主题：【原创】化学合成人胰岛素全攻略之一 -- 酸酸

问：你有没有化学/生化本科文凭，或具备相当知识水平？

回答yes者，请继续。

好，你打算做人胰岛素。

而且是化学全合成，绝非捡便宜走捷径利用老妈赠送的胰腺。

为什么？

为了凸现有才，有钱，有瘾，而且，闲得慌。

最重要的是你要指出，全合成牛胰岛素曾经(!)是中国科学界一项伟大的成就，但是，时代进步了, Move ON!

大佬如邢其毅、汪猷或邹承鲁等，都只敢从牛开始。

你直接就做人的，牛吧？(提升新人信心)

先简介胰岛素。

参见

好了，你知道这个伟大科学先辈曾为之伤神，无畏小将为之流血的蛋白分子，其实不过是通过三个二硫键组织起来的两条肽链，而已。

很简单，真的。

那么前辈们的难处在哪里呢？

两点：

1，两条肽链组合的产率太低。这个被邹承鲁先生突破。很了不起，特别要知道那是没有高效液相色谱的岁月...

2，肽链长度，一个21，一个30。直观地看他们要做49个独立的肽键合成、产物分离纯化和鉴定实验。好像也不难哈？慢来，其中每个氨基酸都需要独立地保护、分离纯化。也就是说每一个肽键，他们工作量实际上要平方或者立方一哈...

(虽然最后的离体/活体实验同样重要。你却大可以绕过。你是做化学的，不是饲养员。)

俱往矣。他们用的是液相合成方法。

而你这个走运的家伙，用的将是上个世纪化学界最伟大进步之一：固相合成法。这个方法的基本思路和技术框架是布鲁斯·梅利菲尔德在1962年建立的。

(那时候，梅利菲尔德已经40岁。但是生活，No, 历史，刚刚从40岁开始...)

该思路的核心是要解决合成化学的一个老大难问题：分离纯化。(唔，至少在肽合成方面解决这个问题，布鲁斯的信心很足。)

液相合成里，产物和反应物(总会有一些残余)以及一些废物和副产物都均匀地溶解在一起。如何把产物高效地拿出来，很考察一个化学家的理论水平和实践能力。

梅利菲尔德的思路出奇地简单：什么是最古老而最简便的分离方法？过滤！

如果你的产物都能用过滤拿到，那就没有什么困难可言了。

怎么实现的呢？

想想你淘米的样子，米粒留在筛子上，灰尘砂子被水冲走。

如果，你的肽就是米粒？

太大了，太多了，不现实。你一定要这么说了。

那么，如果你的肽紧紧地贴在米粒上，水冲不走，那就好办多了，对吧？

梅利菲尔德提供了这个思路的关键技术：用什么做担体(就是‘米粒’)，怎样把氨基酸逐次固定到担体上(或者叫缩合)，最后，怎样把合成的肽从担体上切下来。为此，以及他以后二十年里逐渐完善该技术，梅利菲尔德于1984年得授诺贝尔化学奖，位列洛克菲勒诸神。

现在一般把梅利菲尔德方案叫做Boc化学。他用来保护氨基的基团是t-Boc，叔丁氧羰基。

但是，你要用的只是他的思路，而不是这个具体技术。

这是出于对你的关心和爱护。

因为，这个方案的最后一步即把肽切下来那一步，要用到液态氟化氢。液态的，纯的，氟化氢，只能在压力下存在和使用。

请肯定地回答：拒绝。

(认真严肃的化学家在这个方法中找到许多乐趣和独特的应用。但是你尚不需要。)

你要用的是一个叫做Fmoc化学的技术。发明者不可考。

(呃，开玩笑的。实际是这几个人的名字不大有人提起而已。不要问为什么，否则会触怒神灵...)

Fmoc也是用来保护氨基的，中文叫芴甲氧羰基。Boc化学里把氨基去保护是用酸，一般是稀释的三氟乙酸(它的强度跟盐酸很接近，只要严格操作就不危险。不要看见氟这个字就跑。)。而Fmoc化学里去保护步骤要用的是一种有机碱，哌啶(Piperidine)。

一阴一阳，是不是？而到了最后一步，Fmoc的优势就显出来了，它只要求浓度大约90%左右的三氟乙酸。不需要压力，没有毒性(相对非常小)。由于在技术上的等价性和使用上的方便，面向应用的化学家以及多数合成工业都偏好Fmoc化学。

另外两步即担体和缩合，其技术细节上两个方案也是不同的，不过不值得花太多时间。

接下来，你需要制定一个采购清单。

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