|
|
|
Содержание.
1. Классификация аминокислот.
2. Синтезы , , - аминокислот.
3. Свойства аминокислот: амфотерность, реакция по аминогруппе и карбоксилу.
4. - аминокислоты, их роль в природе.
5. Синтез пептидов.
Белковые вещества:
1. Классификация.
2. Строение. Первичная структура, понятие о вторичной, третичной и четвертичной структурах.
3. Понятие о ферментах.
Классификация аминокислот.
Аминокислотами называются органические кислоты, содержащие одну или несколько аминогрупп. В зависимости от природы кислотной функции аминокислоты подразделяют на аминокарбоновые, например H2N(CH2)5COOH, аминосульфоновые, например H2N(CH2)2SO3H, аминофосфоновые, H2NCH[P(O)(OH)2]2, аминоарсиновые, например, H2NC6H4AsO3H2.
Согласно правилам ИЮПАК название аминокислот производят от названия соответствующей кислоты; взаимное расположение в углеродной цепи карбоксильной и аминной групп обозначают обычно цифрами, в некоторых случаях - греческими буквами. Однако, как правило, пользуются тривиальными названиями аминокислот. ( см. таблицу 1.) .
В зависимости от положения аминогруппы по отношению к карбоксилу различают , и - аминокислоты:
Все - аминокислоты, кроме аминоуксусной (глицина), имеют асимметрический - углеродный атом и существуют в виде двух энантиомеров. За редким исключением, природные -аминокислоты относятся к L- ряду (S-конфигурация) и имеют следующее пространственное строение:
По физическим и ряду химических свойств аминокислоты резко отличаются от соответствующих кислот и оснований. Они лучше растворяются в воде, чем в органических растворителях; хорошо кристаллизуются; имеют высокую плотность и исключительно высокие температуры плавления. Эти свойства указывают на взаимодействие аминных и кислотных групп, вследствие чего аминокислоты в твёрдом состоянии и в растворе (в широком интервале pH) находятся в цвиттер-ионной форме (т.е. как внутренние соли). Взаимное влияние групп особенно ярко проявляется у -аминокислот, где обе группы находятся в непосредственной близости.
Цвиттер-ионная структура аминокислот подтверждается их большим дипольным моментом (не менее 5010-30 Кл м), а также полосой поглощения в ИК- спектре твердой аминокислоты или её раствора.
Таблица 1. Важнейшие аминокислоты.
Тривиальное названиеСокр.название ос- татка ами нок-тыФормулаТемпература плавления, 0С.Растворимость в воде при 250С, г/100г.Моноаминомонокарбоновые кислотыГликокол или глицинGlyH2NCH2COOH26225АланинAlaH2NCH(CH3) COOH29716,6ВалинValH2NCHCOOH
CH(CH3)23158,85ЛейцинLeuH2NCHCOOH
CH2CH(CH3)23372,2ИзолейцинHeH2NCHCOOH
CH3 - CH - C2H52844,12ФенилаланинPheH2NCHCOOH
CH2C6H5283 (разл.)?Моноаминодикарбоновые кислоты и их амидыАспарагиновая кислотаAsp(D)H2NCHCOOH
CH2COOH2700,5АспарагинAsn(N)H2NCHCOOH
CH2CONH22362,5Глутаминовая кислотаGlu(E)H2NCHCOOH
CH2CH2COOH2490,84ГлутаминGln(Q)H2NCHCOOH
CH2CH2CONH21854,2Диаминомонокарбоновые кислотыОрнитин(+)OrnH2NCHCOOH
CH2CH2CH2 NH2140?ЛизинLys(K)H2NCHCOOH
CH2CH2CH2 CH2NH2224Хорошо растворимАминокислотыАргининArg®H2NCHCOOH
CH2
CH2CH2 NH - C - NH2
¦
NH 23815ГидроксиаминокислотыСеринSer(S)H2NCHCOOH
CH2OH2285ТреонинTre(T)H2NCHCOOH
CH2 (OH)CH325320,5ТирозинTyr(Y)H2NCHCOOH
CH2C6H4OH-n344?ТиоаминокислотыМетионинMet(M)H2NCHCOOH
CH2CH2SCH32833,5Цистин(Cys)2
2
2600,011ЦистеинCys©H2NCHCOOH
CH2SH178Хорошо растворимГетероциклические аминокислотыТриптофанTry(W)H2NCHCOOH
H2C
NH
3821,14ПролинPro(P)H2C CH2
H2C CHCOOH
NH
29916,2ОксипролинOprHOHC CH2
H2C CHCOOH
NH
27036,1ГистидинHis(H)NH2CHCOOH
H2C ?C ?? CH
N NH
CH
2774,3
Синтезы , , - аминокислот.
-аминокислоты получают галогенированием карбоновых кислот или эфиров в -положение с последующей заменой галогена на аминогруппу при обработке амином, аммиаком или фталимидом калия (по Габриэлю).
По Штрекеру Зелинскому -аминокислоты получают из альдегидов:
Этот метод позволяет также получать нитрилы и амиды соответствующих -аминокислот. По сходному механизму протекает образование -аминофосфоновых кислот по реакции Кабачника- Филдса, например:
В этой реакции вместо альдегидов могут быть использованы кетоны, а вместо диалкилфосфитов- диалкилтиофосфиты, кислые эфиры алкилфосфонистых кислот RP(OH)OR и диарилфосфиноксиды Ar2HPO.
Альдегиды и кетоны или их более активные производные кетали служат для синтеза - аминокислот с увеличением числа углеродных атомов на две единицы. Для этого их конденсируют с циклическими производными аминоуксусной кислоты азалактонами, гидантоинами, тиогидантоинами, 2,5-пиперазиндионами или с её медными или кобальтовыми хелатами, например:
Удобные предшественники -аминокислот аминомалоновый эфир и нитроуксусный эфир. К их -углеродным атомам можно предварительно ввести желаемые радикалы методами алкилирования или конденсации. -кетокислоты превращают в -аминокислоты гидрированием в присутствии NH3 или гидрированием их оксимов, гидразонов и фенилгидразонов.
Можно получать -аминокислоты также непосредственно из -кетонокислот, действуя на них аммиаком и водородом над никелевым катализатором:
Некоторые L--аминокислоты ввиду сложности синтеза и разделения оптических изомеров получают микробиологическим способом (лизин, триптофан, треонин) или выделяют из гидролизатов природных белковых продуктов (пролин, цистин, аргинин, гистидин).
- аминосульфоновые кислоты получают при обработке аммиаком продуктов присоединения NaHSO3 к альдегидам:
RCHO + NaHSO3 RCH(OH)SO3Na RCH(NH2)SO3Na
-аминокислоты синтезируют присоединением NH3 или аминов к ,-ненасыщенным кислотам:
В.М.Родионов предложил метод, в котором совмещаются в одной операции получение ,-непредельной кислоты конденсацией альдегида с малоновой кислотой и присоединение аммиака:
-аминокислоты получают гидролизом соответствующих лактамов, которые образуются в результате перегруппировки Бекмана из оксимов циклических кетонов под действием H2SO4. -аминоэтановую и -аминоундекановую кислоты синтезируют из ,,,-тетрахлоралканов путем их гидролиза конц. H2SO4 до -хлоралкановых кислот с последующим аммонолизом:
C?(CH2CH2)nCC?3 > C?(CH2CH2)nCOOH > H2N(CH2CH2)nCOOH
Исходные тетрахлоралканы получают теломеризацией этилена с CC?4.
Бекмановская перегруппировка оксимов циклических кетонов. Наибольшей практический интерес представляет перегруппировка оксима циклогексанона:
Получаемый этим путем капролактам полимеризуют в высокомолекулярный поликапромид
из которого изготовляют капроновое волокно.
Свойства аминокислот: амфотерность, реакция по аминогруппе и карбоксилу.
1. Большинство аминокислот бесцветные кристаллические вещества, обычно хорошо растворимы в воде, часто сладковаты на вкус.
2. В молекулах аминокислот
1 2 3 4 ... последняя
|
|
|
|
 |
НА САЙТЕ: |
|
Рефераты на CD →