Файл: Новые методы анализа аминокислот, пептидов и белков..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 144
Скачиваний: 0
ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ АМИНОКИСЛОТ |
101 |
[9, 10], но для основной аминогруппы и таких группировок, как
—ОН и —SH, требуются более жесткие условия. ГМДС, один или вместе с ТМХС, не дает удовлетворительных выходов [114]. Более эффективной оказалась реакция натриевых солей ами нокислот с ТМХС [103] или ТМС — ДЭА [87, 105, 114].
RCHCOOH |
|
I |
+ 2 (CH3)3S i-N (C 2H5)2 — ► |
NH2 |
ТМС - ДЭА |
|
|
|
RCHCOO—Si(CH3)3 + 2 H N -(C 2H6)2 |
|
— ► NH |
|
Si(CH3)3 |
Так силилировались ОН- и SH-группы, а также имидазольная группа гистидина [105]. Лучшие выходы для нескольких ТМСаминокислот составляли 75% [114]. С помощью ГХ с примене нием силиконового масла в качестве жидкой фазы [106] были разделены производные аланина, валина, лейцина, глутамино вой кислоты и фенилаланина. Хроматографированию подверга лись также этиловые эфиры N-TMC-аминокислот наряду со свободными основаниями ТМС-эфиров, приготовленными ре акцией аминокислот с ГМДС или же удалением лабильной N-TMC-группы аммиаком [107]. Авторы утверждают, что полу чены пики аргинина, гистидина и лизина, но не приводят для них времен удерживания.
2.3.2.Силилирование силиламидами
Введение в практику БСА, который, как уже упоминалось, в качестве силильного донора в 50 раз активнее любого монозамещенного амида, позволило осуществить быстрое и ко личественное силилирование амидов, мочевин, аминокислот, про странственно затрудненных фенолов, карбоновых кислот и енолов [77]. Данные ЯМР и ИК свидетельствуют о предпочтитель ности изомера I, для которого характерен быстрый внутримоле
кулярный обмен ТМС-групп между атомами |
кислорода и азота. |
|
/ О —Si(GHs), |
|
|
Н з С -С ^ |
Н3С - С ^ |
SI(CHa)j |
N |
|
N |
| |
|
| |
Si(CH3)3 |
|
Si(CH3)3 |
I |
|
и |
Реакционную способность можно объяснить конкурированием одной ТМС-группы за О- или N-положение, ослабляющим
102 |
ГЛАВА 2 |
связь другой группы |
(см. обсуждение в гл. 4 и ссылку [94]). |
Там, где равновесие благоприятствует переносу, могут обме ниваться обе снлнльные группы, как в карбоксильных оксигруппах [77]. Впоследствии в качестве силнлирующего агента был использован БСТФА, для которого предложена формула типа II, однако твердое доказательство его структуры отсут ствует [116]. Для силилирования аминокислот использовали и другие силиламиды (N-TMC-N-метилацетамид и -формамид) [8].
С использованием БСА были приготовлены производные 22 аминокислот, которые дали отдельные пики при хроматогра фировании на колонках с SE-30 [77]. При этом аргинин раз лагался, а пики глицина и аланина были скрыты под пиком одного из продуктов реакции (моно-Ы-ТМС-ацетамида). После силилирования 18 аминокислот с помощью БСТФА в ацето нитриле при 125 °С соответствующий продукт элюировался прежде аланина и глицина, но положение его на прилагавшейся хроматограмме не было указано [116]. Для цистина, глицина и глутаминовой кислоты отмечали различия, зависящие от про должительности реакции, при этом если последние два соеди нения силилировали при повышенных температурах (150°С), то они давали два хроматографических пика.
ТМС-аспарагин и глутамин были синтезированы в специаль ных условиях и подвергнуты хроматографическому анализу (аспарагин: 150 С, 0,5 ч; глутамин: 70 °С, 0,5 ч). Относительные молярные интенсивности пиков индивидуальных аминокислот, силилировавшихся в течение увеличивающихся периодов вре мени, обнаруживают высокую воспроизводимость.
2.3.3.ГХ-анализ ТМС-аминокислот *
Отдельные пики получены при хроматографировании ТМСаминокислот на ряде силиконовых жидких фаз (таких, как
Se-30 [8, 77, 116], силиконовое масло [106], Se-52, QF-1, DC-200 [114] и DC-550 [116]). На полиэфирах и полигликолях были полу чены неидентифицируемые пики [114], поэтому можно с уверен ностью утверждать, что ТМС-производные недостаточно устой чивы для хроматографического анализа на этих жидких фазах. Ценной особенностью реакции силилирования является то, что она проходит количественно в одну стадию за короткий проме жуток времени, однако без подходящих для анализа газохрома тографических колонок количественное превращение не всегда осуществимо. В работах, проиллюстрированных хроматограмма ми, разделение ограничивалось несколькими аминокислотами [8, 106, 116]. Можно только предполагать, что достигаемое раз-
* С м . т а к ж е р а зд . 2 .7 .6 .
ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ АМИНОКИСЛОТ |
103 |
деление полного набора аминокислот (или, по крайней мере, при сутствующих в кислотном гидролизате) является в настоящее время неудовлетворительным (см., однако, разд. 2.7.6). Качество и скорость разделения часто улучшаются при увеличении поляр ности жидкой фазы, но по указанным выше причинам полярные жидкие фазы нельзя использовать для силилильных производ ных. Еще один недостаток этих производных заключается в том, что в тех же условиях легко силилируются и хроматографируют ся примеси подобных аминокислотам веществ. Этерификацию и ацилирование поэтому проводят с целью получения специфичных летучих производных аминокислот, что дает возможность пра вильного анализа многих неочищенных образцов. На этом осно вании мы не решаемся предсказывать ТМС-производным буду щее общего метода анализа аминокислот.
2.4.ОБЩИЕ МЕТОДЫ: ЭФИРЫ АЦИЛИРОВАННЫХ АМИНОКИСЛОТ
В1929 г. Шербуле и сотр. [21] определили температуры ки пения этиловых эфиров некоторых N-ацетиламинокислот при пониженном давлении, а позднее подвергли эти соединения
Таблица 1
ПРОИЗВОДНЫЕ АМИНОКИСЛОТ, ХРОМАТОГРАФИРОВАННЫЕ ПОСЛЕ ЭТЕРИФИКАЦИИ КАРБОКСИЛЬНОЙ ГРУППЫ И АЦИЛИРОВАНИЯ АМИНО-
11 ДРУГИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУППИРОВОК
Этернфнцнрующал |
Ацилнрующая группа |
|
|
|
|
Литература |
группа |
|
|
|
|
||
Метил |
Формил |
82 |
78, |
83 |
||
Метил |
Ацетил |
27. |
||||
Метил |
Трифторацетил |
25. |
27, 54-57, 66, 78, 83, 84, |
|||
Метил |
Пивалоил |
102, |
125, |
130 |
||
70, |
|
122 |
|
|
||
Этил |
Ацетил |
83, |
|
ИЗ |
|
|
Этил |
Трифторацетил |
83 |
52. |
83. ИЗ |
||
я-Пропил |
Ацетил |
23, |
||||
Изопропил |
Ацетил |
ИЗ |
|
|
|
|
к-Бутил |
Ацетил |
72, 78, 83, ИЗ. 147 |
||||
«-Бутил |
Трифторацетил |
39, |
|
40, |
41, 78, 83, 85, 115, |
|
к-Бутил |
Пеитафторпропиоиил |
117, |
150 |
|
||
98 |
|
|
|
|
||
н-Бутил |
Гептафторбутирил |
98 |
|
83 |
|
|
я-Амил |
Ацетил |
72, |
|
|
|
|
Изоамил |
Ацетил |
72 |
|
14, |
26-29 |
|
к-Амил |
Трифторацетил |
13. |
|
|||
Бензил |
Трифторацетил |
27 |
|
|
|
|
Циклогексил |
Трифторацетил |
12 |
|
|
|
|
104 |
ГЛАВА 2 |
фракционной перегонке [22]. Возгонка в вакууме N-ТФА-амино- |
|
кислот, а также |
их метиловых и этиловых эфиров показала, |
что эфиры сублимируются при температуре приблизительно на 40 °С ниже, чем соответствующие соединения со свободной карбоксильной группой [138]. Метиловые эфиры N-ТФА-амнно- кислот фракционировали также перегонкой в вакууме [137].
В 1959 г. Янге [147] впервые применил метод ГХ для раз деления эфиров N-ацилированных аминокислот. Он успешно проанализировал шесть аминокислот в виде N-ацетил-н-бутило- вых эфиров. Громадное число последующих публикаций (табл. 1) свидетельствует о популярности и больших возмож ностях этого класса производных в определении аминокислот. В этом разделе получение производных, их устойчивость, а
также вопросы газовой хроматографии рассматриваются по от дельности в той мере, насколько это возможно.
2.4.1.Этерификация карбоксильных групп
2.4.1.1. Этерификация спиртами в присутствии кислых катализаторов
Карбоксильные группы аминокислот можно этерифицировать кипячением с соответствующим спиртом в присутствии кислого катализатора (обычно предпочитают сухой хлористый водород, потому что его легко удалить из сферы реакции). Бро мистый водород находит меньшее применение [72, 113]. Таким путем аминокислоты метилируют [30], этилируют [83], пропилируют [23, 52], бутилируют [41, 47] и амилируют [26, 27]. Лег кость протекании реакции зависит от таких факторов, как длина углеродной цепочки спирта, природа этерифицируемой амино
кислоты, количество катализатора, температура и чистота ре агентов.
Метилирование осуществляется без затруднений за 30 мин при комнатной температуре [117] в присутствии 1,25 М НС1, однако при переходе от метанола к амиловому спирту необхо димо увеличивать продолжительность или температуру реак ции или же оба фактора. Особенно трудно этерифицировать лизин, гистидин и цистин бутанолом или амиловым спиртом при низких концентрациях (1,25 М) НС1. Проблема была ре шена проведением этерификации раствором НС1 в. метаноле (30 мин при комнатной температуре) с последующей переэтерификацией НС1 в бутаноле при 100 °С в течение 150 мин, при водящей к бутиловому эфиру [117]. В реакции переэтерификации более важным фактором является температура, а не кон центрация НС1: при 90 °С превращение метилового эфира в бутиловый протекало значительно медленнее; увеличение кон центрации НС1 от 1,25 М до 3,25 М не влияло ни на выход (приближающийся к 100%), ни на скорость реакции. Другой