Получение аминокислот

1. Получение α-аминокислот

1.1 Из природных веществ. Белки при гидролизе в водных растворах в присутствии кислоты дают смесь α-аминокислот, которые можно выделить и разделить. Все они оптически активны.

1.2 Получение из α-галогенкарбоновых кислот in vitro (аминирование или аммонолиз, реакция Геля–Фольгарда–Зелинского).Реакция протекает по механизму S_N. Из галогенозамещенных кислот наиболее доступны α-галогенозамещенные кислоты, поэтому способ используется в основном для синтеза α-аминокислот.

1.3 Модифицированный метод синтеза при помощи малонового эфира обычно применяется для синтеза незамещенных кислот:

Галогенуглеводороды алкилирует ацетиламинмалоновый эфир:

1.4 Аминирование эфиров α-галогензамещённых кислот (по Габриэлю) – фталимидный синтез:

1.5 Синтез Штреккера-Зелинского. Получение α-аминокислот из альдегидов (кетонов) путём действия на них синильной кислоты (или её соли) и аммиака (или NH₄Cl).Вначале из альдегида, циановодородной кислоты и аммиака образуется α-аминонитрил, который затем гидролизуется в аминокислоту:

Синтез α-аминокислот по Штреккеру сводится к реакции карбонильного соединения со смесью хлорида аммония и цианистого натрия. Это усовершенствование метода Штреккера предложено Н.Д. Зелинским и Г.Л. Стадниковым. В результате реакции этих неорганических веществ образуются аммиак и цианистый водород — «активные компоненты» процесса.

1.6 Восстановление оксимов, гидразонов и других азотсодержащих производных кислот:

1.7 Получение из нитросоединений (реакция Зинина). Ароматические аминокислоты получаются при восстановлении нитропроизводных ароматических кислот:

1.8 Гидролиз белков. При гидролизе белков обычно образуются сложные смеси аминокислот, однако с помощью специальных хроматографических методов из этих смесей можно выделять отдельные чистые аминокислоты. Так из гидролизатов природных белковых продуктов получают пролин, цистин, аргинин, гистидин.

1.9 Микробиологический способ. Ввиду сложности химического синтеза и в связи с трудностями разделения оптических изомеров некоторые аминокислоты получают с помощью микроорганизмов. К таким аминокислотам относят лизин (пищевой), триптофан, треонин.

2. Получение β-аминокислот

2.1. Получение из непредельных кислот.При взаимодействии α, β-ненасыщенных кислот с аммиаком образуются β-аминокислоты:

2.2. Способ Родионова В. М. Получение из малоновой кислоты и ацетата аммония, реакций с альдегидом:

3. Получение γ-, δ-, ε-, ω-аминокислот (специфические методы)

3.1.Щелочной гидролиз лактамов:

3.2.Перегруппировка оксимов (перегруппировка Бекмана):

3.3.Присоединение аммиака к продуктам теломеризации, (оборванная цепная полимеризация с участием других соединений, образуется смесь продуктов различной массы) этилена и ССl₄:

4. Получение аминоаренкарбоновых кислот:

5. Восстановление нитроаренкарбоновых кислот:

6. МетодГоффмана, для получения о-аминоаренкарбоновых кислот используют расщепление имидов:

Физические свойства.Аминокислоты – бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, трудно растворимые в органических растворителях, с высокой температурой плавления (230–300ºС), с высокой плотностью. Аномально высокие температуры плавления аминокислот связаны с биполярной структурой их твердой фазы.

Таблица – 2 Физические свойства аминокислот

Аминокислоты лучше растворимы в воде, чем в органических растворителях (например, в этаноле, диэтиловом эфире). Эти свойства указывают на солеобразный характер аминокислот, который является следствием взаимодействия карбоксильных групп с аминогруппами. Многие α-аминокислоты имеют сладкий вкус.

Наличие в молекуле кислотной (-COOH) и основной (-NH₂) групп создаёт возможность образования внутренних солей – бетаинов.

Карбоксильная группа находится в них в неионизированном состоянии.

В таком виде существуют и другие аминокислоты (α, β, γ, δ, …) кроме аминоаренкарбоновых кислот.

В водных растворах осуществляют равновесие между катионом и анионом бетаина.

Соотношение определяется константой ионизации. Максимальное содержание бетаина соответствует минимальной электропроводности – называется изоэлектрической точкой – pH_i

Особенности физических свойств алифатических аминокислот:

· бесцветные высокоплавкие кристаллические вещества;

· строение внутренних солей плавятся с разложением в диапазоне от 220 ^оС (серин, пролин) до 340 ^оС и выше (валин, тирозин);

· растворимость в воде варъирует в широких пределах и определяется природой радикала и главным образом наличием в молекуле гидрофильных и гидрофобных группировок. К первым относятся амино-, гидрокси- и меркаптогруппы, ко вторым – неполярные углеводородные фрагменты;

· растворимость в спирте много выше, чем в воде;

· практически не растворяются в эфире, хлороформе и других органических растворителях.

Особенности физических свойств ароматических аминокислот:

· существуют в основном в неиоизироваррой форме (три изомера аминобензойных кислот);

· мало растворимы в воде (0,4–0,6 %, что намного ниже растворимости близкого по структуре, но ионизированного фенилаланина);

· значительно лучше растворимы в спирте и эфире (от 2 до 16%).

Химические свойства аминокислот

Реакционная способность гетерофункциональных карбоновых кислот определяется:

· реакционной способностью каждой функциональной группы;

· взаимным влиянием функциональных групп друг на друга;

· участием в реакции обеих функциональных групп.

Аминокислоты как гетерофункциональные соединения вступают в большинство реакций, характерных для карбоновых кислот и аминов. Наличие в молекулах аминокислот двух различных функциональных групп приводит к появлению ряда специфических свойств, которые в общих чертах сходны со свойствами гидроксикислот. Имеющиеся в молекулах аминокислот карбоксильная группа (электрофильный центр) и аминогруппа (нуклеофильный центр) способны взаимодействовать с образованием амидной группировки. Это взаимодействие в зависимости от расположения функциональных групп в молекуле может протекать межмолекулярно или внутримолекулярно.

---

<== предыдущая страница	|	следующая страница ==>
Изомерия	|	Кислотно-основные свойства аминокислот

---

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 365; Нарушение авторских прав

---

Поделиться с ДРУЗЬЯМИ:

Мы поможем в написании ваших работ!