Aminoacids_reschen_1_1 (1126151)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1. а) Главный источник -аминокислот, необходимых для синтеза белков в живом организме - пищевые белки. Многие -аминокислоты синтезируются в организме (in vivo) в результате расщепления пищевых белков, а некоторые не синтезируются в организме и должны поступать извне. -Аминокислоты последнего типа называют незаменимыми: валин, лейцин, изолейцин, лизин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан.

б) Двадцать -аминокислот, включаемых в определенной последовательности (закодирована последовательностью оснований в информационной РНК) в состав белков в процессе биосинтеза в рибосомах, называются генетически кодируемыми аминокислотами. Кроме перечисленных в пункте а) незаменимых -аминокислот к генетически кодируемым относят еще двенадцать -аминокислот: глицин, тирозин, серин, глутаминовую кислоту, аспарагиновую кислоту, аланин, аргинин, гистидин, цистеин, пролин, аспарагин, глутамин.

Примечание: Для построения белков в живом организме используются аминокислоты L-ряда.

2. Незаменимые -аминокислоты изолейцин и треонин содержат по два центра хиральности:

Для молекул с несколькими асимметрическими центрами (атомами) число стереоизомеров в общем случае равно 2ⁿ, где n-число асимметрических атомов. В случае изолейцина и треонина число стереоизомеров равно 2², т.е. 4.

Приставка алло (от греческого allos - другой) используется для обозначения той пары энантиомеров, Lизомер которой не участвует в построении белков в организме.

LИзолейцин: (2S, 3S)2Амино3метилвалериановая кислота или (2S, 3S)2Амино3-метилпентановая кислота.

DИзолейцин: (2R, 3R)2Амино3метилвалериановая кислота или (2R, 3R)2Амино3метилпентановая кислота.

Lалло ‑ Изолейцин: (2S, 3R)-2-Амино-3-метилвалериановая кислота или (2S, 3R)-2-Амино-3-метилпентановая кислота.

D ‑ аллоИзолейцин: (2R, 3S)2Амино3метилвалериановая кислота или (2R, 3S)2Амино3метилпентановая кислота.

Таким образом, Lизолейцин является энантиомером по отношению к Dизолейцину; вместе они представляют собой эритроформу изолейцина. С другой стороны, Lизолейцин является диастереомером по отношению к Lаллоизолейцину и Dаллоизолейцину. LаллоИзолейцин и Dаллоизолейцин являются энантиомерами по отношению друг к другу и представляют собой треоформу изолейцина. В свою очередь, Dизолейцин является энантиомером по отношению к Lизолейцину и диастереомером по отношению к Lаллоизолейцину и Dаллоизолейцину.

В случае треонина энантиомерные L и Dтреонины представляют собой треоформу, а энантиомерные Lалло и D-алло-треонины представляют собой эритро - форму треонина.

L-Треонин: (2S, 3R)-2-Амино-3-гидроксимасляная кислота или (2S, 3R)-2-Амино-3-гидрокси-бутановая кислота.

D-Треонин: (2R, 3S)-2-Амино-3-гидроксимасляная кислота или (2R, 3S)-2-Амино-3-гидроксибутановая кислота.

Примечание: Все природные -аминокислоты L-ряда, за исключением цистеина HSCH₂CH(NH₂)COOH, имеют S-конфигурацию -углеродного атома (см. решение к задаче 3).

3. Для L-цистеина (группа CH₂SH старше группы COOH по системе Кана ‑ Ингольда ‑ Прелога) углеродный атом имеет Rконфигурацию.

L-Цистеин: (2R)-2-Амино-3-меркаптопропановая кислота.

D-Цистеин: (2S)-2-Амино-3-меркаптопропановая кислота.

4. В молекуле цистина имеется два центра хиральности, однако число стереоизомеров у него равно 3 из-за наличия плоскости симметрии в случае мезо - формы.

LЦистин: (2R, 2'R)-3,3’Дитиобис2аминопропионовая кислота или (2R,2'R)-3,3'-дитио-бис-2-аминопропановая кислота (дицистеин, Cys₂).

DЦистин: (2S, 2'S)-3,3'-дитио-бис-2-аминопропановая кислота.

мезо - Форма цистина: (2R, 2’S)-3,3'-дитио-бис-2-аминопропановая кислота.

5. а) Аминирование -галогензамещенных кислот.

б) Восстановительное аминирование -оксокислот.

2-Оксо-3-фенилпропановую кислоту можно получить из толуола другим способом:

в) Метод Штреккера (синтез -аминокислот из карбонильных соединений). В синтезе фенилаланина по Штреккеру исходят из фенилуксусного альдегида.

г) Аминирование эфиров -галогенкарбоновых кислот с помощью фталимида калия (синтез -аминокислот по Габриэлю).

д) Получение -аминокислот алкилированием амино-, амидо- и имидомалоновых эфиров. В этом случае сначала получают необходимые N-замещенные малоновые эфиры, затем их алкилируют в присутствии сильных оснований (этилат натрия, гидрид натрия); продукты алкилирования гидролизуют в кислой среде при нагревании до соответствующих -аминокислот.

Получение аминомалонового эфира:

Получение фталимидомалонового эфира:

Получение ацетамидомалонового эфира:

Аналогичным способом получают бензамидомалоновый эфир.

Синтез фенилаланина с использованием фталимидомалонового эфира включает следующие стадии:

Синтез -аминокислот с помощью амино-, ацетамидо- или бензамидомалоновых эфиров включает аналогичную последовательность стадий.

6.

7. а)

б)

в)

г)

8. В этом случае анион ацетамидомалонового эфира можно использовать в качестве донора Михаэля:

9.

10.

11.

12.

Основание: :B связывает протон карбоксильной группы, после чего следует нуклеофильная атака -NH₂-группы (более сильный нуклеофильный центр, чем -аминогруппа) по CN-связи цианамида.

13. Соединения А и Б ‑ продукты радикального 1,2- и 1,4-присоединения N₂O₅ (в присутствии кислорода) к бутадиену-1,3:

При действии триэтиламина соединения А и Б претерпевают процесс Е2-элиминирования с образованием одного и того же продукта NO₂-CH=CH-СH=CH₂ (В; 1-нитробутадиен-1,3).

14. Данный метод синтеза рацемических -аминокислот включает стадию генерирования устойчивого аниона А, стабилизация отрицательного заряда в котором осуществляется за счет (-I)- и (-M)-эффектов C=N и COOC₂H₅ групп. Далее анион А алкилируют, затем продукт алкилирования подвергают кислотному гидролизу.

Синтез аланина:

Аналогичным образом из бензофенона, этилового эфира глицина и вторбутилбромида можно получить (D, L)-изолейцин

Примечание 1. Аминонитрилы можно также с успехом использовать в данном синтезе аминокислот.

Примечание 2. В настоящее время разработаны и широко используются в практике синтеза аминокислот методы межфазного алкилирования оснований Шиффа, получаемых из эфиров аминокислот или аминонитрилов и бензофенона.

15.

Конечную смесь L‑лейцина и N‑ацетил-D-лейцина можно легко разделить, обработав ее разбавленным раствором кислоты. При этом растворяется L-лейцин. N‑Ацетил-D-лейцин растворяется только в основаниях.

Далее N-ацетил-D-лейцин гидролизуют разбавленным раствором кислоты при нагревании и получают чистый D-лейцин (в виде соли).

16. См. решения к задачам 5 и 15.

17. Конечную смесь (S)--аминокислоты и (R)--аминонитрила можно легко разделить методом ионообменной хроматографии, используя различную полярность этих соединений.

Синтез L-валина.

ee-Enantiomeric excess (энантиомерный избыток).

Напомним, что практически все природные -аминокислоты L-ряда имеют (S)-абсолютную конфигурацию (см. также решение к задаче 3). В случае L-валина достигается высокая степень энантиомерной чистоты (>99%), т.е. в конечном образце L-валина, полученного данным методом, содержится менее 1% D-валина.

В последние годы большое внимание уделяется асимметрическому варианту синтеза Штреккера в присутствии хиральных катализаторов (некоторые пептиды или хиральные катализаторы на основе алюминия или циркония).

Далее полученные оптически активные нитрилы превращают в соответствующие оптически активные -аминокислоты, причем заместитель при аминном атоме азота может сохраняться или удаляться в зависимости от конкретной цели.

Более подробно с данной проблемой можно ознакомиться:

Larry Jet, Recent Developments in Catalytic Asymmetric Strecker-Type Reactions, Angew. Chem. Int. Ed., 2001, v.40, №5, p.875-877.

18. Под действием фермента L-аминокислотной оксидазы происходит избирательное окислительное дезаминирование L(S)-аминокислоты, которая превращается в соответствующую -оксокислоту. D(R)-Аминокислота при этом остается неизменной. Разделение конечной смеси D(R)-аминокислоты и -оксокислоты можно осуществить методом ионообменной хроматографии, используя их различную полярность.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы