Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
J« С—J
кулоиовское притяжение
0+. о-
С—J J3
8- 8 +
С—А
8- 6 +
С—А
J9
отталкивание
кулоиовское отталкивание притяжение
Если диполь имеет обратное направление, то следовало бы ожидать приближения атакующего нона с той стороны молекулы, где расположена вытесняемая группа, что должно было бы привести к сохранению конфигурации. Однако, вопреки этому, замещение четвертичной аммониевой группы опять-таки ведет к обращению конфигурации. Квантовомеханический эффект, управляющий реакцией, преобладает над электростатическим:
ОН
(СН3), CH
/
CH,
онв
N (СН3)3
(ОУ.сн
ОН
сн.
N(CH„)3 _
четиертичная солі, пипс-ріп ііламнна
(CH3),CH
. /-|\/он
)==/\н
псопиперитпл
При реакциях замещения, не относящихся к типу Эу2 (что устанавливается кинетически), предсказание стерического результата реакции зачастую невозможно без привлечения дополнительных данных. Сохранение и обращение конфигурации могут происходить одновременно в различных соотношениях (рацемизации отвечает отношение 1 : 1).
24*
372
Гл. 18. Аминокислоты, пептиды и белки
Изученный Вальденом гидролиз (-)-хлорянтарной кислоты (ее аннон — хлорсукцннат) может быть объяснен следующим образом:
I
сн2 соов
I-(—)-хлоросукиинзт
кон^ я
вООС н V
но.....с а
сн2 соое
Адго. и? о
НО ^,СООе
I
СН2
соо9
0-( + )-малат
еООС Н \
I I *
с—СН„
о
о-с
о I I
/С-сн2
О-р-лактои .ОН
Н ГОО9
вООС,^Н
с
+ н9
СНо
СООв ? -(~) -малат
10
еООС Н
V
О С ОН2
I I
, С—СНо
При действии едкого кали происходит замещение хлора сильно нуклеофильным ионом ОН, сопровождающееся вальденовским обращением (А); если при этом в какой-то мере образуется ,8-лактон (Б), то он сейчас же претерпевает обычный для сложных эфиров гидролиз (расщепление связи а) и превращается в ту же Ь ( + )-яблочную кислоту (малат) (В). При применении окиси серебра следует ожидать двукратного вальденовского обращения (Хьюз, Уинстейн). Первое обращение конфигурации происходит при образовании лактона О-яблочной кислоты (преимущественному замещению хлора карбо-ксиланионом в слегка щелочной среде способствует комплексообразо-вание между С1 и ионом серебра). В слабощелочной или кислой среде (З-ллктон реагирует преимущественно с разрывом связи б, то есть в данном случае происходит замещение у асимметрического атома углерода (Д) (второе вальденовское обращение). В результате образуется анион Ь(—)-яблочной кислоты.
Эти представления позволили провести прямое сопоставление конфигураций молочной кислоты и аланина при помощи строго контролируемых реакций замещения у асимметрического атома углерода (Брюстер, Хьюз, Ингольд, Рао; 1950). Для каждой стадии было показано кинетически, что замещение проходит по механизму 5д-2, т. е. реакция сопровождается обращением конфигурации. О- (-)-) -а'-бром-пропионовая кислота под действием концентрированной щелочи превращается в Ц + )-молочную кислоту, а под действием азида натрия в /.-а-азндоироппоновую кислоту. Последняя при. гидрировании, которое
Редкие аминокислоты и аналоги аминокислот
373
не затрагивает асимметрического центра, образует L- (-J-)-алании, идентичный природной аминокислоте: 4
СООН СООН СООН СОО9
I SN2 ¦ I s42 I „ Ф I
НО—С—Н -"ЖГ Н—С—Вг -т^* N,—С—Н Н3Л1—С—Н
I ш I n3 I I
СНо СН, СН„ СН3
?-(+)-молпчная D-t + V^-Gpov- /.-э-я-знлопропио- /.-(+)-аланин
кислота пропноновая новая кислота
кислота
в) О сравнении конфигураций аминокислот и Сахаров см. стр. 444 (конфигурация глюкозамина).
Для установления конфигурации других асимметрических центров в молекулах аминокислот обычно уничтожают асимметрию у а-угле-родного атома и сравнивают конфигурацию оставшейся части молекулы и какого-нибудь другого соединения. Непосредственное сопоставление с конфигурацией а-углеродного атома может быть сделано лишь методами реитгепоструктурного анализа.
Мейер н Руз провели сравнение природного треонина с (-f-)-а-ами-номасляной и (—)-молочной кислотами н установили, что его абсолютная конфигурация соответствует формуле А. Дпастереомерный алло-треонин, образующийся, в частности, как побочный продукт при синтезе треонина, имеет строение Б:
СОО9 СОО9 СОО9
в I ф ! » I
Н3\—С—Н н, р H,N—С—Н Н3\—С—Н
I — > "I 'I
¦ Н—С—ОН СН., НО—С—и
I I " I
СН:! ' СИ., СН3
А /.-(^ )-?-ам!пю- Б
природный треонин масляная кислота елло-треонин
СНО СООН
"лорамн';Т> н-с-он -> Н-С.-ОН I !
СНВ СН3
d-{ - )-молочная кислота
Редкие аминокислоты и аналоги аминокислот
В природе давно были найдены такие аминокислоты, которые отсутствуют в белковых гндролпзатах пли содержатся в них лишь в очень малых количествах. Еще Кендалл выделил из гормона щитовидной железы близкую тирозину и дииодтирозину иодированную аминокислоту тироксин (3,5,3', 5'-тетраиодтиронин). Свойство тироксина стимулировать обмен веществ в еще большей степени выражено у 3,5,3'-трпиодтпропнпа. Эти соединения успешно изучались Харрннг-тоном и его школой:
| |_ /СООс1 |_ /СОО©
^-СН,-СН 110-^ ^-сн,-сн
I | ЧМН3 | \мн3
тироксин дииодтирозин
