Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Эти кислоты, как и кислоты с более удаленным расположением функциональных групп, при нагревании претерпевают вяутримолекулярную дееидратацию с образованием соответствующих гетероциклических соединений. Из гидроксикислот при этом получаются сложные внутренние циклические эфиры — л а кто н ы, из аминокислот — внутренние циклические амиды — л а к т а м ы. Легкость протекания таких реакций еще раз демонстрирует повышенную термодинамическую устойчивость пяти- и шести- 258 иклических соединений. Лактоны и лактамы в кислой енных ци е исходных "и щелочной средах гидролизуются с образованием ис дрокси- или аминокислот. ! Незамещенные по азоту лактамы являются простейшими динениями, для которых принципиально возможна лакгамактимная таутомерия — динамическое равновесие между лакмной и лактимной формами.
Лактим-лактамная таутамерия особенно важна для аромаческих гетероциклов с гетероатамами азота — азотистых осноний, входящих в состав нуклеиновых кислот (см. гл у ). у-Гндроксимасляная кислота (ГОМК) ОСН СН СНгСООН оказывает наркотическое действие, практики нетоксичиа. Применяется н виде натрневой соли ОСНгСНгСНгСООМа (у-гидроксибутират натрия) как снотр о н е средство, а также в анестезиологии в качестве неингационного наркотического средства при операциях. ' у-А м и но м а ел я н а я кислота Нгп)СНгСНРСНгСООН АМК) и инимает участие в обменных процессах головного зга, является нейромедиатором. В медицинской практике под 'азванием гаммалон, или аминалон, применяется при лечеуии рвиа-пснхических заболеваний.
Структура ГАМК лежит в основе транквилизатора 'и б у т а~ — гидрохлорида у-амина-(1-фенилмасляной С! ° Нг)Х)1-НгСН (СРНг) СНгСООН. ) 2 ~а ( ~=О Лаетнл- нафернент А соон о Ф н,о но-с1-сн,с «ан, д -нэнад СНРСООН 1нмсн, ! (-СН-СН;)„ ! СН,СОН Н, ооон ! * -,Ъ-*",', 'зная ! -Виннлпнрролидон -2 Попивнниппиррапндон Пнрпметам Продунт ал«паниного прнсоеднне и епввоунсуснап ннслата ОООН 1 НО-С вЂ” СН СООН 1 СНРСООН Лнноннан ннслата СООН ! н,о :н,б — НООССН2 — С=СНСООН СООН НООССН2 — С вЂ” СН2СООН Нис.дноннтаван ннслота Лимонная нислога ОН ! — НООССН2 — СН вЂ” СНСООН ! НООС ОООН Смо СН,ОООН Ипалинаниая кислота ясланная нислата Фумаровая ниалота Шавелевоунауснан иислота Важное значение для медицины имеют производные «циклической формы ГАМК» — ее лактама (у-бутиролактам, или пирролидон-2).
В частности, полимер 1-винилпирролидона-2 — п ол и в и н и л п и р р о л и д о н — эффективный заменитель плазмы крови. Амид (1-пирролидон-2-ил) уксусной кислоты (п и р а ц ет а м, ноотропил) рассматривается как первый представитель ноотропных, т. е, влияющих на мышление, веществ. е-А м и н о к а п р о н о в а я кислота Н»Н(СНР)вСООН оказывает кровоостанавливающее действие. Многооснопные гидроксикислоты. Важное значение имеют полигетерофункциональные соединения, содержащие гидрокси-, амино- и карбоксильные группы.
В час~ности, многоосновные гидроксикислоты играют большую роль в биохимических процессах. Наиболее распространены в природе яблочная, лимонная и винные кислоты. Яблочная и лимонная кислоты принимают участие в цикле трикарбоновых кислот, называемом также циклом лимонной кислоты, или циклом Кребса, — универсальном этапе окислительного катаболизма углеводов, липидов и других соединений в присутствии кислорода. В ходе цикла трикарбоиовых кислот происходит, кроме того, образование предшественников аминокислот. Я б л о ч н а я кислота НООССН(ОН)СН»СООН относится к дикарбоновым кислотам, В значительных количествах содержится в незрелых яблоках, рябине, фруктовых соках. В цикле Кребса (.-яблочная кислота образуется путем гидратацин фумаровой кислоты и далее окисляется коферментом НАД+ в щавелевоуксусную кислоту.
Н СООН ОООН С н,о ндд ' -нддн, -н+ а -1- НООС Н СНРСООН Л и м о н н а я (2-гидроксипропан-!,2,3-трикарбоновая) кислота НООССНРС(ОН) (СООН)СНРСООН в больших коли- 260 'твах содержится в плодах цитрусовых растений (лимоны, льсины>, а та ), а также винограде, крыжовнике. Она относится рикар оновым к б новым кислотам. Соли лимонной кислоты называются ратами. , Биосинтез лимонной кислоты в цикле трнкарбоновых кислот исходит по типу по типу альдольной конденсации из щавелевоуксус- % кислоты и ацетилкофермента А (см. 7.3.2).
! При последующеи дегидратации лимоннои кислоты как ги ксикарбоиовой кислоты получается иис-аконитовая кисло,т которая далее гидратируется с образованием изолимониой слоты. ,': Р жение лимонной кислоты при нагревании в присутствии азложение рной кислоты происходит по типу разложения а-гидрок р- сикановых кислот.
Получающиеся при этом муравьиная и ацетонкарбоновая кислоты в результате последующих превращений разуют конечные продукты — воду, моноокснд углерода, дяок'д углерода и ацетон 26! он ! нооссн,— с — снасоон СОО11 ".."' "-'. нсоон + ноосснк — с — снисоон !! нло+со о Листоиттикардоиовли кислота 2СО, + СН вЂ” С вЂ” СН, Лииоииаи кистигта Винные НООС»СН(ОН) «СН(ОН) СООН (а,а'-днгндроксиянтарные) кислоты содержат два асимметрических атома углерода н поэтому должны были бы существовать в виде четырех стереоизомеров (см.
3.2.5). Известны однако только три: оптические антиподы Р-(+)-винная (т. пл, 170'С, [а!1уо+!2') и Е-( — ). винная кислоты (т. пл. ! 70 "С, (а) '„" — !2') и их диастереомер— оптически неактивная мезовинная кислота (т. пл. !40'С!. СООН СООН Н ОН НО Н СООН ОООН но н н он СООн СООН ОООН СООН О-1+1- винная кислота 1..(-1-виииаи кислота Мааовиииаи кислота 262 При отнесении энантиомеров винной кислоты к Р- или Е-ряду руководствуются <гидроксикислотным ключом», по которому при нимается во внимание конфигурация <верхнего» хирального атома углерода.
Р-(+)-в и н н а я кислота, или обыкновенная винная кислота, в медицине известна под названием виннокаменной кислоты. Она получена К. Шееле (!769) из винного камня — осадка, выпадающего при брожении виноградного сока. Р-(+)-вннная кислота содержится во многих растениях, в частности винограде, рябине. Соли винной кислоты называют тартратами. Кислая калиевая соль трудно растворима в воде. Она осаждается в винных бочках в виде так называемого винного камня. При нейтрализации этой соли гидроксидом натрия образуется смешанная калиево-натриевая соль винной кислоты — сегнетова соль.
Прн действии на сегнетову соль гндроксида меди(!1) в щелочной среде получают ж и д к о с т ь Ф е л и иг а — реактив для обнаружения альдегидов (см. 8.1 и 12.!.5). Е-( — )-в и н н а я кислота имеет одинаковые свойства с Р-(+)-винной кислотой, но противоположные знак вращения и у кристаллов.
Таким образом, Р-(+)- н Е-( — )-винные оты представляют собой пару энантиомеров (см. 3.2.4). 'В и н о г р а д н а я кислота (т. пл. 205 'С) образуется смешении равных количеств право- и левовращающей винкислот. Она не обладает оптической активностью, отличает- по физическим свойствам от энантиомеров и представляет й рацемат (см. 3.2.6). Виноградная кислота образуется при тдолжительном нагревании с водой любой из оптически актив- винных кислот. Если такое нагревание проводить в присутии щелочи, то получается мезовинная кислота. гМ е з о в и н н а я кислота — типичный пример молекулы, ' ржащей центры хиральности, но в целом являющейся ахиьной из-за наличия плоскости симметрии.
Мезовинная кисло:ие обладает оптической активностью; она представляет собой бы «внутренний» рацемат: два идентичных центра хиральти имеют различные конфигурации. ;:Действительно, два стереоизомера, которые должны были бы 'тавить вторую пару энантиомеров винных кислот, оказываютндентичными: их проекционные формулы совпадают при равеннам повороте одной из них на 180' в плоскости бумаги и ветствуют одному н тому же соединению — мезовинной кис(мезоформе винной кислоты).
Это объясняется тем, что оба тра хиральности в молекуле винной кислоты имеют одинакой набор заместителей, за счет чего у молекулы в целом появтся плоскость симметрии. В свою очередь это ведет к сниже. числа реально существующих стереоизомеров по сравнению ' асчетным. 9.3.7. Оксокислоты Оксокислотами называют соединения, содержащие одноврено карбоксильную и альдегидную (или кетонную) группы.
'. В соответствии с этим различают альдегидокислоты и кетонолоты. " Простейшей альдегидокислотой является гл и о к с и л о в а я блата НООС вЂ” СНО. Она содержится в недозрелых фрук- Х, но по мере созревания ее количество уменьшается. Глиоксиая кислота обычно существует в виде гидрата НООС— Н(ОН)ь Электроноакцепторная карбоксильная группа в глисиловой кислоте, подобно трихлорметильной группе хлораля . 7.2), создает значительный дефицит электронной плотности , соседнем атоме углерода, в результате чего две гидроксилье группы при нем удерживаются достаточно прочно.
Важную ь в биохимических процессах играют следующие кетонокнсы. о о СН ССООН СНтССНлСООН Г!ировииоградиав Листоуксусиаи кислота кислота 263 о ноосссн,сн,соон о нооссснтсоон -Оксоглутароаая кислота Шааелеасуксусная кислота о !1 СН вЂ” С вЂ” СООН 3 1-- Д„, — — СНзо... НАДН н' ОН я — с-соон ! С=О 1 сн, сн,с.
о 8НСА Ацетилиофернент А и -Апета -а-гилроиси кислота о о бр нсн сн с — сн-с-сн 3, — НС~ 3 су Мапо ан кислота П«ранние рап а ннсиата о о — Р— о сн — с о соо о !! Π— Р— ОН сн,= он соон Фосфоенолпироанногралная кислота Фссфоенолпируаат о Рааб Нтзвизбо'С -со, з н О нонц Н25оя,70'С з -со 3 Пироаииа рап а исяога сн,— со — соон '"'.сн,соон+ со, Линоннан инслота щааепсеаунсуа а н«сиота Сяб о ная спаса л64 Пировииоградная, щавелевоуксусная и о-оксоглутаровая кислоты участвуют в цикле трикарбоновых кислот.
Ацетоуксусная кислота относится к б-кетонокислотам. При переаминировании а-кетонокислоты образуют соответствующие а-аминокислоты (см. 1!.1.5). П и р о в и н о г р а д н а я кислота СНЗС(0) СООН (т, пл. 14 'С, т. кип. 165'С) — одно нз центральных соединений в цикле трикарбоновых кислот. Она является также одним из промежуточных продуктов при молочнокиелом и спиртовом брожении углеводов. Может быть получена при взаимодействии ацетилхлорида с цианидом калия с последующим гидролизом образующегося кетононитрила или путем окисления молочной кислоты. о он н,о 101 сн-с-соон — сн-сн-ооон з з Своим названием пировиноградная кислота обязана тому, что впервые была выделена при пиролизе виноградной кислоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
