Furka Árpád

VI. Mi játszódik le a műveletek során?

A szintézis folyamatát egy egyszerű esetben a következő animáció szemlélteti. Két aminosavat tartalmazó dipeptidek előállításáról, azaz kétlépéses szintéziséről van szó, amikor is mindkét lépésben csupán három aminosavat használunk a kapcsolásokban. Az aminosavakat ebben az esetben is sárga, kék és piros köröcskékkel jelöltük. A szilárd hordozót a nagyobb zöld kör szimbolizálja. A hordozó szétosztását három adagra a szétágazó nyilak mutatják, a kapcsolásokat pedig a lefelé mutató párhuzamos nyilak. A kapcsolt aminosavat a nyilak mellett levő köröcskék jelzik. A minták egyesítését és keverését pedig az összetartó nyilakkal szemléltetjük.

Az első kapcsolási lépésben három új anyag képződik: a három aminosav hordozóhoz kötött változata. A keverés és a hordozó szétosztása után mindhárom anyag jelen van mindhárom mintában. A második kapcsolási lépésben mindhárom anyag meghosszabbodik egy-egy aminosavval, és így a három mintában összesen 9 új anyag, azaz 9 dipeptid képződik. Ha még egy kapcsolási lépéssel megtoldjuk a szintézist, összesen 27 tripeptidhez jutunk. Ha egy negyedik kapcsolási lépést is végzünk, 81 tetrapeptid keletkezik. Ezek aminosav-sorrendjét az animáció szintén mutatja.

Az animáción az is látszik, hogy a folyamat során keletkező 9 dipeptid mindazon aminosav-sorrendeket tartalmazza, amelyek a három kiindulási aminosavból levezethetők. Ugyanez vonatkozik a további két lépésre is. A megosztásos-keveréses módszernek az a jellegzetessége, hogy végrehajtása során minden lehetséges szerkezeti kombináció létrejön, mindig érvényesül: akárhány kiindulási aminosavat használhatunk, akárhány kapcsolási lépést alkalmazhatunk, és kiindulási anyagként aminosavak helyett bármilyen más szerves vegyületet is használhatunk. Valóságos kombinatorikus eljárásról van tehát szó, amelynek egyszerű végrehajtása minden trükk nélkül biztosítja az összes lehetséges szerkezeti variáns létrejöttét. Innen nyerte elnevezését a kombinatorikus kémia.

Annak, hogy a szintézis során a hordozót egyenlő adagokra osztjuk, és az adagokat aminosav-keverék helyett egyetlen aminosavval kapcsoljuk össze, fontos következményei vannak. Az egyenlő adagokra osztás biztosítja, hogy a vegyülettár komponensei egyenlő moláris mennyiségben képződjenek, az egyetlen aminosavval történő reakció pedig kiküszöböli azokat a hibákat, amelyek az aminosavak eltérő reakciókészségéből erednének. Az egyetlen aminosavval történő kapcsolás során az aminosavak nem versenyeznek egymással. A kérdéses aminosavat nagy feleslegben is lehet alkalmazni, sőt a kapcsolást akárhányszor meg lehet ismételni mindaddig, amíg a kapcsolási átalakulás teljesen le nem játszódik. Ilyenkor a keletkező vegyületek anyagmennyiségének arányát elsősorban a hordozóanyagok aránya befolyásolja.