تحضير الأحماض الأمينية Preparation of amino acids

تحضير الأحماض الأمينية Preparation of amino acids

– في هذا الموضوع سيتم مناقشة تحضير الأحماض الأمينية وخاصة الأحماض – ألفا ـ أمينية Preparation of α – amino acids

– لقد أمكن تحضير الأحماض الأمينية (المستمدة من مصادر طبيعية كالبروتينات) تجارياً للاستفادة منها كغذاء وفي زيادة حلاوة وطعم الأغذية المحضرة وكمواد كيميائية تستخدم في الدراسات التي تجري في الكيمياء الحيوية.

– وأهم الطرق العامة المستخدمة لتحضير هذه المركبات كما يلي:

(1) تفاعل الأحماض – ألفا ـ الهالوجينية مع الأمونيا

Reaction of α-halo acids with ammonia

– في هذه الطريقة أمكن تحضير الأحماض ـ ألفا ـ الأمينية بإضافة حمض هالوجيني إلى كمية كبيرة من محلول الأمونيا المائي المركز كما في المعادلة الآتية:

–هذا ويمكن الحصول على الأحماض ـ ألفا ـ الهالوجينية بالطريقة المعروفة بهلجنة هل فولهــارد ـ زيلنسكي (Hell – Volhard – Zelinsky halogenation) وفيهـا تتـفـاعـل الأحماض الكربوكسيلية الأليفاتية مع الكلور أو البروم في وجود الفوسفور كما يلي:

 

(2) ألفا ـ أمينو نيتريل α – Amino nitrile

– تعرف بطريقة ستريكر Strechor synthesis

– تعـتـمـد هذه الـطـريقـة على الـتـحـلـل المـائـي لـ ألـفـا ـ أمينـونيتريل (α-Amino-nitrile) الذي يحضر من معاملة الألدهيدات الأليفاتية بالأمونيا وسيانيد الهيدروجين.

– فعند استخدام الفورمالدهيد على سبيل المثال فإنه ينتج الجليسين كما يلي:-

 

– وعندما يجري التفاعل السابق مع الأسيتالدهيد فإنه ينتج ألانين (Alanine) كما يلي:-

 

– ويمكن تحضير مشتقات ألانين (Alanine derivatives) مثل فينيل ألانين (Phenyl alanine) عنـدمـا يجري التفـاعـل السـابق مع فينـل أسيتـالـدهيد (Phenylacetaldehyde) كما يتبين ذلك من المعادلات التالية:

 

(3) من إسترات أيميدو مالونيك وأميدو مالونيك

From imido malonic esters and amido malonic esters

– تعتبر هاتان الطريقتان من الطرق المهمة لتحضير عدد كبير من الأحماض – ألفا – الأمينية

(أ) من إسترات ايميدومالونيك

ويمكن تحضير هذه الاسترات بمعاملة ثنائي الاثيل مالونيت (Diethyl malonate) بالبروم ليعطي البروميد الذي يتفاعل مع الملح البوتاسيومي للفثاليميد كما يتضح من المعادلات التالية:

 

– وعند التحلل المائي للمركب N– فثاليميد مولونيك إستر فإن الحمض الأميني الناتج هو الجليسين.

– أما إذا كانت عملية التحلل المائي بعد إضافة المجموعة الألكيلية R فإن الأحماض الأمينية الناتجة تختلف تبعا لنوعية المجموعة الألكيلية (R).

 

فعلى سبيل المثال عندما تكون المجموعة الألكيلية  CH₂COOH – أو أو  CH₂-CH₂-S-CH₃– فإن الأحماض الأمينية الناتجة هي حمض إسبارتيك Aspartic) (Acid أو فينيل ألانين (Phenyl-alanine) أو الميثيونين (Methionine) على التوالي كما يلي:-

 

(ب) اسـترات أميـدو مـالـونـيـك

– وهـذه الـطريقـة تشبـه سابقتهـا استرات مـالـونيـك

– وفيها يستخدم المـركـب أسـيتـو أمـيـدومــالـونـيـك إسـتر (Aceto-amido malonic ester).

– والمواد الأولية يمكن تحضيرها بمعاملة مالونيت ثنائي الايثيل (Diethyl matonate) بحمض النيتروزو (Nitrous acid) حيث يعـطي مشتق النيتروزو (Nitroso derivative) والذي بدوره يحصل له نزوح بروتوني (Toutomerizes) ليعطي الأوكسيم (Oxime)

– وبهدرجة الأوكسيم الناتج في محلول حمض الخل اللامائي (Acetic anhydride) فإنه يعطي المركب أسيتو أميدمالونيك إستر كما يلي:-

 

ومن الأمثلة على الاستفادة من هذا المركب هو تحضير المركبات التالية كما يلي:

تحضير السيرين Serine

 

تحضـير الهيستيدين Histidine

 

تحضير الليوسين Leucine

 

(4) طرق خاصة لتحضير الأحماض الأمينية

– بعض الأحماض الأمينية يصعب الحصول عليها بالطرق العامة المشار إليها سابقاً.

– وتعتمد الطريقة التي تحضر فيها تلك المركبات على نوع الحمض الأميني المراد تحضيره.

– فعند تحضير البرولين (Proline) على سبيل المثال يمكن اتباع الخطوات كما يلي:-:

 

المراجع: كتاب المركبات الحلقية غير المتجانسة والحيوية للدكتور حمد بن عبدالله اللحيدان. والدكتور محمد بن إبراهيم الحسن والدكتور سالم سليم الذياب – الطبعة الثانية – جامعة الملك سعود – المملكة العربية السعودية