogan here酪氨酸在氯化亞砜作用下酯化，得到酪氨酸乙酯鹽酸鹽（HClTyr-OEt）；而后酪氨酸乙酯與芐氧羰酰氯（Z-Cl）在堿性條件下反應(yīng)，得到芐氧羰酰酪氨酸乙酯（Z-Tyr-OEt）4 experimental principle PRINCIPLES

3、Company nameCompany slogan here Z-Tyr-OEt 與 Gly-Gly-OEt 在二氯甲烷中以-胰凝乳蛋白酶催化得到亮-腦啡肽的前三肽，即N-保護(hù)的芐氧羰酰酪氨酰甘氨酰甘氨酸乙酯（Z-Tyr-Gly-Gly-OEt）。5 experimental principle PRINCIPLESCompany nameCompany slogan here6Experimental chemicals CHEMICALSCompany nameCompany slogan here7Experimental chemicals CHEMICALSCompany name

4、Company slogan here取 8 mL 無(wú)水乙醇，用冰鹽浴冷至 -10 ，緩慢滴入 2 mL 氯化亞砜，加完后繼續(xù)攪拌20 min。加入 Gly-Gly 1.0 g，室溫?cái)嚢?3天。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓除去溶劑得到大量固體 experimental procedureHClGly-Gly-OEt 的合成8Company nameCompany slogan here9取 8 mL 無(wú)水乙醇，用冰鹽浴冷至 -10 ，緩慢滴入 2 mL 氯化亞砜，加完后繼續(xù)攪拌 20 min。加入 Tyr 1.0 g，室溫?cái)嚢?3天 experimental procedure 氯化亞砜在受熱和有水的條件

5、下易分解。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。塞子差點(diǎn)被氣體沖開(kāi)。生成透明液體。生成淡黃色透明液體，非均相體系HClTyr-OEt 的合成 要不時(shí)放氣以免塞子被氣體沖出造成危險(xiǎn)(Q 關(guān)于氯化亞砜的討論)Company nameCompany slogan here10experimental procedureHClTyr-OEt 的合成程序現(xiàn)象用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓除去溶劑得到大量固體，用乙醇乙醚重結(jié)晶后得產(chǎn)物貼士乙醇加5毫升以內(nèi),然后加熱溶解,否則之后需要加大量乙醚才能夠?qū)a(chǎn)物析出 (Q 關(guān)于重結(jié)晶的討 論Q 關(guān)于旋蒸的討論 )結(jié)晶時(shí)加了10毫升乙醇（加多了），然后加了50毫升乙醚才重新析出。析出

6、大量白色沉淀。風(fēng)干一周后稱量得到1克白色粉裝固體經(jīng)驗(yàn)Company nameCompany slogan here experimental procedureZ-Tyr-OEt的合成程序現(xiàn)象將 HClTyrOEt0.81 g懸浮于16 mL EtOAc中，加了16.3mlEtOAc，得到油狀液體。加入KHCO3 2.0 g的 13 mL 水溶液，冰浴下快速攪拌15 min 內(nèi)滴加 Z-Cl 的苯甲醇溶液0.7 mL (5.7 mmol/mL)。加完后攪拌20 min，撤去冰浴，室溫再攪拌 2-3 h。經(jīng)驗(yàn)(Q 碳酸氫鉀的作用)無(wú)明顯變化11Company nameCompany slogan

7、 here experimental procedureZ-Tyr-OEt的合成程序現(xiàn)象反應(yīng)結(jié)束后用 4 mol/L 的鹽酸酸化，使水相 pH為1，分出有機(jī)相，用水、飽和的食鹽水洗滌，硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑后，余淡黃色油狀物，置于冰箱中，緩慢結(jié)晶，過(guò)濾得第一批晶體，母液中加入石油醚 再結(jié)晶得第二批晶體經(jīng)驗(yàn)如果pH未到1，可用水多洗幾次如果晶體很難析出，可以加一點(diǎn)小晶種影響結(jié)晶下層為水層，上層為淺黃色旋蒸后的黃色油狀液體，很難析出第一次就加入了石油醚，冷卻才析出晶體。0.51克白色晶體。12Company nameCompany slogan here experimental procedu

8、re以-胰凝乳蛋白酶合成 Z-Tyr-Gly-Gly-OEt 程序現(xiàn)象取 Z-Tyr-OEt270 mg (0.8 mmol)與HClGly-Gly-OEt160mg (0.8 mmol) 懸浮于 4 mL二氯甲烷中，加入三乙胺224uL (2.0 mmol) 并在震蕩混合器上震蕩使底物完全溶解，此時(shí)體系的表觀pH值約為10，反應(yīng)液為一透明溶液note一定要先適當(dāng)潤(rùn)濕試紙?jiān)贉y(cè)pH（Q為什么需用水潤(rùn)濕試紙呢？什么情況下試紙需要潤(rùn)濕后再測(cè)pH？Q為什么需要調(diào)節(jié)pH為10） 調(diào)節(jié)pH時(shí)，開(kāi)始未潤(rùn)濕試紙故顏色一直不準(zhǔn)確，當(dāng)潤(rùn)濕過(guò)后，試紙顏色紫藍(lán)色，已超過(guò)10.經(jīng)驗(yàn)13Company nameCompa

9、ny slogan here experimental procedure以-胰凝乳蛋白酶合成 Z-Tyr-Gly-Gly-OEt 程序現(xiàn)象加入-胰凝乳蛋白酶8 mg和32uL水 (0.4% V/V)室溫下攪拌反應(yīng) 1-2 天后，反應(yīng)液中有白色沉淀產(chǎn)生。note 酶不能加過(guò)多.(Q水的作用?)得白色渾濁液體.經(jīng)驗(yàn)14Company nameCompany slogan here experimental procedure以-胰凝乳蛋白酶合成 Z-Tyr-Gly-Gly-OEt 程序現(xiàn)象反應(yīng) 3 天后，將反應(yīng)液過(guò)濾， 濾餅依次用二氯甲烷,1 mol/L 鹽酸、去離子水洗滌。用丙酮重結(jié)晶。貼士得

10、白色渾濁液體，抽濾時(shí)產(chǎn)物大量消耗，最后只得0.13克產(chǎn)物。因?yàn)楫a(chǎn)物溶解于于二氯甲烷,故洗滌時(shí)一定要小心.第二步用丙酮結(jié)晶時(shí)一定要耐心保證產(chǎn)物全部溶解與丙酮中再開(kāi)始抽濾,并且由于前一步用了加熱方法使產(chǎn)物溶解,抽濾時(shí)盡量迅速.我就是由于溶解時(shí)沒(méi)完全,抽濾時(shí)用錯(cuò)了燒瓶于是抽濾了兩遍,導(dǎo)致大量產(chǎn)物堆積于漏斗管,使產(chǎn)率偏低15Company nameCompany slogan hereQuestions 問(wèn)題總結(jié)Q1關(guān)于氯化亞砜的討論Q2關(guān)于重結(jié)晶的討論Q3andQ4常用分離除雜方法Q5關(guān)于旋蒸的討論 Q6碳酸氫鉀的作用Q7為什么酶的量不能加過(guò)量?Q8加入32ul水的作用?Q9為什么需用水潤(rùn)濕試紙呢？

11、什么情況下試紙需要潤(rùn)濕后再測(cè)pH？Q10為什么需要調(diào)節(jié)pH為10？16Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)17Q1氯化亞砜的作用氯化亞砜的作用遇水遇熱易分解：SOCl2+2H2O=H20+SO2+2HCl在HClGly-GLy-OEt、HClTyr-OEt合成中的作用：作為氯化劑；使成酯反應(yīng)更易進(jìn)行，與一般酯化不同的是，在氯化亞砜的作用下，酯基中的兩個(gè)氧原子都來(lái)自于羧基。Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)18Q2關(guān)于重結(jié)晶的討論關(guān)于重結(jié)晶的討論原理：利用混合物中各組分在某種溶劑中溶

12、解度不同或在同一溶劑中不同溫度時(shí)的溶解度不同而使它們相互分離。步驟：（1）選擇適宜溶劑，制成熱的飽和溶液。（2）熱過(guò)濾，除去不溶性雜質(zhì)（包括脫色）。（3）冷卻結(jié)晶、抽濾，除去母液。（4）洗滌干燥，除去附著母液和溶劑。Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)19經(jīng)常采用以下試驗(yàn)的方法選擇合適的溶劑：經(jīng)常采用以下試驗(yàn)的方法選擇合適的溶劑：取0.1g目標(biāo)物質(zhì)于一小試管中，滴加約1mL溶劑，加熱至沸。若完全溶解，且冷卻后能析出大量晶體，這種溶劑一般認(rèn)為可以使用。如樣品在冷時(shí)或熱時(shí)，都能溶于1mL溶劑中，則這種溶劑不可以使用。若樣品不溶于1mL沸騰溶劑

13、中，再分批加入溶劑，每次加入0.5mL，并加熱至沸?？偣灿?mL熱溶劑，而樣品仍未溶解，這種溶劑也不可以使用。若樣品溶于3mL以內(nèi)的熱溶劑中，冷卻后仍無(wú)結(jié)晶析出，這種溶劑也不可以使用。Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)20混合溶劑：先用良溶劑在較高一些的溫度溶解，必要的話可熱過(guò)濾除去不溶雜質(zhì)，溶液慢慢加入不良溶劑，至剛剛開(kāi)始出現(xiàn)少量渾濁且不消失，此時(shí)再加少量良溶劑使沉淀剛剛好完全溶解，停止加熱和攪拌，讓溶液慢慢冷卻到室溫結(jié)晶，必要的話可以放入冰箱，過(guò)濾出晶體，并用少量預(yù)冷的混合溶劑洗滌晶體，干燥稱重。Company nameCompan

14、y slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)21Q3常用分離提純方法常用分離提純方法1.結(jié)晶和重結(jié)晶：利用物質(zhì)在溶液中溶解度隨溫度變化較大，如NaCl，KNO3。 2.蒸餾冷卻法：在沸點(diǎn)上差值大。乙醇中(水)：加入新制的CaO吸收大部分水再蒸餾。 3.過(guò)濾法 4.升華法：其中一種固體容易發(fā)生升華現(xiàn)象而另一種不,如固體碘和另一種固體混合物5.萃取法：利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同6.溶解法：Fe粉(Al粉)：溶解在過(guò)量的NaOH溶液里過(guò)濾分離。 7.增加法：把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成所需要的物質(zhì)：CO2(CO)：通過(guò)熱的CuO；CO2(SO2)：通過(guò)NaHCO3溶

15、液。 8.吸收法：除去混合氣體中的氣體雜質(zhì)，氣體雜質(zhì)必須被藥品吸收：N2(O2)：將混合氣體通過(guò)銅網(wǎng)吸收O2。 9.轉(zhuǎn)化法：兩種物質(zhì)難以直接分離，加藥品變得容易分離，然后再還原回去：Al(OH)3，F(xiàn)e(OH)3：先加NaOH溶液把Al(OH)3溶解，過(guò)濾，除去Fe(OH)3，再加酸讓NaAlO2轉(zhuǎn)化成A1(OH)3。Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)22Q4常用除雜方法常用除雜方法1.雜質(zhì)轉(zhuǎn)化法2.吸收洗滌法3.沉淀過(guò)濾法。 4.加熱升華法5.溶劑萃取法6.溶液結(jié)晶法7.分餾蒸餾法8.分液法:欲將密度不同且又互不相溶的液體混合物分離，

16、可采用此法，如將苯和水分離。 9.滲析法滲析法:一種以濃度差為推動(dòng)力的膜分離操作欲除去膠體中的離子，可采用此法。如除去氫氧化鐵膠體中的氯離子。 10.綜合法Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)23Q5旋蒸原理旋蒸原理旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀主要用于在減壓條件下連續(xù)蒸餾大量易揮發(fā)性溶劑。尤其對(duì)萃取液的濃縮和色譜分離時(shí)的接收液的蒸餾，可以分離和純化反應(yīng)產(chǎn)物。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的基本原理就是減壓蒸餾，也就是在減壓情況下，當(dāng)溶劑蒸餾時(shí)，蒸餾燒瓶在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)24Q6碳酸氫鉀的作用

17、碳酸氫鉀的作用使用KHCO3調(diào)節(jié)pH至堿性，使氨基游離，而有利于親核反應(yīng)的進(jìn)行。使芐氧羰酰氯與Tyr-OEt反應(yīng)，生成Z-Tyr-OEt從而保護(hù)氨基；為什么不能用為什么不能用KOH調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH?因?yàn)橹迫-TyrOEt的反應(yīng)為親核取代反應(yīng),反應(yīng)中生成2分子的HCl，實(shí)驗(yàn)中采用KHCO3，形成堿性環(huán)境，吸收HCl，使整個(gè)反應(yīng)向右移動(dòng)，增大產(chǎn)率；此反應(yīng)在堿性環(huán)境中進(jìn)行，也是為使-NH2能穩(wěn)定存在，但不能采用Na2CO3或KOH，因?yàn)槠鋲A性太強(qiáng)，酯類易水解。Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)25Q8加入加入32ul水的作用水的作用?微量的水對(duì)

18、酶在有機(jī)介質(zhì)中的活性影響很大。酶在完全干燥的溶劑體系里基本上是不顯催化能力的,但如果水加過(guò)量會(huì)導(dǎo)致酶活性的降低。Q7為什么酶的量不能加過(guò)量為什么酶的量不能加過(guò)量?開(kāi)始增加酶的量，反應(yīng)速率會(huì)加快，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定濃度過(guò)后，速率就決定于底物的濃度而不是酶的濃度了。再增加酶的量，還有可能會(huì)抑制反應(yīng)進(jìn)行。Company nameCompany slogan herediscussions問(wèn)題總結(jié)26Q9為什么需用水潤(rùn)濕試紙呢？什么情況下試紙需要潤(rùn)濕后再測(cè)為什么需用水潤(rùn)濕試紙呢？什么情況下試紙需要潤(rùn)濕后再測(cè)pH？pH試紙測(cè)試的是溶液中的氫離子濃度，加水是為了促進(jìn)有機(jī)溶液電離，更方便測(cè)pH。除了這種情況，測(cè)量酸堿氣體時(shí)也需要潤(rùn)濕試紙，也是為了讓氫離子電離出來(lái)。Company nameCompany sloga