Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập hóa học có lời giải hóa học hữu cơ ppsx

Cũng có thể phân loại amino axit thành phân cực và không phân cực tùy thuộc vào nhóm thế trên mạch nhánh của chúng là phân cực như asparagin với một nhóm amido H2NCO hay bản chất chỉ là

Chương 22

Amino axit, Peptit và Protein

Định nghĩa, cấu tạo và tính chất

22.1 (a) Viết công thức cấu tạo tổng quát của α-amino axit có trong tự nhiên và cho biết tầm quan trọng của nó

(b) Giải thích tại sao amino axit được chia thành hai loại là thiết yếu và không thiết yếu ?

+

COO H N

được xếp vào loại thiết yếu cần có trong thức ăn do cơ thể không thể tổng hợp các amino axit này Các amino axit không thiết yếu có thể tổng hợp trong tế bào của cơ thể từ các chất khác có trong thức ăn

22.2 Phân loại các amino axit theo các nhóm R của chúng

Bảng 22-1 gồm các amino axit tiêu chuẩn, các amino axit thiết yếu được đánh dấu hoa thị Amino axit được phân loại thành amino axit axit, bazơ hay trung tính tùy thuộc vào bản chất của nhóm R Axit aspartic và

glutamic đều có nhóm -COOH thứ hai trên mạch nhánh thuộc loại axit; lysin, arginin và histadin đều có vị trí bazơ trên mạch nhánh của chúng thuộc loại bazơ Tất cả các amino axit còn lại đều là amino axit trung

tính Cũng có thể phân loại amino axit thành phân cực và không phân cực tùy thuộc vào nhóm thế trên

mạch nhánh của chúng là phân cực (như asparagin với một nhóm amido H2NCO) hay bản chất chỉ là một

nhóm hidrocacbon (như alanin : R là Me hay valin : R là i-Pr)

22.3 Đặc trưng phân biệt prolin với các amino axit khác là gì ?

Prolin là một amin bậc 2, N trong nhóm amin nằm ở một vòng năm cạnh

22.4 Hãy giải thích : (a) trạng thái tinh thể và nhiệt độ nóng chảy cao của amino axit (b) tính tan của amino axit

+

COO H N

liên kết với nhau bởi tác tương tác tĩnh điện liên phân tử mạnh mẽ) và khác với các phân tử trung hòa có cùng khối lượng phân tử hầu hết các amino axit bị nhiệt phân mà không nóng chảy (b) Do cấu trúc ion lưỡng cực mà hầu hết các amino axit tan đáng kể trong nước (tạo liên kết H và liên kết ion - lưỡng cực) và không tan trong các dung môi không phân cực

22.5 (a) Amino axit nào không bất đối ? (b) Cho biết các amino axit có nhiều hơn một tâm bất đối

+

COO CH N

H3 2

(b)

CH3CH2CH CHCOO

H3C NH3

Isoleucin

CH3CH CHCOO

HO NH3

H

COO

H

HO

4-hydroxyprolin

22.6 Cấu hình R/S và D/L của hầu hết các amino axit là gì ? (b) Viết cấu hình tuyệt đối của (i) L- cystein và (ii)

L-serin (c) Tại sao duy chỉ có L-cystein (cũng như L-cystin) là có cấu hình R ?

(a) S và L

(b) (i)

COO

CH2SH

H

H3N

COO

CH2OH

H

H3N

(c) Do xét về độ hơn cấp, nhóm CH2SH của cystein lớn hơn nhóm COO- (S có khối lượng nguyên tử lớn hơn O)

B¶ng 22-1 C¸c aminoaxit tù nhiªn

Monoaminomonocacboxylic

-Monoaminodicacboxylic vµ dÉn xuÊt amit

-Diaminomonocacboxylic

Aminoaxit chøa lưu huúnh

Aminoaxit th¬m

Aminoaxit dÞ vßng

N HN

+

NH3

N

H COO

N

H COO

-H HO

N H

CH2 CH + NH3 COO

-22.7 (a) Viết tất cả các đồng phân lập thể của threonin (dạng công thức Fischer) (b) Xác định L-threonin và cho

biết danh pháp R/S của nó

(a)

COO

-CH3

H OH

H3N+

H

COO

-CH3

+

NH3 H

H HO

COO

-CH3

H H

H3N+ HO

COO

-CH3

+

NH3 OH

H H

(b) Các cấu hình tương ứng với racemat-1 là L- và D-threonin, với racemat-2 là L- và D-allothreonin, L-

được xác định theo cấu hình của C α Nếu có một C bất đối trong nhóm R, cấu hình của nó không liên quan

đến kí hiệu D,L hay R,S của amino axit L-threonin là (2S,3R) Đồng phân lập thể dia - (2S,3S)-threonin-

được gọi là L-allothreonin

Tính lưỡng tính

22.8 Viết cân bằng điện ly thể hiện tính lưỡng tính của một amino axit trong nước, cho biết điện tích của mỗi

cấu tử

22.9 Hình 22-1 là đường cong chuẩn độ cation alanin (cấu tử A trong bài 8, với R là Me) trong axit loãng Cho

biết giá trị gần đúng pK a của A và B

0 1 2

pH

Giá trị pH thu được tại điểm giữa đường cong trong phép chuẩn độ bằng pK của axit được chuẩn Hình 22-1 (xem vị trí mũi tên) cho thấy rằng với A, pK a1 = 2,3 và với B, pK a2 = 9,7

22.10 Tại sao pK a của A lớn gấp 100 lần pK a của MeCOOH ?

Do hiệu ứng cảm ứng âm của N+ làm bền hóa nhóm COO-

22.11 (a) Điểm đẳng điện là gì ? (b) Dự đoán pH đẳng điện từ đường cong chuẩn độ trong hình 22-1 (c) Cho biết

cách tính điểm đẳng điện từ pK a

(a) Điểm đẳng điện (pI) là giá trị pH thu đựơc khi amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực với điện tích bằng

không (b) 6,0 (c) pI = (pK a1 + pK a2)/2

22.12 Dưới tác dụng của điện trường, aminoaxit di chuyển về phía điện cực nào khi (a) pH < pI, (b) pH > pI và

pH = pI ? Giải thích

(a) pH < pI : cation A chiếm ưu thế, nên di chuyển về phía catot, (b) pH > pI : anion C chiếm ưu thế nên di chuyển về phía anot và (c) khi pH = pI điện tích cân bằng nên amino axit không chuyển dịch

22.13 Viết cân bằng điện ly của lysin (một bazơ) và tính điểm đẳng điện của nó Xem giá tri pK a trong bảng 22-2 ♦

COOH

CHNH3

(CH2)3

CH2NH3

OH

H

COO

CHNH3

(CH2)3

CH2NH3

OH H

COO

CHNH2

(CH2)3

CH2NH3

OH H

COO

CHNH2

(CH2)3

CH2NH2

Điện tích tổng cộng của mỗi dạng được ghi trong ngoặc đơn ở trên, dạng có điện tích bằng không tồn tại giữa

hai dạng có pK a tương ứng là 8,95 và 10,53 Như vậy pI = (8,95+10,53)/2 = 9,74

Bảng 22-2 Tính axit-bazơ của amino axit

Mạch nhánh trung hòa Amino axit

pK *

Mạch nhánh ion Amino axit

pK **

* Trong tất cả các amino axit pKa1 ứng với sự điện ly của nhóm cacboxyl và pKa2 ứng với sự điện ly của nhóm amoni

** Trong tất cả các amino axit pKa1 ứng với sự điện ly của nhóm cacboxyl trong RCH(+NH3)COOH

22.14 Lập lại bài tập 13 cho sự phân ly của axit aspatic

♦

COOH

CHNH3

CH2

COOH

OH H

COO

CHNH3

CH2

COOH

OH H

COO

CHNH3

CH2

COO

OH H

COO

CHNH2

CH2

COO

Dạng có điện tích bằng không tồn tại giữa hai dạng có pK a tương ứng là 1,88 và 3,65

Như vậy pI = (1,88 + 3,65)/2 = 2,77

22.15 (a) Phân loại các amino axit trong bảng 22-1 theo ảnh hưởng gốc R của chúng đến giá trị điểm đẳng điện

pI (b) pH trong dịch của tế bào có giá trị trong khoảng từ 6 đến 7, dạng nào của amino axit (cation, anion, lưỡng cực) chiếm ưu thế trong tế bào ?

(a) Các amino axit với gốc R trung hòa (hidrocacbon, amit, rượu) có giá trị pI nằm trong khoảng giống nhau (5,5 - 6,3) (b) Các amino axit chủ yếu tồn tại ở dạng lưỡng cực, do pH của tế bào rất gần với giá trị pI của chúng Giá trị điểm đẳng điện của các amino axit loại axit nằm trong khoảng axit, với pH từ 6 đến 7 chúng tồn tại phần lớn ở dạng anion Giá trị điểm đẳng điện của các amino axit loại bazơ nằm trong khoảng bazơ, trong tế bào chúng nhận proton H+ và tồn tại chủ yếu ở dạng cation Cystein (chứa nhóm -SH) và tyrosin (chứa nhóm phenolic -OH) là những axit rất yếu, cả hai có pI trong khoảng 5 - 6 và được xếp vào loại amino axit trung hòa

22.16 Viết công thức cấu tạo của histidin tại pH < 1,28 và viết phương trình cho biết proton nào tách ra khi pH

tăng đến trên 1,82

HN

N

H

CH2CHCOOH

NH3

-H

HN

N H

CH2CHCOO

NH3

( H+ tách ra từ nhóm cacboxyl)

22.17 Công thức phù hợp nhất cho mononatri glutamat (bột ngọt, một loại gia vị thường được sử dụng) là gì ?

Na+[-OOCCH2CH2CH(+NH3)COO-]

22.18 Trình bày phương pháp tách và nhận biết amino axit trên cơ sở của sự điện di

Nếu đặt một băng giấy lọc tẩm ướt bởi dung dịch hỗn hợp amino axit giữa hai điện cực thì các phân tử mang điện sẽ chuyển dịch về phía điện cực này hoặc điện cực kia với một vận tốc nào đó phụ thuộc vào

điện tích của chúng và điện thế được áp dụng Điện tích của phân tử lại phụ thuộc pH Băng giấy lọc sẽ đổi màu do phản ứng của thuốc thử với amino axit, so sánh vị trí của màu hình thành trên băng giấy và mẫu chuẩn sẽ xác định được amino axit

22.19 Chọn pH để tách một hỗn hợp gồm axit aspatic, threonin và histidin bằng phương pháp điện di Giải thích

sự lựa chọn đó

Sử dụng pH = 5,60 Đây chính là pI của threonin (xem bảng 22-2), do vậy amino axit này không dịch chuyển Axit aspatic (pI = 2,77) nhường proton tạo thành anion nên dịch chuyển về phía anot Histidin (pI = 7,59) nhận proton tọa thành cation, di chuyển về phía catot

22.20 Làm thế nào để tách lysin (pI = 9,6) ra khỏi glycin (pI = 5,97) bằng phương pháp điện di ?

áp điện vào một bản giấy lọc tẩm dung dịch hỗn hợp hai amino axit trên Điều chỉnh pH đến 5,97 hoặc 9,6 Tại pH = 5,97, glycin sẽ không chuyển động, còn lysin chuyển đến catot Tại pH = 9,60, lysin sẽ không chuyển động còn glycin chuyển về phía anot

22.21 Trình bày phương pháp tách hỗn hợp amino axit bằng sắc kí trao đổi ion

Nhồi đầy cột bằng nhựa trao đổi ion có lớp chất mang trên bề mặt Sử dụng nhựa trao đổi cation khi hầu hết các amino axit là cation (ví dụ R-SO3-Na+ trao đổi ion Na+ của nó với các amino axit tích điện dương trong môi trường axit) Quá trình tách diễn ra phụ thuộc tốc độ chuyển động xuống của các amino axit tích điện dương khi xảy ra sự trao đổi ion Tốc độ chuyển động tỉ lệ nghịch với độ lớn của điện tích dương trong phân tử amino axit Ví dụ các amino axit loại bazơ như lysin, asginin và histidin có điện tích +2 tại pH = 3

sẽ trao đổi với Na+ đầu tiên, chúng chịu lực hút mạnh nhất, di chuyển chậm nhất nên sẽ thu đựoc ở đỉnh cột Các amino axit có mức điện tích trung gian +1 chịu lực hút ít hơn, di chuyển nhanh hơn nên bị hấp thụ phía cuối của cột Sau đó quá trình rửa giải, thu hồi, phân tích mỗi phần và ghi nhận dữ liệu được thực hiện tự

động nhờ máy phân tích amino axit

Điều chế

22.22 Điều chế valin Me2CHCH(+NH3)COO- bằng : (a) phản ứng Hell-Volhard-Zelinsky, (b) kử amin hóa, (c)

tổng hợp Gabriel

(a) Me2CHCH2COOHBr2/P→

Me2CHCHBrCOOHNH3dư→

Val (b) Me2CHCOCOOHNH3/H2 /Pt→

Val

(c)

O C

C O

N CHBrCHMe2 COOEt

Me2CHCH2COOEt + Br2/P +

O C

C O

N CHCHMe2

COOEt

H3O

COOH

COOH

Val +

22.23 Điều chế : (a) methionin, MeSCH2CH2CH(+NH3)COO- (Met) và (b) axit aspatic HOOCCH2CH(+NH3)COO-

(Asp) từ dietylmalonat (DEM)

Đầu tiên monobrom hóa DEM, rồi cho sản phẩm tác dụng với K phtalimit để tạo este N-phtalimidomalonic (B)

(a) (EtOOC)2CH2  →Br2

(EtOOC)2CHBr (A)

O C

C O

-KBr

O C

C O

N CH(COOEt)2 -OEt

MeSCH2CH2Cl

H3O,

Met

(b)

O C

C O

N C(COOEt)2 H3O BrCH2COOEt

OEt

CH2COOEt

Asp B

22.24 Điều chế : (a) leucin (Leu) và (b) tyrosin (Tyr) từ dietyl axetamidomalonat (C)

DEM + HONO → [O=N-CH(COOEt)2] → HO-N=C(COOEt)2 1.H2/Pt2.Ac2O→AcNHCH(COOEt)2 (C)

(a)

BrCH2CHMe2 AcNHC(COOEt)2

CH2CHMe2

NaOH

1

2 H3O, t

Me2CHCH2CH(NH3)COO

(b)

p-AcOC6H4CH2Cl

AcNHC(COOEt)2

CH2C6H4OAc-p

NaOH

1

2 H3O, t

p-HOC6H4CH2CH(NH3)COO

22.25 Sử dụng tổng hợp Strcker để điều chế phenylalanin (Phe)

Sử lý một andehit với NH3 và CN - tạo ra một aminonỉtil, thủy phân chất này tạo sản phẩm là một α-amino axit

ư

3 2

1.CN NH

PhCH2CH(NH2)CN 1.OHư,t2.H3O+→

PhCH2CH(+NH3)COO- (Phe)

22.26 Nếu các bước tổng hợp Strecker tạo một amino axit

ư

CN R-CH( -NH)CNH →2O RCH(NH2)CN→

+ O

H3

RCH(+NH3)COO

22.27 Viết công thức cấu tạo các chất từ G đến I :

MeSH +CH2=CHCHO→ G NaCN/( NH4 ) 2CO3→

[H]NaOH→I

G là MeSCH2CH2CHO, hình thành do cộng kiểu Michael; H là sản phẩm tổng hợp Streker sau đó tạo sản phẩm là methionin I

[MeSCH2CH2CH(NH2)CN] → MeSCH2CH2CH(+NH2)COO-

22.28 Trình bày phương pháp tổng hợp prolin từ axit hexandioic (axit adipic)

-CHBrCOOH bằng phản ứng Hell-Volhard-Zelinsky, sau đó khép vòng SN2

HOOC(CH2)3CH2COOH 1 SO2 Cl2 2 NH3→ H2NCO(CH2)3CH2COOH Br2/KOH→ H2N(CH2)3CH2COOH



 →

Br2/P H2N(CH2)3CHBrCOOH nộiphantửSN2→

Pro

22.29 Mô tả hai phương pháp chuyển hỗn hợp racemic của amino axit thành các đối quang của chúng

Phải sử dụng một tác nhân bất đối (1) Nhóm -NH3+ của amino axit racemic được dấu bằng cách chuyển thành một amit, sau đó cho nhóm -COOH tự do phản ứng với một đối quang của một bazơ bất đối Hai muối là đồng phân dia được hình thành qua sự kết tinh phân đoạn Sau đó tách bazơ và thủy phân nhóm amit Cũng có thể este hóa nhóm -COO-, sau đó một đồng phân đối quang của một axit bất đối được sử dụng để hình thành hai muối amoni là đồng phân dia Kết tinh phân đoạn, tách axit và thủy phân hoàn toàn este (2) Phản ứng của một đối quang được xúc tác bởi enzim Đầu tiên, amino axit được chuyển thành dẫn xuất N-axetyl Sau đó ủ với một lượng nhỏ enzim, enzim này làm xúc tác cho quá trình thủy phân L-amino axit đã được axetyl hóa, trong khi D-amino axit không đổi Tách L-amino axit ra khỏi N-acetyl-D-amino axit có thể làm được dễ dàng do amino axit là một chất lưỡng tính còn amit lại là axit Thủy phân cẩn thận N-acetyl-D-amino axit (để tránh hiện tượng racemic hóa) thu được D-amino axit

22.30 (a) Sử dụng enzim transaminaza để điều chế một α-amino axit bất đối như thế nào ? (b) Viết chất tham gia

phản ứng điều chế axit aspartic bất đối bằng phản ứng chuyển vị amin này (c) Cho biết đặc thù lấp thể của

nó

(a) Trong sự có mặt của enzim transaminaza, axit L-glutamic phản ứng với α-xetoaxit cơ sở của L-amino

axit cần điều chế trong sự chuyển đổi đặc thù lập thể mà vẫn giữ tính bất đối (bài tập 84) Đặc trưng là Glu

đã nhường nhóm amin trong quá trình chuyển vị amin

RCOCOOH + HOOCCH2CH2CH(+NH3)3COO-Transaminaza→RCH(+NH3)COO- + HOOCCH2CH2COCOOH

(b) HOOCCH2COCOOH axit oxaloaxxetic

(c) Axit aspatic có cấu hình L do cấu hình được giữ nguyên trong quá trình chuyển vị amin

22.31 (a) Quan hệ giữa chất tham gia và sản phẩm trong phản ứng chuyển vị amin là gì ? (b)Cần dùng α-xetoaxit

nào để tạo (i) alanin, (ii) leucin, (iii) serin và (iv) glutamin ? (c) Amino axit nào không thể điều chế bằng phương pháp chuyển vị amin ?

(a)

(c) Prolin và hydroxyprolin, do chúng là amin bậc 2, chỉ có các amin bậc 1 mới tham gia loại phản ứng này

22.32 Từ axit acrilic điều chế : (a) axit γ-aminobutyric, chất truyền thông tin thần kinh có tên gọi GABA, và (b)

axit β-aminopropionic (β-alanin), một thành phần của vitamin B3 (axit pantothenic C9H17O5N)

(a) Nhóm CN - phản ứng với axit acrilic bằng phản ứng cộng kiểu Michael đưa thêm nhóm -NH2 và C vào :

CN - + H2C=CHCOO- H2O/OHư→ N≡CCH2CH2COO- 1.H2/Pd2.H+→ H3N+CH2CH2CH2COO

-(b) H3N: + H2C=CHCOO- → H2NCH2CH2COO

-

→

H+ H3N+CH2CH2COO-

phản ứng

22.33 (a) Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa alanin MeCH(+NH3)COO- với : (i) (CH3CO)2O, (ii) EtOH/HCl,

(iii) PhCOCl/NaOH, và (iv) Ba(OH)2 (b) Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa HONO với (i) RCH(+NH3)COO- và (ii) RCH(NH2)COOEt

(a) Amino axit tham gia phản ứng theo tính chất đặc trưng của nhóm cacboxyl và nhóm amin

(ii) Cl-H3N+CHMeCOOEt (este hóa) (iv) (H2NCHMeCOO)2-Ba2+ (tạo muối)

(b) (i) HOCHRCOOH + N2 và (ii) -N=+N=CRCOOEt (tạo este etyl của axitdiazo bởi sự mất nguyên tử Hα)

22.34 Khi đun nóng, amino axit đề hidrat hóa liên phân tử tạo diamit vòng (a) Viết sản phẩm phản ứng nếu xuất

phát từ glyxin (b) Khi đun nóng este metyl của rac-alanin thì tạo thành hai đồng phân lập thể dia, một

trong hai phân tử có khả năng quang hoạt Viết công thức cấu tạo và cho biết hóa học lập thể của chúng

Dạng cis có thể phân ly được

HN

O O

N

N O

O

Me H Me

N O

O

Me H H

Me

tâm đối xứng

22.35 Cho biết cấu tạo sản phẩm tạo thành khi đun nóng : (a) β-amino axit, (b) γ-amino axit, (c) δ-amino axit và

(d) ε-amino axit

(b)

H N C

O OH

C O

H

- H2O nhiệt

(c)

- H2O

H N C

O H

C O

H nhiệt

(d) +NH3(CH2)5COO- → -NH(CH2)5CO-NH-(CH2)5CO- (nylon 6)

Sự khép vòng nội phân tử 7 cạnh xảy ra khó khăn, nên đã dễ dàng xảy ra phản ứng liên phân tử Vì chất đầu

có hai nhóm chức, nên đã xảy quá trình polime hóa

22.36 Điều chế (a) este etyl N-acetylphenylalanin và (b) este metyl N-benzoylhistidin từ amino axit tương ứng

(a)

PhCH2CH(+NH3)COO-+ EtOHH 2 SO4→PhCH2CH(+NH3)COOEtAc2O/Py→PhCH2CH(NHCOCH3)COOEt Quá trình axyl hóa nhóm amin xảy ra sau quá trình este hóa để tránh sự thủy phân liên kết peptit trong môi trường axit (của phản ứng este hóa)

(b)

N

N H

CH2CHCOO

-NH3

PhCOCl OH

HCl N

N H

CH2CHCOO

NHCOPh

CH2N2

2

N

N H

CH2CHCOOMe NHCOPh

Do quá trình este quá được tiến hành bằng CH2N2 nên có thể axyl hóa trước

Peptit và protein

22.37 (a) Liên kết peptit là gì ? (b) Phân biệt một peptit, oligopeptit, polipepetit và protein (c) Cho biết phương

thức chuẩn mô tả trật tự liên kết của các aminoaxit trong phân tử peptit (d) Gọi tên tripeptit Tyr.Thr.Try

O H

(b) Peptit là một amit được hình thành bằng phản ứng liên phân tử giữa nhóm amin của amino axit thứ nhất với nhóm cacboxyl của amino axit thứ hai Từ hai amino axit (giống hoặc khác nhau) tạo ra một dipeptit, ba amino axit tạo một trpeptit Nếu có từ 4 đến 10 mắt xích amino axit, peptit được gọi là oligopeptit Polipepetit là một mạch gồm nhiều amino axit Trong thực tế sử dụng thường không phân biệt rõ ràng hai thuật ngữ peptit và polipeptit Protein cấu thành từ một hay nhiều mạch peptit mà mỗi mạch như vậy chứa tới vài trăm amino axit Tổng số mắt xích có thể dao động từ 50 đến trên 1000

(c) Theo qui định, amino axit chứa nhóm amin tự do (N-đầu mạch) được viết bên trái và amino axit chứa nhóm cacboxyl tự do (C-cuối mạch) được viết bên phải Tiếp vị ngữ "in" được thay thế bằng "yl" cho tất cả các amino axit trong mạch từ trái sang phải, trừ amino axit có nhóm cacboxyl tự do (C-cuối mạch) là được

giữ nguyên (d) Tyrosylthreonyltryptophan (Chú ý rằng tryptophan là amino axit duy nhất có tên gọi không

kết thúc bằng "in")

22.38 (a) Gọi tên các dipeptit khác nhau được hình thành từ alanin và glyxin (b) Sử dụng alanin, glyxin và tyrosin

có thể tạo được bao nhiêu tripeptit ? (c) Trong số các peptit của câu (b) có bao nhiêu phân tử đồng thời chứa cả 3 loại amino axit ? (d) Có bao nhiêu tetrapeptit được hình từ 3 amino axit của câu (b) ?

(a) Bốn dipeptit : Ala.Ala; Ala.Gly; Gly.Ala; Gly.Gly (b) 3ì3ì3 = 33 = 27 tripeptit (c) 3ì2ì1 = 3! = 6 tripeptit (d) 34 = 81 tetrapeptit

22.39 Giải thích tại sao liên kết C-N trong nhóm peptit lại ngắn hơn và bền hơn liên kết đơn C-N thông thường và

tại sao việc quay liên kết này bị hạn chế ?

Liên kết C-N của peptit có một phân tính chất của liên kết đôi do sự dịch chuyển electron không liên kết trên nguyên tử N về phía nguyên tử O của nhóm C=O, các nguyên tử trong nhóm CO-N đồng phẳng

22.40 Viết công thức cấu tạo cho (a) alanylvalin và (b) valylalanin

-22.41 Cho nhận xét về quá trình tổng hợp được đề nghị dưới đây :

H3N+CHRCOO- SOCl2→ H3N+CHRCOCl

H3N+CHRCOCl + H3N+CHR'COO- → H3N+CHRCONHCHR'COO

-
Trong quá trình cộng tạo ra sản phẩm mong muốn, phân tử clorua axit sẽ phản ứng với phân tử khác tạo dipeptit, sau đó các dipeptit lại phản ứng tiếp tạo peptit cao hơn :

H3N+CHRCOCl + H3N+CHRCOCl → H3N+CHRCONHCHRCOCl →

Nếu không bảo vệ nhóm amin thì không thể đảm bảo rằng phân tử chỉ phản ứng ở nhóm -COOH của nó

Đồng thời cũng nên để ý rằng HCl sinh ra trong sản phẩm sẽ gây ra sự racemic hóa và tạo điều kiện cho phản ứng thủy phân liên kết peptit xảy ra Như vậy quá trình tổng hợp trên là không thể được

22.42 Nêu nguyên tắc bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp peptit

Trước hết, các nhóm amin và cacboxyl không tham gia liên kết peptit phải được che để không còn khả năng phản ứng, sau đó che luôn các nhóm chức có khả năng phản ứng trong gốc R, để ngăn cản không cho chúng tham gia vào các bước tổng hợp kế tiếp Phương pháp bảo vệ được chọn ở đây phải không gây ra sự racemic hóa và không làm biến đổi cấu trúc hóa học của mạch nhánh Sau khi hoàn thành quá trình tổng hợp, các nhóm đã bảo vệ phải được giải phóng trở lại như lúc đầu bằng một phương pháp thật em dịu để

đảm bảo không gây ra sự sắp xếp lại, sự racemic hóa hay sự phân cắt liên kết peptit

22.43 (a) Cho biết sản phẩm tạo thành trong phản ứng giữa p-toluensulfonyl clorua với một amino axit (b) Làm

thế nào để giải phóng nhóm tosyl ? (c) Có nhóm chức nào khác bị khử ?

(a) H3N+CHRCOO- 1.TsCl,NaOH2.HCl→p-MeC6H4SO2NHCHRCOOH

(b) Na trong NH3 lỏng Riêng nhóm sulfonyl thơm bị khử

(c) Bất cứ este của axit cacboxilic nào : -COOR → -CH2OH (+HOR), nhóm disulfua : -S-S- → 2-SH

22.44 (a) Benzyl clocacbonat PhOCOCl (cũng còn gọi là cacbobenzoxy clorua - CBzCl) là một tác nhân thông

dụng bảo vệ nhóm amin của một amino axit Viết công thức cấu tạo sản phẩm phản ứng của nó với một

amino axit (b) Làm thế nào để giải phóng nhóm này ?

cacbamat), hoặc semieste và semiamit của axit cacbonic (b) Thủy phân có xúc tác tách liên kết benzyl-O

hình thành một axit cacbamic không bền, axit này tiếp tục đề cacboxilat hóa

A H2/Pd→PhCH3 + [HOOCNHCHRCOOH] →CO2 + RCH(+NH3)COO -Nếu mạch nhánh chứa S (một chất độc đối với xúc tác Pd) thì khi đó phải dùng Na trong NH3 lỏng

22.45 Một nhóm khác có thể bảo vệ nhóm -NH2 là t-butoxycacbonyl (Boc) t-BuOC=O, xuất phát từ

t -butylcacbonat hoặc t-butoxycacbonyl azit (a) Viết công thức cấu tạo dẫn xuất Boc của một amino axit

(b) Làm thế nào để giải phóng nhóm này ?

(a) t-BuOCO-NHCHRCOOH

(b) Vì nhóm bảo vệ là một este t-butyl nên có thể thủy phân dễ dàng trong axit khan (CF3COOH hoặc HBr

trong HOAc) Quá trình tách tạo t-Bu+ và một axit cacbamic, axit này phân hủy cho ra CO2 và amino axit

C

O

t-BuO NHCH

R

R COOH O

OH

→ CO2+H3N+CHRCOO-+Me2C=CH2 + H+

22.46 Tổng hợp dipeptit glyxylprolin

CBzCl + H3N+CH2COO-  →− HCl CBzNHCH2COOH  →PCl5 CBzNHCH2COCl Prolin/OH−→

→

N CBzNHCH2C

H COO

O

H2/Pt→

N

H3NCH2C

H COO

O

+ CO2 + PhCH3

22.47 Làm thế nào để bảo các nhóm chức trên mạch nhánh sau trong suốt quá trình tổng hợp peptit ? Làm thế nào

để giải phóng chúng ? (a) -OH trong serin, (b) -SH trong cystein, (c) -COOH trong axit glutamic, (d) -NH2

trong lysin, (e) imidazyl trong histidin, và (f) guanadyl trong argenin

Xem bảng 22-3

benzyl

kiềm yếu

H2/Pd

este benzyl

kiềm yếu kiềm yếu , H2/Pd

Boc

p-toluensulfonyl

H2/Pd

CF3COOH, HBr trong HOAc

Na trong NH3 lỏng (e)

N

N H

22.48 Nguyên tắc hoạt hóa nhóm cacboxyl cuối mạch với mẫu thử

Chuyển nhóm -COOH thành nhóm este hoạt động -COOR, với R là nhóm dễ giải phóng nh− p-O2NC6H4-

hoặc một thioeste RCOSC6H4NO2-p Hình thành một hợp chất axyl hoạt động nh− AA-COZ, với Z là

-O-PO(OR)2, -OCOR hoặc -N3