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 H;NCO hay bản chát chỉ là
Trang 1Chuong 22
Amino axit, Peptit va Protein
DINH NGHIA, CAU TAO VA TINH CHAT
22.1 (a) Viet công thức câu tạo tông quát của œ-amino axit có trong tự nhiên và cho biêt tâm quan trọng của nó (b) Giải thích tại sao amino axit được chia thành hai loại là thiét yêu và không thiết yéu ?
+
ws (a) RCH(N H,)COO , a-amino axit là đơn vị cơ bản cầu thành tất cả các protein (b) Mười amino axit 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 vều có thê tông hợp trong tê bào của cơ thê từ các chât khác có trong thức ăn 22.2 Phân loại các amino axit theo các nhóm R của chúng
va Bang 22-1 gom các amino axit tiêu chuẩn, các amino axit thiét yếu được đánh dấu hoa thị Amino axit được phân loại thành amino axit axi, bazơ hay (rung tính tùy thuộc vào bản chất của nhóm R Axit aspartic
va 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 H;NCO) hay bản chát chỉ là một nhóm hidrocacbon (như alanin : R là Me hay valin : R là 7-Pr)
22.3 Đặc trưng phân biệt prolin với các amino axit khác là gì 2
+ Prolin là một amin bậc 2, N trong nhóm amin nằm ở một vòng năm cạnh
22.4 Hãy giải thích : (a) trang thai tinh thể và nhiệt độ nóng chảy cao của amino axit (b) tính tan của amino axit
» (4) ơ-amino axit tôn tại ở dạng ion lưỡng cực, RCH(N H,)COO” tạo câu trúc tỉnh thê ion (các phân tử liên kết với nhau bởi tác tương tác tĩnh điện liên phân tử mạnh mê) và khác với các phân tử trung hòa có cùng khôi lượng phân tử hâu hêt các amino axit bị nhiệt phân mà không nóng chảy (b) Do câu trúc ion lưỡng cực mà hâu hết các amino axit tan đáng kê trong nước (tạo liên kêt H và liên kt ion - lưỡng cực) và không tan trong các dung môi không phân cực
22.5 (a) Amino axit nào không bắt đối ? (b) Cho biết các amino axit có nhiều hơn một tâm bắt đối
+
ws (a) Glycin H,NCH,COO
H
hydroxyprolin
22.6 Cấu hình R/S và D/L của hầu hết các amino axit là gì ? (b) Viết cầu hình tuyệt đối của (¡) L- cystein và (ii) L-serin (e) Tại sao duy chỉ có L-cystein (cũng như L-eystin) là có câu hình R 2
%(4)SvàL
Trang 2(c) Do xét vé độ hơn cấp, nhóm CH;SH của cystein lớn hơn nhóm COO' (S có khối lượng nguyên tử lớn hon O)
Bang 22-1 Cac aminoaxit tu nhién
Tén Kí hiệu Công thức
Monoaminomonocacboxylic
Isoleuxin” ILeu H3N*CH(s-Bu)COO”
Serin Ser H3N°CH(CH2,0H)COO"
Threonin” Thr H;N'CH(CHOHCH;)COO'
Monoaminodicacboxylic va dan xuất amit Axit aspatic Asp HOOC-CH2-CH('NH3)COO”
Axit glutamic | Glu HOOC-(CH>):-CH(‘NH;)COO™
Glutamin Glu(NH;) H;NOC‹(CH;);-CHỮNH;)COO”
Diaminomonocacboxylic
Hydroxylizin Hylys H3N*-CH2-CHOH-CH2-CH2-CH(NH2)COO"
Arginin" Arg H;N'=C(NH;)-NH-(CH;);-CH(NH;)COO”
Aminoaxit chứa lưu huỳnh Systein CySH H3N°CH(CH2SH)COO"
Cystin CySSCy “OOC-CH('NH3)CH2S-SCH»CH("NH;)COO™
Methionin” Met CH3SCH2CHCH("NH3)COO"
Aminoaxit thom
Phenylalanin” | Phe PhCH,CH('NH;)COO™
Tyrosin Tyr p-Cs6HsCH2CH("NH3)COO™
Aminoaxit di vong
SN
(Nk
HH
H Hydroxyprolin | Hypro HOT \H
SNC CoO”
Trang 3CH 2-CH —COO ~
N
H
22.7 (a) Viết tất cả các đồng phân lập thể của threonin (dạng công thức Fischer) (b) Xác định L-threonin va
cho biệt danh pháp R/S của nó
» (a)
racemat-1 (threo) racemat-2 (erythro) (b) Cac cầu hình tương ứng với racemat-l là L- và D-threonin, với racemat-2 là L- và D-allothreonin, L- được xác định theo cấu hình của C “ 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 lap thé dia - (2S,3S)-threonin- được gọi là L-allothreonin
22.8 Viet cân băng điện ly thê hiện tính lưỡng tính của một amino axit trong nước, cho biệt điện tích của môi câu tử
OH + HạNCHRCOOH S H;N'CHRCOO + 5 H;NCHRCOO_ + HO”
HO cation A 1on lưỡng tính B anion C
22.9 Hình 22-I là đường cong chuẩn độ cation alanin (cấu tử A trong bài §, với R là Me) trong axit loãng Cho biệt giá tri gan ding pK, cua A va B
wa 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 thây răng với A, pK„¡= 2.3 và với B, pK„; = 9,7
22.10 Tại sao pK„ của A lớn gấp 100 lần pK„ của MeCOOH ?
»_ Do hiệu ứng cảm ứng âm của NỈ 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
cach tinh diém đăng điện từ øK„
»% (a) Điểm đẳng điện (pI) là giá trị pH thu duoc khi amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực với điện tích bang khong (b) 6,0 (c) pI = (pK„¡ + pK„z)/2
Trang 422.12 Dưới tác dụng của điện trường, aminoaxit di chuyển về phía điện cực nào khi (a) pH < pl, (b) pH > pI va
pH = pI ? Giải thích
»(a)pH< pl: cation A chiém wu thé, nén di chuyén vé phia catot, (b) pH > pI : anion C chiếm ưu thế nên di chuyển về phía anot và (c) khi pH = pI điện tích cân bang 1 nên amino axit không chuyển dich
22.13 Viết cân bằng điện ly của lysin (một bazơ) và tính điểm đẳng điện của nó Xem gia tri pK, trong bang 22-2
CHNH3
Điện tích tổng cộng của mỗi dạng được ghi trong ngoặc đơn ở trên, dang có điện tích bằng không ton tại giữa hai dang co pK, tuong tng 1a 8,95 va 10,53 Nhu vay pI = (8,95+10,53)/2 = 9,74
Bảng 22-2 Tính axit-bazơ của amino axit
Mach nhánh trung hòa
PK a1 PK a> pl
Mach nhanh ion
* Trong tât cả các amino axit pKại ứng với sự điện ly của nhom cacboxyl va pK, ứng với sự điện
ly của nhóm amoni
** Trong tất cả các amino axit pKa: ứng với sự điện ly của nhóm cacboxyl trong RCHỮNH;)COOH
22.14 Lập lại bài tập 13 cho sự phân ly của axit aspatic
Trang 522.15
22.16
22.17
22.18
22.19
22.20
22.21
+
+
Dạng có điện tích bằng không tồn tại giữa hai dạng có pK„ tương ứng là 1,88 và 3,65
Như vậy pI = (I,88 + 3,65)/2 = 2,77
(a) Phân loại các amino axit trong bang 22-1 theo ảnh hưởng gốc R của chúng đến giá trị điểm đăng điện
pl (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) co gia tri pl nam 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
pl cua ching Giá trị điểm đăng 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 Š - 6 và được xếp vào loại amino axit trung hòa
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
/ \ ° cH,cHcooH HC | ~ / \ CHạCHCOO~ |
Công thức phù hợp nhất cho mononatri glutamat (bột ngọt, một loại gia vị thường được sử dụng) là gì 2 NaT[OOCCH;CH;CHCNH;)COO]
Trình bày phương pháp tách và nhận biết amino axit trên cơ sở của sự điện di
Nếu đặt một băng giấy lọc tắm ướt bởi dung dịch hỗn hợp amino axit giữa hai điện cực thì các phân tử mang điện sẽ chuyên 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 thé được á áp dụng Điện tích của phân tử lại phụ thuộc pH Băng giây lọc sẽ đôi 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
Chọn pH đề 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 chuyên Axit aspatic (pI = 2,77) nhường proton tạo thành anion nên dịch chuyển về phia anot Histidin (pI
= 7,59) nhận proton tga thanh cation, di chuyển vé phia catot
Lam thé nào để tách Iysin (pI = 9,6) ra khỏi glycin (pI = 5,97) bằng phương pháp điện di ?
Áp điện vào một bản giấy lọc tam dung dịch hỗn hợp hai amino axit trên Điều chỉnh pH đến 5,97 hoặc 9,6 Tại pH = 5,97, glycin sẽ không chuyên động, còn Iysin chuyển đến catot Tai pH = 9,60, Iysin sẽ không chuyển động còn glycin chuyển vệ phía anot
Trình bày phương pháp tách hỗn hợp amino axit bằng sắc kí trao đổi ion
Trang 6» Nhỏi 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-SO; Na” trao đôi ion Na” của nó với các amino axit tích điện dương trong môi trường axit) Quá trình tách diễn ra phụ thuộc tốc độ chuyền động xuống của các amino axit tích điện dương khi xảy ra sự trao đổi ion Tốc độ chuyên động tỉ lệ nghịch với độ lớn của điện tích dương trong phân tử amino axit Ví dụ các amino axit loại bazơ như Iysin, asginin và histidin có điện tích +2 tại
pH =3 sẽ trao đổi với Na” đầu tiên, chúng chịu lực hút mạnh nhất, di chuyén cham nhất nên sẽ thu đựoc ở đỉnh cột Các amino axit có mức điện tích trung gian +l chịu lực hút ít hon, 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
DIEU CHE
22.22 Diéu ché valin Mex;CHCH(‘NH;3)COO™ bằng : (a) phản ứng Hell-Volhard-Zelinsky, (b) kử amin hóa, (€) tông hợp Gabriel
~= (a) Me;CHCH;CooH—82fP_, MexCHCHBrCOOH ——3— > Val
NH, /H, | Pt Me,CHCOCOOH
2223 Điều chế : (a) methionin, MeSCH;CHzCHCNH;COO (Me) va (b) axit aspatic
HOOCCH;CHỮNH;)COƠ (Asp) tir dietylmalonat (DEM)
z= Dau tién monobrom héa DEM, roi cho san pham tac dụng với K phtalimit để tạo este N- phtalimidomalonic (B)
(a) (EtOOC);CH; Bn, (EtOOC),CHBr (A)
Cc Cc
A \, OEt
ŸN K*“ oy
¢ 6
BrCH;COOEt tn — 1s" > Asp
=
Bot
CH;COOEt
22.24 Điều chế: (a) leucin (Leu) va (b) tyrosin (Tyr) tir dietyl axetamidomalonat (C)
LH,/Pt 2.Ac,0
».- DEM+ HONO -> [O=N-CH(COOEt);] > HO-N=C(COOEFt), AcNHCH(COOEt), (C)
CHạCHMe;
C —————> AcNHC(COOEt; ——————> Me;CHCH;CH(NH;)COƠ
Trang 7CH2CgH4OAc-p
C ———~>_AcNHC(COOEt), ———-——> _ P- -HOCgH,CH»CH(NH3)COO™
(b) p-AcOC,H,CH,Cl 2 HạO: t
22.25 Sir dung téng hợp Strcker để điều chế phenylalanin (Phe)
Sử lý một andehit với NH; va CN ' tạo ra một ơ-aminonitil, thủy phân chất này tạo sản phẩm là một a- amino axit
PhCH;CHO _LCN 2NH,, PhCH;CH(NH;)CN _LOH 1 2.0", PhCH;CH(‘NH;)COO™ (Phe) 22.26 Nếu các bước tổng hợp Strecker tạo một amino axit
» R-CHO+:NH; S R-CH= NH A, R- CH( "NH)CN—29_ RCH(NH;)CN— H9” ,RCHŒ NH;)COO™
22.27 _ Viết công thức cấu tạo các chất từ G đến I:
MeSH +CH;=CHCHO-> G _— NaCN(NH,);CO;, IHỊ_ NaOH ,[
»G là MeSCH;CH;CHO, hình thành do cộng kiểu Michael; H là sản phẩm tổng hợp Streker sau đó tạo sản phâm là methionin I
[MeSCH;CH;CH(NH;)CN] —> MeSCH;CH;CHỮNH;)COO'
22.28 Trình bày phương pháp tổng hợp prolin từ axit hexandioie (axit adipic)
» Chuyển một nhóm -COOH thành -NH; qua thoái phân Hofmann Nhóm -CH;COOH còn lại chuyền thành -CHBrCOOH bang phản ứng Hell-Volhard-Zelinsky, sau đó khép vòng S„2
HOOC(CH;);CH;COOH —'Š%E€+?*“›_, H,NCO(CH;);CH;COOH —°#2'§9_; H;N(CH;);CH;COOH
Br /P nội phan tử S; 2
—>—> H;N(CH;);CHBrCOOH ——————— Pro
22.29 Mô tá hai phương pháp chuyên hỗn hợp racemic của amino axit thành các đối quang của chúng
> Phải sử dụng một tác nhân bat đối (1) Nhóm -NH;” của amino axit racemic duge dau bằng cách chuyền thành một amit, sau đó cho nhóm -COOH tự do phản ứng với một đôi quang của một bazơ bât đôi Hai muôi là đông phân dia được hình thành qua sự kết tỉnh phân đoạn Sau đó tách bazơ và thủy phân nhóm amit Cũng có thê este hóa nhóm -COO, sau đó một đông phân đôi quang của một axit bât đôi được sử dụng đê hình thành hai muôi amoni là dong phan dia Ket tinh phan đoạn, tách axit và thủy phân hoàn toàn este (2) Phân ứng của một đối quang được xúc tác bởi enzim Đầu tiên, amino axit được chuyên thành dẫn xuât 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 đôi Tách L-amino axit ra khỏi N-acetyl-D-amino axit có thê làm được dê dàng do amino axit là một chât lưỡng tính còn amit lại là axit Thủy phân cân thận N-acetyl-D-amino axit (đê tránh hiện tượng racemic hóa) thu được D-amino axit
22.30 (a) Sử dụng enzim /ransaminaza đề điều chế một œ-amino axit bất đối như thé nao ? (b) Viét chat tham gia phan ú ứng điều chế axit aspartic bát đối bằng phản ứng chuyén vi amin nay (c) Cho biết đặc thù lấp thể của
nó
+ (4) Trong sự có mặt của enzim /ransaninaza, axit L-gÌutamic phản ứng với œ-xetoaxit cơ sở của L-amino
axit cần điều chế trong sự chuyển đổi đặc thù lập thẻ mà vẫn giữ tính bất đối (bài tập 84) Đặc trưng là Glu
đã nhường nhóm amin trong quá trình chuyên vị amin
RCOCOOH + HOOCCH;CH;CHNH;);COO:— Tfansamin2_ t1 *“NH;)COO + HOOCCH;CH;COCOOH
a-xetoaxit axit L-glutamic L-aminoaxit axit o-xetoglutaric
(c) Axit aspatic có câu hình L do câu hình được giữ nguyên trong quá trình chuyên vị amin
Trang 822.31 (a) Quan hệ giữa chất tham gia va san phẩm trong phản ứng chuyển vị amin là gì ? (b)Cần dùng œ-xctoaxit nào dé tao (i) alanin, (ii) leucin, (iii) serin va (iv) glutamin ? (c) Amino axit nao khong thé diéu ché bang phuong phap chuyén vi amin ?
3 (a)
axit glutamic + axit oxaloaxetic —» axit o.-xetoglutaric + axit aspatic
(b) () CH;COCOOH (¡) (CH:)›;CHCH;COCOOH (ii) HOCH;COCOOH (iv)
H;NCOCH;CH;COCOOH
(c) Prolin va hydroxyprolin, do chúng là amin bậc 2, chỉ có các amin bậc l mới tham gia loại phản ứng này
22.32 Từ axit acrilic điều chế : (a) axit y-aminobutyric, chất truyền thông tin thần kinh có tên gọi GABA, và (b) axit -aminopropionie (-alanin), một thành phân của vitamin B; (axit pantothenic CạH;;OsN)
(4a) Nhóm CN: phản ứng với axit acrilic bằng phản ứng cộng kiểu Michael đưa thêm nhóm -NH; và C vào :
CN “+ HạC=CHCOO' —!z9/91—y N=CCH;CH;COO' —!:42H” H.N'CH;CH;CH;COO'
(b) H3N: + H2C=CHCOO’ — H2NCH2CH2COO ay H3N°CH2CH,COO™
PHAN UNG
22.33 (a) Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa alanin MeCH( ˆNH;)COO' vGi : (i) (CH3CO),0, (ii) EtOH/HCI, (iii) PhCOCI/NaOH, và (iv) Ba(OH); (b) Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa HONO với (ï) RCHŒNH;)COO' và (ii) RCH(NH;)COOEt
vs (a) Amino axit tham gia phản ứng theo tính chat đặc trưng của nhóm cacboxyl và nhóm amin (i) CH; CONHCHMeCOOH (N-axyl hoa) (iii) PhCONHCHMeCOƠNa” (N-axyl hóa va tao mudi) (ii) CTH;N*CHMeCOOEt (este hda) (iv) (H;NCHMeCOO); Ba?” (tạo mudi)
(b) (i) HOCHRCOOH + N;j va (ii) N=”N=CRCOOEt (tạo este etyl của axitdiazo bởi sự mắt nguyên tử H”) 22.34 Khi đun nóng, amino axit đề hidrat hóa liên phân tử tạo diamit vòng (a) Viết sản phẩm phán ứng nếu xuất phát từ glyxin (b) Khi đun nóng este metyl của rac-alanin thì tạo thành hai đông phân lập thê dia, một trong hai phân tử có khả năng quang hoạt Viêt công thức câu tạo và cho biệt hóa học lập thê của chúng _ Dạng cis có thể phân ly được
cis, racemic trans, mezo 22.35 Cho biết cấu tạo sản phẩm tạo thành khi đun nóng : (a) B-amino axit, (b) y-amino axit, (e) ồ-amino axit và (đ) e-amino axit
xa (a) RCH=CHCOO NH,
o
_ nhiệt _
No H- ớt (c)
(d) *NH;(CH2);COO" > _SH(CHoCO- -NH-(CH2)sCO- (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
Trang 922.36 Điều chế (a) este etyl N-acetylphenylalanin và (b) este metyl N-benzoylhistidin từ amino axit tương ứng
» (4)
PhCH;CHƯNH;)COO+
EtOH—2Š9+_; PhCH;CHƯNH;)COOEt— 39”; PhCH;CH(NHCOCH;)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 me este hoa)
NHCOPh C2 eseeen + PhCOCI a Cd eneieas CHẠN; =>
(b)
NHCOPh
Do quá tình este quá được tiến hành bằng CHzN; nên có thé axyl hóa trước
PEPTIT VÀ PROTEIN
22.37
22.38
22.39
22.40
22.41
(a) Lién kết peptit là gì ? (b) Phân biệt một peptit, oligopeptit, polipepetit và protein (c) Cho biết phương thức chuân mô tả trật tự liên kêt của các aminoaxit trong phân tử peptit (d) Gọi tên tripeptit Tyr.Thr Try
(a) Liên kết peptit (amit) : —C-N—
(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 Néu 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 thé bằng "yl" cho tat ca các amino axit trong mạch từ trái sang phải, trừ amino axit có nhóm cacboxyl tự do (C-cudi mạch) là được giữ nguyên (đ) Tyrosylthreonyltryptophan (Chú ý rằng tryptophan là amino axit duy nhất có tên gọi không
kết thúc bằng "ïn")
(a) Gọi tên các dipeptit khác nhau được hình thành từ alanin và glyxin (b) Sử dụng alanin, glyxin và tyrosin có thê tạo được bao nhiêu tripeptit ? (c) Trong số các peptit của câu (b) có bao nhiêu phân tử đông thời chứa cả 3 loại amino axit ? (đ) Có bao nhiêu tetrapeptit được hình từ 3 amino axit của câu (b) 2 (a) Bốn dipeptit : Ala.Ala; Ala.Gly; Gly.Ala; Gly.Gly (b) 3x3x3 = 3° = 27 tripeptit (c) 3x2x1 = 3! = 6 tripeptit (d) 3 = 81 tetrapeptit
Giải thích tại sao liên kết C-N trong nhóm peptit lại ngắn hon và bền hơn liên kết đơn C-N thông thường
Và tại sao việc quay liên kêt này bị hạn chê ?
Liên kết C-N của peptit có một phân tính chất của liên kết đôi do sự dịch chuyén 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 Viết công thức cấu tạo cho (a) alanylvalin và (b) valylalanin
(a) MeCHỮNH;)CO-NHCH(CHMe;)COO' (b) Me;CH CHCNH;)CO- NHCH(Me)COO'
Cho nhận xét về quá trình tổng hợp được đề nghị dưới đây :
H;N'CHRCOO' —Š9°5_› H;N'CHRCOCI
H;N°CHRCOCI + H;N'CHR'COO' -> H;ạN'CHRCONHCHR'COO'
Trang 1022.42
22.43
22.44
22.45
22.46
22.47
Trong quá trình cộng tạo ra sản phẩm mong muốn, phân tử clorua axit sẽ phản ứng với phân tử khác tao dipeptit, sau đó các dipeptit lại phản ứng tiếp tạo peptit cao hơn :
HạN' CHRCOCI + H;N'CHRCOCI > H;N'”' CHRCONHCHRCOCI >
Néu không bảo vệ nhóm amin thì không thể đám bảo rằng phân tử chỉ ‘phan ứng ở nhóm -COOH của nó Đồng thời cũng nên để ý rằng HCI 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 thê được
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 hoa va khong 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 dé đảm bảo không gây ra sự sắp xếp lại, sự racemic hóa hay sự phân cắt liên kết peptit
(a) Cho biết sản phẩm tạo thành trong phản ứng giữa p-toluensulfonyl clorua với một amino axit (bồ) Làm thê nào đê giải phóng nhóm tosyl ? (c) Có nhóm chức nào khác bị khử ?
(a) HạN'CHRCOO' _—LfSCLNaOH 2HCL,„_MeC¿H,SO;NHCHRCOOH
(b) Na trong NH; lỏng Riêng nhóm sulfonyl thơm bị khử
(c) Bắt cứ este của axit cacboxilic nào : -COOR -> -CHạOH (+HOR), nhom disulfua : -S-S- > 2-SH
(a) Benzyl clocacbonat PhOCOC] (cũng còn gọi là cacbobenzoxy clorua - CBzC]) là một tác nhân thông dụng bảo vệ nhóm amin của một amino axit Viet công thức câu tạo sản phâm phản ứng của nó với một amino axit (b) Làm thê nào đề giải phóng nhóm này 2
(a) PhCH;O-CO-NH-CH(R)COOH (A), hoặc CBz-NH-CH(R)COOH Sản phẩm là một uretan (một 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 —2”4 ›PhCH; + [HOOCNHCHRCOOH] -›CO; + RCHCNH;)COO'
Nêu mạch nhánh chứa S (một chât độc đôi với xúc tác Pd) thì khi đó phải dùng Na trong NH; long
| Một nhóm khác có thể bảo vệ nhóm -NH; là /-butoxycacbonyl (Boc) t-BuO C= =O, xuất phát từ /-butylcacbonat hoặc /-butoxycacbonyl azit (a) Viết công thức cầu tạo dẫn xuất Boc của một amino axit (b) Làm thế nào để giải phóng nhóm này ?
(b) Vì nhóm bảo vệ là một este /-butyl nên có thê thủy phân dê dàng trong axit khan (CF:COOH hoặc HBr trong HOAc) Qua trinh tach tạo /-Bu” và một axit cacbamic, axit này phân hủy cho ra CO› và amino axit
OH R t-BuO—C—NHCH—COOH_; ;-Bu* + O—=C—NHCH—COOH_, COz+H:N'CHRCOO+Me;C=CH; +
Hw
Tổng hợp dipeptit glyxylprolin
CBzCl + H;N'CH;,COO” HET CBENHCHCOOH —P=: › CBzNHCH;COC| —P 90H,
Oo
Làm thế nào để bảo các nhóm chức trên mạch nhánh sau trong suốt quá trình tổng hợp peptit ? Làm thế nào đê giải phóng chúng ? (a) -OH trong serin, (b) -SH trong cystein, (c) -COOH trong axit glutamic, (d) -
NH, trong lysin, (e) imidazyl trong histidin, va (f) guanadyl trong argenin
Xem bang 22-3
Nhóm cần được bảo vệ Nhóm bảo vệ Phương pháp giải phóng
10