ペプチド合成
縮合剤として最も一般的なのはカルボジイミド系の縮合剤である。N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド (DCC) が古くから用いられてきたが、副生するジシクロヘキシル尿素 (DCU) が溶媒に溶けにくく、これの除去がしばしば問題となっている。そのため、副生物の尿素誘導体が有機溶媒に良く溶けるジイソプロピルカルボジイミド (DIPCDI) や酸性の水に溶解する1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCあるいはWSC〈Water Soluble Carbodiimideの略〉)が用いられるようになってきている。
また、通常は縮合剤とともに反応速度の向上とα-炭素のエピ化の抑制のため、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール (HOBt) のような添加剤を加える。セグメント縮合の場合にはさらにエピ化が起こりやすいため、それを抑制する効果の高い3,4-ジヒドロ-3-ヒドロキシ-4-オキソ-1,2,3-ベンゾトリアジン (HOOBt) が用いられる。
カルボジイミド系の縮合剤以外にはHOBtにホスフィンなどを結合させて縮合剤としての能力も持つようにした試薬が知られている。このタイプの縮合剤は (1H-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスファート (BOP) が最初に開発された。現在良く用いるものとしては1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウム-3-オキシドヘキサフルオロホスファート (HBTU) がある。
古くは、1870年代にSchallらが行ったアスパラギン酸の熱重合によるポリペプチド様物質の合成が知られている。1907年にエミール・フィッシャーらはグリシンとロイシンから成るオクタペプチドを合成している。後述のように単に遊離アミノ酸を縮合しても二量体であるジケトピペラジン体が生成するだけなのでペプチドを合成したというのは一つの成果である。しかしこの頃の合成ではペプチドの一次配列の長さや順序はランダムでありオリゴペプチドを生成したという以上の意味を持たなかった。
一次配列の確定したペプチドを合成するには後述のように保護基を用いた逐次的ペプチド鎖延長する合成手法が必要である。1932年にBergmannはアミノ基保護基としてベンジルオキシカルボニル基(Cbz基、Z基)を開発することで一定配列のペプチドを合成した。Bergmannらは後にこの一次配列が確定したリジン合成ペプチドを用いて酵素トリプシンの基質特異性の研究で成果をあげることになる。
1950年代以降から1980年代まではペプチド液相法が発展を続け1953年にデュ・ヴィニョーによりペプチドホルモンのオキシトシン合成から1980年の酵素RNase Aの合成など各種生体ペプチドの配列決定からペプチドを合成することで生体機能を解析が発展した時代でもあった。
ペプチド合成に用いるアミノ酸は上述した理由から、ほとんどの官能基を保護しておく必要がある。C末端のアミノ酸ではα-アミノ基以外の官能基を、それ以外のアミノ酸ではα-カルボキシ基以外のすべての官能基を保護する必要がある。すなわち側鎖にアミノ基を持つリジンや、カルボキシ基を持つアスパラギン酸、グルタミン酸では選択的な保護が必要となる。保護基の種類によってはα-置換基を一旦保護した後、側鎖の置換基を保護し、α-置換基を脱保護するといったプロセスを経る必要がある。
最終的にはすべての保護基を除去する必要があるが、ペプチドは多くの官能基を持つため過激な反応条件で脱保護を行うと副反応が多発してしまう。そのため、比較的温和な脱保護条件を持つ保護基が用いられている。