Вопрос 59

Привести уравнения химических реакций, подтверждающих амфотерные свойства алифатических аминокислот

Самым простым методом синтеза всех аминокислот, казалось бы, должен являться метод, основанный на реакции между а-галоидными производными кислот и аммиаком.

R—СН—COOH + NHa R—СН—C001i+NH4C1

I I

CI NH2

Наряду с аминокислотой образуется некоторое количество аминокислоты. Во избежание этой вторичной реакции приходится брать аммиак в большом избытке, или же проводить синтез по измененному методу Чирониса, заключающемуся в том, что в реакции применяют углекислый аммоний. Образующееся карбаминовое производное аминокислоты не вступает в дальнейшую реакцию.

R—СН—COOH+(NH4)» CCv^R-CH-COOH

I I л

Cl NHCOOH

Можно также пользоваться методом Габриэля и действовать на а-галоидокислоту фталимидом калия. Последующим гидролизом или обработкой гидразином или фенилгидразином получают аминокислоты.

СО СО

С6Н4 NK+RCH—СООН - С6Н4 NCH (R) СООН

\/ I \/

СО Cl СО (I)

н2о

I > С6Н4 (COOH)2+NH2CH (R) СООН

NH2NH, /

I » С6Н4

CO-NH

СО—NH

+ NH2CH (R) СООН

До самого последнего времени легко доступными а-галоидопроизводными были только производные алифатических кислот. Поэтому этот метод широко использовался только для синтеза глицина, аланина, валина, лейцина и их изомеров.

В 1956 г. А. Н. Несмеянов и P. X. Фрейдлина разработали новый метод синтеза со- и а-галоидных кислот на базе реакции теломеризации и тем самым сделали доступными как а-, так и о-моно- и полигалоидные органические кислоты. Последовательность происходящих радикальноцепных реакций может быть изображена следующей схемой:

СС14— С1 + СС13.; СС13- 4-СН2=СН2^СС13—СН2—СН2-CCI3CH2—СН2?-j-CHa=CH2 —* CC13CH2CH2GH2CH2« СС1зСНгСН2СН2СНа-+СС14-> СС13СН2СНаСН2СН2С14-СС13- и т. д.

Рост цепи прерывается при взаимодействии с СС14. Тетрахлоралкан и трихлоралкан под действием безводного хлорного железа, хлористого алюминия или хлористой сурьмы уже при комнатной температуре отщепляют хлористый водород с образованием дихлорвиниловых производных.

FeC[3

С1СН2СН2СНаСН2СС1з ? С1СН3СН2СН2СН-СС12

FeCl,

СНзСН2СН2СН2СС13 > СНзСН2СН2СН=СС12

Последние в концентрированной серной кислоте при 0—20° хлорируются до а- со- дихлор- и а-хлоралифатических кислот.

си

CICH2CH2CH2CH=CC12 v С1СН2СН2СН2—сн—соон

HAS04 |

С1

СНзСН2СН2СН=СС12 v СН3СН3СН2-СН—соон

H2SO* |

С1

Аминирование галоидных производных кислот получают затем с высокими выходами самые различные алифатические, ароматические и гетероциклические аминокислоты. Можно полагать, что метод аминирования галоидопроизводных кислот вновь займет доминирующее положение среди других методов синтеза.

В настоящее время наибольшее значение имеют методы, основанные на реакциях с малоновым или циануксусным эфирами и в меньшей степени— с ацетоуксусным эфиром.

Применение малонового эфира для синтеза аминокислот было предложено еще в 1904 г. Э. Фишером. Ниже приводится схема синтеза -аминокислот по Фишеру.

СООН (R) СООН (R) СООН (R)

) 1 Вг, | Н20

HCNa+C6H&CH2Br -» НС—СН2С6Н5 ВгС-СН2С6Н5 > СвН&СН2СН—СООН^