Les méthodes de synthèse chimique des peptides comprennent la synthèse peptidique en phase solution-et la synthèse peptidique en phase-solide. La synthèse peptidique en phase solution-implique le couplage d'acides aminés en solution ; il se déroule généralement dans le sens C-terminal vers N-terminal et convient à la synthèse de peptides courts (par exemple, ceux contenant moins de 10 acides aminés). Les stratégies de protection couramment utilisées incluent les méthodes BOC (tert-butyloxycarbonyl) et Z (benzyloxycarbonyl). Cette approche offre des avantages tels qu'un coût inférieur et une facilité de mise à l'échelle-, même si elle nécessite la purification de produits intermédiaires. Les réactifs de couplage primaires utilisés sont du type carbodiimide (par exemple DCC) ; cependant, ceux-ci peuvent induire des réactions secondaires de racémisation, qui peuvent être supprimées grâce à l’ajout d’additifs tels que HOBt.
Le principe fondamental de la synthèse peptidique en phase-solide consiste à immobiliser l'acide aminé C-terminal de la chaîne peptidique sur un support solide (comme une résine). La chaîne peptidique est ensuite progressivement allongée grâce à une série d'étapes répétitives impliquant la déprotection, l'activation et le couplage ; la direction de la synthèse va généralement de l'extrémité C-à l'extrémité N-. Les principales stratégies de protection utilisées sont les méthodes BOC (tert-butyloxycarbonyl) et Fmoc (9-fluorénylméthyloxycarbonyl), la méthode Fmoc étant devenue l'approche dominante en raison de ses conditions de réaction douces. Les réactifs de couplage couramment utilisés comprennent à la fois les réactifs de type carbodiimide- (par exemple, DCC) et les sels d'onium (par exemple, HBTU). Après la synthèse, le peptide doit être clivé-généralement à l'aide de réactifs tels que le TFA ou le HF pour l'éluer du support de résine.
Le choix d'une méthode de synthèse peptidique dépend de la longueur de la chaîne peptidique et des caractéristiques spécifiques de sa séquence : la synthèse en phase solide-offre une grande efficacité et se prête facilement à l'automatisation, ce qui la rend-bien adaptée à la synthèse de peptides-de longueur moyenne (par exemple, environ 30 acides aminés) ; à l'inverse, la synthèse en phase solution-est mieux adaptée à la production de peptides courts. Pour les peptides « difficiles »-tels que les séquences sujettes à l'agrégation ou celles contenant des acides aminés spécialisés-des stratégies alternatives, telles que la méthode pseudoproline ou les méthodes de protection de type *ortho*-hydroxybenzyle-, peuvent être utilisées.