На головну

Електрофільне-нуклеофільному властивості

  1. XI. Пристосування ТА ІНШІ ЕЛЕМЕНТИ, властивості. Здібностей та обдарувань АРТИСТА
  2. Алюміній, його властивості та застосування в техніці
  3. Амфотерними називаються такі гідроксиди, які в залежності від умов виявляють властивості яких підстав, або кислот.
  4. Армуючі матеріали і їх властивості
  5. Базові властивості безпеки інформації. Канали реалізації загроз
  6. Нескінченно великі функції та їх властивості
  7. Біохімічні методи визначення речовин з властивостями ендогенних токсинів

Подвійна природа амінокислот, обумовлена ??наявністю в молекулі і карбоксильної, і аміногрупи, проявляється також у електрофільне-нуклеофільних взаємодіях. За рахунок карбонілсодержащего фрагмента вони можуть виступати як електрофіли, будучи донором ацильної групи, а за рахунок неподіленої електронної пари азотовмісного фрагмента - як нуклеофіли. Це наочно проявляється в реакціях ацилювання.

Реакції ацилювання.Амінокислоти в присутності сильних кислот при взаємодії із спиртами легко утворюють амонійні солі складних ефірів, з яких при дії лугу отримують вільні ефіри:

Таким чином, в кислому середовищі, коли в амінокислотах аминогруппа блокована протоном  амінокислоти виступають ацилуючий реагентом, т. е. донором ацильної групи, пціліруя в наведеній реакції молекулу спирту.

У той же час в лужному середовищі амінокислоти за рахунок вільної аміногрупи виступають акцептором ацильної групи від сильного ацилирующего реагенту, наприклад хлорангидрида карбонової кислоти:

Наведені реакції свідчать, що в амінокислотах ацилирование протікає і по карбоксильної, і по аминогруппе. Тому коли в лабораторних умовах необхідно, щоб в амінокислотах реагувала тільки одна з цих груп, інша повинна бути захищена, т. Е. Інактивована.

Карбонілсодержащій фрагмент амінокислоти в лужному середовищі захищається за рахунок утворення солі карбонової кислоти, а в інших випадках - шляхом перетворення його в складноефірний (-COOR ')або в іншу угруповання, де електрофільне карбонильного атома вуглецю різко знижена через появу сильного електронодонора в групі.

 
 

 Аміногрупа в амінокислотах захищається в сильнокислой середовищі за рахунок її протонирования (Н3Т +), а в інших випадках - шляхом її ацилирования (R'CONH-), т. Е. Появи у аміногрупи електроноакцептора, що зменшує нуклеофільність атома азоту. Таким чином, перераховані способи захисту функціональних груп амінокислот полягають в тому, що знижується електрофільне карбонильного атома вуглецю в результаті введення сильного електронодонора або знижується нуклеофільність атома азоту аміногрупи за рахунок сильного електроноакцептора. Для зручності в формулах амінокислот, захищених по карбоксильної або по аминогруппе, замість формули захисної групи буде використовуватися відповідно знак -, що символізує нуклеофільність, або знак про - електрофільне:

Введені захисні групи повинні відповідати наступним вимогам: легко і вибірково вводитися в молекулу; надійно инактивировать захищається групу; легко віддалятися з молекули. Для видалення захисних груп в основному використовується реакція гідролізу, але можуть застосовуватися і інші реакції, наприклад їх відновлення.

Амінокислоти з захищеною аміногрупою легко вступають в реакції ацилювання, характерні для карбонових кислот, наприклад, утворюють хлорангидріди або змішані ангідриди амінокислот:

У утворилися похідних амінокислот відбувається активація електрофільності карбонильного атома вуглецю. Карбонільний фрагмент з підвищеною електрофільне для

стислості будемо позначати  Ці сполуки легко ацилуючий спирти або аміни з утворенням складних ефірів або амідів амінокислот відповідно:

В організмі аспарагінова і глутамінова кислоти під дією відповідних ферментів і АТФ легко ацилуючий аміак з утворенням аспарагина і глутаміну відповідно:

 
 

 При ацилированием амінокислот з вільною аміногрупою амінокислотою з активованою карбонильной групою утворюються дипептиди, в яких і амино-, і карбоксильная групи захищені. Ці захисту легко знімаються шляхом гідролізу:

Таким способом одержують також три-, тетра- і поліпептиди, в яких амінокислоти пов'язані між собою пептидного зв'язком-СО-NH-, характерною і для білків. В організмі пептиди синтезуються прямо з амінокислот, але за участю відповідних ферментів.

При відсутності захисних груп молекули а-амінокислот при нагріванні вступають в реакцію взаємного ацилирования, отщепляя міжмолекулярної дві молекули води і утворюючи циклічне з'єднання дікетопіперазін:

Реакції алкілування.Амінокислоти, захищені по карбоксильної групі, легко вступають в реакції електрофільного заміщення, характерні для амінів, наприклад ацилирования, яка розглянута вище, або алкилирования. Протіканню реакції алкілування атома азоту амінокислот сприяє лужне середовище, так як в ній відбувається зв'язування продуктів реакції:

Утворюється в результаті з'єднання має фіксовану біполярно-іонну структуру і називається бетаїном амінокислоти, а в разі гліцину (R = Н) - просто бетаїном. У бетаїн атом азоту несе позитивний заряд і є електрофільним центром. Тому бетаїн може бути джерелом метильної групи для нуклеофільного центру іншого з'єднання, т. Е. Метилирующей реагентом. В організмі за допомогою бетаина протікає реакція трансметилирования, наприклад алкілування гомоцистеїну з утворенням метіоніну:

Висока нуклеофільність атома азоту ос-амінокислот дозволяє проалкіліровать його 2,4-дінітрофторбензолом (ДНФБ, реактив Сенджер). У цьому з'єднанні електрофільне бензольного ядра внаслідок впливу двох сильних електроноакцепторних нітрогрупп значно підвищена, що сильно збільшує здатність атома фтору вступати в реакцію заміщення:

Утворюється дінітрофенільное похідне амінокислоти легко виділяється і ідентифікується хроматографически. Метод служить для визначення амінокислотної послідовності білка, т. Е. Його первинної структури.

 
 

Реакція з формальдегідом.У слабощелочной середовищі (рН = 7), коли ос-амінокислоти частково переходять в моноаніон, що містить вільну аміногрупу, вони легко вступають в реакцію нуклеофільного приєднання до формальдегіду. При надлишку формальдегіду утворюється N, N'-діметілольное похідне амінокислоти:

У таких похідних амінокислот основність атома азоту через електроноакцепторних заступників сильно знижена. Це дозволяє використовувати реакцію з формальдегідом для кількісного визначення ос-амінокислот методом формольного титрування (метод Серенсена), де в якості титранту використовується луг (індикатор фенолфталеїн). Велика схильність аминогрупп в амінокислотах або білках реагувати з формальдегідом приводить до необоротної денатурації білків в його присутності. Цим пояснюються висока токсичність формальдегіду і його стерилізують здатність.



Попередня   225   226   227   228   229   230   231   232   233   234   235   236   237   238   239   240   Наступна

ОКСОКАРБОНОВИЕ КИСЛОТИ | НЕНАСИЧЕНІ КАРБОНОВІ КИСЛОТИ | БІОСИНТЕЗ ЖИРНИХ КИСЛОТ | РЕАКЦІЇ циклу КРЕБСА | КИСЛОТИ ароматичного ряду та їх похідні ЯК ЛІКАРСЬКІ ЗАСОБИ | Жири та воски | Обмилюють СКЛАДНІ ЛІПІДИ | Біорегулятор | БУДОВА, КЛАСИФІКАЦІЯ І ФІЗИКО-хімічні властивості а-АМІНОКИСЛОТ | КИСЛОТНО-Основні властивості І ПРОТОТРОПНАЯ таутомерію |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати