ВУЗ: Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Химия
Добавлен: 09.02.2019
Просмотров: 14960
Скачиваний: 28
Синтез гомополиаминокислот
К синтетическим пептидам - гомополиаминокислотам можно отнести
капрон, получаемый из капролактама (промышленное производство). Ниже
приведены стадии его синтеза:
O
NH
2
OH
NOH
к. H
2
SO
4
оксим
циклогексанона
перегруппировка
Бекмана
капролактам
t
°
NH (CH
2
)
5
C
O
n
капрон
( лактам
ε-аминокапроновой к-ты)
⎯
- H
2
O
C
N
O
H
Реакционная способность
Свойства олигопептидов (ОП) аналогичны свойствам аминокислот, свойства
полипептидов (ПП) подобны свойствам белков.
ОП представляют собой кристаллические вещества, которые разлагаются
при 200-300С°, растворимы в H
2
O, разбавленных щелочах и кислотах, плохо
растворимы в органической растворителях. ОП обладают амфотерными
свойствами и в зависимости от pH среды могут существовать в виде катионов,
анионов или цвиттер-ионов. Химические свойства ОП определяются природой
аминокислотных остатков и пептидной связи и во многом аналогичны
свойствам аминокислот. ОП дают положительные нингидринную (см тему
«Аминокислоты») и биуретовую реакции (см тему «Угольная кислота»).
Дипептиды и их производные легко циклизуются, давая дикетопиперазины (см
тему «Аминокислоты»).
Под действием 5,7 н НСl ОП и ПП гидролизуются до аминокислот в
течение 24 часов при 105 С°.
Анализ аминокислотной последовательности в пептидах
Для анализа ОП (ПП) расщепляют на небольшие фрагменты (химическими
методами или ферментативно). Из существующих многочисленных методов
расщепления олигопептидов ниже приведены по одному способу определения
N- и C-концевых аминокислот в дипептиде.
Определение N-концевой аминокислоты
196
2,4-динитрофторбензол
HC
C
CH
3
H
2
N
O
N
H
CH
H
2
C
C
OH
O
аланилфенилаланин
Ala - Phe
F
NO
2
NO
2
CH
C
CH
3
H
N
O
N
H
CH
H
2
C
C
OH
O
- HF
O
2
N
O
2
N
гидролиз
CH
C
CH
3
H
N
O
OH
O
2
N
O
2
N
H
2
N CH
H
2
C
C
OH
O
3-фенил-2-аминопропановая
кислота
N-(2,4-динитрофенил)аланин
или ДНФ-аланин
После гидролиза следует анализ полученной смеси.
Определение С-концевой аминокислоты
HN
CH
CH
C
CH
3
CH
3
OH
O
C
H
2
C
O
NH
2
глицилвалин
Gly - Val
LiBH
4
[H]
HN
CH
CH
2
CH
3
CH
3
OH
C
H
2
C
O
H
2
N
гидролиз
C
H
2
C
O
H
2
N
OH
H
2
C
CH
CH
2
CH
3
CH
3
OH
глицин
3-метилбутанол-1
После гидролиза следует анализ полученной смеси.
ОКСОКИСЛОТЫ (альдегидо- и кетокислоты)
Общие формулы:
C-(CH
2
)
n
-C
O
O
OH
H
C-(CH
2
)
n
-C
O
O
OH
R
/
n=0,1,2...
Карбоновые кислоты, углеводородный радикал которых содержит
карбонильную
группу,
называются
оксокислотами.
По
взаимному
расположению карбоксильной и карбонильной групп различают
α-, β-, γ- и т.д.
оксокислоты.
197
Номенклатура IUPAC
C
⎯C
O
H
O
OH
формилметановая глиоксиловая (глиоксалевая)
кислота
C
C
CH
3
OH
O
O
3
2
1
2-оксопропановая пировиноградная
кислота
CH
3
-C-CH
2
-C
O
O
H
3-оксобутановая ацетоуксусная
кислота
Методы получения
1.Глиоксиловая кислота
Cl-CH-C
Cl
O
OH
2H
2
O
t
°C
- 2HCl
- H
2
O
к. HNO
3
CH
2
-CH
2
OH OH
3H
2
O - 3HCl
- H
2
O
C-CCl
3
H
O
C
⎯C
O
H
O
OH
2.Пировиноградная кислота
CH
3
-CH-COOH
OH
H
2
O
2
Fe
3+
CH
3
-C-COOH
O
- 2HCl
- H
2
O
2H
2
O
CH
3
-C-COOH
Cl
Cl
t°C - H
2
O , CO
2
к. KHSO
4
,
винные кислоты
CH
3
-C-Cl
O
NaCN
CH
3
-C-CN
O
2 H
2
O
H
CH
3
-C-COOH
O
- NaCl
+ NH
3
3.Ацетоуксусная кислота
198
CH
3
-C
O
OC
2
H
5
C
2
H
5
ONa
- C
2
H
5
OH
сложноэфирная конденсация
по Кляйзену
(см. тему "Производные карбоновых
кислот")
CH
3
-C-CH
2
-C
OC
2
H
5
O
O
ацетоуксусный
эфир
- C
2
H
5
OH
H
3
O
+
CH
3
-C-CH
2
-COOH
O
2
Реакционная способность
Оксокислоты более сильные кислоты, чем карбоновые (влияние
акцепторной карбонильной группы).
α-Оксокислоты
Реакции по карбонильной и карбоксильной группам
C-C
O
O
OH
H
NaOH
- H
2
O
C-C
O
O
ONa
H
+ H
2
O
CH
3
CH
2
OH H
+
C-C
O
O
OC
2
H
5
H
+ H
2
O
формилметаноат,
глиоксилат натрия
этилформилметаноат,
этилглиоксилат
C-C
O
O
OH
H
HOH
C-C
OH
O
OH
H
OH
гидрат (устойчив)
HCN
CH-C
OH
O
OH
мононитрил яблочной кислоты
Ag(NH
3
)
2
OH
C-C
O
O
OH
HO
+ Ag
N
≡C
щавелевая кислота
199
Специфические свойства
α-Оксокислоты легко декарбоксилируются при нагревании и под
действием сильных кислот.
α-Оксокислоты легко окисляются.
CH
3
-C-C
O
O
OH
t°
CH
3
-C
O
H
разб. H
2
SO
4
, 150°C , автоклав
CO
2
+
CH
3
-C
O
H
60-80°C
к. H
2
SO
4
CO +
CH
3
-C
O
OH
декарбонилирование
CO
2
+
CH
3
-C-COOH
O
Ag
2
O
CO
2
+
CH
3
-C
O
OH
+ Ag
β-Оксокислоты
1. СН-кислотность ацетоуксусного эфира (кето-енольная таутомерия).
По правилу Эльтекова-Эрленмейера енольные формы альдегидов и кетонов
неустойчивы и их содержание незначительно (2,5
•10
-4
%). Но при введении
акцептора к
α-СН
2
-группе ее СН-кислотность возрастает, что приводит к
значительному увеличению енольной формы (ниже приведены примеры кето-
енольной таутомерии ряда соединений, указано процентное содержание
енольной формы и рКа соединений как СН-кислот).
CH
2
-C-CH
3
H
O
CH
2
=C-CH
3
OH
2,5
•10
-4
% , рКа 20
α
CH
3
-C-CH-COOC
2
H
5
O
H
CH
3
-C=CH-C-OC
2
H
5
OH
8
% , рКа 11
α
O
.....
α
CH
3
-C-CH-C-CH
3
O
O
H
CH
3
-C=CH-C-CH
3
O
O
CH
3
-C-CH=C-CH
3
O
O
78
% , рКа 9
пентадион-2,4,
ацетилацетон
H-
-H
200