Aminoacids_reschen_1_1 (1126151), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

27. а)

б)

28. Соединение 1: L(S)-глутаминовая кислота; соединение 2: (S)-5-оксопирролидин-2-карбоксанилид; соединение 3: (S)-2-(анилинометил)пирролидин.

Механизм первой стадии: избыток анилина разрушает бетаиновую структуру -аминокислоты и способствует переходу амино- группы из аммонийного в свободное состояние. Далее происходит внутримолекулярная циклизация с промежуточным образованием (S)-5-оксопирролидин-2-карбоновой кислоты.

29. Механизм реакции Родионова включает следующие стадии:

30. Переход фенилглицин  Б включает Вос-защиту аминогруппы и активацию карбоксильной группы фенилглицина для нуклеофильной атаки диазометаном. В противном случае получится метиловый эфир фенилаланина.

Далее производное Б реагирует с диазометаном с образованием диазокетона В.

На следующей стадии диазокетон (В) в присутствии бензоата серебра претерпевает перегруппировку Вольфа и превращается в кетен З, который в присутствии нуклеофильных реагентов HX образует соответствующие производные гомофенилглицина (Г-Е).

Последняя стадия синтеза включает удаление Вос- защиты и образование свободного гомофенилглицина Ж.

Такой способ можно с успехом использовать для синтеза оптически активных -аминокислот, если исходить из соответствующих оптически активных -аминокислот:

Y. Podlech, D. Seebach, Liebigs. Ann., 1995, 1217-1228.

31. -Аминокапроновую кислоту получают гидролизом капролактама, который в свою очередь получают перегруппировкой Бекмана оксима циклогексанона.

Далее -аминокапроновую кислоту ацилируют, полученное N-ацетильное производное превращают в натриевую соль.

32. Получение пантотеновой кислоты.

Для получения D-(+)-кальциевой соли пантотеновой кислоты необходим Dпантолактон, который получают либо разделением рацемата через диастереомерные соли пантоевой кислоты с ()фенилэтиламином, либо биосинтезом.

Гидролиз Dпантотеновой кислоты в щелочной среде приводит к образованию -аланина NH₂CH₂CH₂COOH и пантоевой кислоты (D)-HO-CH₂-C(CH₃)₂-CH(OH)-COOH (в виде солей). Гидролиз в кислой среде дает D-пантолактон и аланин.

33. Дипептид (А) состоит из остатков Lаспарагиновой и аминомалоновой кислот. Свободная аминомалоновая кислота в кислой среде легко декарбоксилируется с образованием глицина.

34. Структурная форма трипептида фенилаланилаланилвалина.

Сокращенное название данного трипептида H-Фал-Ала-Вал-OH или H-Phe-Ala-Val-OH.

35. См. также решение к задаче 25.

а) В дипептиде H-Phe-Ala-OH карбоксикомпонентой является фенилаланин, а аминокомпонентой - аланин. Для создания нужной последовательности аминокислот необходимо обе компоненты определенным образом модифицировать.

1. Модификация карбоксикомпоненты: защита NH₂ ‑ группы (1) и активация COOH - группы (2).

2. Модификация аминокомпоненты: защита COOH - группы превращением в сложноэфирную группу

3.Образование амидной (пептидной) связи.

4. Удаление защитных групп.

Подбирая нужным образом защитные группы, можно “шаг за шагом” наращивать данный дипептид с обоих концов. Таким образом, классический пептидный синтез включает ряд обязательных последовательных стадий, которые многократно повторяются, причем на каждой стадии продукт необходимо выделять и очищать, что требует больших временных затрат.

б) Использование в качестве конденсирующего реагента дициклогексилкарбодиимида (ДЦК) позволяет исключить стадию активации (2) карбоксикомпоненты из классического пептидного синтеза (см. решение к заданию а).

Далее защитные группы удаляют также, как в классическом пептидном синтезе.

в) В азидном методе синтеза пептидов N-ацилзамещенные эфиры аминокислот или пептидов сначала превращают в азиды действием гидразина и азотистой кислоты (реакция Курциуса), которые затем вводят в реакцию с аминокомпонентой. В азидном методе не нужно защищать карбоксильную группу аминокомпоненты (см. решение к заданию а).

Тип ацильной защиты и условия ее удаления подбираются в зависимости от конкретных целей.

г) Твердофазный пептидный синтез дипептида H-Phe-Ala-OH по Меррифилду.

В этом случае на первой стадии синтеза будущую С-концевую аминокислоту (в данном случае Lаланин) пептида ”привязывают” к полимеру через ее карбоксильную группу. В качестве полимерной подложки обычно используют хлорметилполистирол.

Как видно из представленной схемы, отщепление пептида от полимерной подложки осуществляется в сильно кислой среде (действием HBr/CH₃COOH или жидкой HF). Главное преимущество этого метода состоит в том, что, ни на одной из стадий он не требует выделения и специальной очистки фрагментов растущей полимерной цепи.

Аддукты пептидов и полимера обладают крайне низкой растворимостью и легко отмываются от побочных продуктов и избытка реагентов, после чего аддукт готов к следующей стадии увеличения пептидной цепи. В настоящее время метод Меррифилда автоматизирован; все операции выполняются запрограммированными аминокислотными синтезаторами. Этим методом были синтезированы гормон инсулин (содержит 51 аминокислотный остаток) и фермент рибонуклеаза (содержит 124 аминокислотных остатка).

д) Пептидный синтез с использованием N-карбоксиангидридов аминокислот (ангидридов Лейкса) включает на первой стадии получение N-карбоксиангидрида из будущей N-концевой аминокислоты, т.е. в данном случае из L-фенилаланина.

Способ 1.

Термическое разложение хлорангидридов N-карбобензоксиаминокислот.

Способ 2. Реакция L-фенилаланина с фосгеном.

Далее избыток N-карбоксиангидрида вводят в реакцию с аминокомпонентой в слабо щелочной среде при низкой температуре.

При проведении первой стадии в жестких условиях промежуточные карбаминовые кислоты (или их соли) декарбоксилируются с высвобождением второй аминокомпоненты (H-Phe-Ala-O^), которая также реагирует с ангидридом Лейкса, что приводит к синтезу полимеров (полиаминокислот).

36. а)

б)

37. 1. Установление N-концевых аминокислотных остатков методом Сэнгера.

2. Установление N-концевых аминокислотных остатков с помощью дансилхлорида.

ДНФ ‑ и дансильное производные можно надёжно идентифицировать с помощью ТСХ.

3. Метод Эдмана определения последовательности аминокислот в пептидах с N-конца основан на реакции -аминогруппы пептида с фенилизотиоцианатом.

Далее аналогичные операции проделывают с дипептидом H-Leu-Gly-OH и определяют лейцин как N-концевую аминокислоту. Последним образуется финилтиогидантоиновое производное глицина. Фенилтиогидантоиновые производные большинства -аминокислот получены и охарактеризованы; их можно надежно идентифицировать методом ТСХ..

4. Установление C-концевых аминокислот с помощью реакции пептида с гидразином (метод Акабори).

Пептид нагревают с избытком гидразина при 110C; при этом пептидные связи разрываются с образованием гидразидов аминокислот. C-концевая группа при этом остается в свободном виде и может быть выделена из реакционной смеси и идентифицирована.

5. Литийборгидрид селективно восстанавливает карбоксигруппу C-концевой аминокислоты и не восстанавливает амиды. После кислотного гидролиза образуется смесь аминокислот и единственный -аминоспирт, соответствующий C-концевой аминокислоте.

6. Энзим карбоксипептидаза селективно отщепляет C-концевую аминокислоту от пептидной цепи.

Карбоксипептидазу выделяют из дрожжей. Более подробно возможность использования различных типов ферментов карбоксипептидаз для определения С-концевых остатков в пептидах и белках обсуждается в монографии «Общая органическая химия», т. 10, стр. 272, Москва, «Химия», 1986.

38. Реакция пентапептида с фенилизотиоцианатом не приводит после кислотного гидролиза к образованию соответствующего фенилгидантоина, т.е. данным методом не определяется N-концевая аминокислота. Результат определения C-концевой аминокислоты с помощью карбоксипептидазы также отрицательный: это возможно в случае циклических пептидов или в случае, когда C-концевая аминогруппа находится в амидной форме. Амидная форма C-концевой аминокислоты исключается, т.к. среди продуктов кислотного гидролиза с последующей нейтрализацией реакционной смеси щелочью нет аммиака. Таким образом, все приведенные в условии задачи данные однозначно указывают на циклическую форму неизвестного пентапептида. Написать точную его структуру невозможно, т.к. нет данных, позволяющих установить последовательность аминокислотных остатков, т.е. нет данных по составу продуктов неполного кислотного гидролиза. В качестве примера приведем одну из возможных структурных формул пентапептида, содержащего указанные в условии задачи аминокислотные остатки.

б) Циклическую форму пептида можно получить нагреванием нециклической формы.

Характеристики

Список файлов учебной работы