Здавалка
Главная | Обратная связь

Обучающая задача 2.



Гормоны адреналин и норадреналин оказывают различное действие на некоторые направления обмена веществ, ходя имеют незначительное структурное отличие, которое, очевидно, является решающим в отношении биологической активности. Для превращения in vivo норадреналина в адреналин необходимо участие аминокислоты метионина и витамина В12. Предложите этот путь синтеза in vitro, укажите механизм реакции.

Решение

1.Напишем формулы норадреналина и адреналина, сравним их строение.

 

норадреналин адреналин

Отличие заключается в отсутствии N- метильной группы в норадреналине (термин «нор» всегда обозначает отсутствие метильной группы: в норадреналине нет метильной группы по сравнению с адреналином).

2.Для превращения норадреналина в адреналин необходимо провести реакцию метилирования: замещение одного атома водорода в аминогруппе на метильную группу. Это обычная реакция превращения первичного амина во вторичный, ее проводят, нагревая амин с хлоралканом (хлорметаном).

 

R-NH2 + CH3Cl ——> R-NH-CH3 + HCl

 

3.Механизм данной реакции следует отнести к SN – реакции нуклеофильного замещения. Амин - нуклеофил, который замещает такую же нуклеофильную группу галоген в хлорметане (обычно употребляемое выражение « замещение атома водорода на метильную группу» является неверным с точки зрения механизма реакции). Основные и нуклеофильные свойства аминов связаны с присутствием неподеленной пары электронов на атоме азота N sp3

δ - δ+ δ-

R-NH2 + CH3 → Cl ——> R-NH-CH3 + HCl

 
 

 


4. Превратить норадреналин в адреналин можно аналогичным способом. В норадреналине две нуклеофильные группы: амино и гидрокси.

норадреналин адреналин

δ+ δ-

+ CH3 → Cl ——> + НCl

Нуклеофильную атаку осуществляет та группа, которая обладает более свободной неподеленной электронной парой (группа, которая проявляет большие основные свойства). Аминогруппа более основна по сравнению с гидроксигруппой, поэтому нуклеофильную атаку осуществляет аминогруппа, и «замещение атома водорода » происходит в аминогруппе, а не в гидроксильной группе.

 

Обучающая задача 3

Реакции элиминирования представляют собой большое направление важных биохимических реакций. Их осуществляют ферменты класса лиаз. В клетках in vivo наблюдается элиминирование воды из гидроксикислот, аминогруппы из аминокислот, образуются непредельные карбоновые кислоты.

Какая непредельная кислота образуется при дегидратации 3-гидроксикарбоновой кислоты? Эта реакция- этап в синтезе и распаде высших карбоновых кислот (стеариновой, олеиновой и других).

Решение.

1.Запишем структурную формулу любой 3- гидроксикарбоновой кислоты и проставим нумерацию атомов углерода в цепи.

4 3 2 1

R—СН2 – CH —CH2—COOH

|

ОН

2. Реакция элиминирования воды происходит при удалении гидроксигруппы и одного из атомов водорода от соседних атомов углерода С2 или С3. В условиях in vitro реакцию элиминирования проводят в присутствии концентрированной серной кислоты при температуре выше 1400. Протон серной кислоты присоединяется к атому кислорода гидроксильной группы, обруется гидроксидкатион, затем удаляется вода.

R—СН2 – CH —CH2—COOH + Н+ → R—СН2 – C H —CH2—COOH

| | гидроксидкатион

ОН НОН

+

→ R—СН2 – CH —CH2—COOH + НОН

+ карбокатион

 

После удаления воды образуется карбокатион. Для стабилизации карбокатиона необходимо удаление (выбрасывание) протона от атомов С2 или С3 для того, чтобы оставить пару электронов для образования двойной связи.

3. Запишем две возможные структурные формулы образующихся непредельных кислот

После удаления протона от атома С3 образуется непредельная кислота, содержащая двойную связь в положении 3,4. В этой кислоте не образовалась сопряженная система между двойной связью цепи и карбоксильной группой.

 

R—СН = CH —CH2—COOH

3,4- непредельная кислота

После удаления протона от атома С2 образуется непредельная кислота, содержащая двойную связь в положении 2,3. В этой кислоте образовалась сопряженная система, включающая двойные связи цепи и карбоксильной группы.

R—СН2— CH =CH2—COOH

2,3 - непредельная кислота

4. В соответствии с механизмом реакции in vitro с участием ферментов класса лиазы в условиях in vivo также образуется 2,3- непредельная кислота.

 

 

МОДУЛЬ II

 

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ - БИОЛОГИЧЕСКИЕ

АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ОРГАНИЗМА







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.