Введение

Аминокислотами называют соединения, содержащие одновременно аминогруппу и карбоксил в составе одной молекулы. Аминокислоты классифицируют, основываясь на типе углеводородного радикала, на ароматические и алифатические, последние, в свою очередь, подразделяются на a-, b-, g-, d- и w-аминокислоты, химические свойства которых ощутимо различаются.

Представители алифатических аминокислот

Наибольшее значение в химии имеют a-аминокислоты, в основном потому, что они являются мономерами белков - их можно назвать основой жизни. В состав важнейших a-аминокислот входят также и ароматические и гетероароматические радикалы. Номенклатура аминокислот подразумевает использование названия соответствующей карбоновой кислоты в качестве основы, положение заместителей обозначают цифрами, начиная от карбонильного углерода (IUPAC), либо буквами греческого алфавита, начиная от соседнего атома углерода (рациональная). Широко используются и тривиальные названия.

Аналогичным образом называют и аминокислоты с более удаленным расположением функциональных групп.

Ароматические аминокислоты

Ароматические аминокислоты различаются взаимным расположением функциональных групп в бензольном кольце.

Использование аминокислот

Аминокислоты находят широкое применение, как в синтетической, так и в аналитической химии. В качестве примера использования аминокислот в аналитической химии приведем этилендиаминтетрауксусную кислоту (трилон Б), которая, являясь сильным комплексообразователем, применяется для анализа неорганических солей. Другое применение трилона Б - снижение жесткости воды.

Различные аминокислоты и их производные используются в качестве лекарственных препаратов. Сюда относятся собственно глицин, g-аминомасляная кислота (аминалон, препарат, нормализующий нервные процессы), эфиры п-аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин), п-аминосалициловая кислота (ПАСК, противотуберкулезный препарат) и многие другие.

На основе ароматических аминокислот синтезируют диазокрасители, из антраниловой кислоты получают кубовый краситель индиго, из капролактама (циклического внутримолекулярного амида e-аминокапроновой кислоты) - синтетическое волокно капрон, сложные эфиры антраниловой кислоты имеют приятный запах и используются в парфюмерии.

Получение

-Аминокислоты

Для синтеза a-аминокислот применяются четыре основных подхода. Первый основан на замещении атома водорода a-положения карбоновой кислоты на аминогруппу через стадию галогенпроизводного. Галогенкарбоновую кислоту обычно получают по методу Геля-Фольгарда-Зелинского, затем проводится аминирование действием аммиака, либо, по Габриэлю, через N алкилфталимид.

Другой распространенный метод синтеза заключается в гидролизе нитрильной группы цианаминов, которые легко получаются присоединением цианида калия и аммиака к карбонильным соединениям (метод Штреккера). Эта реакция имеет общее значение, т.к. цианамины могут быть получены практически из любых альдегидов и кетонов, т.е. данный метод позволяет синтезировать аминокислоты с самыми разнообразными заместителями.

Третий способ получения a-аминокислот - восстановительное аминирование a-оксокислот. Действием аммиака или гидроксиламина на a-оксокислоты получают соответствующие имины или оксимы, которые восстанавливают водородом в присутствии палладиевого катализатора.

Синтез аминокислот на основе малонового эфира многостадиен и включает в себя стадии нитрозирования, восстановления нитрозомалонового эфира до аминомалонового эфира, алкилирования, гидролиза образовавшегося аминоалкилмалонового эфира и его декарбоксилирования. Тем не менее, этот способ активно применяют, особенно для синтеза полифукциональных аминокислот. Например, ниже приведен способ получения этим методом лизина.

-Аминокислоты

Все основные способы получения b-аминокислот основаны на использовании в качестве исходных соединений a, b-непредельные карбоксильные соединения. Так, присоединение аммиака к a, b-непредельным кислотам протекает против Правила Марковникова и дает b-аминокислоты. Реакция a, b-непредельных кислот с галогенводородами приводит к b-галогенкарбоновым кислотам, которые при обработке аммиаком или фталимидом калия образуют b-аминокислоты.

Сложные эфиры a, b-непредельных дикарбоновых кислот, получаемые из малонового эфира и карбонильных соединений, присоединяют аммиак, давая сложные эфиры b-аминодикарбоновых кислот. Их гидролиз и и последующее декарбоксилирование приводит к b-аминокислотам (способ Родионова).

-Аминокислоты

Общий метод получения w-аминокислот - гидролиз соответствующих лактамов, получаемых из циклических оксимов кетонов перегруппировкой Бекмана. Так в промышленности из циклогексаноноксима синтезируют капролактам, гидролиз которого дает e-аминокапроновую кислоту.

Ароматические аминокислоты

орто-, мета- и пара-Аминобензойные кислоты получают восстановлением нитрогруппы в соответствующих нитробензойных кислотах. Ниже приведена схема синтеза этих соединений исходя их толуола.

Другой способ получения антраниловой кислоты заключается в расщеплении по Гофману моноамида фталевой кислоты.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >