Springen naar inhoud

Oxidatie van aminegroep


  • Log in om te kunnen reageren

#1

w_oute_r

    w_oute_r


  • >250 berichten
  • 654 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 februari 2008 - 13:57

Voor een schoolopdracht moeten we een enantiomeerzuiver reactieproduct maken mbv enzymen (of organismen). Nu zaten we te denken aan het samenkoppelen van twee aminozuren, bijvoorbeeld aspartaam.
Echter komen we bij de synthese een blokkade tegen op de amine-groep, welke niet voor ons te gebruiken is, vanwege prijzen en onhandigheid. Nu dacht ik zelf pas geleden wat te lezen over amine-oxidatie tot een nitrogroep, wat mij op zich ook wel een oplossing leek voor ons probleem.

Ik kan in ieder geval de reductie-reactie (nitro-amine) goed vinden, maar omgekeerd kan ik deze niet meer terugvinden. Ik heb de komende tien dagen mijn organisch boek helaas niet bij de hand, dus hoop ik dat ik hier mijn antwoord kan vinden (en met verdere vragen terecht kan).

De vragen op dit moment:
1. Wat is er benodigd voor de reactie R-NH2 -> R-NO2
2. Is dit een mogelijkheid bij een aminozuur (asparagine, even als voorbeeld), of zullen er problemen ontstaan met de al-aanwezige carboxylgroep, of een ander deel van het molecuul? Ik kan me voorstellen dat andere aminegroepen ook worden geoxideerd, maar deze kunnen dan ook weer worden gereduceert.



Dit was even een snel hersenspinsel van mij, en in mijn oren klinkt het vrij ok, al weet ik niet wat een enzym met een nitro-groep kan. Dus als ik ergens een vieze denkfout maak, dan hoor ik dat graag [|:-)]

Veranderd door wouterman, 22 februari 2008 - 19:22


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

RubenM

    RubenM


  • >250 berichten
  • 336 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 februari 2008 - 14:34

Allereerst wil je graag amines oxideren, niet reduceren (je verruilt immers H voor O, niet andersom).

Voor oxidatie tot een nitrogroep is de enzymspoeling erg dun. Je hebt de familie van haloperoxidases, die een aromatisch amine kunnen omzetten in een nitro. Dit zijn alleen erg kieskeurige enzymen, die veel specifieke eisen stellen (lage pH, hoge waterstofperoxideconcentratie etc.). Een aantal bacteriën en schimmels beschikken over N-oxidases, maar die zijn volgens mij ook redelijk specifiek voor aromatische amines. Amides hoef je al helemaal niet aan te beginnen.

Nitraties worden vooral niet-enzymatisch uitgevoerd: bijv. met ozon over silica-gel. Bekender zijn reacties met peroxides, zoals t-butylhydroperoxide en
dimethyldioxiraan. Perzuren zijn ook prima oxidatoren, m.n. m-CPBA (bijv. voor de oxidatie van glucosamine). Permanganaat wordt veel gebruikt bij tertiaire amines. In jullie geval is dit alles denk ik iets te wild.

Van aspartaam zijn wel enzymatische syntheses bekend (via google of bibliotheek te vinden). Ook deze zijn volgens mij niet al te eenvoudig. Misschien zou je een cyclisch dipeptide (een diketopiperazine) kunnen maken, die reacties zijn goed gedocumenteerd en een stuk makkelijker te realiseren. Of je voert een enzymatische resolutie uit op een ester/lacton met bijv. een lipase.

#3

w_oute_r

    w_oute_r


  • >250 berichten
  • 654 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 februari 2008 - 18:07

Oeps, dat was een snel denkfoutje, bedankt voor het melden :)

De aminegroep hoeft niet zozeer door een enzym geoxideerd te worden, het gaat er alleen om dat het product met behulp van het enzym gemaakt wordt. Als we wat organische synthese tussendoor moeten doen, dan is dat geen probleem. Hierbij zoek ik dus inderdaad naar niet-enzymatische reacties om de amines te oxideren.

Ik zal even zoeken op de nitratie van amines door middel van peroxides of perzuren. Hoe meer informatie ik heb, des te meer kanten ik op kan. Ik heb namelijk geen idee wat toegestaan is bij mij op school of niet.


We hebben inderdaad wel enzymatische reacties van aspartaam gevonden, maar deze hadden allemaal een belangrijke beschermgroep eraan zitten, die er af moest worden gehaald door een palladiumkatalysator, wat een beetje duur zou worden.. :oops:

De diketopiperazines klinken inderdaad wel erg leuk, en is via mijn goede vriend google al een stuk beter gedocumenteerd ("diketopiperazine enzymatic"). De lipase hebben we overwogen, maar we vonden deze niet goed genoeg aan de opdrachtvoorwaarden doen, omdat we dus een enantiomeerzuiver product moeten verkrijgen.

#4

w_oute_r

    w_oute_r


  • >250 berichten
  • 654 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 maart 2008 - 17:01

Even een updateje:

Ik heb een amine-oxidatie-reactie (meerdere zelfs) gevonden, al denk ik dat er meer zal oxideren dan mij lief is. Maar wellicht leuk om uit te zoeken óf dit een mogelijkheid is.

Het komt van deze bron. Het gaat over de oxidatie van iets tot nitroethaan, ik overweeg op dit moment alles wat op mijn synthese _lijkt_.

Method 5:  oxidation of ethyl amine with peracids(m-perbenzoicacid)
Method 6:  oxidation of ethyl amine with potassium permanganate
Perhaps by the method in Org Synth CV 5, 845.
Method 8:  oxidation of ethyl amine to nitroethane with dimethyldioxirane



Ik zoek nog verder, voordat ik te ver buiten mijn projectgrenzen ga :oops:

#5

RubenM

    RubenM


  • >250 berichten
  • 336 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 maart 2008 - 10:43

Wat voor reactie wil je nu precies uitvoeren, m.a.w. wat wil je met die aminogroep gaan doen dat een conversie naar een nitrogroep nodig is? Als je hem gewoon wil beschermen, dan zijn er tal van andere - betere - manieren. Een "blokkade op de amine-groep welke niet voor ons te gebruiken is, vanwege prijzen en onhandigheid" klinkt een beetje vaag...

#6

w_oute_r

    w_oute_r


  • >250 berichten
  • 654 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 maart 2008 - 15:00

Ik kan in dit project niet gebruik maken van de beschermingsgroepen die veelvuldig worden gebruikt in grotere schaal-syntheses. Ik heb even geen namen, maar deze stoffen zijn veel te duur en laat mijn school mij niet zomaar gebruiken, ik ben pas een tweedejaars en ben dat risico waarschijnlijk gewoon niet waard, terecht.

De reactie die ik wil uitvoeren is:
Aminozuur1 + Aminozuur2-ester --Enzym-> Dipeptide-ester

Ik wil niet dat er meer gaat reageren dan nodig, wat bij het gebruikte enzym wel het geval zal zijn, als de groepen niet voldoende zijn beschermd. Daarom had ik het idee om van de amine-groep van Aminozuur1 een nitro-groep te maken, gezien het enzym daar waarschijnlijk een stuk minder kan.
Een goedkoop alternatief voor de beschermgroepen dus.

Veranderd door wouterman, 03 maart 2008 - 15:00


#7

RubenM

    RubenM


  • >250 berichten
  • 336 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 maart 2008 - 15:21

Op wat voor schaal wil je dit gaan doen? Ik zou gewoon kant-en-klaar beschermde aminozuren kopen. De peptidesynthese maakt veelvuldig gebruik van Boc- en Fmoc-beschermde aminozuren, de meeste waarvan voor niet meer dan een paar tientjes per gram te krijgen zijn en met simpele reagentia te ontschermen zijn. Waarschijnlijk is het enzym dat je gaat gebruiken een stuk duurder dan dat!
Verder kosten reagentia voor een nitrering (en later misschien een terugreductie) ook geld, en de kans bestaat dat je met een smerig mengsel komt te zitten waarna je een hoop tijd (en misschien ook geld) kwijt bent om dat probleem weer op te lossen.

#8

w_oute_r

    w_oute_r


  • >250 berichten
  • 654 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 maart 2008 - 20:22

De boc en fmoc, dat waren de beschermgroepen die ik had gevonden inderdaad. Ik zal de prijzen hiervoor uitzoeken, maar wat ik in eerste instantie had gevonden waren de prijzen veel hoger dan het gebruikte enzym.
De gehele synthese gaat over slechts een aantal gram eindproduct.

#9

w_oute_r

    w_oute_r


  • >250 berichten
  • 654 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 mei 2008 - 23:44

Ik had beloofd hier nog een update te plaatsen:

Kaliumpermanganaat is véél te sterk, er is 0,0 product ontstaan, maar wel een mengsel van een paar erg sterk riekende carbonzuren (IR, NMR). Mierenzuur, azijnzuur en propionzuur zijn waarschijnlijk de beste mogelijkheden.

Ik heb later nog geprobeerd te nitreren met behulp van salpeterigzuur, erg leuke reactie, maar hier kon ik helemaal geen stof meer terugvinden.

Volgende keer beter :P





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures