Μεθειονίνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Μεθειονίνη
Methionin - Methionine.svg
L-methionine-B-3D-balls.png
Γενικά
Όνομα IUPAC 2-αμινο-4-(μεθυλοθειο)βουτανικό οξύ
Άλλες ονομασίες Μεθειονίνη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C5H11NO2S
Μοριακή μάζα 149,21 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH6SCH2CH2CH(NH2)COOH
Συντομογραφίες met, M
Αριθμός CAS 59-51-8 (DL)
63-68-3 (L)
348-67-4 (D)
SMILES O=C(O)C(N)CCSC
InChI 1S/C5H11NO2S/c1-9-3-2-4(6)5(7)8/h4H,2-3,6H2,1H3,(H,7,8)
Αριθμός EINECS 200-432-1
Αριθμός UN 73JWT2K6T3
PubChem CID 876
ChemSpider ID 853 (DL)
5907 (L)
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης πλήθος
Οπτικά ισομερή 2
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης 281 °C (διάσπαση)
Πυκνότητα 1.340 kg/m3
Διαλυτότητα
στο νερό
Διαλυτή
Εμφάνιση λευκό κρυσταλλικό στερεό
Χημικές ιδιότητες
pKa 2,28 (COOH)
9,21 (NH2)
pI 5,745[1]
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Η μεθειονίνη (διεθνείς συντομογραφίες: Met και M[2]) είναι ένα από τα α-αμινοξέα με σύντομο συντακτικό τύπο CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH. Κανονικά, η ονομασία κατά IUPAC θα ήταν: 2-αμινο-4-(μεθυλοθειο)βουτανικό οξύ, αλλά το μεθειονίνη αποτελεί επίσης αποδεκτή ονομασία από την IUPAC. Το L-στερεοϊσομερές της είναι ένα από τα 24 πρωτεϊνικά αμινοξέα (δομικές μονάδες των πρωτεϊνών) και παρουσιάζει S διαμόρφωση ως προς τον α-άνθρακα. Είναι ταξινομημένο ως μη πολικό (ή υδρόφοβο) αμινοξύ (αφού R = CH3SCH2CH2 - μη πολικό = υδρόφοβο). Ανήκει στη κατηγορία των απαραίτητων αμινοξέων που όμως δεν συνθέτει ο ανθρώπινος οργανισμός. Πρόκειται, ακόμη, για το ένα από τα δύο θειούχα πρωτεϊνικά αμινοξέα.

Με βάση το χημικό τύπο της, C3H7NO2, έχει τουλάχιστον το ισομερές θέσης πενικιλλαμίνη

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[3]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-S σ 2sp3-3sp2d 182 pm 1,5‰ C+ S-
C#3-C#4 σ 2sp3-2sp3 154 pm
C#3-C#2 σ 2sp3-2sp3 154 pm
C#2-C#1 σ 2sp3-2sp2 151 pm
C-N σ 2sp3-2sp3 152 pm 6% C+ Ν-
Ν-H σ 2sp3-1s 101,7 pm 17% N- H+
C=O σ 2sp2-2sp2 132 pm 19% C+ O-
π 2p-2p
C-O σ 2sp2-2sp3 147 pm 19% C+ O-
O-H σ 2sp3-1s 96 pm 32% O- H+
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
-O -0,51
-N -0,40
=O -0,38
C#1' -0,0885
C#3 -0,06
C#4 -0,0585
S -0,0015
C#2 +0,03
H(CH) +0,03
H(NH2) +0,17
H(OH) +0,32
C#1 +0,57

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Απαιτείται ρύθμιση του pH στο pI = 5,745 για να επιτευχθεί η κρυστάλλωσή της σε καθαρή μορφή.

Από 2-αλο-4-(μεθυλοθειο)βουτανικό οξύ[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1.. Με επίδραση αμμωνίας[4]:

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CHXCOOH + 2NH_3 \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + NH_4X}

2. Μέσω οργανομαγνησιακών ενώσεων και αλαμίνης με εστεροποίηση για «προστασία»[5] της καρβοξυλομάδας[6]:

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CHXCOOH + ROH \stackrel{-H_2O}{\overrightarrow\longleftarrow} CH_3SCH_2CH_2CHXCOOR \xrightarrow[|Et_2O|]{+Mg} CH_3SCH_2CH_2CH(MgX)COOR \xrightarrow[-MgX_2]{+NH_2X} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOR \stackrel{+H_2O}{\overrightarrow\longleftarrow} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + ROH}

3. Με φθαλιμιδικό κάλιο (σύνθεση Gabriel)[7]:

Phthalimidic potassium.png\mathrm{+
CH_3SCH_2CH_2CHXCOOH \xrightarrow[+2H_2O]{-KBr} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH +} Ácido ftálico.PNG

Αντίδραση Stracker[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε 3-(μεθυλοθειο)προπανάλη (CH3SCH2CH2CHO)[8]:

\mathrm{CH_3SCH_2CH_2CHO + HCN + NH_3 \xrightarrow{-H_2O} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)CN \xrightarrow{+2H_2O} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH  + NH_3}

Με αναγωγική αμμωνίωση 2-οξο-4-(μεθυλοθειο)βουτανικού οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αναγωγική αμμωνίωση 2-οξο-4-(μεθυλοθειο)βουτανικού οξέος[9]::


\mathrm{CH_3SCH_2CH_2COCOOH + 2NH_3 \xrightarrow{-H_2O} CH_3SCH_2CH_2C(=NH)COONH_4 \xrightarrow[Ni]{+H_2} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COONH_4 \xrightarrow{+HCl} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH  + NH_4Cl}

Με αναγωγή 4-(μεθυλοθειο)-2-νιτροβουτανικού οξέος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από 4-(μεθυλοθειο)-2-νιτροβουτανικό οξύ με αναγωγή[10]:

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CH(NO_2)COOH + 2Fe + 6HCl \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + 2FeCl_3 + 2H_2O}

Από [2'-(μεθυλοθει)αιθυλο]μηλονικό οξύ[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από [2'-(μεθυλοθει)αιθυλο]μηλονικό οξύ με μετροπή σε μονοαμίδιο και αποικοδόμηση-μετάθεση Hofmann[11]:

\mathrm{HOOCCH(CH_2CH_2SCH_3)COOH + ROH \xrightarrow{} HOOCCH(CH_2CH_2SCH_3)COOR + H_2O}
\mathrm{HOOCCH(CH_2CH_2SCH_3)COOR + SOCl_2 \xrightarrow{} ClOCCH(CH_2CH_2SCH_3)COOR + SO_2 + HCl }
\mathrm{ClOCCH(CH_2CH_2SCH_3)COOR + NH_3 \xrightarrow{} H_2NOCCH(CH_2CH_2SCH_3)COOR + HCl }
\mathrm{H_2NOCCH(CH_2CH_2SCH_3)COOR + KBrO \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOR + KBr + CO_2 }
\mathrm{CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOR + H_2O \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + ROH }

Από 2-αμινο-4-(μεθυλοθειο)βουτανονιτρίλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από 2-αμινο-4-(μεθυλοθειο)βουτανονιτρίλιο με υδρόλυση:

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)CN + 2H_2O \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + NH_3}

Με αλκυλίωση άλατος μεθανοθειόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκυλίωση από 4-αλο-2-αμινοβουτανικό οξύ άλατος της μεθανοθειόλης (π.χ. CH3SK), παράγεται μεθειονίνη[12]. (Αντίδραση Williamson για θειαιθέρες):


\mathrm{CH_3SK + XCH_2CH_2CH(NH_2)COOH \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + KX}

Αναγωγή αντίστοιχου σουλφοξειδίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αναγωγή 2-αμινο-4-(μεθυλοσουλφοξυ)βουτανικού οξέος από υδροϊώδιο παράγεται μεθειονίνη[13]:


\mathrm{CH_3SOCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + 2HI \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + H_2O + I_2}

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αμφολυτική αυμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Η πιο χαρακτηριστική είναι η αμφολυτική διάστασή της:


\mathrm{CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COO^- \begin{matrix} +H^+ \\ {\overrightarrow\longleftarrow} \\ \; \end{matrix} \begin{Bmatrix} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH \\ \uparrow  \downarrow  \\ CH_3SCH_2CH_2CH(NH_3^+)COO^- \end{Bmatrix} \begin{matrix} +H^+ \\ {\overrightarrow\longleftarrow} \\ \; \end{matrix} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_3^+)COOH}

  • Η κεντρική πάνω κατάσταση ισχύει για αδιάλυτη (ή διαλυτή σε απρωτικούς διαλύτες) αλανίνη.
  • Σε υδατικά διαλύματα:
  1. Για pH<pK1 ιονίζεται η αμινομάδα (δεξιά).
  2. Για pH=pI ιονίζονται και η αμινομάδα και η καρβοξυλομάδα (κένρο κάτω).
  3. Για pH>pK2 ιονίζεται μόνο η καρβοξυλομάδα (αριστερά).

2. Παραγωγή αλάτων με οξέα και βάσεις. Π.χ.:

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + HCl \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_3Cl)COOH}
και
\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + NaOH \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COONa + H_2O}

Εστεροποίηση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με αλκοόλες σχηματίζοντας αμινεστέρες. Αποτελεί και μέθοδο «προστασίας»[14] της καρβοξυλομάδας.

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + ROH \overrightarrow\longleftarrow CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOR + H_2O}

Αλκυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκυλοαλογονιδίων σχηματίζονται δευτεροταγή αμινοξέα:

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + RX \xrightarrow{} RNHCH(CH_2CH_2SCH_3)COOH + HX}

Ακυλίωαη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση ακυλοαλογονιδίων σχηματίζονται δευτεροταγή αμιδοξέα. Αποτελεί και μέθοδο «προστασίας»[15] της αμινομάδας, αφού τα αμίδια υδρολύονται.

\mathrm{
CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + RCOX \xrightarrow{} RCONHCH(CH_2CH_2SCH_3)COOH + HX}

Απαζώτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση νιτρώδους οξέος πρακτικά αντικαθίστανται η αμινομάδα με υδροξυλομάδα. Παράγεται 4-μεθυλοθειο-2-υδροξυβουτανικό οξύ:

\mathrm{CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + HNO_2 \xrightarrow{} CH_3SCH_2CH_2CH(OH)COOH + H_2O + N_2 \uparrow}

Επίδραση διαλογονούχου υδραργύρου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση διαλογονούχου υδραργύρου (HgX2) παράγονται θειοϋδραργιρικά άλατα[16]:


\mathrm{CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + HgX_2 \xrightarrow{} [HOOCCH(NH_2)CH_2CH_2S^+(CH_3)(HgX)]X^-}

Επίδραση αλκυλαλογονιδίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αλκυλαλογονιδίων (RX) παράγονται άλατα του σουλφωνίου[17]:


\mathrm{CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + RX \xrightarrow{} [HOOCCH(NH_2)CH_2CH_2S^+(CH_3)S]X^-}

Οξείδωση προς σουλφοξείδια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υπεροξείδιου του υδρογόνου οξειδώνονται προς 2-αμινο-4-μεθυλοσουλφοξυβουτανικό οξύ[18]:


\mathrm{CH_3SCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + H_2O_2 \xrightarrow{} CH_3SOCH_2CH_2CH(NH_2)COOH + H_2O}

Αναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Προκύπτει ως μέσος όρος των pKa (βλέπε οξύτητα).
  2. Nomenclature and symbolism for amino acids and peptides (IUPAC-IUB Recommendations 1983)", Pure Appl. Chem. 56 (5): 595–624, 1984, doi:10.1351/pac198456050595.
  3. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  4. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 243, §10.2Α.
  5. Προσωρινή κάλυψη χαρακτηριστικής ομάδας για την αποφυγή παραγωγής ανεπιθύμητων παραπροϊόντων.
  6. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α1, σελ. 243, §10.2B4 και σελ. 301. §13.4.αII.
  7. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.1.
  8. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.
  9. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.3.
  10. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 243, §10.2B2α.
  11. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α1, σελ. 296, §13.2Αα, §13.2Γ1, σελ. 243, §10.2B3 και σελ. 301. §13.4.αII.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ,266, §Β1.
  13. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ.360,§20.6.Π4→3.
  14. Προστασία ονομάζεται η προσωρινή δέσμευση μιας χαρακτηριστικής ενεργής ομάδας, ώστε αυτή να μη δώσει ανεπιθύμητες αντιδράσεις και παράγωγα με την επίδραση αντιδραστηρίων που σκοπεύουμε να χρησιμοποιήσουμε πάνω στην ένωση με σκοπό να αξιοποιήσουμε μια άλλη ομάδα και να πάρουμε τα επιθυμητά αποτελέσματα-παράγωγα. Μετά απελευθερώνουμε ή αποπροστατεύουμε την αρχική ομάδα, δηλαδή φροντίζουμε να απομακρυνθεί η ομάδα που την προστάτεψε προσωρινά.
  15. Προστασία ονομάζεται η προσωρινή δέσμευση μιας χαρακτηριστικής ενεργής ομάδας, ώστε αυτή να μη δώσει ανεπιθύμητες αντιδράσεις και παράγωγα με την επίδραση αντιδραστηρίων που σκοπεύουμε να χρησιμοποιήσουμε πάνω στην ένωση με σκοπό να αξιοποιήσουμε μια άλλη ομάδα και να πάρουμε τα επιθυμητά αποτελέσματα-παράγωγα. Μετά απελευθερώνουμε ή αποπροστατεύουμε την αρχική ομάδα, δηλαδή φροντίζουμε να απομακρυνθεί η ομάδα που την προστάτεψε προσωρινά.
  16. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ.360,§20.6.I3α.
  17. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ.360,§20.6.I3β.
  18. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, Σελ.360,§20.6.I3→4.

Πηγές πληροφόρησης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  2. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
  3. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  4. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
  5. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  6. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
  7. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
  8. Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Methionine της Αγγλόγλωσσης Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).