在药物研发、生物技术等领域，多肽合成是一项至关重要的技术。然而，氨基酸分子中充满“活泼”的官能团（如氨基、羧基、羟基等），它们容易发生不必要的反应，导致合成失败或产物不纯。这时，科学家们就需要一套精妙的“防护盾”策略——保护基团。

　　为什么需要保护基团？

　　氨基酸就像一群“多才多艺但容易闯祸”的分子，它们的活性基团在合成过程中可能：

　　● 胡乱聚合（多个氨基酸随机连接，形成杂质）；

　　● 发生副反应（如氧化、消旋化等）；

　　● 干扰目标肽键的形成。

　　因此，科学家必须给这些“活泼”基团戴上“保护帽”（保护基），确保它们只在正确的时间和位置参与反应。

　　保护基团的“四大门派”

　　保护基的选择需综合考虑合成路线、脱保护条件及兼容性。根据保护的目标基团不同，保护基主要分为以下几类：

　　（1） α-氨基保护基

　　Z（苄氧羰基）：Z 是一种成熟的氨基保护基，至今仍被广泛使用。其优点包括易于制备、稳定的 Z-氨基酸（可结晶），以及活化过程中不易外消旋化。Z 可在 H2/Pd、HBr/AcOH 或 Na/液氨等条件下去除。

　　Boc（叔丁氧羰基）：Boc 常用于肽合成的偶联反应。它可在酸性条件下去除，避免催化氢化、碱性水解和钠/液氨还原。Boc 通常在 0°C 下于无水 TFA 中脱保护。

　　Fmoc（9-芴基甲氧羰基）：Fmoc是氨基甲酸酯类中唯一广泛使用的氨基酸保护基，可在温和碱性条件下去除。Fmoc脱保护可在室温下用稀哌啶溶液或二乙胺的DMF溶液进行。

　　（2） 酰基保护基

　　Tfa（三氟乙酰基）：Weygand 于 1952 年引入 Tfa 用于肽合成。它可在相对温和的条件下去除，并可使用哌啶或氢氧化钠轻松裂解。然而，Tfa 在活化过程中易发生外消旋化，并在碱性水解过程中导致链断裂，这限制了其应用。

　　Tos（对甲苯磺酰基）：Tos 是一种早期的保护基，以其优异的稳定性而闻名。它只能通过钠/液氨处理去除，且不受酸碱条件和催化氢化的影响。然而，由于钠/液氨处理的复杂性以及潜在的肽键断裂，导致其如今的应用逐渐减少。

　　oNbs（邻硝基苯磺酰基）：在Tos的苯环上引入邻硝基基团，可显著改善上述情况。磺酰胺保护基可实现氨基酸的N-酰化，避免二酮机理导致的外消旋化。该基团可用苯硫醇或烷硫醇去除，从而克服了Tfa和Tos去除的困难。

　　（3） 烷基型保护基

　　Trt（三苯甲基）：Trt 是一种常用的烷基保护基，可在温和条件下去除，例如用无水 HCl/MeOH、TFA 或 HBr/AcOH。由于其空间位阻较大，Trt 通常难以引入 α-氨基，且在侧链氨基酸上更稳定，因此其更常用于保护侧链氨基酸，而非 α-氨基。

　　Dde（N-1-（4,4-二甲基-2,6-二氧己基）乙基）：Dde 对 TFA 和哌啶稳定，可用 2% （v/v） 肼/DMF 溶液去除。这使得主链氨基保护得以保留，侧链氨基保护得以去除，有利于支链肽的合成。

　　Nde （N-1-（4-硝基-1,3-二氧杂环己烷-2-基）乙基）：Nde是一种新型烷基型氨基保护基，对酸和碱均稳定。它可用于Fmoc和Boc策略，且相对容易制备。可使用亲核试剂和钯进行脱保护。

　　（4）侧链活性基团的保护

　　ω-羧基保护：天冬氨酸（Asp）和谷氨酸（Glu）均含有两个羧基，在碱性或强酸性条件下，侧链上的ω-羧基易发生副反应。常用的保护基包括Fmoc策略中的叔丁基酯（OtBu）和Boc策略中的β-环己基酯（OcHex）。

　　羟基保护：酪氨酸（Tyr）中的酚羟基，以及丝氨酸（Ser）和苏氨酸（Thr）中的羟基，都是肽固相合成中必须保护的活性基团。常见的保护基包括Boc策略中的2-溴苄氧羰基（BrZ）和苄基（Bzl），以及Fmoc策略中的叔丁基（tBu）。

　　吲哚保护：Nπ-烯丙基（All）和Nπ-烯丙氧基甲基（Alom）是新型保护基。All和Alom作用于咪唑环的π-氮原子，抑制外消旋化。它们对酸和碱均稳定，可用于Fmoc和Boc策略。它们易于制备，可用亲核试剂和钯去除。

　　硫醇保护：半胱氨酸中的硫醇基团具有强亲核性、氧化性和酸性，在合成的各个阶段都必须选择性地进行掩蔽。常见的保护基包括Trt、tBu和乙酰氨基甲基（Acm），脱保护条件也有所不同。

　　咪唑保护：组氨酸 （His） 是肽合成中最棘手的氨基酸之一。当组氨酸中的咪唑环未受保护时，主要会出现两个问题：N-酰化和外消旋化。对咪唑官能团进行可逆掩蔽可以避免这些问题。

　　ε-氨基保护：赖氨酸 （Lys） 具有强碱性的 ε-氨基，且具有亲核性。在 Boc 策略中，常用 2-氯苄基 （Z（2?Cl）） 来保护 ε-氨基。它对酸稳定，可以防止 Boc 基团脱保护过程中侧链保护的过早去除。在 Fmoc 策略中，Boc 基团是一种良好的保护基，对碱基具有很强的稳定性，可以有效抑制副反应。

　　胍基保护：胍基保护基通常用于保护精氨酸 （Arg） 的胍基。常见的保护基包括硝基苄氧羰基 （NPys） 和对甲苯磺酰基 （Tos）。NPys 在酸性条件下不稳定，易于去除；而 Tos 在碱性条件下不稳定，易于断裂。

　　总结：保护基团是“控制开关”

　　多肽合成就像一场精密的“分子积木”游戏，而保护基团就是控制每一步反应的“开关”。通过合理选择保护基和脱保护策略，科学家可以：

　　● 减少副反应，提高产物纯度；

　　● 实现复杂结构（如环肽、修饰肽）；

　　● 加速药物研发（如胰岛素、GLP-1类似物）。

　　未来，随着新型保护基（如光敏保护基、酶响应保护基）的发展，多肽合成将更加高效、精准，为生物医药领域带来更多突破！