CC BY
67
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 547. 466. 26
К.А. Джусупова
канд. хим. наук, доцент, заведующий кафедрой химии, Таласский государственный университет, г. Талас, Кыргызстан ки!та1гат@та1!. ги
СИНТЕЗ ЭФИРОВ МЕТИОНИНА И ЦИСТЕИНА В ПРИСУТСТВИИ ХЛОРИСТОГО ТИОНИЛА
Аннотация. Изучены синтез и выход эфиров (С3Н7 - С5Н11) метионина и цистеина в присутствии хлористого тионила. Строение полученных соединений установлены ИК-спектрами. Установлено, что данные соединения обладают бактерицидными свойствами.
Ключевые слова: цистеин, метионин, хлористый тионил.
K.A. Dzhusupova, Talas State University, Talas, Kyrgyzstan
SYNTHESIS OF ESTERS OF METHIONINE AND CYSTEINE IN THE PRESENCE OF THIONYL CHLORIDE
Abstract. Studied the synthesis and output esters (C3H7 - C5H11 ) methionine and cysteine in the presence of thionyl chloride. The structure of the resulting compounds are set IR-spectra. It is established that these connections possess bactericidal properties..
Keywords: cysteine, methionine, thionyl chloride.
В настоящее время сфера использования отдельных аминокислот, а также их производных, все более расширяется. Метионин используется при заболевании печени, а также после хирургической травмы сердца и инфаркта миокарда, применяются в педиатрической практике для питания недоношенных детей. Метионин является основным поставщиком сульфура, предотвращающего расстройства в формировании ногтей, кожи и волос.
Цистеин можно использовать не только как профилактическое, но и лечебное средство при действии ионизирующей радиации. Важная роль принадлежит цистеину в процессах обезвреживания токсических веществ. Систематическое лечение цистеином и аскорбиновой кислотой способствует устранению токсического действия свинца на организм [1, с. 52].
Эфиры аминокислот получают также в присутствии хлористого тионила
Предлагаемый способ заключается в том, что к охлажденному раствору (от -5°С до -10°С) смеси абсолютного спирта и хлористого тионила добавляют метионин или цистеин, смесь интенсивно перемешивают в течение нескольких минут до растворения большей части осадка. Дальнейшие операции проводят при комнатной температуре или же при нагревании. Далее добавляют (С2Н5)3М при комнатной температуре до рН 8-9 и оставляют при температуре -5 °С на 12 часов, выпавшие в осадок отфильтровывают, промывают диэтиловым эфиром и сушат над Р2О5. Выход полученных продуктов колеблется от 72% до 82%. Например, выход амилметио-нината при комнатной температуре составляет 70%, при нагревании - 78 % [2, с. 111].
Аналогичные результаты были получены и при синтезе других соединений (рис. 1, табл. 1).
Следует отметить, что тионилхлорид в реакциях этерификации аминокислот со спиртами оказывает как каталитическое действие, так и сдвигает равновесие реакции в сторону конечных продуктов и в конечном итоге повышает реакционную способность последнего.
Необходимо отметить, что тионил хлорид нужно добавлять к спирту в начале реакции, а не к аминокислоте. При добавлении тионилхлорида к аминокислоте необходима защита NH2-группы методом ацилирования.
К = НБСН2; СН3Б(СН2)п п = 1,2
К = С2Н5 - С5Н11 Рисунок 1 - Синтез эфиров аминокислот в присутствии хлористого тионила
При добавлении хлористого тионила к спирту происходит энергичная реакция, в результате которой образуется реакционноспособное промежуточное соединение, дальнейшее нагревание которого с аминокислотами приводит к образованию эфиров аминокислот (рис. 1 и табл. 1), причем образующийся в процессе реакции хлористый водород, соединяется с аминогруппой, давая соответствующий гидрохлорид эфира.
Следует отметить, что применение хлорид тионила в реакциях этерификации с одноатомными спиртами и их изомерами оказывает не только каталитическое действие, но и сдвигает равновесие реакции в сторону конечных продуктов. Из приведенных данных можно сделать заключение, что в случае применения хлористого тионила при этерификации аминокислот с одноатомными спиртами (С3Н7 - С5Н11), реакция протекает гораздо быстрее и с более высоким выходом.
Таблица 1 - Выход эфиров L-метионина L-цистеина в присутствии хлористого тионила
RS-(C Н2)п- СН-COOR1
N Н2
№ R R1 n Температура реакции, 0С Время, ч В сг * s ,
1 CH3S(CH2)n С3Н7 2 25 22,0 72
2 CH3S(CH2)n С3Н7 - изо 2 39 3,0 80
3 CH3S(CH2)n С5Н11 2 25 23,0 70
4 CH3S(CH2)n С5Н11 - изо 2 56 4,0 78
5 HSCH2 С3Н7 1 25 21,5 73
6 HSCH2 С3Н7- изо 1 39 2,5 82
7 HSCH2 С4Н9 1 25 21,0 72
8 HSCH2 С4Н9 - изо 1 54 3,0 78
9 HSCH2 С5Н11 1 25 22,0 76
10 HSCH2 С5Н11 - изо 1 56 3,5 80
Следует отметить, что при использовании этого метода наиболее высокий выход конечных эфиров достигается только для первых трех представителей гомологического ряда спиртов (С3Н7 - С5Н11), тогда как для других спиртов выход значительно ниже (табл. 1).
В ИК-спектре цистеина НБ-группа дает полосу поглощения в области 2590-2680см-1 (слабая). Спектры гидрохлоридов эфиров цистеина имеют аналогичый характер полос поглощения, но отличаются от спектра исходной кислоты [3, с. 590].
В спектрах исследуемых эфиров цистеина, полосы поглощения в интервале 1735-1740см-1 характерны для С=0 групп, а широкая полоса поглощения в области 3000 см-1 характерна ЫН3+ для гидрохлоридов, а в области 3300-3400 см-1 можно отнести к колебаниям свободных ЫН2 - групп. В ИК-спектре метионина СИ38 и цистеина Н8- тиогруппа(-Б-) дает слабую полосу поглощения в области 2600-2550см-1. В полученных производных метиоина и цистеина сложноэфирные связи подтверждаются наличием интенсивных полос валентных и деформационных колебаний групп С - О около 1100-1050см-1.
Изопропил-, бутил-, амилметионинаты и бутил-, амилцистеинаты обладают выраженными бактерицидными свойствами и могут использоваться в сельском хозяйстве для борьбы с кишечными инфекциями сельскохозяйственных животных.
Список литературы:
1. Андреев А.Л. Лечебное применение аминокислот / А.Л. Андреев. - М., 1960. - С. 52.
2. Джусупова К.А. Синтез эфиров моноаминомонокарбоновых, моноаминодикарбоно-вых, серосодержащих аминокислот и изучение их свойств [Текст]: монография / К.А. Джусупова. - Бишкек, 2010. - 111 с.
3. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул [Текст] / Л. Беллами. - М.: ИЛ, 1963. - 590 с.
