Merrifield (梅里菲尔德) 固相多肽合成 (solid-phase peptide synthesis，SPPS) 是利用不溶性的固相载体合成多肽的方法。20 世纪 50 年代液相合成多肽方法逐渐成熟并取得了杰出的成果 (牛胰岛素的合成)，然而液相合成多肽的缺陷促使新的多肽合成方法的出现成为必要。1963 年，Robert Bruce Merrifield 提出在固相载体上进行多肽合成，即固相多肽合成[1]。这是肽合成化学的一个重大突破，今天这一概念已经推广到固相载体上的有机合成、多糖合成与核酸合成等，推动了组合化学的发展，为此 Merrifield 获得了 1984 的诺贝尔化学奖。随着试剂和固相载体 (树脂) 以及自动化的发展，固相合成目前成为多肽合成的主要方法。
固相多肽合成通常从肽链的 C 末端开始合成，如图 1 所示；首先 N 保护的氨基端与树脂连接臂的官能团反应，连接到固相载体上；然后脱去 N 末端临时保护基 P，与下一个 N 末端保护的氨基酸缩合，接着重复缩合，直到合成所需序列长度；接着裂解肽树脂，得到目标肽。
固相多肽合成的两种主要策略是最初由Merrifield 提出的Boc/Bzl 策略 (又称Merrifield 策略) 和20 世纪70 年代由Sheppard 提出的 Fmoc/t-Bu 策略 (又称 Sheppard策略)[2]。两种方案的基本原则是一致的：树脂、使用过量的反应试剂、从 C 端到 N 端合成，只是保护基的选择和所匹配的树脂不同。由于不仅在树脂的表面而且同时在其内部也发生反应，所以要求所选用的树脂在溶剂中有良好的膨胀性能，近年来由常用的聚苯乙烯树脂 (PS) 发展到聚乙二醇树脂 (PEG-PS、PEGA 和 PEG-Matrix)，大大提高了固相多肽合成的产物纯度和应用[3]；同时根据所选用的保护策略和多肽 C 末端官能团的不同(羧酸、酰胺、醇、酯和侧链保护多肽) 选择不同的树脂连接臂 (linker)[3,4]。在合成过程中为了缩短反应时间和提高每步反应的产率，通常使用过量的试剂，使得每步反应接近完全；由于肽的生物活性强烈依赖于氨基酸残基的构型，必须对缩合剂和溶剂进行选择，将形成肽键时的消旋降至最低[5]。
Boc/Bzl 策略 (图 2)：此方案选用Boc (叔丁氧羰基) 为临时性保护基与苄基型半永久性保护基联合使用，一般用 20%~50% 的TFA 脱去Boc。选用的树脂有 Merrifield 树脂、MBHA 树脂、PAM 树脂等。最终肽树脂裂解通常在0 ºC 使用无水HF 处理，同时需要加入捕获剂（如苯甲醚、苯甲硫醚或三异丙基硅烷）以避免碳正离子中间体的副反应。
Fmoc/t-Bu 策略 (图 3)：此方案选用 Fmoc (芴甲氧羰基) 为临时性保护基与叔丁基和三苯甲基半永久性保护基联合使用，一般用 20% 的哌啶脱去 Fmoc。选用的树脂有 Wang树脂、Rink 树脂等。最终肽树脂裂解通常使用 TFA 与捕获剂配伍处理。
固相多肽合成需要注意的问题主要是肽链延长过程出现的聚集现象而带来的缩合不完全及纯化难度，尤其在 Fmoc 策略中更严重。聚集是由于延长的肽链内及肽链间形成稳定的二级结构，主要是 β-折叠结构倾向于聚集而阻止缩合反应和脱保护反应；可以采取改变溶剂、缩合剂、树脂等的性质来降低聚集的发生[6,7]。
目前，在多肽药物合成中，固相多肽合成与传统的液相工艺相比具有缩短生产周期、较高的产率和纯度等优点；同时固相收敛式与固液相转换合成在较大的多肽药物合成中也非常有前景，例如新型的抗艾滋病药物恩夫韦肽 (T20) 的合成；而由固相多肽合成发展而来的组合多肽合成在药物筛选中亦发挥重要作用[8]。
参考文献
[1] Merrifield, R. B. J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 2149
[2] Atherton, E.; Sheppard, R. C. Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press, Oxford, 1989.
[3] Sewald, N.; Jakubke, H. D. Peptides: Chemistry and Biology, Wiley-VCH, Weinheim, 2nd ed. 2009.
[4] Jaradat, D.M.M. Amino Acids 2018, 50, 39-68
[5] El-Faham, A., Albericio, F. Chem. Rev. 2011, 111, 6557-602.
[6] Coin, I.; Beyermann, M.; Bienert, M. Nat. Protoc. 2007, 2, 3247-56.
[7] Behrendt, R.; White, P.; Offer, J. J. Pept. Sci. 2016, 22, 4-27.
[8] Bray, B.L. Nat. Rev. Drug Discov. 2003, 2(7), 587-93
