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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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