Cинтез a - аминокислот

Стереохимия a - аминокислот.

Все природные a - аминокислоты, кроме простейшей аминокислоты - глицина, содержат хотя бы один хиральный центр и могут существовать в виде пары энантиомеров.

a -Аминокислота L -a - Аминокислота D- a- Аминокислота

Почти все природные a- аминокислоты принадлежат к L-ряду. Использование для построения белков человеческого организма только одного вида стереоизомеров a- аминокислот имеет важнейшее значение для формирования пространственной структуры белков и проявления ими биологической активности.

Из приведенного выше материала видно, что аминокислоты имеют разнообразное строение и способы синтеза их также различны. Мы остановимся на наиболее общих, включающих введение одной амино- или карбоксильной группы.

1.Замена галогена в a- галогензамещенной кислоте на аминогруппу.

При действии на бромуксусную кислоту аммиаком получают глицин

изб.

2. Циангидридный метод.

a - Аминокислоты получаются при действии на альдегиды и кетоны цианистым аммонием с последующим гидролизом промежуточно образующихся соединений:

3. Восстановительное аминирование оксокислот.

a - Аминокислоты получают при каталитическом восстановлении оксокарбоновых кислот водородом в присутствии аммиака:

Наиболее удобным способом получения a- аминокислот L -ряда служат белки, которые подвергают гидролизу. Синтетическим путем получают только рацемические смеси a- аминокислот. Для получения нужного энантиомера рацемическую смесь, полученную синтезом, подвергают расщеплению. Один из способов расщепления a- аминокислот описан ранее (см.раздел 1.3.3.).

a - Аминокислоты представляют собой бесцветные кристаллические вещества, большинство из них легко растворимы в воде.

a - Аминокислоты плавятся с разложением при высоких и довольно близких температурах. Определение температуры плавления недостаточно для их идентификации и поэтому для этой цели используют данные хроматографии.

a - Аминокислоты содержат одновременно основную, аминную, и кислую, карбоксильную группы, которые взаимодействуют между собой, образуя внутреннюю соль - биполярный ион

(цвиттер – ион)

В водном растворе внутренняя соль, как соль слабой кислоты и слабого основания, гидролизуется, при этом образуются катионы и анионы аминокислоты.

Иными словами, a - аминокислоты являются амфотерными соединениями и в зависимости от рН среды образуются катионы и анионы, которые под действием электрического тока могут передвигаться к катоду или аноду. Если этот процесс проводят на хроматографической бумаге или в гелях, то такой процесс называется электрофорезом. Этот метод используется для идентификации или разделения аминокислот.

сопряженная нейтральный биполярный ион сопряженное кислота глицина глицин основание глицина

(кислая среда) щелочная среда

В связи с тем, что в зависимости от строения в молекуле могут преобладать либо кислотные свойства карбоксила, либо основные свойства аминогруппы, в водных растворах аминокислот рН среды отличается от нейтральной. Но на кривой титрования аминокислоты имеется значение рН,при котором количество групп NH₃⁺ оказывается точно равным количеству групп -СОО^-. Следовательно, при этом рН в условиях электрофореза переноса заряженных частиц не будет. Такое значение рН называют изоэлектрической точкой (рН_i). Изоэлектрическая точка глицина 6.0. Глутаминовая кислота содержит вторую карбоксильную группу, и при рН = 6 большая часть ее молекул находится в виде анионов:

Чтобы достигнуть изоэлектрической точки, некоторые из этих анионов надо протонировать, что возможно только при понижении рН. рНi глутаминовой кислоты равна 3.22.

Дата добавления: 2014-12-27