导读

         多肽合成中常说的“低消旋”，本质上是尽量避免成键过程中氨基酸手性中心，尤其是被活化羧酸组分 α-位的构型丢失。近年的综述反复指出，差向异构化/消旋风险与活化中间体的类型、碱的参与方式、预活化时间、底物本身的敏感性以及反应温度密切相关。

         在这个背景下，Campagne 与 de Figueiredo 团队提出的逆向成键路线具有方法学意义。它不再沿用传统“先活化羧基，再与氨基偶联”的主线，而是借助 CDI〔N,N′-碳酰二咪唑〕 将氨基酸酯一侧转化为可偶联的活化氨基组分，从而探索 N→C〔氨基端到羧基端，N-to-C〕 方向的成肽。这里真正改变的是成键前高能中间体从哪里产生。

1、低消旋，不只是羧基活化体系的优化问题

         传统多肽合成之所以长期围绕 HATU、HBTU、PyBOP、COMU、DIC/Oxyma 等体系展开讨论，是因为主流成肽路线本身建立在羧基活化之上。只要仍沿用这条路径，实验优化通常就会表现为：寻找更快、更干净、对敏感底物更友好的羧基活化条件。

         但多肽合成中的许多差向异构化，也恰恰与这一阶段密切相关。羧基被活化后，体系中若形成更容易诱发差向异构化的中间体，同时又叠加合适的碱性环境、较长的停留时间，或本身就更敏感的底物，构型风险就更容易被放大。近年的综述也反复强调，低消旋首先是一个活化阶段的立体化学管理问题，而不只是试剂更换问题。

         因此，只要成键仍以羧基活化为核心，就需要管理由这一活化模式带来的立体化学代价。一个有启发性的方向是尝试改变成键时默认被活化的对象。逆向成键路线的重要性在于它把思路往前推了一步：低消旋不一定只能靠继续优化羧基活化条件来实现，也可以通过改变成键时被活化的对象来重新设计。

1.1 多肽低消旋研究中需要先区分的几个判断层面

2、逆向成键路线如何逐步建立：从 2014 年提出新入口到 2017—2022 年的发展完善

         2014 年的工作首先提出了这条路线最关键的改变：与传统先活化羧酸不同，作者改用 activated α-aminoesters〔活化 α-氨基酸酯〕 作为成肽入口，从而实现逆向 N→C〔氨基端到羧基端，N-to-C〕 的多肽构建。摘要还明确指出，这一方法不仅可用于二肽合成，而且在敏感的 Cys〔半胱氨酸，cysteine〕 例子中未检测到消旋，并通过模型四肽证明了逆向 N→C 延伸的可行性。对多肽低消旋研究而言，这一步的重要性是首次表明：成肽入口并不一定必须建立在羧基活化之上，改变被活化的对象，本身就可能带来新的立体化学控制空间。

         2017 年，作者进一步把原先需要分步制备并分离的活化中间体，发展为 sequential one-pot synthesis〔顺序一锅法〕。文献摘要指出，该方法依赖原位生成的瞬时 CDI 保护 α-氨基酸酯，并且偶联可在温和、中性且不额外加碱的条件下完成。这一步说明逆向成键开始从“概念可行”走向“实验上更可执行的方法”。

         2024 年 Organic Syntheses 的 discussion addendum 把这一阶段的条件逻辑进行了更清晰总结：顺序一锅法中，先在二氯甲烷里用 1.5 当量 CDI〔N,N′-碳酰二咪唑〕 于室温活化 30 分钟，随后加入第二个氨基酸组分以及催化量 CuBr2〔溴化铜〕 和 HOBt〔1-羟基苯并三唑〕 完成偶联。与早期分步法不同，这一路线在 CDI 活化阶段不再需要额外加碱；作者还明确指出，若在这一阶段加入碱，目标二肽的产率会从 87% 降到 7%。这说明在这条方法里，碱不是普通辅助条件，而是会直接影响反应能否按预期进行。

         到 2022 年，这条路线又向前推进了一步。Journal of Organic Chemistry 的论文摘要表明，作者建立了 Cu(II)/HOBt 催化、微波加速的方法，用于二肽和一般酰胺的合成，并展示了克级合成；同时，该方法在敏感氨基酸条件下仍可实现未检测到消旋的偶联。Organic Syntheses addendum 进一步总结，这一步把原先大约 20 小时 的偶联过程压缩到 30 分钟。到这里，这条路线已经不再只是“把活化对象换了一下”的新思路，而是形成了从提出新入口、验证构型保持、发展一锅法，到加速并拓展适用范围的连续方法链。

2.1 逆向成键路线从提出新入口到方法完善的关键节点

3、改变活化对象后，差向异构化风险为什么可能随之改变

         现有文献提示了一个重要的问题：当成键所依赖的关键中间体不再来自传统羧基活化链路时，差向异构化风险的主要来源也可能随之改变。对多肽低消旋研究来说，这一点比单纯比较哪一种缩合剂更好更关键，因为它涉及的不是局部条件优劣，而是成键阶段的立体化学风险究竟从哪里产生。

         Organic Syntheses 2024 的 discussion addendum 对这条路线的机理理解给出了更具体的总结。结合实验观察、NMR〔核磁共振〕 监测和后续 DFT〔密度泛函理论，density functional theory〕 分析，作者认为该反应更可能经过氨基甲酸混合酸酐中间体，并通过脱羧 1,3-酰基迁移形成酰胺；与此同时，现有实验结果和文献先例都提示，这个反应的主要推进路径并不是经由氧唑酮或酰基咪唑这两类中间体形成酰胺。

         在多肽合成的传统讨论中，氧唑酮相关通道一直被认为是差向异构化的重要风险来源之一。若这条逆向成键路线的主要反应通道不再依赖这类中间体，那么它在某些底物上表现出较好的构型保持，更合理的理解是，成键阶段所经历的关键中间体已经变了，因此立体化学风险的主要来源也可能随之改变。

4、这条路线适合优先用于哪些问题，现实定位应如何把握

         这条逆向成键路线更适合用于那些不仅关心“能否成键”，还同时关心成键方向、构型保持、温和条件和方法可扩展性的研究问题。现有文献已经证明，它可以用于逆向 N→C 成肽，在敏感底物中报告了未检测到消旋，随后又发展出顺序一锅法、微波或常规加热加速，以及向一般酰胺和克级合成的扩展。

         如果研究重点是比较活化位点改变后，成键行为和立体化学风险是否随之变化，这条路线比继续只在传统缩合剂之间筛选更值得优先考虑。相反，如果目标只是完成常规短肽拼接，现有主流路线已经能够稳定满足需求。这条逆向成键路线虽然已经有明确的方法学价值，但目前还没有发展到在大多数多肽合成任务中都能像主流路线那样被普遍、稳定地采用。

         Organic Syntheses 2024 的 addendum 说明，这条路线在逆向 N→C 四肽和一般酰胺方向上已经得到清楚验证；但现阶段证据仍主要集中在短肽和模型体系上。2025 年综述进一步指出，N→C 多肽合成若要走向更广泛应用，仍需继续解决锚定、纯化和链延长等问题。

4.1 哪些实验目标更适合优先采用这条逆向成键路线

5、围绕多肽低消旋与“活化氨基”逆向成键路线的产品选用指引（表1–表3）

表1｜核心逆向成键活化体系与条件控制组分

表2｜逆向成键中的活化氨基酸酯底物与保护型羧酸偶联组分

表3｜代表性残基模型与构型保持评估组分

         注：以上为阿拉丁代表产品，更多产品规格请关注文末产品清单或可用“品名/CAS/货号”在阿拉丁官网检索。

参考文献

[1] Suppo JS, Subra G, Bergès M, de Figueiredo RM, Campagne JM. Inverse Peptide Synthesis via Activated α-Aminoesters. Angew Chem Int Ed. 2014;53(21):5389-5393. doi:10.1002/anie.201402147.

[2] de Figueiredo RM, Suppo JS, Midrier C, Campagne JM. Sequential One-Pot Synthesis of Dipeptides through the Transient Formation of CDI-N-Protected α-Aminoesters. Adv Synth Catal. 2017;359(11):1963-1968. doi:10.1002/adsc.201700034.

[3] Tosi E, Campagne JM, de Figueiredo RM. Amine Activation: “Inverse” Dipeptide Synthesis and Amide Function Formation through Activated Amino Compounds. J Org Chem. 2022;87(18):12148-12163. doi:10.1021/acs.joc.2c01288.

[4] Campagne JM, de Figueiredo RM. Discussion Addendum for: Dipeptide Syntheses via Activated α-Amino Esters. Org Synth. 2024;101:508-523. doi:10.15227/orgsyn.101.0508.

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[6] Ghosh K, Lubell WD. N- to C-Peptide Synthesis, Arguably the Future for Sustainable Production. J Pept Sci. 2025;31(6):e70019. doi:10.1002/psc.70019.

[7] Suppo JS, de Figueiredo RM, Campagne JM. Dipeptide Syntheses via Activated α-Aminoesters. Org Synth. 2015;92:296-308. doi:10.15227/orgsyn.092.0296.

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