在多肽化學合成中，保護基的引入與脫除是確保反應選擇性、提高產物純度和收率的關鍵環節。由于天然氨基酸常含有多個活性官能團(如α-氨基、側鏈羥基、巰基、羧基、胍基等)，若不加以保護，在縮合過程中極易發生副反應，如分子內環化、消旋化或非目標位點偶聯。因此，合理設計保護基策略，成為多肽合成成功的核心要素。

一、保護基的基本原則

理想的保護基應滿足以下要求：

在合成條件下穩定，不參與主反應;

引入與脫除條件溫和、高效，收率高;

不引入新的手性中心;

脫除后副產物易于分離;

成本低廉，操作簡便。

此外，現代多肽合成尤其強調正交性——即不同保護基可在互不干擾的條件下選擇性脫除，這對含多對二硫鍵、環肽或修飾多肽的合成至關重要。

二、α-氨基保護基的主流選擇

目前，Fmoc(9-芴甲氧羰基)與 Boc(叔丁氧羰基)是兩類較為廣泛應用的α-氨基保護基，分別對應兩種主流合成策略：

Fmoc策略：采用堿敏感保護基，脫除使用20%–50%哌啶/DMF體系，通過β-消除反應釋放游離氨基，副產物9-芴烯具有紫外吸收，便于監測。該法對酸穩定，適用于Wang樹脂等酸裂解型固相載體。

Boc策略：依賴酸敏感保護，常用TFA或強酸(如HF、TFMSA)脫除。其優勢在于可與芐基類側鏈保護基兼容，常用于Merrifield樹脂體系。

兩者的選擇直接影響側鏈保護基的搭配及最終裂解條件。

三、側鏈保護基的分類與脫除機制

1. 酸性氨基酸(Asp、Glu)

側鏈羧基常用OtBu(叔丁酯)或OBzl(芐酯)保護。

OtBu：Fmoc策略下用TFA脫除;

OBzl：Boc策略中通過HF或催化氫解脫除。

為避免天冬氨酸在堿性條件下形成琥珀酰亞胺副產物，也可選用OAll(烯丙酯)，通過Pd(0)催化脫除，實現正交保護。

2. 堿性氨基酸(Lys、Arg)

Lys的ε-氨基常用Boc、Fmoc、Dde或Alloc保護。其中Dde(1-(4,4-二甲基-2,6-二氧環己亞基)乙基)可用2%肼/DMF選擇性脫除，不影響Fmoc。

Arg的胍基因高堿性易引發副反應，多采用Pmc、Pbf或Mtr等磺酰基類保護基，均在TFA中脫除，并需加入苯硫酚等清除劑防止副產物生成。

3. 含羥基氨基酸(Ser、Thr、Tyr)

Ser/Thr常用tBu醚保護，TFA脫除;

Tyr酚羥基因易烷基化，常選用空間位阻大的Trt(三苯甲基)，可在1% TFA中溫和脫除。

4. 含巰基氨基酸(Cys)

Cys的-SH極易氧化或參與副反應，常見保護基包括：

Trt：TFA脫除，適用于單對二硫鍵構建;

Acm(乙酰氨基甲基)：碘氧化同時脫除并形成二硫鍵;

Mob：強酸(如HF)脫除，用于多對二硫鍵的分步組裝。

四、脫除機制與條件優化

脫保護過程需嚴格控制條件以避免主鏈斷裂或消旋化。例如：

Fmoc脫除時，哌啶濃度過高或時間過長可能引起Asp-Gly序列的環化;

Boc脫除若使用強酸HF，需嚴格防護并添加二甲硫醚等碳正離子捕獲劑;

含Trp、Met的多肽在TFA處理時易被氧化，常加入水、苯甲醚等清除劑。

此外，新型脫除方法如光敏保護基(NVOC)、酶響應型保護基等正在發展中，為復雜多肽合成提供更高選擇性。

多肽合成的本質，很大程度上是保護基的科學運用與精準調控。從Fmoc/Boc主策略到各類側鏈保護基的組合，每一步選擇都需兼顧反應兼容性、脫除正交性與最終產物完整性。隨著新型保護基和脫除技術的持續涌現，多肽合成的效率與復雜度上限將進一步提升，為藥物研發與功能材料開發提供堅實支撐。