Синтез растворимой в воде металлоорганические сложный комплекс
Summary
A potential general method for the synthesis of water-soluble multimetallic peptidic arrays containing a predetermined sequence of metal centers is presented.
Abstract
We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as Ru(II), Pt(II), and Rh(III). The compound, named as a water-soluble metal-organic complex array (WSMOCA), is obtained through 1) the conventional solution-chemistry-based preparation of the corresponding metal complex monomers having a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc)-protected amino acid moiety and 2) their sequential coupling together with other water-soluble organic building units on the surface-functionalized polymeric resin by following the procedures originally developed for the solid-phase synthesis of polypeptides, with proper modifications. Traces of reactions determined by mass spectrometric analysis at the representative coupling steps in stage 2 confirm the selective construction of a predetermined sequence of metal centers along with the peptide backbone. The WSMOCA cleaved from the resin at the end of stage 2 has a certain level of solubility in aqueous media dependent on the pH value and/or salt content, which is useful for the purification of the compound.
Introduction
Контролируемый синтез сложных молекулярных структур всегда была одной из основных проблем в синтетической химии. С этой точки зрения, для синтеза многоядерные гетерометаллические комплексов в проектируемый моды все еще является достойным предметом быть оспорены в области неорганической химии, так как из числа возможных структурных исходов от лиганд-металлирования на основе подхода, который обычно используется для получение мономерных комплексов металлов. Хотя несколько примеров многоатомных гетерометаллическим комплексов сообщалось до сих пор 1,2,3, то методом проб и ошибок или трудный характер их синтеза вызывает необходимость разработки простого способа , который применим для широкого диапазона структур.
Как новый подход к решению этой проблемы, в 2011 году мы сообщали о методологии синтеза 4,5 , где различные мононуклеарных комплексы металлов , имеющие Fmoc-защищенный фрагмент аминокислоты последовательно соединен с получением несколькихметаллические пептидные массивы, используя протоколы твердофазного синтеза полипептидной 6. Из-за последовательного характера синтеза полипептида, определенная последовательность из нескольких металлических центров рационально проектируемый, контролируя количество и порядок сочетания реакций этих металлов сложных мономеров. В дальнейшем этот подход был дополнительно модульным , чтобы сделать различные крупные и / или разветвленные структуры массива путем объединения с ковалентной связью между двумя более короткими массивами 7.
Здесь мы покажем , как синтез таких multimetallic пептидных массивов обычно работает путем выбора недавно сообщили WSMOCA (1 8 CAS RN 1827663-18-2, рисунок 1) в качестве показательного примера. Хотя синтез одного конкретного массива описывается в данном протоколе, те же самые процедуры применимы к синтезу широкого спектра различных последовательностей, в том числе изомеров 9. Мы ожидаем, что эта протоCol будет вдохновлять больше исследователей участвовать в науке о последовательности контролируемых соединений, где молекулы исследуемого до сих пор, как правило, были биополимеры, но редко включают примеры металлокомплексных на основе видов.
Protocol
Representative Results
Discussion
Идеальное удаление нежелательных химических веществ из смолы не всегда можно просто промывкой растворителями, которые могут легко растворяться эти химические вещества. Ключевой метод эффективного мыть смолы, чтобы вызывать его набухание и усадку, так что повторно химические веществ…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the World Premier International Research Center (WPI) Initiative on Materials Nanoarchitectonics and a Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research (No. 26620139), both of which were provided from MEXT, Japan.
Materials
| Dichloro(p‐cymene)ruthenium(II), dimer | Kanto Chemical | 11443-65 | |
| Dichloro(1,5-cyclooctadiene)platinum(II) | TCI | D3592 | |
| Rhodium(III) chloride trihydrate | Kanto Chemical | 36018-62 | |
| Phosphate buffered saline, tablet | Sigma Aldrich | P4417-50TAB | |
| NovaSyn TG Sieber resin | Novabiochem | 8.55013.0005 | |
| HBTU | TCI | B1657 | |
| Benzoic anhydride | Kanto Chemical | 04116-30 | |
| Fmoc-Glu(OtBu)-OH・H2O | Watanabe Chemical Industries | K00428 | |
| Trifluoroacetic acid | Kanto Chemical | 40578-30 | |
| Triethylsilane | TCI | T0662 | |
| 2-[2-(2-Methoxyethoxy)ethoxy]acetic acid | Sigma Aldrich | 407003 | Dried over 3Å sieves |
| Dithranol | Wako Pure Chemical Industries | 191502 | |
| N-methylimidazole | TCI | M0508 | |
| N‐ethyldiisopropylamine | Kanto Chemical | 14338-32 | |
| Piperidine | Kanto Chemical | 32249-30 | |
| 4'-(4-methylphenyl)-2,2':6',2"-terpyridine | Sigma Aldrich | 496375 | |
| Dehydrated grade dimethylsulfoxide | Kanto Chemical | 10380-05 | |
| Dehydrated grade methanol | Kanto Chemical | 25506-05 | |
| Dehydrated grade N,N‐Dimethylformamide | Kanto Chemical | 11339-84 | Amine Free |
| Dehydrated grade dichloromethane | Kanto Chemical | 11338-84 | |
| MeOH | Kanto Chemical | 25183-81 | |
| Dimethylsulfoxide | Kanto Chemical | 10378-70 | |
| Ethyl acetate | Kanto Chemical | 14029-81 | |
| Acetonitrile | Kanto Chemical | 01031-70 | |
| 1,2-dichloroethane | Kanto Chemical | 10149-00 | |
| Diethyl ether | Kanto Chemical | 14134-00 | |
| Dichloromethane | Kanto Chemical | 10158-81 |
References
- Takanashi, K., et al. Heterometal Assembly in Dendritic Polyphenylazomethines. Bull. Chem. Soc. Jpn. 80, 1563-1572 (2007).
- Packheiser, R., Ecorchard, P., Rüffer, T., Lang, H. Heteromultimetallic Transition Metal Complexes Based on Unsymmetrical Platinum(II) Bis-Acetylides. Organometallics. 27, 3534-3536 (2008).
- Sculfort, S., Braunstein, P. Intramolecular d10-d10 Interactions in Heterometallic Clusters of the Transition Metals. Chem. Soc. Rev. 40, 2741-2760 (2011).
- Vairaprakash, P., Ueki, H., Tashiro, K., Yaghi, O. M. Synthesis of Metal-Organic Complex Arrays. J. Am. Chem. Soc. 133, 759-761 (2011).
- Jacoby, M. Synthesis: Method Couples Various Metals in Predetermined Sequences. C&EN. 89, (2011).
- White, P., Eds Dörner, B. Synthetic Notes. Peptide Synthesis 2008/2009. , (2009).
- Sajna, K. V., Fracaroli, A. M., Yaghi, O. M., Tashiro, K. Modular Synthesis of Metal-Organic Complex Arrays Containing Precisely Designed Metal Sequences. Inorg. Chem. 54, 1197-1199 (2015).
- Sukul, P. K., et al. A Water-Soluble Metal-Organic Complex Array as a Multinuclear Heterometallic Peptide Amphiphile That Shows Unconventional Anion Dependency in Its Self-Assembly. Chem. Commun. 52, 1579-1581 (2016).
- Fracaroli, A. M., Tashiro, K., Yaghi, O. M. Isomers of Metal-Organic Complex Arrays. Inorg. Chem. 51, 6437-6439 (2012).
- Gude, M., Ryf, J., White, P. D. An Accurate Method for the Quantitation of Fmoc-Derivatized Solid Phase Supports. Letters in Peptide Science. 9, 203-206 (2002).
- Merrifield, R. B. Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide. J. Am. Chem. Soc. 85, 2149-2154 (1963).
