Методы параллельного синтеза Процедура t-bags (чайные пакетики Хоугтена)
Эта процедура разработана Хоугтеном в 1986 г. Она использовалась в комбинаторном синтезе для получения 150 пептидов за один раз. Полимерная подложка (обычно 100 мг) помещается в полипропиленовую сетчатую упаковку размером 3 на 4 см, похожую на одноразовый чайный пакет. Каждый пакет имеет метку. Эти пакеты затем помещаются в полиэтиленовую контейнер, который выступает как реакционный сосуд.
В случае пептидного синтеза в различные полиэтиленовые контейнеры добавляются различные аминокислоты. В этом случае все пакеты в одном контейнере приобретают связанные со смолой аминокислоты. После этого все пакеты из каждого контейнера собираются в один сосуд для снятия защиты и промывания. Это позволяет провести снятие защиты за одни раз, избегая необходимости снимать защиты отдельно для каждой аминокислоты. После этого пакеты перераспределяются между контейнерами и происходит добавление следующей аминокислоты, затем снятие защиты и промывание, перераспределение для добавления следующей аминокислоты и так далее. Объединенные процедуры снятия зашиты и промывания проходят достаточно быстро. Достоинством этого метода является то, что он дешев и может быть осуществлен без дополнительного оборудования. Основная проблема заключается в том, что он осуществляется вручную и это ограничивает качество и скорость, с которой могут быть получены новые структуры. Поэтому в фармацевтической промышленности сейчас используется автоматизация параллельного синтеза.
Автоматический параллельный синтез
Автоматические синтезаторы могут справляться с параллельным синтезом 42, 96 или 144 структур, в зависимости от числа используемых реакционных ячеек. Твердая подложка используется в форме трубки или иголки (4 мм диаметр и 40 мм длины) которая помещается в каждую реакционную пробирку или ячейку.
Методы комбинаторного синтеза Основные принципы
Комбинаторный синтез часто используется для получения смесей продуктов. Для этого используется широкий набор исходных материалов и реагентов. Это не значит, что все возможные исходные материалы сразу помещены один реакционный сосуд. Планирование комбинаторного синтеза означает стремление к минимизации труда и максимизации числа получаемых структур.
Для примера, предположим, что мы хотим синтезировать все возможные дипептиды из пяти различных аминокислот. Используя традиционную химию их можно получать по одному. Таким образом, 25 возможных дипептидов будут получены в 25 отдельных экспериментах.
Однако используя комбинаторную химию все они могут быть получены с гораздо меньшим трудом. Если все пять различных аминокислот отдельно связать с гранулами смолы, то эти гранулы затем могут быть смешаны вместе. Таким образом, можно получить все возможные дипептиды путем взаимодействия со второй аминокислотой за пять экспериментов. Например, в одном эксперименте пять различных аминокислот будут реагировать с глицином, давая пять из 25 возможных дипептидов:
Эта смесь затем может быть протестирована на биологическую активность. Если результаты положительные, то усилия будут направлены на идентификацию того дипептида, который проявляет активность. Если активности нет, то эта смесь будет отставлена и отправлена на хранение. Полученные смеси не выбрасываются. Хотя они и не содержат соединения-лидера, но они могут содержать лидер для другой области медицинской химии. Все эти смеси как активных, так и не активных соединений, образующихся при комбинаторном синтезе, сохраняются и носят название “комбинаторных библиотек”. Последовательная обработка связанных аминокислот другими кислотами из приведенного набора даст 5 смесей состоящих из 25 пептидов.
Мы привели пример получения 25 соединений за пять синтезов. Однако, используя комбинаторный синтез имеется возможность получения тысяч или даже миллионов соединений.