一种液相合成多肽的方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种在液相合成多肽的方法及应用。将氨基酸溶解在水或有机溶剂或离子液体中，得到氨基酸溶液；将含有氨基酸的溶液直接装入冷等离子体放电器中，在搅拌条件下，通入等离子体放电气体；利用高压电源在电极两端施加200～5000V的直流或交流电使放电气体放电，形成的等离子体在液体表面促使氨基酸发生缩合反应，每次反应时间为1～10min，反应后补充处理过程挥发的溶剂，重复反应3到15次；反应后的溶液经高效液相色谱分离，可得到多肽产品。本发明专利技术减少多肽合成过程中化学试剂的使用，减少反应时间。利用冷等离子诱发缩合反应，在不添加缩合剂的情况下，一步完成了氨基酸合成多肽的过程，高效环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机合成、医药制备领域，具体涉及一种在液相合成多肽的方法及应用。
技术介绍
肽是若干氨基酸通过肽键连接在一起形成的化合物。由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫二肽，三个或更多氨基酸分子缩合形成的化合物叫多肽。多肽链经过盘曲折叠又能形成具有一定空间结构的蛋白质。生物体内几乎所有的细胞都受多肽的调节作用的影响，比如免疫调节，细胞分化等，多肽拥有很多优良性质，比如活性高、专一性好、穿透力强，并且与蛋白质比较体积小。因此，对于多肽的合成和研究具有重要的意义和应用前景。按照多肽来源的分类，可以分为生物活性多肽和人工合成多肽。目前，主要通过生物合成、化学合成和天然药物提取三个途径获得多肽。生物合成是利用DNA的遗传信息，通过生物基因表达的方式，获得多肽，这一过程也称为翻译。生物合成过程，一次性得到的蛋白质量少，不适合多肽药物的大规模生产。化学合成是通过化学反应的方法获得多肽的方法，主要包括液相和固相两种方法。目前，液相化学合成具有保护基选择多，成本低，易于工业化放大等优势，但合成过程操作繁琐且耗时，产品提纯难度高；固相化学合成方法简便，易自动化，一次性合成多肽的氨基酸数可达30个左右，是目前主要采用的合成方法。天然药物提取是通过溶剂萃取的方式从天然产物中提取活性组分的方法。在现有的人工合成方法中，多肽的人工合成和提纯过程都涉及使用大量的缩合剂、保护剂、切割剂等有机反应物，有些化学试剂对环境危害巨大。随着工业化发展和对环保要求的提高，开发绿色的多肽合成工艺对生态和经济的可持续发展具有十分重要的现实意义。等离子体是一种电离气体，是拥有离子、电子和核心粒子的不带电的离子化物质，是电的最佳导体。在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99%。21世纪人们已经掌握和利用电场和磁场产生来控制等离子体。等离子体分为两种:高温和低温等离子体。高温等离子体是与核反应相关之等离子体。低温等离子体包括热等离子体和冷等离子体。其中冷等离子体是可以在常温甚至更低温度下发生的等离子体，具有电子能量很高，主体温度很低的特点，目前广泛用于材料表面改性，纳米金属合成，催化剂制备等领域，已发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的技术和工艺。一些种类的冷等离子体，除了低温特性，还具有反应条件温和，电子密度高等特点，可以打破常规的热力学、动力学限制，诱导有机物发生反应，生成的生物活性成分不会被破坏。
技术实现思路
本专利技术提供一种在液相中通过氨基酸缩合合成多肽的方法，目的是减少多肽合成过程中化学试剂的使用，减少反应时间。本专利技术提出的制备方法，在不添加缩合剂的情况下，一步完成了氨基酸合成多肽的过程，操作简单，反应时间较短，高效环保。本专利技术的技术方案如下:一种在液相合成多肽的方法，包括步骤如下:(I)将氨基酸溶解在水或有机溶剂或离子液体中，得到氨基酸溶液；(2)将含有氨基酸的溶液直接装入冷等离子体放电器中，在搅拌条件下，通入等离子体放电气体；(3)利用高压电源在电极两端施加200?5000V的直流或交流电使放电气体放电，形成的等离子体在液体表面促使氨基酸发生缩合反应，每次反应时间为I?lOmin，反应后补充处理过程挥发的溶剂，重复反应3到15次；(4)反应后的溶液经高效液相色谱分离，可得到多肽产品。步骤(I)中氨基酸溶液浓度为0.0005mol/L?0.lmol/L。步骤(I)氨基酸溶液中添加催化剂;催化剂为金属离子型催化剂或金属氧化物型催化剂。金属离子型催化剂包括铁、铜或镍离子;金属氧化物型催化剂包括氧化铁、氧化硅、氧化钛、氧化铜或氧化锰金属氧化物。步骤(2)中等离子体放电器反应腔增加搅拌器。所述的等离子体放电气体为惰性气体或空气或氧气或氢气，或者上述非氢气体的混合物。步骤(3)中所述的气体放电的形式为辉光放电或介质阻挡放电或射频放电；所述的冷等离子体温度为20?150°C。所述的氨基酸种类为丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、天冬氨酸或谷氨酸。本专利技术的一种在水溶液中通过氨基酸缩合合成多肽的方法，氨基酸溶解在水溶液或有机溶剂或离子液体中，在冷等离子体的作用下，在水溶液中发生缩合反应，形成多肽。反应过程可选择在水溶液中添加或不添加催化剂。本专利技术改进反应腔结构，并增加搅拌功能，如附图1所示是其中一种等离子体发生装置。该装置包括高压电极、反应器、气氛控制系统、真空系统、搅拌系统等部分组成。所述的等离子体放电器包括样品仓，阳极，阴极，气体入口，气体出口，介质阻挡层，高压电源和真空栗;处理时，反应原料液体装入反应容器中，控制气氛，调节真空度和电极电压，激发产生等离子体，诱导反应发生。等离子体处理的对象的范围进一步扩展，不仅包括固体或固体粉末，还可以处理均相或非均相溶液体系，实现了等离子体诱导液相均相或非均相反应。本专利技术将此功能运用到有机合成领域，诱导氨基酸反应合成多肽。与传统制备方法相比，本专利技术具有以下突出的有益效果:1.本合成方法应用于多肽产品的合成，反应条件温和，反应体系绿色环保，操作简单。利用冷等离子诱发缩合反应，无需添加任何缩合剂，反应在常温或较低温度下进行，反应时间短。 2.本合成方法反应灵活性高，适用性范围广。可通过调节添加氨基酸原料和催化剂的种类控制合成的多肽的类型，通过调节反应时间和反应条件控制合成多肽肽链的长度。3.本制备方法中的冷等离子体可以采用辉光放电，介质阻挡放电和射频放电，所通入的气体可选择惰性气体、空气、氧气及混合气体，所以可以根据不同材料来选择不同的等离子体形式和气体，使得制备条件灵活可控，便于调节反应。4.本合成方法可作为用于进行生物合成学以及纳米材料领域研究的有效工具，或用于进行有机纳米材料的生产。本方法利用冷等离子体诱导肽键形成，可利用其原理诱导其他含有羧基和氨基的化合物，可利用此方法应用于生物合成学方面的研究。同时，该方法诱导有机分子发生缩合反应，可以用于有机纳米材料的合成。5.本合成方法对简化现有的固相或液相多肽合成过程具有重要意义。本方法对多肽药物的合成提供了一种新的合成途径。对于一些含有高反应活性的官能团的氨基酸，在缩合剂存在下难以稳定存在，需要通过复杂的反应对官能团进行保护。冷等离子体条件下诱导的多肽合成，有可能避免一些因缩合剂强缩合作用而产生的副反应的发生。6.本合成方法在食品安全监测方面具有重要意义。氨基酸和羧基官能团广泛存在于食品以及食品添加剂中，比如酱油含有丰富的氨基酸，食用油含有大量的酸根基团。等离子体诱导氨基酸的聚合或诱导羧基发生反应有望作为探针反应作为检测食品安全的有效工具，比如广泛关注的地沟油的检测等。7.本合成方法用于富集水溶液或有机溶剂中的氨基酸，对于氨基酸回收或含氮有机物的回收有潜在应用前景。【附图说明】图1是反应装置示意图；图2是实例1中所制备多肽的质谱谱图；图3是实例2中所制备多肽的质谱谱图；图4是实例3中所制备多肽的质谱谱图；图5是实例4中所制备多肽的质谱谱图；图6是实例5中所制备多肽的质谱谱图；图7是实例6中所制备多肽的质谱谱图；图8是实例7中所制备多肽的质谱谱图；图9是实例8中所制备多肽的质谱谱图；图10是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在液相合成多肽的方法，包括步骤如下：(1)将氨基酸溶解在水或有机溶剂或离子液体中，得到氨基酸溶液；(2)将含有氨基酸的溶液直接装入冷等离子体放电器中，在搅拌条件下，通入等离子体放电气体；(3)利用高压电源在电极两端施加200～5000V的直流或交流电使放电气体放电，形成的等离子体在液体表面促使氨基酸发生缩合反应，每次反应时间为1～10min，反应后补充处理过程挥发的溶剂，重复反应3到15次；(4)反应后的溶液经高效液相色谱分离，可得到多肽产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌俊，王宗元，李敏悦，王嘉骏，方敏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12