Синтез аминокислот

СИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ

Основным источником -аминокислот для живых систем служат пищевые белки. Природные аминокислоты можно получить гидролизом белков при нагревании последних в присутствии соляной или серной кислот. Источником белков служат мясо, кожа, желатин, шерсть, волос, перо, казеин из творога и так далее.

Большое значение имеют синтетические способы получения аминокислот. Исходными продуктами для синтеза -аминокислот могут

служить -галогензамещенные карбоновые кислоты, аминомалоновый эфир, оксопроизводные ароматических и гетероциклических соединений, оксимы, гидразоны. Используются также способы превращения одной аминокислоты в другую.

В лаборатории (in vitro) рацемические -аминокислоты получают чаще следующим образом:

1. Реакция Штреккера - Зелинского, заключающаяся в одновременном действии на альдегиды водным раствором смеси хлорида аммония и цианида калия:

NH4Cl + KCN NH4CN + KCl


NH4CN NH + HCN


NH3 3
R-CH=NH HCN R-CH-C N

R-CH=O -H2O
имин
NH2

нитрил -аминокислоты



33


PBr3
H2O, HCl R- CH-COOH
to

NH2 Cl

гидрохлорид
-аминокислоты
2. Реакция аминирования -галогензамещенных кислот.

Нуклеофильное замещение галогена на аминогруппу в - галогензамещенной кислоте - один из наиболее распространенных
методов синтеза -аминокислот.
R-CH-COOH NH3 (изб.), H2O O
R-CH-C

-NH4Br
Br NH2 O
NH4
HCl, H2O O
R-CH-C

pH~6,5 NH2 OH

Несмотря на то, что этот метод применим для синтеза не только - аминокислот, но и аминокислот с любым удалением аминогруппы от карбоксильной группы, применяется он сравнительно редко из-за невысоких выходов целевого продукта.
Обычно саму -галогензамещенную кислоту получают по методу Геля – Фольгарда – Зелинского бромированием карбоновой кислоты в присутствии каталитического количества PBr3.


R-CH2-COOH + Br2 R-CH-COOH
Br

-Галогензамещенную кислоту можно получить также с помощью малонового эфира:
C2H5ONa (C2H5OC)2CH

(C H OC) CH Na

-C H OH
2 5 2 2 O
O 2 5

RBr (C H OC) CHR KOH/H2O (HOC)2CHR

-NaBr 2 5 2 to
O O
Br2/ТГФ to
(HOC)2CBrR HO-C-CH-R
to -CO2

O O Br


3. Аминирование эфиров -галогензамещенных кислот по методу Габриэля. Этот метод представляет собой модификацию



34

известного метода синтеза первичных аминов и обеспечивает получение -аминокислот с высоким выходом.

O
SN2

N K + CH2-COOC2H5
-KCl
O Cl

этиловый эфир
фталимид калия
монохлоруксусной кислоты

O
N-CH2-COOC2H5 KOH/H2O H2O, HCl

to
O to


COOH + C H OH + CH -COOH


COOH 2 5 2

NH3 Cl

гидрохлорид

глицина

4. Синтез на основе малонового эфира. Так называемый фталимидомалоновый метод является комбинацией синтеза при помощи
малоновогоо эфира и реакции Габриэля:

O

CO2C2H5 CO C H 5 N K


CH2 Br2 2 2 O
CHBr
CCl4


CO2C2H5 CO C H
малоновый -HBr 2 2 5
броммалоновый
эфир O эфир O CO C H
CO2C2H5

N- CH C2H5ONa 2 2 5
N-C Na


CO2C2H5 C2H5OH

O O CO C H 5
2 2






35



RX

-NaX


O CO2C2H5 NaOH/H2O H2O,HCl

N-C-R



O CO2C2H5

COOH

+ 2 C2H5OH + CO2 + H2N-CH-COOH
COOH R