N-(Propargyl-PEG2)-N-Boc-PEG3-t-butyl ester——正交双保护支链PEG连接子

一、基础信息

中文名称：N-(丙炔基-二聚乙二醇)-N-叔丁氧羰基-三聚乙二醇-叔丁酯
英文名称：N-(Propargyl-PEG2)-N-Boc-PEG3-t-butyl ester
简称：Alkyne-PEG2-N(Boc)-PEG3-COOtBu
CAS号：2093152-78-2
分子式：C₂₅H₄₅NO₉
分子量：503.63
纯度：≥95%（HPLC）
外观：无色至淡黄色油状物
溶解性：溶于DMSO、DMF、二氯甲烷、THF；微溶于水
储存条件：-20℃密封避光，氮气保护，稳定期≥12个月
核心定位：支链型异双功能PEG连接子，兼具点击化学炔基、Boc保护氨基、叔丁酯保护羧基，用于PROTAC合成、生物偶联、多靶点药物构建。

二、分子结构与功能单元

1. 结构全貌

分子为支链型PEG骨架，中心氮原子连接三条链：

链1：Propargyl-PEG2-（丙炔基-二聚乙二醇）

链2：-N-Boc-（叔丁氧羰基保护氨基）

链3：-PEG3-t-butyl ester（三聚乙二醇-叔丁酯）

2. 三大功能模块

（1）点击化学模块：Propargyl（炔基）

末端炔基（-C≡CH），可与叠氮（-N₃）发生CuAAC反应，生成稳定三氮唑键。

反应条件温和、高效、特异性强，适配生物分子标记与药物偶联。

（2）氨基保护模块：N-Boc

叔丁氧羰基（Boc）保护仲氨基，酸性条件（如TFA）可脱保护，释放游离氨基（-NH-）。

正交保护：Boc对碱、亲核试剂稳定，不影响炔基与叔丁酯。

（3）羧基保护模块：t-butyl ester（叔丁酯）

叔丁酯（-COOtBu）保护羧基，酸性条件（TFA）脱保护，释放游离羧基（-COOH）。

与Boc同步脱保护，便于后续双官能团衍生。

（4）PEG间隔链（PEG2+PEG3）

亲水PEG链提升水溶性与生物相容性，降低非特异性吸附。

合适链长（PEG2+PEG3）平衡空间位阻与柔性，利于靶点结合。

三、核心优势

1. 三官能团正交，多步可控合成

炔基（点击）、Boc-NH、tBu-COOH三重功能，可分步/同步衍生，适配复杂分子组装。

保护基正交：Boc/tBu酸脱、炔基稳定，反应互不干扰，副反应少、产率高。

2. 支链结构，空间构型独特

中心氮原子支链化，避免线性PEG缠绕，提升分子溶解性与靶向效率。

可同时连接两个不同功能分子（如靶点配体+降解标签），适配PROTAC设计。

3. 优异理化性质，适配生物体系

低细胞毒性、低免疫原性，适合活体与细胞实验。

油状液体易溶解、易操作，无需特殊助溶剂。

4. 稳定易储存，性价比高

-20℃密封稳定12个月，耐光、耐水解。

商用纯度≥95%，批量合成成本可控。

四、作用机理（典型合成路径）

炔基偶联：炔基与叠氮修饰分子（如E3泛素连接酶配体）发生CuAAC，生成三氮唑连接物。

脱保护：TFA处理，同时脱Boc与tBu，释放游离氨基与羧基。

氨基/羧基衍生：氨基与活化酯（如NHS）反应，羧基与氨基配体（如靶蛋白配体）缩合，构建完整PROTAC分子。

靶向降解：PROTAC同时结合靶蛋白与E3连接酶，诱导靶蛋白泛素化与降解。

五、核心应用场景

1. PROTAC连接子（最主流）

构建双功能降解剂：连接靶蛋白配体（如BRD4、BTK抑制剂）与E3连接酶配体（如沙利度胺、VHL配体）。

优化药代性质：PEG链提升水溶性、延长半衰期、降低清除率。

支链结构优势：相比线性PEG连接子，降解效率更高、毒性更低。

2. 生物偶联与靶向药物

抗体/多肽修饰：脱保护后氨基/羧基偶联抗体、多肽，炔基用于后续标记。

荧光探针构建：炔基连接荧光染料（如Cy5），氨基/羧基连接靶向配体，制备靶向荧光探针。

纳米材料功能化：修饰氨基化纳米粒、微球，用于靶向递送与生物成像。

3. 化学生物学与探针研发

靶点验证：合成双功能探针，标记并降解靶蛋白，研究蛋白功能与信号通路。

酶活性检测：构建荧光共振能量转移（FRET）探针，用于酶活性高通量筛选。

4. 聚合物与材料科学

多功能聚合物合成：作为支链单体，聚合后引入炔基、氨基、羧基，制备智能响应材料。

水凝胶交联：炔基与叠氮交联，构建生物相容性水凝胶，用于组织工程与药物缓释。