Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
Метионин является биологическим метилирующим агентом и, в частности, играет важную роль при образовании холпна и креатина в живом организме (Дю Виньо).
Реакции карбоксильных и аминогрупп
Этерификация. Подобно другим карбоновым кислотам а-амнно-кислоты образуют со спиртами сложные эфиры. Для получения последних по методу, предложенному Эмилем Фишером, суспензию аминокислоты в спирте обрабатывают избытком HCl. При этом карбоксил-анион диполярного иона аминокислоты превращается в свободную карбоксильную группу, которая затем подвергается этерификации,
Реакции карбоксильных и аминогрупп
357
катализируемой кислотой:
© HCl н
H3N—CHR—СООэ -> Cl9HsX-CHR-COOH
СН3ОН '
-> CIeH3N—CHR—СООСН.., + Н20
Хлоргидраты эфиров аминокислот обычно легко кристаллизуются из смеси спирта и эфира. Выделение свободного эфира аминокислоты лучше всего проводить в отсутствие воды. Можно, например, добавить к спиртовому раствору хлоргидрата эфира аминокислоты вычисленное количество алкоголята натрия и отфильтровать выделившийся хлористый натрий:
CIeH3\'®-CHR-COOCII3 + NaOCHn —> H2\T-CHR-COOCH3 + CH3OH + ХаС1э
Эфпры аминокислот способны перегоняться в вакууме без разложения, что было использовано Эмилем Фишером для разделения смесей аминокислот. Свободные эфпры довольно чувствительны к омылению в водных растворах; часто также (особенно в присутствии следов воды) две молекулы эфира конденсируются друг с другом с образованием циклических 2,5-днкетопиперазинов (диоксопиперазинов):
NH / \
2H,X-CHR-COOCH, ~2Н°СН'» ^ У^тЙ^
RHC СО К '
\ / NH
0
—>• С1Н3МФ—CHR—CON'HCHRCOOH
При действии концентрированной соляной кислоты дикетопипера-зины расщепляются, образуя дипептиды (Фишер).
В последнее время для этерифнкации аминокислот с успехом применяют хлористый тионил (Бреннер). К охлажденному раствору хлористого тнонила в метиловом спирте прибавляют аминокислоту, которая постепенна переходит в раствор. При этом протекает следующая реакция:
© o ф
HSN-CHR—COOe + SOCI,-r-CH;;OH -> C1H;N—CHR—COOCH;! + SO, + HCl
Применяя вычисленное количество хлористого тиопила, можно получить, например, с хорошим выходом -[-эфир глутаминовой кислоты (Буассона).
Описанные методы не годятся для получения бензиловых эфпроз аминокислот, имеющих важное значение в пептидном синтезе, — в этих условиях из сложного эфира и из бензилового спирта образуется главным образом хлористый бензил:
C6H„CH2OR > ССН3СН2С1 + HOR (R = Н или COCHRNH*)
Поэтому получение бензиловых эфиров обычно проводят в присутствии полнфосфорпой кислоты пли «-толуолсульфокнслоты, которые превращают карбоксил-анион в свободную карбоксильную группу и катализируют реакцию; образующуюся воду при этом удаляют медленной отгонкой бензилового спирта. Основное преимущество бензиловых
358
Гл. IS. Аминокислоты, пептиды и белки
эЛиоов в пептидном синтезе состоит в том, что для их расщепления мо. ж^оРиспользовХ.е только омыление, но и каталитическое гидрирование;
&Н3ГСН«-С00СНАН5 + Н2 gm3N*-CHR-COOH+C6H5CH3
толуол
Ацилирование аминогруппы. Свободная аминогруппа аминокислот легко ацилируется. Реакцию обычно проводят по Шоттен-Бауманну в водном растворе в присутствии едкого натра или окиси магния (M+ = Na+ или '/2 Mg++):
H3^CHR-CO09 HsN-CHR-COO®M® 2g??L+
[А On
R'CO-NH-CHR-COOeM® + [М®С1Э] + Н,0 а-Аминогруппу аргинина можно ацилировать избирательно, если вести реакцию при таком значении pH, когда эта группа свободна, а гуани-дннорая связывает протон, что достигается, например, в присутствии смеси карбоната и бикарбоната (pH около 9).
Диазотирование аминогруппы. Важный класс производных аминокислот был открыт К) рциусом, который нашел, что эфиры аминокислот под действием азотистой кислоты превращаются в диазо-ки слоты — вещества, относящиеся к группе алифатических диазосоединений:
СН3СН (NH2) СООС2Н5 + HONO —> СН3С (N2) СООС2Н5 -f 2Н30
Свободные а-аминокислоты не образуют устойчивых диазосоединений: диазокислоты, получающиеся при действии азотистой кислоты на аминокислоты, сразу же распадаются в присутствии воды на окси-кислоты и азот. В противоположность этому, амиды N2C(R)CONH2 и нитрилы N2C(R)CN диазокислот являются реально существующими соединениями.
Этиловый эфир диазоуксусной кислоты представляет собой желтое нерастворимое в воде масло. Неочищенные препараты неустойчивы, чистые —могут быть перегнаны без разложения (т. кип. 1407720 мм).
Все алифатические диазосоединения чрезвычайно реакционноспо-собны. Вода, содержащая следы серной кислоты, разлагает диазо-уксусный эфир на эфир гликолевой кислоты и азот:
CHN,-COOC2H5 + Н20 -> CH, (ОН) СООС,Н5 + N2
Под действием соляной кислоты получается эфир хлоруксусной кислоты; органические кислоты, взаимодействуя с диазоуксусным эфиром, образуют ацильные производные эфира гликолевой кислоты: CHN,CO0C2H5 + НС! -> СН,С1СООС.,Н5 -f N. CHNjCOOCsHj + НООССН3 -> СН3СООСН2СООС2Н5 + Ns
Скорость разложения, а следовательно, и скорость выделения азота при этих реакциях зависит от концентрации ионов Н+. Поэтому измерив объем азота, выделившегося за определенный промежуток времени, можно судить о силе кислоты, под действием которой происходит раз-
