Из алкилзамещенных производных ацетоуксусного эфира образуются производные ацетона, в которых один или два атома водорода одной метильной группы замещены на алкильные радикалы

Кислотное и кетонное расщепление алкилзамещенных ацетоуксусных эфиров позволяет синтезировать труднодоступные карбоновые кислоты и кетоны.

Вопросы для самоподготовки

1. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно получить из молочной кислоты – уксусный альдегид, а из лимонной – ацетондикарбоновую кислоту.

2. Получите из D-(+)-яблочной кислоты – L-(-)-яблочную кислоту. Поясните, что означают символы D-, L-, (+), (-) в названии соединений.

3. Получите о -гидроксибензойную и п -гидроксибензойную кислоты из бензола. Почему о -изомер обладает большей кислотностью, чем её п -изомер?

4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить из салициловой кислоты салицилат натрия; салициламид; метилсалицилат; фенилсалицилат; ацетилсалициловую кислоту.

5. Объясните, почему вещество, полученное из этилацетата в реакции сложноэфирной конденсации по Кляйзену может реагировать с металлическим натрием; бромной водой; циановодородной кислотой.

Глава 21. Аминокислоты* и белки

Общая характеристика

Аминокислоты – это производные углеводородов, в молекуле которых содержатся карбоксильные – COOH и амино – NH₂ – группы.

Аминокислоты можно рассматривать как производные кис­лот, в радикале которых атом водорода замещён на аминогруппу.

При использовании тривиальных названий положение ами­ногруппы по отношению к карбоксилу обозначают буквами гре­ческого алфавита:

По заместительной номенклатуре ИЮПАК аминокислоты называют по соответствующей карбоновой кислоте с добавлением префикса амино-, а положение аминогруппы указывают соответствующей цифрой:

Все же для аминокислот наиболее употребительными являются названия, которыми пользуются в биохимии и которые приняты номенклатурной комиссией ИЮПАК.

Так, простейшая аминокислота, образованная от уксусной кислоты H₂N–CH₂–СООН, называется глицином или гликоколом; аминокислота на основе пропионовой кислоты, содер­жащей аминогруппу у С₂ — аланином и т.д.

В литературе при описании последовательности соединения a-аминокислот в пептидах и белках используют сокращенные трехбуквенные обозначения, общепринятые в литературе.

С биологической точки зрения наибольшее значение имеют
α-аминокислоты, являющиеся структурными компонентами белков, участвующих во всех процессах жизнедеятельности живого организма. Из множества известных природных аминокислот лишь 20 участвуют в построении практически всех белков. Наиболее характерной особенностью этих аминокислот является то, что обе функциональные группы связаны с одним и тем же углеродным атомом, который является асимметрическим. Исключение составляет глицин.

Таким образом, все аминокислоты, участвующие в построении пептидов и белков, являются оптически активными a-аминокислотами (за исключением глицина).

Все a-аминокислоты, входящие в состав пептидов и белков животного происхождения, имеют S-конфигурацию хирального центра (за исключением цистеина) и относятся к L-стереохимическому ряду.

Аминокислоты D-стереохимического ряда в природе встречаются редко, например, в некоторых пептидных антибиотиках (грамицидин).

Из приведенных выше структур аминокислот следует, что простейшей из них является глицин (аминоуксусная кислота), которую можно считать за родоначальное соединение. Если один атом водорода (на схеме он обведен пунктирной рамкой) заместить на радикал, то получится ряд аминокислот, отличающихся по природе радикала и, следовательно, физическими свойствами. В зависимости от природы радикала a-аминокислоты делятся на: нейтральные (глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин); кислые (аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота); основные (аргинин, лизин); амиды (аспарагин, глутамин); гидроксилсодержащие (серин, треонин); серасодержащие (цистеин, метионин); ароматические (фенилаланин, тирозин) и гетероциклические (триптофан, гитсидин, пролин).

Способы получения

a-Аминокислоты. Производство a-аминокислот с каждым годом расширяется в связи с ростом потребности, поскольку их стали широко использовать в медицинской практике в качестве лекарственных препаратов, для парентерального применения, в качестве добавок в продукты питания, в косметологии, а также в качестве исходных веществ для пептидного синтеза.

Из белковых гидролизатов различными способами удается получать индивидуальные оптически активные a-аминокислоты.

Синтетическими методами, как правило, получают рацемические смеси.

Действием аммиака на a-галогенкарбоновые кислоты (реакция аммонолиза):

Во избежание побочных реакций (образование вторичных и третичных аминопроизводных) следует применять десятикратный избыток концентрированного раствора аммиака.

Необходимо отметить, что этот метод применим для получения кислот с любым удалением аминогруппы. Однако более доступными являются a-галогенкарбоновые кислоты. Все же удобным способом амминирования галогенкарбоновых кислот является взаимодействие их эфиров с фталимидом калия (реакция Габриэля):

Модификацией реакции фталимидного синтеза является использование диэтиловго эфира броммалоновой кислоты вместо эфира a-галогенмонокарбоновой кислоты.

Циангидринным методом. Исходный альдегид или кетон взаимодействует с водным раствором, содержащим цианид калия и хлорид аммония, которые взаимодействуют между собой:

Далее циановодород взаимодействует с альдегидом или кетоном с образованием промежуточного циангидрина, в котором гидроксигруппа замещается в условиях реакции на аминогруппу, а затем полученный аминонитрил гидролизуется до соответствующей a-аминокислоты:

Восстановлением оксимов или гидразонов a-оксокислот: