FACULTAD DE QUIMICA. UNAMLAB. ORGANICA IV

LUNA ANGELES MARIA DEL CARMENCLAVE: 9

INFORME PRÁCTICA #75/ABRIL/14

SINTESIS DEL ACIDO HIPURICO

RESUMEN: La unión entre dos aminoácidos se lleva a cabo por la reacción que se presenta entre el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino de otro formando una amida mediante la pérdida de una molécula de agua. Esta unión covalente es a lo que se denomina enlace peptídico, el cual tiene una geometría planar y características de doble enlace, debido a la resonancia existente. La síntesis moderna del ácido hipúrico se obtiene por acilación del cloruro de ácido cloruro de benzoilo con el aminoácido glicina, se realizó la reacción mencionada obteniendo un polvo blanco con un rendimiento de 77.7 % y caracterizado mediante la medición de su punto de fusión el cual es 178 -180 el cual se encuentra por debajo del reportado en la literatura el cual podemos atribuir a la pureza de los reactivos.

Métodos de síntesis de aminoácidosTodos los aminoácidos pueden ser sintetizados, como en el caso de plantas leguminosas y la bacteria E. coli, pero la mayoría de los organismos no pueden sintetizar todos los aminoácidos, tal es el caso de los humanos que junto con la rata albina sólo son capaces de sintetizar 10 de los 20 aminoácidos, estos que no puede sintetizar el propio organismo se les llama esenciales, cumplen importantes funciones en el cuerpo y deben ser consumidos en la dieta. Las vías de síntesis están sujetas a inhibición alostérica de sus enzimas. La síntesis de aminoácidos ocurre en caso de que el organismo no tenga suficiente ingesta de proteínas para degradar en aminoácidos durante un periodo extendido de tiempo. Esta vía es el último recurso ya que hay un gran costo energético y no es conveniente a menos que el organismo se encuentre bajo situaciones de ayuno extremo.

Los aminoácidos poseen tres propiedades esenciales, las cuales son:

Ácido-básicas: Comportamiento del aminoácido cuando se ioniza, es decir, cuando el aminoácido adquiere cualquiera de las siguientes dos características, comportamiento como base o como ácido, además presenta una carga neta cero.Ópticas: Los aminoácidos logran desviar el plano de polarización, en el cual interviene un rayo de luz que atraviesa la luz polarizada.Químicas: La descarboxilación afecta al grupo carboxilo, la desaminación afecta al grupo amino y también se afecta al grupo R.

Reacciones generales de los aminoácidos: transaminacion, desaminacion y descarboxilacion.

TRANSAMINACIONES Son reacciones donde se traspasa el grupo amino desde un α-aminoácido a un α-cetoácido, convirtiéndose el 1º en α-cetoácido, y el 2º en un α-aminoácido. Las enzimas que catalizan estas reacciones son las transaminasas y necesitan el piridoxal fosfato (PLP) como coenzima.

Hay dos transaminasas, GOT y GPT, cuyos niveles en suero tienen un importante significado en el diagnóstico clínico. Estas enzimas, abundantes en corazón e hígado, son liberadas cuando los tejidos sufren una lesión, por lo tanto sus niveles altos en suero pueden ser indicativos de infarto de miocardio, hepatitis infecciosa, u otros daños orgánicos.

ESQUEMA 1

DESAMINACION OXIDATIVA El AA pierde el grupo amino y pasa a a-cetoácido. Esta reacción reversible puede convertir el GLU en α-cetoglutarato para su degradación, pero también puede sintetizar GLU. Luego es una reacción que actuará en sentido degradativo o

en sentido biosintético según las necesidades celulares.

DESCARBOXILACION Los AA se descarboxilan y forman aminas biógenas, ellas o sus derivados tienen muy importantes funciones biológicas (hormonas, neurotransmisores, inmunomoduladores, etc): histamina, etanolamina, serotonina, feniletilamina, etc. Desde la TYR, por descarboxilación y otras reacciones, se producen la familia de las catecolaminas: dopamina, noradrenalina y adrenalina.

Características de los péptidos

Los péptidos son estructuras intermedias entre los AA y las proteínas. Sus propiedades físicas y químicas suelen reflejar en mayor o menor medida las de los AA que lo componen. Sin embargo, al enmascararse mutuamente los grupos hidrofílicos (carboxilo y amina) que forman parte de los enlaces peptídicos, el carácter polar o apolar de los péptidos depende de la naturaleza de los grupos de las cadenas laterales de los AA que lo integran. Análogamente, los valores de pK de los grupos ionizables a menudo se ven alterados por la proximidad de otros grupos polares.

Los péptidos presentan a menudo ciertas peculiaridades estructurales que no aparecen en las proteínas. Los grupos NH2 y COOH terminales pueden encontrarse bloqueados. Así, es frecuente encontrar grupos amino terminales que están acetilados o en forma de ácido piroglutámico (un residuo de Glu N-sustituído por su propia cadena lateral) y grupos carboxilo terminales en forma de amidas. Este bloqueo de los grupos terminales confiere al péptido resistencia frente a exopeptidasas.

Métodos de síntesis del enlace peptidico

La unión entre dos aminoácidos se lleva a cabo por la reacción que se presenta entre el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino de otro formando una amida mediante la pérdida de una molécula de agua. Esta unión covalente es a lo que se denomina enlace peptídico, el cual tiene una geometría planar y características de doble enlace, debido a la resonancia existente.

La síntesis en solución o fase líquida, el método clásico en la síntesis de péptidos, ha sido reemplazada en la mayoría de laboratorios por la síntesis en fase sólida. Pese a ello, no deja de ser útil cuando es preciso producir péptidos a gran escala, con fines industriales.

Síntesis en fase sólida (SPPS)La síntesis peptídica en fase sólida, cuyo pionero fue Robert Bruce Merrifield,constituyó un cambio de paradigma para la comunidad científica dedicada a la síntesis química de péptidos. En la actualidad es el método usado en la creación de péptidos y proteínas en laboratorio. La SPPS permite sintetizar péptidos naturales difíciles de expresar en bacterias, incorporar aminoácidos no proteicos, modificar el esqueleto de péptidos y proteínas y sintetizar proteínas a partir de D-aminoácidos.En esta síntesis, pequeñas bolas sólidas, porosas pero insolubles, son tratadas con unidades funcionales (agentes de acoplamiento) sobre las que se construyen las cadenas peptídicas. El péptido permanece unido covalentemente a la bola hasta que es desanclado por reactivos como el fluoruro de hidrógeno líquido o el ácido trifluoroacético (TFA). El péptido queda así inmovilizado en la fase sólida y permanece retenido durante el proceso de filtrado, mientras que los reactivos de la fase líquida y los subproductos de la síntesis son eliminados.

Síntesis peptídica Fmoc en fase sólidaLa capacidad del fluoruro de hidrógeno para degradar las proteínas en las condiciones del desanclaje final condujo a la introducción de un nuevo protector del grupo amino alfa, basado en el 9-fluorenilmetoxicarbonilo (Fmoc). El método Fmoc permite una acción de desprotección más suave. Este método utiliza una base, normalmente la piperidina (20%-50%) en DMF para la eliminación del grupo Fmoc y que el grupo amino alfa quede expuesto y listo para reaccionar con un nuevo aminoácido activo.7 Al contrario que los métodos t-Boc, en los que se utiliza un ácido para desproteger el grupo amino alfa, la SPPS Fmoc usa una base, con lo cual la amina expuesta resulta neutra. Así pues, no es necesaria la posterior neutralización de la resina-péptido, si bien la ausencia de interaccion electrostática de tipo repulsivo entre los péptidos puede aumentar el proceso de agregación.

Síntesis peptídica t-Boc en fase sólidaEl método orginal para la síntesis de proteínas se basaba en el terc-Butiloxicarbonilo (t-Boc) como protector temporal del grupo amino alfa. En este método, el grupo t-Boc se une covalentemente al grupo amino para eliminar su reactividad nucleofílica. El aminoácido C-terminal queda unido covalentemente a la resina a través de un agente de acoplamiento. A

continuación, el grupo t-Boc es eliminado con un ácido como el TFA. Esto resulta en la formación de un grupo amino cargado positivamente, que queda simultáneamente neutralizado y acoplado a un aminoácido activo.

RESULTADOS En base a la siguiente reacción se obtuvieron los siguientes resultados:

ESQUEMA 2Mecanismo de reacción:

ESQUEMA 3

Obtuvimos lo siguiente:

Rendimiento 77.7%Punto de fusión: 178 - 180 °C

CALCULOS

Gramos teóricos (acido hipurico) ¿0.772 gPunto de fusión teórico: 187 °C

Rendimiento 0.772 g ac. hipurico teo. ---------- 100%0.6 g ac. hipurico exp. ----------- 77.7%

DISCUSIÓN

Comparando los resultados teóricos con los experimentales nos damos cuenta que se obtuvo un rendimiento considerable, no así el punto de fusión el cual esta 7° por debajo del esperado es posible que sea consecuencia de la pureza de los reactivos y limpieza del material, ya que no se realizó la recristalizacion y esto también pudo ser un factor importante.

CONCLUSIONES

Se estudiaron las características y los distintos métodos de síntesis de aminoácidos, se ejemplifico la unión peptídica mediante la síntesis del ácido hipúrico. El cual nos produjo un rendimiento considerable y un punto de fusión bajo que podemos atribuir a no haber realizado la recristalizacion.

REFERENCIAS

BEYER WALTER.MANUAL DE QUÍMICA ORGANICA, EDITORIAL REVERTE, S.A. VERSIÓN ESPAÑOLA DE LA 19°. EDICIÓN ESPAÑOLA.1987. pp 898-905JOSE GUSTAVO AVILA ZARRAGA. QUIMICA ORGANICA “EXPERIMENTOS CON UN ENFOQUE ECOLOGICO” UNAM, Dirección General de Publicaciones y Fomento Editorial, 2009. Pp 448-450T. A. GEISSMAN, PRINCIPIOS DE QUÍMICA ORGÁNICA, EDITORIAL REVERTE, S.A.1974. pp 140http://www.ehu.es/biomoleculas/peptidos/pep3.htmfile:///C:/Documents%20and%20Settings/lap/Mis%20documentos/Downloads/Clase+QOII+02junio.pdfhttp://www.ibt.unam.mx/computo/pdfs/met/sintesis_de_peptidos.pdf