8. Előadás itrogéntartalmú vegyületek. -tartalmú zsírsav származékok. Aminosavak.
ITGÉTATALMÚ VEGYÜLETEK épszerű származékok 3 2 metil-antranilát (szőlő) 300 S szacharin (1977) S - kalcium-ciklamát (1970: rák) a 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 2 glükóz: 74 2 2 2 keserű íztelen édes; 400.000 2 2 noradrenalin -- 3 : adrenalin szerotonin 3 2 2 2 3 hisztamin meszkalin 3 kreatin 2 1-fenildiazenil-2-naftilamin (ételszinezék) veronál
Tartósítószerek 3 2 a 2 propánsav benzoesav a 2 l 2 al (gyomor) --- -= 2 ajfestőszerek 2 2 2 S 3 para-feniléndiamin (fekete) para-amino-difenilamin-szulfonsav ( fehér, szőke) Lázcsillapítók 3 acetil-szalicilsav (aszpirin) fenacetin 3 2 5 3 acetamidofén acetanilid 3
Áttekintés Vegyületek egy atommal 2 primer amin szekunder amin tercier amin hidroxilamin imin oxim Vegyületek két atommal 2 2 2 - - - hidrazin alkil - hidrazin, -dialkil hidrazin diazovegyületek azovegyületek
Karbonsav-származékok 2 2 karbonsavamid (primer) karbonsavhidrazid karbonsavazid () karbonsavamid (szekunder) karbonsavnitril a 2 b 2 ( 2 ) n 2 a-amino(karbon)sav b-amino(karbon)sav w-amino(karbon)sav itro- és nitrozó vegyületek 2 - nitrovegyületek nitrozovegyületek - nitrozovegyületek
omenklatúra, példák A. AMIK telített, telítetlen gyűrűs, egyenes láncú csoportok száma: egy, két... értékű Ammónia/ammonium ion: 3 4 (primer, szekunder, tercier amin) (kvaterner amin) Alkil-amin: SPTÉV: amino 2 2 3 2 metil-amin ciklohexil-amin anilin* (aminobenzol) 2 allil-amin 2 ( 2 ) 12 3 18 5 4 3 2 2 1 2-amino-4-oktadecén-1,3-diol SPTÉV: alkilamino 3 3,-dimetil-amin,-diciklohexil-amin 2 1 2 2 3 2-metilamino-1-etanol 3 3 2 3 3 1,,-trimetil-amin,-dimetil anilin -metil--etil-propilamin
3 3 3 3 I 2 1 2 2 2 2 3 2 2 2 tetrametil-ammóniumjodid 1,3-propán diamin (trimetiléndiamin) -propilamino--butilamin (spermidin*) iklusos aminok etilénimin pirrolidin piperidin morfolin* prolin piridin nikotin * imidazol B. IMIEK SPTÉV: imino, alkilimino 3 2 3 propán-1-imin imidazol a-imino-propánsav 3-2 - 3-3 -metilbután-2-imin (Schiff-bázis)
. IDXILAMIK SPTÉV: hidroxiamino 3 -metil-hidroxilamin -etil--metil-hidroxilamin D. XIMK ciklohexanon-oxim (ketoxim) benzaldehid-oxim (aldoxim) E. IDAZIK 2 2 hidrazin 3 2 3 2 2 3 3 metil-hidrazin 3,-dimetil-hidrazin -etil- -metil-hidrazin F. KABSAVSZÁMAZÉK 3 2 3 2 3 3 2 a-amino propánsav, alanin* ecetsavamid ecetsavhidrazid ecetsavazid
G. AZ- ÉS DIAZVEGYÜLETEK (pl. azo-alkánok) SPTÉV: alkilazo 2 ( 2 ) 2 3 azometán 3 2 3 3 metilazo-etán 5 2 2 2 diazometán 2 -- diazoecetsav 6-diazo-5-oxo-norleucin (D). IT- ÉS ITZVEGYÜLETEK SPTÉV: nitro, nitrozo 3 2 2 1 2 2 nitro-metán 1-nitro-propán 2-nitro-1-etanol 2 3 2 3 2-nitrozo-bután - nitrozo, - dietilamin (whisky)
Kémiai szerkezet A. AMIK (IDAZIK) 7 : 1s 2, 2s 2, 2p x1, p y1, p z 1 E:3,0 (sp 3 ) - 3 kötő sp 3 pálya d 107 d d 3 3 109 3 112 3 3-1 nemkötő sp 3 pálya - nemkötő > kötő (térigény) - piramisos térszerkezet m=1,44 D m=0,61 D ha a három szubsztituens különböző, az amin királis nagy csoportoknál Kiralitás: tercier amin (I), kvaterner amin (II) (I) (II)
B. KABSAVAMIDK (sp 2 ), (sp 2 ), (sp 2 ) - 3 kötő sp 2 pálya - 1 nemkötő p pálya - planáris konfiguráció.. : határszerkezetek 114 d 121 d 1,32 114 gátolt rotáció cisz-transz izoméria 1,24. KABSAVAZIDK (sp 3 ), (sp)...... 3 metilazid...... 3 126 pm 112 pm D. KABSAVITILEK (sp), (sp).. 3.. 3.. acetonitril
E. DIAZVEGYÜLETEK (sp 2 ), (sp) Példa: 2 2, diazometán, fp.: - 23, sárga gáz 2 2 d 2 d 1,34Å 1,13Å lineáris konfiguráció konjugált rendszer - 1,47Å = 1,24Å = 1,34Å 1,09Å F. ITVEGYÜLETEK (sp 3 ), (sp 2 ), (sp 2 ) ½ 127 1,22Å ½ planáris konfiguráció szimmetrikus konjugált rendszer r(-) 1,36Å > r( ) 1,22Å > r(=) 1,15Å G. ITZVEGYÜLETEK (sp 3 )/(sp 2 ), (sp 2 ), (sp 2 ) 2 nitrozo oxim tautomeria
Fizikai sajátságok A. AMIK -híd: donor és akceptor : : 1. ldékonyság: vízben jobb, mint az alkoholok oldószerek: dietil-amin, trietil-amin (89,5 ), piperidin (106 ), morfolin (129 ) 2. Forráspont 3-2 - 2-2 - 2 73 78 Mt 3-2 - 2-2 - 3 72 36 3-2 -- 2-3 73 55,5 3-2 -( 3 ) 2-2 - 3 73 37,5 3-2 -( 3 )- 3 72 28 B. KABSAVAMIDK -híd: donor és akceptor Fp 1. almazállapot: kis mt amidok kristályosak (pl. acetamid op.: 81, karbamid 133 ) 2. ldékonyság: magas 3. Térszerkezet stabilizálása: a-hélix, b-réteg, b-kanyar. ITVEGYÜLETEK dipólus-dipólus 1. Forráspont: magas Mt Fp 3 2 61 101 3 3 58 56 2. ldékonyság: vízben rossz
Aminok kémiai reakciói 1. Sav-bázis sajátságok 2. edukció, oxidáció 3. Elimináció 4. Szubsztitúció (alkilezés, acilezés) 5. eakció salétromossavval 1. Sav-bázis sajátságok E()=3,0 E()=2,5 d : d d bázikus jelleg savas jelleg d : d primer szekunder d : bázikus jelleg tercier
A. Telített aminok - 2, -: - 2, -, 3 : igen gyenge savak gyenge bázisok pk a pk b 3 9,25 4,75 3 2 10,64 3,36 ( 3 ) 2 10,75 3,25 ( 3 ) 3 9,72 4,28 B. Aromás aminok 2 2 2 2 2 - - - < anilin pk b = 9,42 protonált anilin ciklohexil-amin pk b = 3,35. eterociklusos aminok > (sp 3 ) > (sp 2 ) pk b = 2,8 8,8 piperidin piridin
2. xidáció, redukció Aminok oxidációja 3 2-2 2 2 3 2 -- 3 2-2 2 2-3 D nitrobenzol KMn 3-4 2 3-2 2 2 vagy ( 3 ) 2 - - ( 3 ) 2 - hidroxilamin 3 2 2 vagy ( 3 ) 3 - ( 3 ) 3 - - aminoxid (-oxid) 3 2 a 2 r 2 7 2 S 4 X=,, 2 (csak para) X Aromás aminovegyületek oxidációja 2 2 nitro nitrozo hidroxilamin amino
Összehasonlítás: tartalmú vegyületek redukciója kiindulási vegyület Pt Pd/csontszén aney i 2 /kat termék - 2 X - 2 amin Ar- 2 X X -=- oxim Q=- X X Ar- 2 amin - 2-2 amin -=-Q Schiff-bázis X - 2 --Q szek.amin anilin X ciklohexil-amin pirrol X pirrolidin Lásd még: -- 2, --, -- 2, -
3. Elimináció ofmann-elimináció - aminok 3 I As 2 2 D 2 primer amin I ( 3 ) 3 ( 3 ) 3 olefin Q-, Q- Me 2, Me Q olefin Példa D 3-2 - 2-2 3-2 -=- 3 ( 3 ) -( 3 ) 3 3 2-pentén - - 2 ZAJEV-termék (4%) 2-pentil-trimetil- 3-2 - 2 -= 2 ammónium hidroxid 1-pentén FMA-termék (96%)
4. Szubsztitúció ALKILEZÉS A. alkil halogenid (-X) B. alkohol. oxovegyület (reduktív) - a A. 3 3 I 3 3 I 3-2 ai 2-3 - 2 3 I ( 3 ) 2 I... Keverék Al 2 3 B. 3 3 2 3 2 2 2 hev. 3 2 2 3 2 3 2 -- 2 3 2.... 3 Q Q 2-2 Q red 2 /kat, Q 2 imin AILEZÉS karbonsavszármazékok 3-2 --l 3 --- l ---- acil-amin - --Et Et -- 3 3 Példa: sav -azid - 2 3 3-2 3 3 3 3 3 3 t butiloxi-karbonil-azid B-amin(osav)
5. eakció salétromossavval Alkil-amin primer amin: meghatározás (van Slyke) a 2 /l 3-2 - 2-2 3-2 - 2 2-2 2 3-2 - 2-2 2 eagens: a 2 l = 2 al -= 2 -= 2 = nitrozil kation Mechanizmus - 2-2 - - -- -nitrozo-amin -=- - 2 2 diazo -sav diazónium ion karbénium ion Felhasználás: primer amin: 2 szekunder amin: sárga olaj vagy csapadék tercier amin: nincs 2, nincs csapadék
Aromás amin (diazotálás) 2 2 S 4, D 2 l 2 a 2 /l 0 l - KI I 2 l anilin 3 P 2 foszfinsav 2 l 3 P 4 Kapcsolási reakciók >p 7 l - 2 benzol-diazónium klorid p 5-p 7 között 2 színezékipar S2 2 a 2 /l 0 S 2 2 l szulfanilsav 3 S 2 2 l 3 S 2 3 3
Aminok előállítása 1. Ammónia alkilezése 2. Gabriel szintézis Bázicitás 3. urtius lebontással karbonsavazidból
1. Sav-bázis sajátság Savasság (- savak) Karbonsavamidok reakciói 1. Sav-bázis sajátságok 2. edukció, oxidáció Bázicitás 2. edukció (lásd: karbonsavszármazékok) 1. LiAl 4 3 - - 2-2 2 2., 2 primer amid primer amin
itrovegyületek reakciói 1. Sav-bázis sajátságok 2. edukció, oxidáció 1. itrovegyületek - savak 3 2, primer és szekunder nitrovegyületek lúgban oldódnak 3 - - 2 - - - - 2-2 - 4 atom, 4 elektron konjugáció 2. itrovegyületek redukciója 2 2 2 /kat nitro nitrozó hidroxilamin amino
Egyszerű lipidek Lipidek Zsírsav-származékok Izoprén-származékok Zsírsavak linolsav linolénsav Észterek, éterek, amidok -tartalmú származékok prosztaglandinok leukotriének Koleszterin észterek Viaszok Glicerolipidek Szfingolipidek Koleszterin Epesavak Szteroid hormonok Zsírban oldódó vitaminok eutrális glicerolipidek Foszfolipidek, szfingofoszfolipid kólsav taurokólsav A, D, E, K vitaminok diacilglicerin triacilglicerin foszfatidilkolin szfingomielin Szfingoglikolipidek cerebrozidok gangliozidek ösztradiol tesztoszteron Terpének Karotinoidok
Glicerofoszfolipidek Definíció: növényi vagy állati szövetből apoláros oldószerrel (éter, kloroform, benzol stb.) kioldható anyag Egyszerű lipidek éhány biológiai membrán lipid összetétele a Százalékos összetétel lipid humán vvt plazma membrán humán mielin marhaszív mitokondrium E. coli sejtmembrán foszfatidsav 1,5 0,5 0 0 foszfatidilkolin 19 10 39 0 foszfatidiletanolamin 18 20 27 65 foszfatidilglicerin 0 0 0 18 foszfatidilinozitol 1 1 7 0 foszfatidilszerin 8,0 8,0 0,5 0 szfingomielin 17,5 8,5 0 0 glikolipidek 10 26 0 0 koleszterin 25 26 3 0 egyéb 0 0 23,5 17 a Adatok forrása:. Tanford, The ydrophobic Effect (ew York: Wiley, 1973) Összetett lipidek lipoproteinek proteolipidek foszfatido/foszfolipopeptidek lipoaminosavak, lipopeptidek lipopoliszacharidok
' 2 = etanolamin kolin szerin inozitol 2 P " 3 - P 2 2 2 2 3 3 3 - P 2 2 2 2 3 - P 2 2 2 - P 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 foszfatidil- -etanolamin (kefalin) foszfatidil- -kolin (lecitin) foszfatidil- -szerin foszfatidil- -inozitol
Egyszerű lipidek Lipidek Zsírsav-származékok Izoprén-származékok Zsírsavak linolsav linolénsav Észterek, éterek, amidok -tartalmú származékok prosztaglandinok leukotriének Koleszterin észterek Viaszok Glicerolipidek Szfingolipidek Koleszterin Epesavak Szteroid hormonok Zsírban oldódó vitaminok eutrális glicerolipidek Foszfolipidek, szfingofoszfolipid kólsav taurokólsav A, D, E, K vitaminok diacilglicerin triacilglicerin foszfatidilkolin szfingomielin Szfingoglikolipidek cerebrozidok gangliozidek ösztradiol tesztoszteron Terpének Karotinoidok
Szfingolipidek Mielinalkotók, axonvédők ( szigetelők ) Alkohol komponens: nem glicerin, hanem a szfingozin, kb. 60 féle 2 2 (2)12 3 Szfingozin (D-eritro-1,3-dihidroxi-2-amino-transz-4-oktadecén) acilezés (2)12 2 ceramid 3 = szénhidrogén B A éterkötés észterképzés
A észterképzés B ceramid foszfokolin Szfingomielin (szfingofoszfolipid) éterkötés Egy másik példa: 2 2 3-2 2 2 2 2 (2)12 3 Galaktozilceramid (szfingoglikolipid, cerebrozid) (2)12 3 GalAcb(1 4)Galb(1 4)Glcb(1 1)ceramid (szfingoglikolipid, gangliozid) 3 a2 Sia
Aminosavak
Peptid hatóanyagok
Aminosavak: alaptulajdonságok glicin cisztein (space filling model) lizin (Fischer projekció)
Proteinalkotó aminosavak: osztályozás! 2
Aminosavak: a-zwitter ion és w oldallánc
Aminosavak: kiralitás * * * * L - aszparaginsav D - aszparaginsav
Aminosavak: kiralitás * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
Aminosavak: D/L nomenklatura L(-) glicerinaldehid D() glicerinaldehid L - aminosav D - aminosav incs királis centrum glicin Két királis centrum L izoleucin (Ile) (2S,3S)-D izoleucin (D-Ile, i)
2. Kémiai szintézis Aminosavak előállítása 1. Fehérjék hidrolízise 2. Kémiai szintézis 3. Bioszintézis 4. ezolválás 2. 1. Miller-kisérlet 2, 2, 3, 4 elektromos kisülés aminosavak 2. 2. eduktív aminálás felesleg 3-2 - 2 /Pd 4 2 a-ketosav a-iminosav a-aminosav - Példa: 2 Ph 2 - Ph 2-4 3-fenil-2-oxopropánsav (D,L)-Phe 4 só (30 %)
2.3. Aminálás (S ) a 2 (1) PBr 3 (2) 2 Br * a-bróm-karbonsav Br a-bróm-karbonsav.. 3 (felesleg) 2 * - 4 a-aminosav (racém) Példa: 2 Ph 2 2 Ph 2-4 3-fenilpropánsav (D,L)-Phe 4 só (30-50 %)
2.4. Gabriel-féle malonészter szintézis (Met, Asp) Et Et -ftálimido malonsav dietilészter * 1) Bázis 2) -X Et Et 2 3, D (hidrolízis) Példa: * 3 Et Et 22S3 Et Et (D,L)-metionin (racém, (DL-Met)) D 1) aet 2) l- 2 2 S 3 3 D 3 a-aminosav Et 2 Et 2 2S3 a * eagens előállítása Et 2 Et Et Br 2 Br Et - K Et a Et ftálimid kálium
2.5. Strecker-szintézis (Ala, Phe) aldehid 1. lépés: 2 2 3 3-2. lépés:.. 3-3. lépés: hidrolízis Példa: 2 3 a-aminonitril addició 2 addició.. :.. 2-2.. 2 3 2 a-aminosav.. a-aminonitril 2-2 - 4 K 2 fenilacetaldehid 2 3 a-aminonitril (D,L)-Phe (70%) (racém)
3. Bioszintézis 3.1. eduktív aminálás 2 2 2 a-ketoglutársav 4 AD szénhidrát Szénhidrát metabolizmus Enzim 2 2 2 2 2 L-glutaminsav (L-Glu) AD
3.2. Transzaminálás 2 2 2 L-Glu E* 2 2 a-ketoglutársav 2 2 2 oxálecetsav L-Asp E* = Transzamináz, koenzim = piridoxál-5-foszfát 2 P 3
4. ezolválás 4.1. Diasztereomer vegyületpár képzés 3 2 - l 2 D,L-Ala benzoil-klorid 3 -benzoil-alanin D,L-Ala l -benzoil-alanin Brucin/stcrichnin -benzoil-d-ala brucin sója oldhatatlan / 2 -benzoil-d-ala D-Ala 1.) - / 2, D 2.) / 2 -benzoil-l-ala brucin sója oldható / 2 -benzoil-l-ala L-Ala 1.) - / 2, D 2.) / 2
2. Enzimatikus módszer 3 2 ( 3 ) 2 -acilezés 3 3 D,L-Ala dezacetiláz enzim 3 3 3 2 -acetil-d-ala L-Ala hidrolizis 3 2 D-Ala
1. eakció salétromos savval a - Aminosavak kimutatása l a l - a 2 salétromossav 2 Primer amin nitrózium ion :.. 2 :........ -nitrozo amin 3.. 2 :........ 3.... 2 : 2 2 diazónium kation Összegzés - 2 a 2 l : l - 2 2 al
Szekunder amin Tercier amin 2.. : -nitrozo amin 2 4.. 2 2 2. Sanger reakció -nitrozo ammónium ion 2 F a 3 2 F 2 l=254 nm 1-fluor-2,4-dinitro benzol (Sanger, F. 1954) 2,4-dinitrofenil aminosav (Dnp-aminosav) 3. eakció 1-dimetilamino-naftalin-5-szulfonil kloriddal (Dansyl-klorid, artley, 1963) 3 3 3 3 2 bázis p 7,5-8,0 l S S 2 l 3 3 (Dansyl-aminosav) S l g =360 nm l e =480 nm
4. inhidrin reakció (uheman, 1909) ninhidrin aldimin ketimin 5. eakció fluoreszkaminnal ninhidrin p 7-9 l g =390 nm l e =475-490 nm - 2 fluoreszkamin-addukt fluoreszkamin (nem fluoreszkál) 2 nem fluoreszkál
5. Spektroszkópia (UV) l max (nm) e (M -1 cm -1 l max (nm) kvantum hatásfok Phe 257.4 197 282 0.04 Tyr 274.6 1420 303 0.21 Trp 279.8 5600 348 0.20 Módszer kromofór Érzékenység (mg/ml szerkezeti hatás A 280 Trp/Tyr 200-3000 erős A 220 peptid kötés 1-100 nincs fluoreszcencia Trp 5-50 erős vizes oldat (p 5-6, ill. p 3 (ys)) ullámhossz (nm)