Aminoacids_reschen_1_1 (1126151), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Данный метод позволяет получать замешенные (по фенильному кольцу) D-арилаланины с 97-98% ее.
См. также решение к задаче 5.
19. 2,2-Диметилтиазолидин-4-карбоновая кислота (2) является циклическим аминотиоацеталем (кеталем) ацетона. Механизм ее образования в указанных условиях аналогичен механизму образования циклических ацеталей (кеталей) в кислой среде.
Предполагаемый механизм эпимеризации кислоты (2) (R)-2 
(S)-2 в присутствии салицилового альдегида:
Если энантиомер (S)-2 выводить из равновесия взаимодействием с (R,R) винной кислотой (соль 3), то весь (R)-2 энантиомер можно превратить в (S)-2, т.е. можно дерацемизовать иминокислоту 2. После гидролиза соли 3 образуется (S)-цистеин.
Данный метод можно с успехом использовать для дерацемизации некоторых циклических -аминокислот (-иминокислот):
1,3-Тиазан-4-карбоновая кислота является предшественником биологически важной аминокислоты гомоцистеина, из которой в животных тканях под действием кобаламин зависимых ферментов осуществляется синтез незаменимой кодируемой аминокислоты метионина.
ГЦМТ - фермент гомоцистеинметилтрансфераза. Более подробно с данной проблемой можно ознакомиться: R.O. Duthaler, Tetrahedron, 1994, p.1540-1650.
20. Механизм окислительного дезаминирования -аминокислот под действием нингидрина:
Нингидринная реакция неспецифична; окрашенные продукты с нингидрином дают NH3, первичные амины, белки и пептиды. Следует отметить, что нингидринная реакция с выделением углекислого газа специфична только для аминокислот. Нингидринная реакция используется для визуальной идентификации -аминокислот (хроматография на бумаге или в тонком слое), а также для колориметрического количественного определения -аминокислот.
21. а)
Нагревание цистеина или раствора белка с диацетатом свинца (CH3COO)2Pb в щелочной среде сопровождается образованием черного осадка сульфида свинца PbS, что указывает на присутствие цистеина в исследуемом образце белка. Аналогичную реакцию дает метионин (Met).
б)
При нагревании ароматических -аминокислот с концентрированной азотной кислотой происходит нитрование бензольного кольца и наблюдается образование нитропроизводных, окрашенных в желтый цвет. Эта реакция называется ксантопротеиновой (от греческого ксантос - желтый). Положительную ксантопротеиновую реакцию дают: Phe, Tyr, His, Trp.
Нитропроизводное тирозина в щелочной среде меняет желтую окраску на оранжевую вследствие ионизации фенольной гидроксильной группы, что обеспечивает ее более полное сопряжение с бензольным кольцом и нитро группой.
в)
Первичные аминогруппы в -аминокислотах и белках можно определить методом Ван Слайка (реакция с HNO2).
Этот метод можно использовать для качественного (выделение азота) и количественного (по объему выделившегося азота) определения -аминокислот. Саркозин в этих условиях реагирует с азотистой кислотой без выделения азота с образованием N-нитрозопроизводного. Аналогично саркозину ведет себя в данных условиях пролин.
г)
С ионами переходных металлов -аминокислоты образуют прочные хелатные комплексы. Наиболее известны комплексы с Cu(II), которые окрашены в темно-синий цвет.
д)
Триптофан с 4-диметиламинобензальдегидом (реагент Эрлиха) в кислой среде образует соединение, окрашенное в красно-фиолетовый цвет (реакция Эрлиха).
22. 1. См. решение к задаче 21 (б).
2.
При взаимодействии тирозина со щелочью образуется дианион, в котором имеется три нуклофильных центра O, ‑NH2 и ‑COO. Наиболее сильный нуклеофил ‑ фенолят - анион; он реагирует с молекулой диметилсульфата в первую очередь.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
При взаимодействии цистеина со щелочью образуется дианион, в котором имеется три нуклеофильных центра 
S‑, NH2‑ и ‑COO . Наиболее сильным нуклеофилом из них является тиолят - анион, который реагирует с молекулой диметилсульфата в первую очередь.
23. а)
б)
в)
24. а)
б)
в) Первая стадия приведенной схемы ‑ это реакция [2+1]-циклоприсоединения синглетного дихлоркарбена по связи C=N. Дихлоркарбен в этом случае можно генерировать из хлороформа реакцией с бис(триметилсилил)амидом натрия.
г)
д) В данном случае магнийорганическое соединение в первую очередь реагирует как основание.
е) [2+2]-Циклоприсоединение кетенов и оснований Шиффа ‑ удобный метод синтеза -лактамов.
25. Для избирательной модификации отдельных функциональных групп в сложных молекулах часто прибегают к использованию метода защитных групп. Суть метода заключается во временном обратимом блокировании (защите) тех функциональных групп, которые необходимо сохранить при проведении запланированных химических превращений по другим частям молекулы. Метод защитных групп позволяет также снять вопрос о селективности основной реакции. Задача существенно упрощается и сводится к более простой проблеме ‑ к селективному введению и удалению защитных групп. Многообразие структурных типов защитных групп, простота методов их селективного введения и удаления сделали метод защитных групп важным инструментом тонкого органического синтеза. Метод защитных групп находит самое широкое применение во многих областях современной органической химии, но наиболее ярко ценность этого метода прослеживается, пожалуй, в области пептидного синтеза. Стратегическая цель пептидного синтеза ‑ обеспечение определенной последовательности аминокислотных остатков в молекуле синтезируемого пептида. Эта цель достигается использованием на определенных этапах пептидного синтеза защиты одних и активации других функциональных групп.
Защита аминогруппы.
В данном случае использована бензилоксикарбонильная защитная группа (карбобензоксигруппа; Z), которая удаляется каталитическим гидрированием (H2, Pd/C), действием бромистого водорода в уксусной кислоте или действием жидкого фтористого водорода. При необходимости можно использовать п‑метоксибензилоксикарбонильную защитную группу [Z(OCH3)], которая расщепляется в присутствии более слабых кислот ‑ трифторуксусной кислоты или хлористого водорода в уксусной кислоте.
Кроме карбобензоксигруппы для защиты аминогруппы в аминокислотах широко используется трет-бутоксикарбонильная группа (БОК; Вос), которая селективно удаляется действием трифторуксусной кислоты или хлористого водорода в подходящем растворителе.
трет-Бутоксикарбонильная группа устойчива к каталитическому гидрированию.
Защита карбоксигруппы.
Защита карбоксигруппы -аминокислоты в пептидном синтезе достигается ее превращением в сложный эфир (метиловый, этиловый, бензиловый или трет- бутиловый).
При работе со свободными эфирами -аминокислот следует помнить, что они в обычных условиях очень легко превращаются в твердые циклические дипептиды ‑ дикетопиперазины.
Метиловые и этиловые сложноэфирные группировки расщепляются в достаточно жестких условиях ‑ последовательное осуществление щелочного и кислотного гидролиза. Бензиловые и трет- бутиловые эфиры расщепляются кислотами; кроме того бензиловые эфиры легко расщепляются каталитическим гидрогенолизом в нейтральной среде (в этанольном растворе). Условия расщепления бензиловых и трет- бутиловых сложных эфиров -аминокислот аналогичны условиям удаления Z- и БОК- защитных групп (см. выше).
При необходимости защиты амино- и карбоксигруппы можно подбирать таким образом чтобы они могли селективно удаляться независимо одна от другой, что позволит наращивать пептид с любого конца.
26. Способ 1. См. также решение к задаче 25.
Защита аминогруппы.
Активация COOH - группы для реакции с бензиламином:
При реализации данной схемы синтеза не происходит рацемизация -углеродного атома, т.е. все указанные процессы протекают регио- и стереоселективно: L-аланин N-бензиламид L-аланина.
Способ 2.
Более перспективным является метод синтеза N-замещенных амидов аминокислот с использованием более лабильной трет- бутоксикарбонильной (БОК) защитной группы. В качестве конденсирующего реагента в реакции N-защищенной аминокислоты с алкиламином используют дициклогексилкарбодиимид (ДЦК). Преимущества данного метода: БОК - защита удаляется в достаточно мягких условиях (смесь соляной и уксусной кислот); не нужно дополнительно активировать карбоксильную группу аминокислоты.
Примечание: БОК - защитная группа также легко удаляется действием трифторуксусной кислоты в хлористом метилене.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
