(R)-3-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)-4-(烯丙氧基)-4-氧代丁酸（CAS号：204246-17-3）是一种高度特化的保护氨基酸衍生物，常简称为Fmoc-Asp(OAll)-OH。它基于天冬氨酸（Aspartic acid）的(R)-构型结构，其中氨基由9-芴甲氧羰基（Fmoc）保护，α-羧基为游离形式，而侧链β-羧基则以烯丙基（Allyl）酯形式保护。这种分子设计源于固相肽合成（Solid-Phase Peptide Synthesis, SPPS）领域的需求，旨在提供精确的保护策略以构建复杂肽序列。
从化学结构上看，该化合物的核心是天冬氨酸骨架：一个手性碳中心连接氨基、α-羧基和侧链-CH₂-COOH。其中，Fmoc基团通过氨基甲酰连接到氮原子上，提供碱性条件下的正交保护（pH敏感，去保护使用哌啶）；侧链羧基的OAll保护则赋予了独特的反应选择性，通过钯催化（如Pd(0)配体）在温和条件下可逆去除，而不干扰Fmoc或其他常见保护基。这使得Fmoc-Asp(OAll)-OH成为合成含有Asp残基的肽链时的首选构建块，尤其适用于需要后期侧链修饰的策略。
在固相肽合成中的核心作用
在肽合成中，Fmoc-Asp(OAll)-OH的主要应用是作为单体单元引入天冬氨酸残基到生长中的肽链上。SPPS过程通常在树脂（如Wang树脂或Rink树脂）上进行，遵循Fmoc/tBu正交保护策略。该化合物的引入步骤如下：
- 偶联反应：游离的α-羧基与树脂上的游离氨基（或前一个氨基酸的氨基）通过活化剂（如DIC/HOBt或HATU）形成酰胺键。这一步确保Asp残基精确插入序列，避免侧链干扰。Fmoc保护防止了N端氨基的非特异性反应。
- 侧链保护的优势：传统Fmoc-Asp(OH)-OtBu使用叔丁酯保护侧链，但tBu基团在最终酸裂解步骤（如TFA处理）中可能导致Asp-β-酯化副产物，形成困难消旋的环状杂质。相比之下，OAll保护更稳定，在碱性或酸性条件下不易脱落，且允许“全局去保护”前的选择性操作。这在合成多Asp序列或Asp参与的氢键网络（如在酶模拟肽中）时特别有用。
- 去保护循环：偶联后，使用20%哌啶/DMF溶液去除Fmoc，暴露新氨基以继续链延伸。侧链OAll保持完整，直到合成后期。
这种应用广泛见于生物活性肽的合成，例如激素模拟物、药物候选物（如GnRH类似物）或抗体片段，其中Asp残基常位于关键位点，提供负电荷或配体结合位点。
特殊应用：选择性侧链修饰与环化策略
Fmoc-Asp(OAll)-OH的独特价值在于其Allyl保护的“正交性”，允许在肽链组装过程中进行针对性修饰，而非等到最终步骤。这在高级肽合成中至关重要：
支链肽合成：在多肽序列中，Asp侧链可作为支化点。通过钯催化（如Pd(PPh₃)₄与N-甲基苯胺）选择性去除OAll，暴露β-羧基，然后与另一个保护氨基酸或小分子偶联。这适用于合成树状肽或MAPs（Multiple Antigen Peptides），增强免疫原性或药物负载能力。例如，在癌症疫苗开发中，这种策略用于构建多价Asp-糖基化结构。
环肽形成：Allyl保护常与C端Allyl酯结合，用于头-尾或侧链-侧链环化。使用钯催化同时去除两个Allyl基团后，通过Macromodel模拟或实验优化进行环闭合（如使用PyBOP偶联剂）。这在合成环状天然产物类似物（如天冬酰亚胺抑制剂）中应用广泛，环化提高生物稳定性和膜渗透性。研究显示，这种方法在合成Cyclo(-Asp-Gly-)等模型环肽时，产率可达70%以上，避免了传统赖氨酸-天冬氨酸桥接的立体阻碍。
光敏或点击化学整合：OAll可进一步功能化，例如转化为Allyl硫醚用于后续点击反应（CuAAC），将Asp侧链转化为探针位点。这在蛋白质组学或药物筛选中用于标记Asp富集区域，如在神经肽合成中。
实验实践中，该化合物的纯度需>98%（HPLC），以避免手性纯度丢失。储存于-20°C下，避光，以防Fmoc光降解。NMR光谱确认：¹H NMR显示Fmoc芳香信号（7.2-7.8 ppm）和Allyl的=CH₂（5.0-5.3 ppm）。
优势与局限性
相较于其他Asp保护形式（如Fmoc-Asp(OtBu)-OH），Fmoc-Asp(OAll)-OH的Allyl策略提供更高的选择性和兼容性，尤其在自动化合成仪（如CS Bio或ABI 433）上。它减少了Asp特异性副反应，如β-移位或脱水成天冬酰亚胺（succinimide），后者在碱性条件下发生率可达5-10%。此外，Allyl去保护条件温和（室温，惰性氛围），适用于敏感序列。
然而，局限性包括Allyl引入的额外合成步骤（从Fmoc-Asp-OH经Allyl溴反应），以及钯催化的潜在毒性，需要纯化去除残留Pd（<10 ppm for GMP级）。在规模化生产中，成本高于tBu保护，但对于高端应用（如GLP-1类似物合成）不可或缺。
实际案例与参考
在文献中，Fmoc-Asp(OAll)-OH已被用于合成整合素抑制肽，如c(RGDfK)，其中Asp侧链Allyl允许后期糖基化修饰，提高亲和力（IC₅₀ <1 nM）。另一例是神经毒素ω-格氏毒素模拟，其中多Asp序列的保护优化了纯度至>95%。
总之，作为SPPS工具箱中的关键组件，Fmoc-Asp(OAll)-OH不仅简化了Asp引入，还开启了创新的后期修饰路径，推动了从基础研究到药物开发的肽化学进步。化学从业者应根据序列复杂度选择其应用，确保合成效率与产物纯度的平衡。