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==Qu'est ce qu'un aminoacide (Structure)== |
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Version du 7 février 2009 à 01:37
Aminoacides
Objectifs: acquérir la maitrise des principes suivants:
- synthèse d'aminoacides en série racémique et énantiopure
- synthèse peptidique
- analyse peptdique
Prérequis:
- maitrise de la stéréochimie
- connaissance générale de chimie organique et particulièrement de la chimie des acides carboxyliques et des amines (rappel présent dans ce cours)
Généralités
Qu'est ce qu'un aminoacide (Structure)
Aminoacide ou acide aminé, molécule qui présente une fonction acide carboxylique et une fonction amine.
-
α-aminoacides -
β-aminoacides
Quelques aminoacides de structure diverse
-
Non substitué
(ex: glycine)
Les propriétés chimiques des aminoacides peuvent être résumées de la façon suivante:
- Polymérisation (par création de liaison amide).
- Propriétés acido-basique ((par la présence des deux fonctions acide et amine ou sur la chaîne latérale).
- Grande variétés structurale.
- Fonctionnalité.
- Présence de carbone chiral (il est donc important de toujours préciser la nature stéréochimique d'un aminoacide.
Aminoacides naturels
Les aminoacides sont extrêmement répandus dans la nature, ils sont les constituants des protéines, enzymes, récepteurs et messagers chimiques. Tous les aminoacides naturels sont de la série L (à l'exception de la glycine qui n'est pas chirale).
La notation L ou S est sans rapport avec l'orientation de la lumière polarisée
Les 20 aminoacides naturels sont à connaitre par cœur, leur représentation est disponible en annexe et il sera essentiel de les connaître avant d'aborder les questions de couplage peptidique.
Ils peuvent être classés de la façon suivante:
- Hydrophobe
- Aliphatique (Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Pro)
- Aromatique (Phe, Tyr, Trp)
- Hydrophile
- Présence de Souffre (Met, Cys)
- Présence d'un hydroxyle (Ser, Thr)
- Présence d'une fonction amide (Asn, Gln)
- Chargé acide (Asp, Glu)
- Chargé basique (Arg, Lys, His)
Utilisation de peptide en chimie médicinale
De Nombreux médicaments sont des dérivés d'acides aminés, l'usage de la chimie des chimie des aminoacides est donc incontournable. De plus, étant disponible sous forme énantiopure dans la nature, ils sont d'excellents réactifs en synthèse stéréosélective. Plus d'informations sur les peptides en drug design sont disponibles dans le département de chimie médicinale.
Réactivité
Dimérisation
Les aminoacides réagissent spontanément avec eux même pour aboutir à la formation d'un dimère.
2 N[C@@H]([R])C(O)=O => O=C([C@H]([R])N1)N[C@@H]([R])C1=O
Cette réaction indésirable peut être évitée en stockant les produits sous forme de chlorhydrate.
Réactivité de l'amine
Schotten-Baumann
Les chlorures d'acyles réagissent avec les amines pour former des liaisons peptidiques, cependant les aminoacides N-acylés se dégradent facilement pour donner des oxazolones.
N[C@@H]([R])C(O)=O + [Ph]C(Cl)=O => PhC(NC([R])C(O)=O)=O =(-[H]O[H])=> [Ph]C1=NC([R])C(O1)=O => [Ph]C1=NC([R])=C(O1)O
La formation d'oxazolone est à éviter car le passage du carbone asymétrique par un état sp2 lui fait perdre sa géométrie et l'aminoacide obtenu se racémise.
Base de Schiff
Les aldéhydes sont également réactifs vis à vis des amines et conduisent à la formation de base de schiff (imines). Ici encore le carbone asymétrique passe par un état d'hybridation sp2 aboutissant à un mélange racémique.
N[C@@H]([R])C(O)=O + [R]C([H])=O => [R]C=NC([R])C(O)=O => [R]CN=C([R])C(O)=O
=> [R]CN[C@H]([R])C(O)=O
Diazotation
Le sel de diazonium correspondant peut être formé en présence d'acide nitreux (Acide+NaNO2 à 0°C) et peut ensuite être utilisé en tant que groupe partant dans une réaction de substitution nucléophile. Celle-ci se passe en deux étapes, avec tout d'abord une première substitution du diazonium par le carboxylate pour former une lactone très tendue, réouverte par le nucléophile engagé. La réaction conduit donc à une double inversion de configuration.
N[C@@H]([R])C(O)=O =(H2SO4,NaNO2,0°C=> C(C(O)=O)[N+]#N =(Nu)=> C(C(O)=O)[Nu]
Hofmann-Löffler-Freytag
Cette réaction de transposition permet d'obtenir des aminoacides cycliques par N-alkylation de l'amine via un carbone de la chaine latérale.
N[C@@H](CCC)C(O)=O =Cl2,NaOH=> N(Cl)[C@@H](CCC)C(O)=O =(H2SO4,H2O=> N1[C@@H](CCC1)C(O)=O