Аминокислоты, белки
оядные животные выделяют с мочой небезвредную
бензойную кислоту, попадающую в организм с пищей.
11. Аминокислоты можно алкилировать по аминогруппе. Алкилированием глицина
получается метиламиноуксосная кислота-саркозин
+ +
NH3—CH2—C—O– + CH2I CH3NH2—CH2—C—O– + HI
|
|
O
O
саркозин
которая в связанном виде содержится в некоторых белках
При избытке иодистого метила образуется замещенная на
четвертичноаммониевую группировку уксусная кислота
+ +
NH3—CH2—C—O– + 3CH3I (CH3)3N—CH2—C—OH I– + 2HI
|
|
O
O
от которой можно отщепить HI и получить бетаин, лучше синтезируемый из
триметиламина и хлоруксусной кислоты:
+
(СH3)3N + C?CH2—C—ONa (CH3)3N—CH2—C—O– + NaC?
|
|
O
O
бетаин
Бетаин, получивший свое название от свеклы(Beta vulgaris), в соке
которой он находится, дал название и всему классу внутренних солей, в
которых анион и катион связаны внутри одной молекулы. В этом смысле говорят
о бетаинобразной структуре самих аминокислот:
+ +
H3N—CH2—C—O– (CH3)3N—CH2—C—O–
|
|
O
O
Бетаины обладают большим дипольным моментом и солеобразны (тверды,
нелетучи, водорастворимы).
[pic]- аминокислоты, их роль в природе.
В молекулах большинства [pic]-аминокислот содержится асимметрический атом
углерода; природные аминокислоты существуют в виде оптических антиподов. Те
из антиподов, конфигурация которых аналогична конфигурации правовращающего
глицеринового альдегида, обозначаются буквой D; буквой L обозначаются
антиподы, конфигурация которых соответствует конфигурации левовращающего
глицеринового альдегида:
Конфигурация [pic]-асимметрического атома углерода у всех природных [pic]-
аминокислот одинаковая, все они относятся к L-ряду.
Наибольший интерес представляют 20 [pic]-аминокислот, входящих в
состав белковых молекул.
Принадлежность природных аминокислот к [pic]-аминокислотам легко
устанавливается по их способности образовывать дикетопиперазины и
характерные внутрикомплексные медные соли. Азотистая кислота превращает их
в [pic]-оксикислоты, из которых многие известные уже со второй половины
XVIII столетия. Если при этом получается неизвестная оксикислота, то
аминогруппу можно заменить на хлор действием хлористого нитролиза
R
R
+ | |
NH3—CH—C—O– + NOC? C?—CH—C—OH + N2 + H2O
|
|
O
O
а затем, заменив действием цинка в кислой среде хлор на водород, получить
известную карбоновую кислоту(в случае аминодикарбоновых кислот-
двухосновную). Таким путем, например, из валина образуется изовалериановая
кислота, из лейцина – изокапроновая, из глутаминовой – глутаровая, которые
легко идентифицировать по каким-либо твердым производным (например по
анилидам).
Синтез пептидов.
Дипептидами называются [pic]-амино-N-ациламинокислоты
R—CH—C—NH—CH—C—O–
|+ | | |
NH3 O R’ O
Полипептиды построены по тому же амидному принципу из нескольких
одинаковых или разных аминокислот. Они называются по числу участвующих
остатков аминокислот ди-, три- и т.д. полипептидами.
Дипетиды с одинаковыми [pic]-аминокислотными остатками можно получить
гидролитическим размыканием дикетопиперазинов. Дипетиды с любыми [pic]-
аминокислотными остатками были получены Э. Фишером путем ацилирования
аминокислоты по аминогруппе хлорангидритом [pic]-галоидзамещенной кислоты
и последующей заменой [pic]-галоида на аминогруппу действием аммиака:
С?—CH—C—С? H2N—CH—C—OH С?—CH—C—NH—CH—C—OH + HС?
| | | |
| | | |
R O R’ O
R O R’ O
С?—CH—C—NH—CH—C—OH + 2NH3 H2N—CH—C—NH—CH—C—O– + NH4С?
| | | |
| | | |
R O R’ O
R O R’ O
Подобная же последовательность реакций, примененная к полученному
дипетиту, приведет к трипетиду и т.д. Э. Фишер получил таким путем
октадекапептид, состоящий из 18 остатков аминокислот.
В более новых методах синтеза полипептидов исходят из хлорангидридов
аминокислот(или из иных функциональных производных аминокислот с резко
выраженной ацилирующей способностью) с защищенной аминогруппой. Такая
защита необходима, чтобы хлорангидрид первой аминокислоты не проацилировал
себе подобную молекулу, а осуществил связь со второй аминокислотой . Защита
аминогруппы ацетилированием мало удобна, так как условия удаления
ацетильной группы гидролизом таковы, что сам ди или полипептид будет
гидролизоваться, распадаясь на аминокислоты. Поэтому аминогруппу кислоты,
предназначенной в качестве ацилирующего агента и превращаемой для этого в
хлорангидрид, защищают, в водя в аминогруппу такую группировку, которую
можно удалить из дипептида гидролизом в очень мягких условиях или каким-
либо другим методом. Например группу CF3CO- можно удалить обработкой слабой
щелочью или гидрогенолизом; группу C6H5CH2OCO- легко удалить гидрированием
над палладиевым катализатором, восстановлением раствора натрия в жидком
аммиаке или действием гидрозина; фталильная группа под действием гидразина
отщепляется в виде
CO
NH
C6H4 |
NH
CO
Что касается того, в форме какого функционального производного должен
находится карбоксил защищенной описанным способом аминокислоты, то чаще чем
хлорангидриды, применяют легко ацитилирующие эфиры или смешанные ангидриды,
например:
HN—CH—C—O— —NO2 или HN—CH—C— —O—C—OR’
| | | | |
| |
X R O X R
O O
где X- защищающий аминогруппу заместитель, R’- остаток пространственно
затрудненного алифатического спирта, например (CH3)2CH—CH2OH, что
обеспечивает разрыв ацилирующей молекулы по линии, намеченной пунктиром.
Совершенно иное дело-получение полипептидов, даже с высоким молекулярным
весом, из остатков одной кислоты. Для этой цели выработан следующий
метод(Лейхс), рассмотренный на примере глицина (R=H):
R
|
C6H5CH2—O—C—C? + H2N—CH—C—OH
| |
O O
R
|
C6H5CH2—O—C—NH—CH—C—OH
| |
O O
O
R
R—CH—C
|
нагревание
C6H5CH2—O—C—NH—CH—C—C?
O
| |
O O
| |  скачать работу |
Аминокислоты, белки |
