使用适用于保留酸敏感保护基条件的镍-席夫碱配合物水解反应

本实验的总体目标是方便地从镍转移碱基复合物中分离非天然氨基酸，并随后对这些氨基酸进行Fmoc保护。该方法有助于回答有机化学领域中的一些关键问题，例如如何更简便地合成非天然氨基酸。该技术的主要优势在于，能够从镍转移碱基复合物中分离出带有酸敏感侧链保护基的氨基酸。

初学者在使用该方法时可能会遇到困难，因为镍配合物在有机溶剂中的溶解度有限。DMF 是最合适的溶剂，因为它能够溶解该配合物，并且与水互溶。我们最初产生该方法的想法，源于无机化学教授 Dr.Boron 在镍和金属螯合剂方面给予我们的启发。

开始此实验步骤时，向一个250毫升的圆底烧瓶中加入40毫升DMF。在室温下搅拌，使1毫摩尔的镍PBB移位碱基络合物溶解于DMF中。随后，加入60毫升pH为4.5的0.2摩尔水性EDTA溶液。

使用磁力搅拌子和搅拌板，将溶液搅拌过夜。反应完成后，将溶液转移至250毫升分液漏斗中。加入50毫升二氯甲烷（DCM）。

然后盖紧分液漏斗并混合。将有机洗涤液排入废液杯中。重复加入二氯甲烷（DCM）、混合并移除有机洗涤液的操作三次。

随后，将剩余的水相收集至一个 250 毫升的圆底烧瓶中。首先使用固体碳酸氢钠将分离得到的水相 pH 值调节至 7。然后加入 168 毫克碳酸氢钠。

使用磁力搅拌子和搅拌板搅拌溶液。加入两当量的碳酸氢钠时，必须将 pH 调节至 7。这一点非常重要，因为溶液需要呈弱碱性，以促进 Fmoc 保护反应的进行。

在10毫升小瓶中，将337毫克Fmoc羟基琥珀酰亚胺酯溶解于5毫升二氧六环中。将该混合物转移至水溶液中，过夜搅拌。次日，使用1摩尔盐酸将溶液酸化至pH值为2。

将反应液转移至250毫升分液漏斗中，加入50毫升FO-醋酸盐。需注意pH值不得低于2，且该步骤应迅速完成。

若不这样做，可能导致侧链保护基团丢失。盖紧分液漏斗并充分混合，然后将有机层收集至250毫升锥形瓶中。

重复加入乙酸乙酯、混匀并收集有机相的操作两次，合并有机相提取物。随后，用约三克硫酸镁干燥合并后的有机提取物。使用旋转蒸发仪浓缩合并的有机提取物，得到粗品Fmoc保护的氨基酸。

本研究中，在温和的 pH 条件下，从镍配合物中分离出氨基酸骨架，随后通过两个关键步骤进行 Fmoc 保护。第一步，将含有 EDTA 的 DMF 水溶液搅拌，以促进氨基酸从配合物中释放。在释放出的氨基酸被分离和提取后，将其置于 Fmoc 保护条件下，得到 Fmoc 保护的氨基酸。

通过监测溶液颜色从红色变为白色来跟踪水解反应的进程。使用少于八个当量EDTA的反应会显示出一定程度的颜色变化，但反应总是不完全。而不使用EDTA的反应则完全不发生颜色变化。

因此，需要至少八个当量的EDTA才能使反应完全进行。随后评估水解反应的有效pH值。在室温下，pH值介于4.5至7.5之间并过夜搅拌的条件下，可观察到成功的水解反应。

这证明了EDTA水解的灵活性。随后，通过一系列带有不同侧链保护基团的氨基酸来测试这些水解条件的可行性。在每种情况下，质子核磁共振（NMR）结果表明侧链保护基团均得到完全保留。

一旦掌握，若操作得当，该技术可在48小时内完成。在进行此操作时，重要的是始终遵循文中所述的指定pH值。在完成该操作后，还可采用其他方法，例如对带有酸不稳定侧链保护基的其他氨基酸进行水解，以进一步探究该技术在多种底物中的应用价值。

该技术发展之后，将为从事有机合成领域的研究人员探索合成带有酸敏性侧链保护基的非天然氨基酸提供新的途径。观看本视频后，您应能够充分理解如何在温和pH条件下，从镍-PPB配合物中分离氨基酸。请注意，使用有机溶剂（特别是DMF）具有极高的危险性，在执行该操作时，必须始终采取适当防护措施，例如佩戴个人防护装备。