Главная --> Справочник терминов


Смешанных биополимеров При применении солей и хлорангидридов разных кислот этот метод может служить для получения смешанных ангидридов кислот. Часто нет необходимости работать с чистыми хлорангидридами; достаточно обработать соль жирной кислоты таким количеством хлор-окиси фосфора, фосгена или хлористого сульфурила, чтобы половина соли превратилась в хлорангндрид: тогда последний вступает во взаимодействие с оставшейся половиной соли с образованием ангидрида:

В случае смешанных ангидридов типа (А) реакционная способность у карбоксильной группы аминокислоты больше, чем у карбоксильной группы изовалериановой кислоты, так как у последней разветвление при (3-углеродном атоме создает пространственные затруднения. Поэтому при взаимодействии с RNH2 образуется, главным образом, амид производного аминокислоты. То же справедливо для смешанных ангидридов с моноэфирами угольной кислоты (Б): при их взаимодействии с аминами получаются амид, спирт и ССЬ; в качестве побочной реакции часто наблюдается перегруппировка с образованием эфира и СО2:

Ацилирование спиртов можно провести с помощью смешанных ангидридов органических и неорганических кислот, таких, как смешанный ангидрид уксусной и фосфорной кислот МеСООРО(ОН)2 [523] (см. реакцию 10-34).

Из двух молекул обычной кислоты ангидрид образуется только в присутствии дегидратирующего агента, смещающего равновесие в этой реакции вправо. Наиболее распространенными дегидратирующими агентами [582] является уксусный и трифтороуксусный ангидриды, дициклогексилкарбодиимид [583], метоксиацетилен [584] и ?2О5 [585]. Этот метод дает плохие результаты при получении смешанных ангидридов, которые во всех случаях обычно диспропорционируют на два простых ангидрида при нагревании. Однако простое нагревание дикарбо-новых кислот приводит к циклическим ангидридам при условии, что в образующемся цикле содержатся пять, шесть или семь атомов. Малоновая кислота и ее производные, которые должны давать четырехчленные циклические ангидриды, не вступают в эту реакцию при нагревании, а декарбоксилируются (реакция 12-39).

ется смесь двух сульфонатов. Расщепление алкилариловых эфиров всегда приводит к фенолу, который в этих условиях превращается в эфир. Аналогичным образом простые эфиры можно расщепить действием смешанных ангидридов сульфоно-вых и карбоновых кислот [603] (последние приготавливают по реакции 10-34).

10-34. Синтез смешанных ангидридов органических и неорганических кислот [604].

* Шарль Жерар (Ch. Gerhardt), французский химик (1816—1856). Родился и работал в Страсбурге. Совместно с А. Лораном (1807—1853) является создателем унитарного учения, теории типов и оригинальной систематики органических соединений. Из его экспериментальных работ отметим получение смешанных ангидридов кислот, получение замещенных амидов (форм-анилид, ацетанилид, бензанилид и др.) и сульфонамндов.

31.20 Метод смешанных ангидридов. — Этот метод был разработан в 1950—1951 гг. независимо тремя группами исследователей— Виландом1, Буассона2 и Воганом. Основной принцип метода заключается в том, что смешанный ангидрид карбоновой кислоты и кислого алкилкарбоната является эффективным реагентом для ацилирования аминов. Обычная методика такова: аминокислоту, аминогруппа которой защищена фталоильной или карбобензоксизащитой, растворяют в инертном растворителе (тетрагидрофуране) и добавляют достаточное количество основания (триэтиламина), чтобы получить соль, и затем прибавляют карбоалкоксихлорид. К образующемуся смешанному ангидриду, не выделяя его, добавляют аминокислоту (обычно в виде эфира). Выделяется двуокись углерода, и с хорошим выходом образуется оптически чистый эфир N-замещенного пептида:

Конденсацией я^нитро'ка'рбобеязО'Кеи-<1ЧнмеТИЛ-/-нвалина VI с трет-бутиловым эфиром 1>-<а-изо1валериа,новой кислоты VII методом смешанных ангидридов был получен с выходом 80% эфир VIII. Часть этого эфира для удаления трег-бутильной группы кипятили с га-толуолсуль-фокислотой в бензоле, другую часть гидрировали для удаления защиты аминогруппы до соединения X. Амидная связь между соединениями IX и X была образована при помощи хлорангидридного метода при —30°С. Выход амида XI составлял 90%. После удаления N- и О-за-щитных групп депсипептид XII циклизовали хлорангидридным методом в бензоле. Выход циклотетрадеисипептида I составляет 60%.

Ангндриди карбоновых кислот [750] лучше всего получаются по классическому* методу — взаимодействием хлоравгидридов кислот с солями кислот. Этот способ кожчР быть использован также для синтеза смешанных ангидридов. При добавлении шгридищ^ к реаЕлгионной смеси вместо солеи можно с успехом применять свободные кислоты^ Можно также получать ангидриды непосредственным термическим отщеплением водж от карболовых кислот, причем некоторые алифатические и ароматические дикарбоновьга кислоты образуют циклические ангидриды. $

Так кап ан!пдриды ма-юиовых кислот часто трудно доступны, ГЛтаудипгер рекомендует проводить разложение смешанных, ангидридов, которые, например, могут быть получены взаимодействием дизамещенных малоноиых кислот с дифевил-кетенои [24].

Показано, что в организме человека и животных, в микроорганизмах, а также в растительном мире имеется большое количество смешанных биополимеров, и рассмотрены те ответственные функции, которые они несут.

Последние годы ознаменовались огромными успехами в изучении строения и функций важнейших биологически активных полимеров. Благодаря развитию новых методов разделения и очистки веществ (различные методы хроматографии, электрофореза, фракционирования с использованием молекулярных сит) и дальнейшему развитию методов рентгеноструктурного анализа и других физико-химических методов исследования органических соединений стало возможным определение строения сложнейших природных высокомолекулярных соединений. Изучено строение ряда белков (работы Фишера, Сенджера, Стейна и Мура). Установлен принцип строения нуклеиновых кислот (работы Левина, Тодда, Чаргаффа, Дотти, Уотсона, Крика, Белозерского) и экспериментально доказана их определяющая роль в синтезе белка и передаче наследственных признаков организма. Определена последовательность нуклеотидов для нескольких рибонуклеиновых кислот. Широкое развитие получили работы по изучению строения смешанных биополимеров, содержащих одновременно полисахаридную и белковую или ли-пидкую части и выполняющих очень ответственные функции в организме.

Структуры смешанных биополимеров чрезвычайно сложны, а их подробное изучение в сущности лишь только начинается. В отличие от полисахаридов систематически описать и классифицировать типы структур смешанных биополимеров весьма затруднительно прежде всего из-за ограниченного количества надежно и полно расшифрованных структур. Укажем лишь, что связь олиго-или полисахаридной компоненты с пептидной, белковой или липидной осуществляется обычно при помощи гли-козидной связи: либо по гидроксильным группам (например, в остатках оксиаминокислот пептидной цепи), либо по амидной группе амидов двухосновных аминокислот. Возможна также фосфодизфирная связь, подобная той, которая лежит в основе строения нуклеиновых кислот.

Задача установления строения смешанных биополимеров гораздо сложнее. Она включает установление строения полисахаридных цепей как одну из подчиненных задач. А в целом надо еще узнать природу и структуру неуглеводной части молекулы, способ присоединения одной части к другой и места присоединения. Так, для установления полной структуры рассмотренных выше группоспецифических гликопротеинов необходимо узнать структуру полисахаридных цепей, способ, с помощью которого они связаны с полипептидной цепью, структуру узлов связи, структуру полипептидной цепи и, наконец, места присоединения в этой цепи. Это весьма значительная по объему работа. Не случайно после двух десятилетий интенсивных усилий нескольких крупных лабораторий мира полная структура этих биополимеров все еще не установлена (хотя ее основные черты и многие детали уже известны).

Среди всех других классов углеводов именно полисахариды привле^ кают сейчас наиболее пристальное внимание биохимиков и других cnej циалистов, связанных с проблемами биологии. Это объясняется тем, чтс структура полисахаридных цепей во многих случаях определяет биоло гическую специфичность, как, например, в случае полисахаридов микро организмов. По этой причине химия полисахаридов тесно связана с хими ей смешанных биополимеров, имеющих в своем составе полисахаридны<

сложноэфирной связи в этих соединениях и определение ее устойчивости к гидролитическому распаду представляет большол интерес для понимания свойств смешанных биополимеров. Первое предсгавигели О-амииэ-ацильных производных Сахаров были получгн31 из хлордзгидрщов N-карбобензоксиаминокислог и соогвгтствуюдим оэразом за ди данных моносахаридов27, как, например, в случае 6-О-аспарагил-?)-глюко-

Распространение в природе. Аминосахара широко распространены в природе и играют исключительно важную роль в процессах жизнедеятельности. Они являются необходимыми структурными единицами муко-полисахаридов (см. гл. 20) и смешанных биополимеров (см. гл. 21). Наиболее часто встречается в природе D-глюкозамин. Полимер глюкозамина хитин образует наружный скелет всех ракообразных и насекомых; кроме того, глюкозамин входит в состав гиалуроновой кислоты, кератосульфата, групповых веществ крови, ганглиозидов и т. д. Наряду с D-глюкозамином в состав различных мукополисахаридов входят также D-галактозамин и значительно реже D-талозамин; полимер D-галактозамина составляет основу хрящевой ткани.

Кроме 2-амино-2-дезоксигексоз, входящих в состав мукополисахаридов и Смешанных биополимеров, за последние годы в различных антибиотиках был обнаружен целый класс «необычных» аминосахаров **. В этих аминосахарах аминогруппа может находиться в любом положении углеродной цепи моносахарида; наряду с аминогруппой в них могут содержаться и другие функциональные группы. Так, например, широко распространены диаминосахара и дезоксиаминосахара. К аминосахарам, выделенным из антибиотиков и содержащим кроме альдегидной и гидр-оксильных групп только аминогруппу, относятся 2-амино-2-дезокси-D-гулоза (группа стрептотрициновых антибиотиков), 2-метиламино-2-дез-OKCH-L-глюкоза (стрептомицин), З-амино-З-дезокси-О-рибоза (пуромицин), З-амино-3-дезокси- и 6-амино-6-дезокси-О-глюкоза (канамицин). Из аминосахаров, содержащих две аминогруппы, можно назвать 2,6-диаминб-2,6-дидезокси-?>-глюко*5у и 2,6-диамино-2,6-дидезокси-?,-идозу (группа неомициновых и паромомициновых антибиотиков). Особенно широко распространены аминосахара, в которых наряду с аминогруппой имеется одно или два дезоксизвена. К таким дезоксиаминосахарам относятся, например, микаминоза III, микозамин VII, амозамин VIII, родозамин IX, дезозамин X и т. д.

Весьма ответственным этапом исследования углеводсодержащих смешанных.биополимеров является выбор подходящего метода их выделения. Поскольку связь между различными фрагментами этих веществ может быть очень лабильной, для их выделения применяются самые мягкие методы.

Для получения в индивидуальном состоянии смешанных биополимеров наиболее эффективными методами разделения являются хроматография (ионообменная хроматография и гель-фильтрация для гликопро-теинов, адсорбционная хроматография для гликолипидов) и электрофорез; во многих случаях успешно применяются методы фракционированного осаждения.

Исследование структуры углеводсодержащих смешанных биополимеров начато по-настоящему только в последние годы. Сейчас эта область химии углеводов развивается стремительными темпами.




Сравнительной реакционной Сравнительно небольшими Сравнительно небольшом Сравнительно невысокими Сравнительно устойчивые Синтетического эквивалента Среднечисловую молекулярную Средневязкостную молекулярную Стабильный третичный

-
Яндекс.Метрика