Файл: Шамин А.Н. Развитие химии аминокислот.pdf

12.J. ]. Berzelius. Jaliresbericbl, 7, 310 (1828).

13.Л. Boutron-Chalard, T. Pelouse. Ueber das Asparamide (Aspara­ gine dos Hcrrn Rohiquel tind die Asparamidsaure).—Ann., (i, 75 (1833).

15.IF. II. Wallaslon. On Cystic Oxide a new species of Urinary Cal­ culus.— Phil. Trans., 223 (1810).

16.W. II. Wallaslon. De l’oxide cystique, espece nouvelle do calcul.—

Ann. cliim. 76, 21 (1810).

17.I. L. Lassaigne. Observation sur l’exiclcnce de Toxide cyslique dans

itn calcul vesical du chien, el essai analylique sur la composition elemcntairc de cello substance parliculiere.— Ann. cliim. pliys., [2], 23, 328 (1823).

IS. I. Walchner. Cliemische Unlersucbung eines Harnsleins.— .T. Cliem.

Pbys. (Sclweigger), 47, 106 (1826).

19.I. I. Berzelius. Jaliresbericbl, 11, 338 (1832).

20.I. J. Berzelius. Traile de cliimie., 1. 7. Paris, 1833, p. 424.

21.I. I. Berzelius. Jaliresbericbl, 4, 234 (1825).

22.I. I. Berzelius. Liii'bock e kemien. Stocholm, 1818.

23.M. Thaulow. Ueber die Zusammensetzung des Blasenoxyds (Cys-

J. Chem. Pbys. (Schweigger), 28, 181 (1820).

26.W. Proul. Phil. Trans. Roy. Soc., 45 (1824).

27.Baudrimont, F. Malaguti. Recherclios sur la cysline.— С. r. Acad.

Sci., 5, 394 (1837).

28.II. B. Viccery, T. B. Osborne. A Review of Hypotheses of Ihe Struc­ ture of Proteins.— Physiol. Rev., 8, 393 (1928).

29.I. Liebeig, I. C. Poggendorjj, F. Wohler. Handworterbuch der reinen und angeivandlen Cliemie, Bd. 2, 4te Aufl. Braunschweig, 1862, S. 336.

30. R. F. Marchand. Ueber die Zusammenselzung des Cystic-Oxy- des.— J. prakt. Cbem., 16, 251 (1839).

31. .-1. Fourcroy. Sysleme de connaissance chimique. Paris, 1809.

32. II. Braconnol. Sur la conversion des malieres animales en nouvelles substances par le moyen de l’acide sulfurique.— Ann. chim. pbys., [2], 13, 113 (1820).

33.G. J. Mulder. Ueber den Leimzuckor und das Leucin.— J. prakt.

Cliem., 16, 290 (1839).

34.J. L. Proust. Recherclios sur le principe qui assaisonne le fromages.— Ann. cliim. pbys., [2], 10, 29 (1819).

35.II. B. Vickery, C. L. Schmidt. History of Discovery of Amino acids.— Cbem. Rev., 9, 169 (1931).

36.II. Braconnot. Recherches sur la fermentation du fromage, et sur

l’oxide caseeux et l’acide caseique.— Ann. chim. phys., [2], 36,

159(1827).

37.I. Liebeig. Baldriansaure und ein neuer Korper aus Kasestoff.—

Ann., 57, 127 (1846).

38.P. Iljenkow. Ueber Fiiulnissproducte des- Tiercaseins.-Ann., 63,

264(1847).

3i

ГЛАВА ВТОРАЯ

АМИНОКИСЛОТЫ КАК КЛАСС ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

К 1850 г. было известпо пять аминокислот, из которых три — глицин, тирозин и лейцин — были открыты в гидро­ лизатах белковых веществ, а цистин и аспарагиновая кисло­ та были выделены из объектов иной природы. Современ­ ные химики, вооруженные знаниями о строении всех пере­ численных аминокислот, могут оценить прозорливость исследователей первой половины XIX в., не только объеди­ нивших аминокислоты в одну группу веществ, но и пытав­ шихся построить гомологические ряды аминокислот.

1850 г. оказался переломным годом в химии амино­ кислот. Была открыта новая аминокислота, и это открытие ознаменовало собой возникновение синтетической химии аминокислот.

Первые синтезы и изучение свойств аминокислот

В 1845 г. А. В. Кольбе осуществил первый синтез органи­ ческого соединения из элементов [1], получив уксусную кислоту по схеме:

Всего через пять лет, в 1850 г. А. Штреккером был осу­ ществлен первый синтез в ряду аминокислот [1а]. Этот первый синтез был, однако, случайным, неожиданным для самого его создателя. Штреккер получил новую амино­ кислоту, стремясь синтезировать молочную кислоту из ацетальдегида и муравьиной кислоты. Он основывался на наблюдениях Ю. Либиха за выделением бензальдегида при окислении миндальной кислоты [CSH5 -СН(ОН) •

•СООН].

Гидролизуя избытком соляной кислоты продукт взаи­ модействия ацетальдегида с аммиаком, а затем с синиль-

раствора, нз которого соляная кислота удалялась в виде хлорида свинца, а избыток свинца — сероводородом, при выпаривании раствора кристаллизовалось. Штреккер наз­ вал новое вещество «аланином», отмечая его альдегидное происхождение.

Штреккер не только заметил образование нового ве­ щества, дал ему название, но и охарактеризовал его, отме­ тив его амфотерпость. Он отнес его к гомологическому ряду соединений, включающему глиции в качестве перво­ го члена, а лейцин в качестве пятого. Он отметил также, что пз аланина обработкой азотистой кислотой можно получить молочную кислоту, к получению которой он первоначально стремился.

Новый метод синтеза, ставший впоследствии основой известного цпангпдрпнпого метода синтеза аминокислот, был сразу оценен Штреккером как возможный общий ме­ тод синтеза новых соединений этого ряда.

Таким образом, появились основания для признания аминокислот новым п, возможно, весьма обширным классом органических соединений. Однако понадобилось еще 6 лет, чтобы расширить список известных аминокислот. В 1856 г. Ф. Горуп-Безанец сообщил о своих продолжительных ис­ следованиях содержания аминокислот в экстрактах различ­ ных желез [2]. Но еще раньше Кольбе узаконил представ­ ления о новых веществах как аминокислотах («амидокпслотах», как называли их до конца XIX в.), распознав в аланине ампнопрОппоновую кислоту и изучив конститу­ цию аспарагиновой кислоты [3].

Работа Горуп-Безанца интересна как образец развития приемов препаративной химии аминокислот, а также как первый случай целенаправленного выделения нескольких аминокислот из одного объекта (хотя первым случаем вы­ деления нескольких аминокислот из одного объекта надо признать случай выделения глицина и лейцина из гидро­ лизатов белков, но в этом случае считалось, что происходит выделение частей сложного тела, а не выделение амино­ кислот, скорее всего находящихся в свободном состоянии, как это полагали в случае работ Горуп-Безанца).

Характерно также, что Горуп-Безанец сознательно искал аминокислоты в экстрактах тканей желез. Экстрак­ ты, очищенные от примеси белков нагреванием, он обра-

34

батывал Ва(ОН) 2 и упаривал фильтрат. Оп обнаружил лейцин в зобной железе, а также в щитовидной п подже­ лудочной железах, печени и селезенке. В поджелудочной железе он, помимо лейцина, открыл тирозин и новое, близ­ кое по свойствам лейцину соединение, одпако, меиее рас­ творимое в спирте. Состав пового вещества был описай фор -

аланина и лейцина. Это было подтвержденное позднейши­ ми исследованиями первое свидетельство о существовании новой аминокислоты — валина [4].

В работе Горуп-Безанца имеется одно интересное вы­ сказывание: «...кипячение в этиловом спирте труднорастворпмых веществ показало, что они состоят в основном из гомологов лейцина, и ...имеется много подобных веществ» [3]. Это можно рассматривать как свидетельство понима­ ния Горуп-Безанцем не единичности открытий аминокис­ лот в биологических объектах.

С середины XIX в. начались первые попытки предста­ вить строение аминокислот и описать их свойства с более общих позиций. К этому времени были накоплены доволь­ но значительные знания о некоторых аминопроизводных п некоторых других близких соединениях.

В 1771 г. Г. Ф. Руэль выделил мочевину, а в 1785 г. К. В. Шееле осуществил выделение из мочп «летучей ще­ лочи». А. Фуркруа и Л. Н. Воклен признали мочевпну хи­ мически индивидуальным веществом и дали ей наимено­ вание. В 1808 г. И. Г. Валлериус впервые выделил ее в чистом виде. В 1812 г. Г. Дэви синтезировал мочевпну, воз­ действуя на фосген аммпаком, а в 1824-г. Ф. Вёлер провел свой знаменитый синтез:

(CN), + 2ГШз + ГЬО СО (УН»)- + NIIiCN.

В 1849 г. А. Вюрц открыл «летучие органические осно­ вания»— алифатические амины, а А. В. Гофмап, получив первичные, вторичные и третичные амины, отнес их к ти­ пу аммиака. Эти работы послужили одной из предпосылок создания жераровской теории типов.

Таким образом, имелись определенные предпосылки для интенсивного изучения свойств и природы амино­ содержащих соединений, к которым относились и амино­ кислоты.

2* 35

Уже в 1858 г. А. Каур сделал правильный вывод о стро­ ении глицина [5]. Эта работа, а также и стимулированные ею исследования В. Перкина [6], были успешным про­ должением начатого Штреккером вторжения в область син­ тетической химии аминокислот и первым успешным ис­ пользованием синтетических методов для решения задач строения аминокислот. Показав, что глицин может быть получен обработкой моиохлоруксусной кислоты аммиаком, а при обработке глицина азотистой кислотой образуется гликолевая кислота, ои сделал вывод о том, что глпции яв­ ляется ампноуксусной кислотой. Интересно, что этим экс­ периментам предшествовали теоретические рассуждения. Каур предположил, что аналогично образованию аминобензойной кислоты при восстановлешш ннтробензопнои, глпцпн должен получаться восстановлением нптроуксусной кислоты [7]. Однако в то время нитроуксусная кислота еще не была синтезирована и проверить гипотезу Каура было невозможно, поэтому он п прибег к косвенному дока­ зательству, которое было тут же подтверждено работой В. Перкина п Б. Данна [6].

Каур, указывая на сходство глицина с уксусной кисло­ той, впервые со всей определенностью определил новые

глпцпн как ампноуксусную кислоту, аланин — как аминопроппоновую и т. д.

В упоминавшихся выше работах Р. Ппрпа [8] 1848 г. были получены данные о превращении аспарагиновой кис­ лоты в яблочную.

Однако отдельные факты, ведущие к устаповлепшо строения некоторых аминокислот, накапливались уже с 40-х годов XIX в. Ш. Жерар в 1846 г. предложил формулы нескольких органических соединений, в том числе и гипо­ тетическую формулу глицина [9]. Годом раньше Дессень развил своп представления о строении, вернее, конститу­ ции глпцпиа [10], основанные на его представлеипях об аналогии последней с конституцией бензойной и гиппуровой кислот [11]. Работа Дессеня 1850 г. по получению аспарагиновой кислоты из аммонийных солей яблочной, фумаровой и малеиновой кислот и открытие им явления «сбраживания» аспарагиновой кислоты в янтарную имели большое историческое значение, но не по своим непосред­ ственным результатам, а благодаря тому, что работа при-

36