实验方案(Protocols)

(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸:实验方案

(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸是一种含氟的对映体纯非天然氨基酸,广泛用作多肽合成和药物化学研究中的构建模块,可调节代谢稳定性、脂溶性和受体结合选择性。

化学名称
(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸
分子式
C9H9F2NO2
分子量
201.17 g/mol
立体化学
S构型(L型类似物)
关键官能团
伯胺基、羧酸基、含2,5-二氟取代的芳香环
主要用途
多肽合成构建模块;药物发现中的药效团
储存条件
于2–8 °C避光防潮储存(请参照质检报告确认)
产品编号
A665130

概述与化学性质

(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸(Aladdin产品编号:A665130)是一种对映体纯的非蛋白质氨基酸,可视为L-苯丙氨酸的2,5-二氟取代类似物。在苯环2位和5位引入氟原子,显著改变了芳香侧链的电子和立体环境。氟取代通常可提高芳环对细胞色素P450氧化代谢的稳定性,调节相邻可电离基团的pKa值,并通过正交多极相互作用(C–F···C=O、C–F···H–N)增强与靶蛋白的结合亲和力。

该化合物在生理pH下呈两性离子形式,同时具有α-氨基(pKa约9,为α-氨基酸典型值)和羧酸基团(pKa约2)。其S型手性中心与天然L-氨基酸构型一致,可将其以确定的立体化学构型引入多肽序列。

材料与安全注意事项

所需材料:

  • (S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸(A665130)
  • 分析天平(精度±0.01 mg)
  • 适用溶剂:水(加入稀盐酸或氢氧化钠以充分溶解)、DMSO、DMF或甲醇
  • 容量玻璃器皿(玻璃小瓶、容量瓶)
  • 如需配制长期储存液,须准备惰性气氛设备(氮气或氩气)
  • pH计或pH试纸

安全注意事项:尽管(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸按照该化合物类别的标准GHS标准并未被划为急性危险品,仍需遵守实验室标准操作规范:佩戴丁腈手套、护目镜和实验服,在通风良好的区域或通风橱中操作。使用前请查阅产品随附的安全数据表(SDS)。避免吸入固体粉末,含氟有机废弃物须依照当地法规处理。

分步操作规程

1. 储备液配制

  1. 确定所需浓度。对于大多数生化测定,10–100 mM的储备液浓度通常适用。计算所需质量:质量(mg)= 浓度(mM)× 体积(mL)× 分子量(g/mol)÷ 1000。
  2. 精确称量。开瓶前将试剂瓶在室温平衡15–30分钟,以防水分凝结。将洁净干燥的玻璃小瓶去皮归零后,用药匙转移所需量,记录精确质量。
  3. 选择溶剂。配制水溶液时,先用少量0.1 M盐酸溶解(使氨基质子化,有助于溶解),再用0.1 M氢氧化钠调pH至所需值(生物学实验通常为pH 7.0–7.4),然后用水或缓冲液补至终体积。配制有机溶剂储备液(DMSO、DMF)时,化合物可直接溶解,必要时短暂涡旋或超声处理。甲醇可作为替代极性质子溶剂。
  4. 过滤(必要时)。用于细胞实验前,通过0.22 µm注射器滤膜过滤。
  5. 分装储存。将溶液分装至单次用量的螺口离心管中,用惰性气体(N2或Ar)吹扫顶部空间,密封后标注化合物名称、批号、浓度、溶剂和日期。长期储存于–20 °C,短期储存(不超过2周)于2–8 °C。

2. 固相多肽合成(SPPS)中的应用

  1. 保护策略。用于Fmoc-SPPS时,游离氨基酸须先转化为Fmoc保护衍生物(Fmoc-Phe(2,5-diF)-OH),或直接采购已保护形式。使用前确认保护基状态。用于Boc-SPPS时,相应地制备或采购Boc保护形式。
  2. 偶联。在室温下,于DMF中使用标准偶联试剂(如HATU/DIPEA或DIC/Oxyma)。建议保护氨基酸相对于树脂负载量使用3–5倍过量。通过Kaiser试验或氯苯醌试验监测偶联效率。
  3. 脱保护与裂解。按照适合各侧链保护基的标准Fmoc脱保护方案(20%哌啶/DMF)及整体脱保护/裂解流程操作。二氟苯基环无需额外保护基。

3. 质量控制

  • 通过分析HPLC(反相C18柱,220 nm紫外检测)和LC-MS(C9H9F2NO2的[M+H]+预期为202.1)确认储备液的身份和纯度。
  • 若立体化学完整性至关重要,通过手性HPLC确认对映体纯度。
  • 与每批产品随附的质检报告(CoA)进行核对。

常见问题排查

问题可能原因解决方案
在中性水性缓冲液中溶解度差在等电点附近两性离子净溶解度低将pH调至2以下(完全质子化)或10以上(完全去质子化);或使用DMSO共溶剂(终浓度≤10% v/v)
储备液降解氧化、水分进入或反复冻融循环使用惰性气体吹扫的单次分装液;干燥储存
SPPS中偶联产率低邻位氟的空间位阻导致偶联动力学缓慢延长偶联时间(60–120 min);双次偶联;改用活化能力更强的试剂(如PyAOP)
偶联过程中发生消旋化长时间活化或碱性条件使用抑制消旋化的添加剂(Oxyma、HOAt);降低碱浓度;在室温下偶联
LC-MS出现意外峰酸性裂解条件下发生内酰胺化或酯化优化裂解混合液;使用新鲜TFA;与标准品对照确认

应用与研究背景

(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸在化学生物学和药物发现的多个领域中具有重要应用:

  • 拟肽物与限制性多肽:含氟苯丙氨酸类似物被引入多肽序列,用于受体-配体研究中结合口袋的探针研究,在不显著改变侧链拓扑结构的前提下提供立体和电子变异。
  • 代谢稳定性增强:在易受芳香羟基化位点(如对位,此处由5-氟取代基解决)引入氟原子,可阻断细胞色素P450介导的氧化代谢,这是药物化学先导化合物优化中的关键策略。
  • 19F NMR探针:含芳基氟的化合物可作为蛋白质-配体结合研究中的19F NMR报告基团,利用氟NMR的高灵敏度和宽化学位移范围。
  • 药物合成中间体:该化合物可作为手性构建模块,用于合成靶向氨基酸转运体、具有苯丙氨酸结合位点的酶或由含苯丙氨酸内源性配体调控的GPCRs的含氟候选药物。

研究人员应在各自的生物学系统中验证活性数据,因为氟取代模式和位置对效力和选择性均有显著影响。

常见问题

溶解(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸推荐使用哪些溶剂?

该化合物在稀酸水溶液(如0.1 M盐酸)、DMSO或DMF中溶解性最佳。用于水性生物学实验时,先溶于稀盐酸,再用氢氧化钠调至生理pH。避免单独使用中性pH水溶液,因为两性离子形式在等电点处溶解度有限。

如何储存(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸以保持稳定性?

固体应在2–8 °C密封避光防潮储存。配制好的储备液应分装为单次用量,用惰性气体吹扫后于–20 °C储存,以减少反复冻融引起的降解。始终参照每批产品随附的质检报告(CoA)确认储存建议。

该化合物能否直接用作Fmoc固相多肽合成的构建模块?

游离氨基酸(A665130)在用于标准Fmoc-SPPS之前,需对α-氨基进行Fmoc保护。可在实验室内使用标准Fmoc-OSu或Fmoc-Cl保护方案自行制备Fmoc衍生物,也可从专业供应商采购预保护的Fmoc-Phe(2,5-diF)-OH。二氟苯基环无需侧链保护基。

为何指定S构型,手性在典型应用中是否重要?

S构型对应天然蛋白质中L-氨基酸的排列方式,是大多数受体结合和酶学研究中生物学和药理学相关的形式。对于立体化学敏感的测定、拟肽设计和符合法规要求的药物合成,使用正确的对映体至关重要。外消旋体或R对映体可能产生显著不同的生物学结果。

如何确认收到批次的纯度和对映体完整性?

查阅产品随附的质检报告(CoA),获取HPLC纯度数据和旋光度信息。如需独立验证,可通过反相HPLC(C18柱,220 nm紫外)检测化学纯度,并通过手性HPLC测定对映体过量值(ee)。LC-MS确认分子离子峰([M+H]+ = 202.1)可验证化合物身份。

参考文献

  1. Fluorine in Medicinal Chemistry and Chemical Biology. Ojima, I. (Ed.). Wiley-Blackwell, 2009. General reference for fluorinated amino acids in drug discovery.
  2. Welch, J. T.; Eswarakrishnan, S. Fluorine in Bioorganic Chemistry. Oxford University Press, 1991. Foundational text on electronic and steric effects of aryl fluorine substitution.
  3. Muller, K.; Faeh, C.; Diederich, F. Fluorine in pharmaceuticals: looking beyond intuition. Science, 2007, 317(5846), 1881-1886. doi:10.1126/science.1131943
  4. Chan, W. C.; White, P. D. (Eds.) Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach. Oxford University Press, 2000. Standard reference for SPPS protocols.

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

目录: 实验方案(Protocols)

Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《(S)-2-氨基-3-(2,5-二氟苯基)丙酸:实验方案》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月3日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/s-2-amino-3-2-5-difluorophenyl-propanoic-acid-protocol.html
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