Μετάβαση στο περιεχόμενο

Φαινυλαλανίνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Φαινυλαλανίνη
Γενικά
Όνομα IUPAC2-αμινο-3-φαινυλοπροπανικό οξύ
Άλλες ονομασίεςΦαινυλαλανίνη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύποςC9H11NO2
Μοριακή μάζα165,19 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
PhCH2CH(NH2)COOH
Συντομογραφίεςphe, F
Αριθμός CAS150-30-1 (DL)
63-91-2 (L)
SMILESO=C(O)C(N)Cc1ccccc1
InChI1S/C9H11NO2/c10-8(9(11)12)6-7-4-2-1-3-5-7/h1-5,8H,6,10H2,(H,11,12)/t8-/m0/s1 Y
Αριθμός EINECS206-126-4
Αριθμός UN8P946UF12S
PubChem CID994
ChemSpider ID5910
Ισομέρεια
Ισομερή θέσηςπλήθος
Οπτικά ισομερή2
Φυσικές ιδιότητες
Εμφάνισηλευκό κρυσταλλικό στερεό
Χημικές ιδιότητες
pKa1,83 (COOH)
9,13 (NH2)
pI5,48[1]
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η φαινυλαλανίνη (διεθνείς συντομογραφίες: Phe και F[2]) είναι ένα από τα α-αμινοξέα με σύντομο συντακτικό τύπο PhCH2CH(NH2)COOH. Κανονικά, η ονομασία κατά IUPAC θα ήταν: 2-αμινο-3-φαινυλοπροπανικό οξύ, αλλά το φαινυλαλανίνη αποτελεί επίσης αποδεκτή ονομασία από την IUPAC. Το L-στερεοϊσομερές της είναι ένα από τα 20 πρωτεϊνογόνα αμινοξέα (δηλ. δομικές μονάδες των πρωτεϊνών) και παρουσιάζει S διαμόρφωση ως προς τον α-άνθρακα. Είναι ταξινομημένο ως μη πολικό (ή υδρόφοβο) αμινοξύ (αφού R = PhCH2 - μη πολικό = υδρόφοβο). Ανήκει στην κατηγορία των απαραίτητων αμινοξέων που όμως δεν συνθέτει ο ανθρώπινος οργανισμός. Η φαινυλαλανίνη αποτελεί συστατικό όλων σχεδόν των πρωτεϊνών στα οποία όμως απαντάται σε μικροποσότητες (1,4-5,1%).

Η ανικανότητα μεταβολισμού της φαινυλαλανίνης σε τυροσίνη αποτελεί μια οργανική γενετική πάθηση που ονομάζεται φαινυλοκετονουρία. Οι πάσχοντες από αυτήν τη διαταραχή πρέπει να «αποφεύγουν» τη λήψη της και να μην καταναλώνουν τρόφιμα που την περιέχουν έστω και έμμεσα όπως είναι ασπαρτάμη.[3]
. Επίσης η μεγαλύτερη από τη ανώτερη επιτρεπόμενη φυσιολογική συγκέντρωση στο αίμα αποτελεί επίσης και αυτή διαταραχή που φέρει το όνομα υπερφαινυλαλανιναιμία. Αυτή η διαταραχή παρουσιάζεται συνήθως στις έγκυες γυναίκες, κατά την περίοδο της κύησης μετά την οποία και αποκαθίσταται.

Σπουδαίος επίσης είναι ο ρόλος της φαινυλαλανίνης ως βιολογικός ρυθμιστής εκ της μετατροπής της σε άλλα σπουδαία του οργανισμού αμινοξέα όπως είναι η ντοπαμίνη, η νοραντοπαπίνη, η επινεφρίνη, η μελανίνη κ.ά.

Η φαινυλαλανίνη βρίσκεται φυσιολογικά στο γάλα των θηλαστικών. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή τροφών και αναψυκτικών, ενώ πωλείται και ως ένα διατροφικό πρόσθετο για τα φημισμένα αναλγητικά και αντικαταθλιπτικά αποτελέσματά της. Είναι ένας άμεσος πρόδρομος για το νευροδιαβιβαστή φαινυλαιθυλαμίνη, που επίσης είναι συνηθισμένο συμπλήρωμα διατροφής.

Στον γενετικό κώδικα συναντάται με τις τριπλέτες UUU και UUC. Πω

Με βάση το χημικό τύπο της, C3H7NO2, έχει τουλάχιστον τα ακόλουθα 3 ισομερή θέσης:

  1. Βενζοκαΐνη
  2. Εθενζαμίδιο
  3. Μεθυλενοδιοξυφαινεθυλαμίνη

D- και DL- φαινυλαλανίνη

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η D-φαινυλαλανίνη (DPA, D-PhenylAlanine) μπορεί να παραχθεί με συμβατική οργανική σύνθεση είτε ως μοναδικό εναντιομερές[4] είτε ως ρακεμικό μίγμα[5]. Όμως γενικά δε μετέχει στη βιοσύνθεση πρωτεϊνών, αν και έχουν βρεθεί μερικές με μικρά ποσοστά, ειδικότερα όμως αυτές που θεωρούνται «γηρασμένες» ή πρόκειται για πρωτεΐνες επεξεργασμένων τροφών. Γενικότερα, οι βιοχημικές λειτουργίες των D-αμινοξέων προς το παρόν δεν είναι ξεκαθαρισμένες, αλλά είναι γνωστό ότι η D-φαινυλαλανίνη έχει φαρμακολογική δράση.

Η DL-φαινυλαλανίνη (DLPA, DL-PhenylAlanine, δηλαδή το ρακεμικό μίγμα φαινυλαλανίνης) πωλείται ως συμπλήρωμα διατροφής για την υποτιθέμενη αναλγητική και αντικαταθλιπτική δράση της.

Η τριπλέτα UUU για τη φαινυλαλανίνη πρωτοανακαλύφθηκε από τους J. Heinrich Matthaei και Marshall W. Nirenberg το 1961. Απέδειξαν ότι χρησιμοποιώντας m-RNA για να προσθέσουν πολλαπλά μόρια ουρακίλης επαναλαμβανόμενα μέσα στο γονιδίωμα του βακτηρίου E. coli, το βακτήριο παράγει πολυπεπτίδια πολυφαινυλαλανίνης (δηλαδή με επαναλαμβανόμενη μόνο τη φαινυλαλανίνη). Η ανακάλυψη αυτή βοήθησε στην κατανόηση της φύσης της άμεσης σχέσης μεταξύ των γονιδιωμάτων νουκλεϊκών οξέων και παραγωγής πρωτεϊνών και άλλων πολυπεπτιδίων στα ζωντανά κύτταρα. Επίσης αντιστοιχεί στην τριπλέτα UUC.

Δεσμοί[6]
Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμός
C#1'-#6'-Hσ2sp2-1s106 pm3% C- H+
C#2-#3-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+
C#1'-C#2'σ2sp2-2sp2147 pm
C#2'-C#3'σ2sp2-2sp2147 pm
C#3'-C#4'σ2sp2-2sp2147 pm
C#4'-C#5'σ2sp2-2sp2147 pm
C#6-C#1'σ2sp2-2sp2147 pm
C#1...C#6'π[7]2p-2p147 pm
C#3-C#1'σ2sp3-2sp2151 pm
C#3-C#2σ2sp3-2sp3154 pm
C#2-C#1σ2sp3-2sp2151 pm
C-Nσ2sp3-2sp3152 pm6% C+ Ν-
Ν-Hσ2sp3-1s101,7 pm17% N- H+
C=Oσ2sp2-2sp2132 pm19% C+ O-
π2p-2p
C-Oσ2sp2-2sp3147 pm19% C+ O-
O-Hσ2sp3-1s96 pm32% O- H+
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
-O-0,51
-N-0,40
=O-0,38
C#3-0,06
C#2'-#6'-0,03
C#1'0,00
C#2+0,03
H(CH)+0,03
H(NH2)+0,17
H(OH)+0,32
C#1+0,57

Παραγωγή φαινυλαλανίνης

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  • Απαιτείται ρύθμιση του pH στο pI = 5,48 για να επιτευχθεί η κρυστάλλωσή της σε καθαρή μορφή.

Από 2-αλο-3-φαινυλοπροπανικό οξύ

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1.. Με επίδραση αμμωνίας[8]:

2. Μέσω οργανομαγνησιακών ενώσεων και αλαμίνης με εστεροποίηση για «προστασία»[9] της καρβοξυλομάδας[10]:

3. Με φθαλιμιδικό κάλιο (σύνθεση Gabriel)[11]:

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε φαινυλαιθανάλη (PhCH2CHO)[12]:

Με αναγωγική αμμωνίωση 2-οξο-3-φαινυλοπροπανικού οξέος

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αναγωγική αμμωνίωση 2-οξο-3-φαινυλοπροπανικού οξέος[13]::

Με αναγωγή 2-νιτρο-3-φαινυλοπροπανικού οξέος

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από 2-νιτρο-3-φαινυλοπροπανικό οξύ με αναγωγή[14]:

  • Το 2-νιτρο-3-φαινυλοπροπανικό οξύ παράγεται από 2-αλο-3-φαινυλοπροπανικό οξύ:

Από μεθυλομηλονικό οξύ

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από (φαινυλομεθυλο)μηλονικό οξύ με μετροπή σε μονοαμίδιο και αποικοδόμηση-μετάθεση Hofmann[15]:





Από 2-αμινο-3-φαινυλοπροπανονιτρίλιο

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από 2-αμινο-3-φαιυνυλοπροπανονιτρίλιο με υδρόλυση:

Από βενζόλιο με αλκυλίωση τύπου Friedel-Crafts

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από το βενζόλιο και 3-αλο-2-αμινοπροπανικό οξύ με αλκυλίωση τύπου Friedel-Crafts:

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αμφολυτική αυμπεριφορά

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Η πιο χαρακτηριστική είναι η αμφολυτική διάστασή της:

  • 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.:


και

Αντιδρά με αλκοόλες σχηματίζοντας αμινεστέρες. Αποτελεί και μέθοδο «προστασίας»[17] της καρβοξυλομάδας.

Με επίδραση αλκυλαλογονιδίων σχηματίζονται δευτεροταγή αμινοξέα:

Με επίδραση ακυλαλογονιδίων σχηματίζονται δευτεροταγή αμιδοξέα. Αποτελεί και μέθοδο «προστασίας»[17] της αμινομάδας, αφού τα αμίδια υδρολύονται.

Με επίδραση νιτρώδους οξέος πρακτικά αντικαθίστανται η αμινομάδα με υδροξυλομάδα. Παράγεται 2-υδροξυ-3-ααινυλοπροπανικό οξύ:

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. http://www.ich.gr/content.php?cid=171%5Bνεκρός+σύνδεσμος%5D
  4. Εναντιομερή είναι δύο οπτικά ισομερή που τα μόριά τους έχουν μεταξύ τους κατοπτρική συμμετρία.
  5. Ισομοριακό μίγμα δύο εναντιομερών
  6. 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.
  7. Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
  8. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 243, §10.2Α.
  9. Προσωρινή κάλυψη χαρακτηριστικής ομάδας για την αποφυγή παραγωγής ανεπιθύμητων παραπροϊόντων.
  10. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 298, §13.3Α1, σελ. 243, §10.2B4 και σελ. 301. §13.4.αII.
  11. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.1.
  12. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.
  13. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.3.
  14. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 243, §10.2B2α.
  15. «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.
  16. Σύνθεση Streckel
  17. 1 2 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.

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΄ Έκδοση Θεσσαλονίκη 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».