As. Strecker ist weniger umständlich als fraktionierte Kristallisation

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Hanna Schreiber
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1 As. Strecker ist weniger umständlich als fraktionierte Kristallisation A. Geyer C

2 (S)-tert-Leucin hat zahlreiche Anwendungen xazolinliganden für die as. Synthese (S)-t-BuPHX Frage: Wie würden Sie diesen Liganden aus tleu synthetisieren? tleu ist Bestandteil des Thioharnstoffkatalysators (X = S) der eigenen Synthese tleu ist Baustein von Peptimimetika, die als Medikamente dienen. zb der HIV-Protease-Inhibitor Atazanavir Me H H H H H Me tleu kommt als nicht-kodierte Aminosäure auch in aturstoffen vor. Hier ein Ausschnitt aus dem 48er Peptid Polythenamide B A. Geyer C

3 Strecker-Synthese In 1850, Strecker pioneered the use of imine hydrocyanation with HC and subsequent hydrolysis of the resulting a-amino nitrile under a acidic conditions to prepare a-amino acids. This remarkable transformation is one of the most reliable methods for a-amino acid synthesis from imines. Imine a-amino nitrile a-amino acid R 1 ist meist Alkyl und ergibt die Seitenkette der neuen nicht-kodierten Aminosäure R 2 ist im einfachsten Fall = H, oft auch ein Benzylrest zur besseren Isolierung der Asre. Überlegungen: Imine sind hydrolyselabil, Synthese? Eine einfache Quelle für HC? Wie erfolgt die Kontrolle der Stereochemie am C a? A. Geyer C

Methionin ist eine essentielle Aminosäure Das bedeutet, dass unser Körper Met nicht selbst produziert und es daher mit der ahrung aufnehmen muss.

Damit erfolgt die dynamische kinetische Racematspaltung (DKR) von D,L-Met. Woher kommen die anderen Aminosäuren?

4 Methionin ist eine essentielle Aminosäure Das bedeutet, dass unser Körper Met nicht selbst produziert und es daher mit der ahrung aufnehmen muss. Met die einzige essentielle Aminosäure, die als Racemat verfüttert werden kann, denn unsere Zellen haben das Enzym Methionin-Racemase. Damit erfolgt die dynamische kinetische Racematspaltung (DKR) von D,L-Met. Woher kommen die anderen Aminosäuren? Die industrielle Produktion von D,L-Met wird in einem Maßstab von mehreren 100 tsd t/jahr durchgeführt. Im Degussa- Prozess wird aus Acrolein, Methylmercaptan, HC und H 4 HC 3 das Met-Hydantoin, woraus Met anschließend durch Hydrolyse freigesetzt wird. C S 8 H 2 H 2 H 2 CH 3 H H 2 S 2 H 3 CH 4 CH 3 SH S HC Die Bucherer-Bergs-Synthese ist eine Variante der Strecker-Synthese S H 4 HC 3 H 3 MeH 80 C, 400 kpa 1,5 h H H 2 Cu-Kat C 2 aus Steamcracker Zwischenstufe: S H Über Cynahydrin zum Carbamat Haustiere nehmen uns die Arbeit der DKR ab. Met ist ein Minimumfaktor bei der Tiermast. Minimumgesetz: Wachstum wird durch die knappste Ressource beschränkt. Justus v. Liebig hat dies Prinzip bei der Entwicklung von Düngern benutzt. Dabei ist Phosphor limitierende Faktor. A. Geyer C Liebig sches Faß: Phosphor ist die kürzeste Daube.

5 Übung Strecker-Synthese Gezeigt sind die ersten Stufen einer Aminosäuresynthese bis zum kristallinen enantiomerenreinen Salz. Versuchen sie die Synthese von 5 mechanistisch nachzuvollziehen, indem Sie die relevanten Zwischenstufen aufzeichnen. Geben Sie eine kurze Definition für den Begriff Fraktionierte Kristallisation. A. Geyer C

6 Pyridoxal und Pyridoxamin sind zwei Varianten des Vitamin B6. Das Phosphat ist der Cofaktor für die Aminosäuresynthese sowie deren Abbau in der Zelle. Hier ein Beispiel, dass diese Katalyse genauso im Labor verwendet werden kann. A. Geyer C

7 Chiral pool-synthesen von Aminosäuren durch Umfunktionalisierung von Seitenketten Beispiel Vinylglycin aus Met Beispiel Aryl-Aminosäuren Iodalanin aus Ser J. rg. Chem. 2010, 75, Beispiel Azatyrosin J. rg. Chem. 1995, 60, A. Geyer C

Übung Aminosäuren 1 ist ein Konstitutionsisomer zu welcher kodierten Aminosäure? Zeichnen Sie die Schutzgruppen aus und geben Sie jeweils eine Abspaltmethode an.

8 Übung Aminosäuren 1 ist ein Konstitutionsisomer zu welcher kodierten Aminosäure? Zeichnen Sie die Schutzgruppen aus und geben Sie jeweils eine Abspaltmethode an. Aus welchen Vorläufermolekülen würden Sie 1 mit einer egishi-kreuzkupplung synthetisieren? Welche Aminosäure erkennen Sie in der abgebildeten Struktur? Sind die beiden Schutzgruppen komplementär? Mit welchen Reagenzien werden die Schutzgruppen üblicherweise entfernt bei der Peptidsynthese? Versuchen Sie die nachfolgenden Carbonsäureaktivierungen nach ihrer Stärke (= elektropositiver Charakter des Carbonyl-C) zu ordnen. Zeichnen Sie dazu jeweils die aktivierte Zwischenstufe der geschützten Aminosäure Boc-Alanin. Yamaguchi (2,4,6-Trichlorbenzoylchlorid) HBTU [2-(1H-Benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium-hexafluorophosphat] CMU ((1- Cyano- 2- ethoxy- 2- oxoethylidenaminooxy) dimethylamino- morpholino- carbenium hexafluorophosphat) Mukaiyama (1-Methyl-2-chlorpyridinium-iodid) IBCF (Isobutylchlorformiat) Pfp-Ester (Pentafluor-phenylester) Thioethylester A. Geyer C

9 Kupplungsreagenzien Aktivierung der Carbonsäuere der an α - und an der Seitenkette Urethan-geschützten Asre. Gebräuchliche Reagenzien: C DCC DEPBT Et Et P - PF 6 - PF 6 - HBTU PF 6 - PyBP P HATU - HBTU PF 6 PF 6 2-(1H-Benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3- tetramethyluronium hexafluorophosphate Welches ist das Uronium-, welches das Guanidinium-Isomer? HBt H Und noch ein neues Kupplungsreagenz. Wie funktioniert s? A. Geyer C

10 Penicillin V A. Geyer C

11 Übung twisted amides Im 13 C MR des Aza-decanons erscheint das Carbonyl des Amids Signal bei fast 200 ppm. Warum ist es so stark entschirmt? Die beiden tieffeldigsten Signale im 1 H MR des Aza-decanons erscheinen zwischen 3,5 und 3 ppm. rdnen Sie zu! Versuchen Sie die Synthesesequenz mechanistisch nachzuvollziehen A. Geyer C A. Geyer C

12 Übung Aminosäurenomenklatur Im Aminosäurealphabet kann man Gruppen mit ähnlichen physikalischchemischen Eigenschaften zusammenfassen. Die ummern am rechten Rand geben jeweils die Anzahl der Gruppen an. Beginnen Sie in der untersten Reihe und identifizieren Sie mindestens eine physikochemische Eigenschaft, wodurch sich die roten von den hellblauen Aminosäuren unterscheiden. Versuchen Sie jede weitere Unterteilung in der Grafik zu begründen, indem Sie jeder Verzweigung weitere strukturelle oder physikochemische Kriterien zuweisen. A. Geyer C

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