Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 54
Текст из файла (страница 54)
15.1). миль Фишер (!852 — (9!9) — крупнейший немецкий ученый, основополож. химии природных соединений. Особенно известен фукдаментальнымн ами в области углеводов Э. Фишер внес существенный вклад в химию 'в. В его работах получили развитие многие стереохимические представя. В )90! г. ему присуждена нобелевакая премия (вторая в области химии).
,Образование галогенангндрндов. При действии' на а-аминооты с защищенной аминогруппой оксид-дихлоридом серы ОС( илхлоридом) ЬОС!т или оксид-трихлоридом фосфора РОС з азуются хлорангидриды защищенных а-аминокислот. ЭСС! з млм РОС!о гр л -аол 1 )Н С! СНЗСО МН СН,СО-г'Н Перевод в галогенангидриды использовался в синтезе пептикак способ актинацни карбоксильной группы а-аминокислот. ако из-за большой реакционной способности галогенангидриселективность реакции ацилирования с их участием была ысокой (образовывалось много побочных йродуктов), поэтому ее подходящим способом активации явилось превращение оты в ангидрид. Ангидриды по сравнению с галогенангидами обладают несколько меньшей ацилируюшей способною, 1(о большей избирательностью. : В синтезе пептидов используют смешанный ангндрид а-амин слоты и этилформиата, образующийся при взаимодействии пшенной по аминогруппе а-аминокислоты с этилхлорф ратом.
с лс л~-л-о -лщ С! 2 5 ыс! ! )! И ХНМ О О Образование М-ацильных производных. При ацилировании инокислот галогенангидридами или ангидридами получаются динения, которые можно рассматривать либо как М-ацильные оизводные, либо как М-замешенные, амиды, ЯСН-СООН + РГСОС! †-~ ЯСН-ОООН -НС! МНСОРг МН2 ', М-ацилпроизводные легко гидролизуются с высвобождением дной а-аминокислоты. Поэтому реакция ацилирования шио используется для защиты аминогруппы. Защита аминогруппы а-аминокислот имеет важное значение 33! ! ! ~~ гк СН-ОООН т (СН ) С-О-С-ХЗ «1 зз чМН2 О Нзрбабензонснгруппз С) сн,о-с с! Н О трет-Бутонси- нарбонсазнд дднинокнс«ога -ен-еое 1 Хн —,С-О-,С(сн,), !Ь Карбобензоисн«лорел (; )) ! Нарбобе з- ОНС ЗЗМИ«З Нзрбобе зоне«- ««орин а.Ан« он«с«егз й — СН вЂ” СООН Х=СНй — й — сн — соон ХН вЂ” СНй ОН й — СН вЂ” СООН + О=СН вЂ” й ХН2 Н-СН-ОООН «- СбмчСНЗ тССт ! ХН з То«уе« и.Аминокислота Альдегнд Замещенный нмнн (осноза.
нне )цнффа) Карбнноламнн сн з' сн о трет -Бугонсннарбоннльнан группа (БОН гРуппа) Ч нетнлохьное пронззодное о.аминокислоты Фер- м альде- гнл о-Аминокислота трет-Бугонсннарбенсззнд 333 332 в синтезе пептидов. Однако общепринятый способ удаления защитной группы с помощью гидролиза в кислой среде неприем. лем из-за опасности одноврс(ценного расщепления пептидной связи в молекуле синтезируемого пептида. Это вызывает необходимость использовать специфическую защиту.
Широко распространен прием карбобензоксизащиты (1932), где ацилирующнм реагентом служит к а р б о б е н з о к с и х л о р и д (бензиловый эфир хлормуравьиной кислоты). Защитная карбобензоксигруппа (бензилоксикарбонильная группа) удаляется без нарушения пептидных связей при катали. тическом гидрогенолизе, т. е. действии водорода в присутствии ралладиевого катализатора при обычной температуре. Кроме того, удаление этой защитной группы можно провести смесью бромоводородной и трифторуксусной кислот без нагревания. — и-Н-СН-СООН ннфС-СФСНзСпмб Легкость расщепления связей при гидрогенолизе обусловлена термодинамической устойчивостью образующейся промежуточной частицы — бензильного катиона (см. 4.3).
Этот же принцип, т. е. легкость отщепления защитной группы за счет образования термодинамически устойчивой промежуточной частицы, исполь. «ОВаи ПРи выборе другого ацилирующего реагента . грег-бут оке и к а рбоксазида. щитная грег-бутоксикарбонильная группа (БОК-группа) отщепляется *' агревания при действии трифторуксусиой кислоты. В качестве промежуб частицы образуется относительно устойчивый грег-бутил-катиоп, который ' превращаетсн в 2-метилпропен (изобутилен).
-сн-ооон + т х,~аз=сна . еа, ! Хнй 2-Метнлпропен Образование оснований Шиффа. При взаимодействии сс-амиислот с альдегидами образуются замешенные имины (основа- Шиффа) через стадию образования карбиноламинов (см. Реакция с формальдегидом лежит в основе количественного еделения а-аминокислот методом ф о р мол ь н о го ти та а н и я (метод Оеренсена), ' Амфотерный характер а-аминокислот не позволяет непосредственно проить титрование их щелочью в аналитических целях. Г(ри взаимолейн а-аминокислот с формальдегндом получаются относительно устойчивые нноламины — Х-метилольные производные, свободную карбоксильную групоторых затем титруют щелочью. й — СН вЂ” СООН + Н2С=О й — СН вЂ” СООН ХН« ХН вЂ” СН,ОН ())у ' 2)! («( Фрагмент тмамамввииы " римы ':.
ИН / сн, тмогидамтоии ФТГ-иромзводиые Ф -амииоииалот таин Образование ДНФ-производных. а-Аминокислоты образуют с 2,4-диннтрофторбензолом (ДНФБ) окрашенные в желтый цвет дннитрофенильные производные (ДНФ-производные), раствори. мые в органических растворителях. Они экстрагируются из реакционной смеси органическими растворителями и используются для идентификации хроматографическими методами.
Для всех а-аминокислот известны Р! нх ДНФ-производных. Взаимодействие а-амннокислот с ДНФБ является реакцией нуклеофильного замещения в бензольном кольце. Такое замещение становится возможным за счет влияния двуХ сильных электроноакцепторных нитрогрупп. 8 !! н~ уйн с сн, эг О 8 и ./ с,н — и ин б 5 ,с — сн О ~Я ИО Исг О й г ~т Р + йН -СН вЂ” СООН Огй ' ИН-СН вЂ” СООН но 4г 2 2 ! Нр К я 2,4.димитрафтарбе«зол (ДНФБ! днв.
р д„ а -вмииаииалот Образование ФТГ-производных (реакция Эдмана). Эта реакция широко используется при установлении строения пептидов. Взаимодействие а-аминокислот с фенилизотиоцианатом протекает по механизму нуклеофильного присоединения. В образовавшемся продукте далее осуществляется внутримолекулярная реакция нуклеофильного замещения, приводящая к образованию циклического замешенного амида.
/ С Н;И=С=8 ° ИН вЂ” СН2СООН вЂ” С Н-ИН-С-ИН-СН2С б 5 2 б 5 Феииливатиоциаиат Глиции 8 ОН 8 !! СбН -И ИН / Сн циилизвцим. Н' -н,о Феиилтиа«идаитоии Циклические соединения получаются с количественным выходом и представляют собой фенильные производные тиогидантонна, поэтому для ннх принято название фенилтиогидантоиновых производных (ФТГ-производных) и-аминокислот.
ФТГ-производные различаются строением радикала Й. 334 ачественные реакции. Особенность химии аминокислот и ' в заключается в наличии многочисленных качественных тных) реакций, составлявших в свое время основу хнмиго анализа. В настоящее время, когда исследование протея с помощью физико-химических методов, многие качестйые реакции все же сохраняют свое значение, а некоторые меняются для обнаружения а-аминокислот при хроматограбском анализе. ()бщая качественная реакция а-аминокислот — реакция с вдрином (см. 7.2). Продукт нингидринной реакции имеет ргфиолетовый цвет, что используется для визуального обнарукя аминокислот на хроматограммах (на бумаге, в тонком ), а также спектрофотометрического определения на аминоотных анализаторах (продукт поглощает свет в области — 570 нм).
О и йН -СН-СООН во с г я Ф-Амммоммалота О ОН О Продуит реаиции виме фиолетового цвета Для обнаружения пептидных связеи 'в пептидах и белках жит биуретовая реакция (см. 7.5),' в которую вступают пептиды и белки, содержащие по крайней мере две такие зи. 333 в '!( )! 'о,' ОН Нмигмдрии 9! О: С И вЂ” С + СО2 + ПСНО+ ЗН20 .С~~мм! Алмдегид НОС~ х-сн;сн-ооон 1 МН2 нмоз — но г' тт сн-сн-ооон 2 МН2 мод меам Т раен (н е гоп онреснп! О ' хп СН2 СН вЂ” СОО Ма 1 МН2 о Существует также ряд частных реакций, позволяющих обна, руживать' отдельные а-аминокислоты или группы родствен.
ных а-аминокислот. Триптофан обнаруживают при помощи реакции с и-диметил аминобензальдегидом в среде серной кислоты по появляющемуся красно-фиолетовому окрашиванию (реакция Эрлиха). Эта реакция используется для количественного анализа триптофана в продуктах расщепления белков. Цистеин обнаруживается с помощью нескольких качественных реакций, основанных на реакционной способности содержап(ейся в нем меркаптогруппы.
Например, при нагревании раствора белка с ацетатом свинца (СНзСОО)2РЬ в щелочной среде образуется черный осадок сульфида свинца РЬ5, что указывает на присутствие в белках цистеина. Для обнаружения ароматических и гетероциклических а-аминокислот используется ксамтопрогеиновая реакция (реакция на фенилаланин, тирозин, гистидин, триптофан). Например, прн действии концентрированной азотной кислотой на тирозин образуется нитросоединение, окрашенное в желтый цвет.
При до. бавлении к нему щелочи окраска становится оранжевой в связи ионизацисй фенольной гидроксильной группы и увеличением вклада авиона в сопряжение. н 1 я — С вЂ” ОООН ! н о с. «ОСН2. )-, .ОН М Снз н рз с1'н 1 ' О,РОСН, .)~ О мн снсоон — )! ф 1 Я ! снз н Пнр до спп ФосФпг а.д нмоннспо и Л о н ! альдияине 1 электронная плотность сопряженной системы ена к протонированному пиридиновому атому азота, за чего возникает сильная поляризация о-связей а-углеродного а. В зависимости от того, какая из этих трех о-связей 'ет принимать участие в дальнейшей реакции (что определя.природой фермента), с а-аминокислотой в конечном итоге осуществляться процессы трансаминирования, декарбокси- ' вания, элиминирования, рацемизации, альдольного расшеп- ия и др.
Общность этих существенно различающихся ", конечному результату процессов заключается в том, что дый из них реализуется через стадию образования альди- 1. а-Аминокислота в действительности взаимодействует с комплексам ковалент- евязаннык между собой кофериента н фермента. Пиридаксальфосфат за альдегилной группы образует альлиминную связь с аминогруппой бокового кала л и з и н о в о г а остатка в активном центре фермента.
Кроме того, рмент связан с ферментом и другими связями (фосфатнвя группа, протони- нный пиридиновый атом азота и др 1 Образовавшийся комплекс, назовем его лли краткости фермент.имин, дает довольно высокой реакционной способностью по отношению к а-амина оте, что связано с большей злектрофнльностыа атома углерода иминной пы по сравнению с альлегнднай Это объясняется более выраженной спасай ью атома азота иминнай группы к протонированик! по сравненнк! с атомом ' арада, Фер е (орп еепп онресне! МН2 с р Л ридо спп Ф 337 зэа 336 11.1.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
