Preparación de Serina 1-1 '

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Ricardo Fuentes Luna
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1 GNEA 333 Preparación de Serina 1-1 ' M. i. Dimitrijewíts A. E. A. Mitta C. P. Arciprste íuenos Aires, 1973

2 Dimitrijewits, M.L Preparación de serina 1-1<I C. Buenos Aires, Comisión Nacional de Energía Atómica, p. 27 cm. (CNEA-333) Radioisótopos, Producción de(aminoácidos). ArcipreEe, C. P. Mitta. A.E.A : Dimitrijewits, M.I. Preparación de serina 1- M C. Buenos Aires, Comisióíi Nacional de Energía Atómica, p. 27 cm. (CNEA-333) Radioisótopos, Producción de(aminoácidos). Arcipreie c C. P.; Mitta, A.E.A ,002: Dimitrijewits, M.I. j Preparación de serina 1- U C. Buenos Aires, Coraiaión Na- i cional de Energía Atómica, i 7 p. 27 cm. (CNEA-333)! Radioisótopos, Producción de(aminoácidos). Arciprete, C P.; Mitta, A.E.A.! : ]

(CNEA-333) Radioisótopos, Producción de(aminoácidos). Arcipreie c C. P.; Mitta, A.E.A. 621.039.8,002: 547.466 Dimitrijewits, M.I. j Preparación de serina 1- U C.

3 CNEA 333 Preparación de Serina 1-14 C M. I. Dimitrijewits C. P. Arciprete A. E. A. Mitta República Argentina Buenos Aires, 1973

4 INIS CLASSIFICATION AND KEYWORDS B13 LABELLED COMPOUNDS CARSON 14 SERINE CHEMICAL. PREPARATION PURIFICATION ORGANIC ION EXCHANGERS ALCOHOLS LABELLING

5 COMISIÓN NACIONAL DE ENERGÍA ATÓMICA DEPENDIENTE DE LA PRESIDENCIA DE LA NACIÓN PREPARACIÓN DE SERINA 1-"C M.l. Dimitrijcwhii de Albnnl, C.P. Arciprete y A.E.A. Mitta R E S U M E N Se describe un método de preparación de D-L serina I-^C por medio de la síntesis de Strecker (1) ligeramente modificada. Las etapas de la síntesis fueron: a) oxidación de 2-etoxietanol; b) reacción entre etoxiacetaldehido, 1I( CNK y CINllt, en medio de amoníaco líquido; c) hidrólisis en ácido bromhídrico al 48^ y d) liberación del aminoácido con NHi,OH al 25$. El producto final fue purificado mediante resina Dowex 50W-X8 eluyendo con NH4UH 2N. La pureza química y radioquímica se controld por cromatografía sobre papel y la mediciones se efectuaron en un espectrómetro de centelleo líquido, S U M M A R Y A method for the preparation of D-L serine 1-!I C by the synthesis of Strecker (1) slightly modified,, is described. The following steps were carried out: a) oxidation of 2-ethoxyethanol; b) reaction of ethoxvacetaldehyde, 1 l CNK and ClNHi,in liquid ammonia; cj nydrolysis with 48Í BrH and dj liberation of the aminoacid with 251 NH^OH. The final product was purified by Dowex S0W-X8 resin eluting with 2N NfyOH. Chemical and radiocheraical purities were controlled by paper chromatography and tho radioactivity was measured in liquid scintillation spectrometer.

liberación del aminoácido con NHi,OH al 25$. El producto final fue purificado mediante resina Dowex 50W-X8 eluyendo con NH4UH 2N.

6 -4- INTRODUCCION Continuando la línea de síntesis de aminoácidos marcados con XI»C en el carboxilo (2,3,4) se ha encarado la preparación de serina 1-14 C. Se intentó primero la síntesis de este aminoácido a partir de ácido acrílico I-^'C (4), pues este producto ya fue sintetizido en nuestro laboratorio. Al tener que adaptar esta síntesis a microescala, se redujo considerablemente el rendimiento de reacción, lo que motivó que la dejáramos de lado. Recurrimos entonces al método de Redemann e Icke (5) sobre ^reparación de serina inactiva, ya modificado por P. Kourin y J. Zikimund (6) para la sín tesis activa. Gstos últimos autores, contrariamente a lo experimentado por nosotros, afirman que el etoxiacetaldehido no es un material inicial apropia- Jo para la síntesis activa y por le tanto lo transforman «n cianhidrina y P continuación realizan con la misma una reacción Je intercambio con ^CNK. De cst;i manera, si bien obtienen buen rendimiento químico, debido"a que trabajan con exceso de cianhidrina, la actividad específica de la serina I-'^C sintetizada es baja. Nosotros, al igual que los autores anteriormente citados, utilizamos el método de Redemann, partiendo de etoxiacetaldehido que se preparó, por no disponerlo en plaza, por oxidación del 2-etoxietanol usando Cu al rojo sombra como catalizador (7) y que se tituló por transformación en etoxiacécico mediante agua oxigenada al 3$ e NaOH IN y titulación por retomo con SO 4 H 2 IN (8). Se realizó sobre el aldehido así obtenido la reacción modificada de Strecker pero introduciendo la variación de trabajar en medio de amoníaco líquiuo y eliminar los productos volátiles previo a la hidrólisis con ácido bromhídrico. Ademíís se purificó por pasaje por columna de resina Dowex 50W-X8 de malla y se precipitó con piridina: etanol 1:1. De esta forma partiendo de ll4 CNK con una actividad específica de 0,5 mci/nim obtenemos serina l- llf C de la misma actividad específica, aunque sacrificande el rendimiento químico que es do 3S% (en el método de P. Kourin y de J. Zikimund es del 801). P'ícurriendo a la cromatografía sobre papel se compre ió la presencia de una sola marcha del mismo Rf que la serina inactiva usada como testigo. La pureza radioquímica se determinó mediante un radioscanner Berthold L B 2722 y las mediciones de actividad se realizaron en un espectrómetro de centelleo líquido Packard modelo PREPARACIÓN CE ETOXIACETALDEHIDO PACTE EXPERIMENTAL 200 mi de etoxietanol se colocar, en un balón de 500 mi (figura 1).

Al tener que adaptar esta síntesis a microescala, se redujo considerablemente el rendimiento de reacción, lo que motivó que la dejáramos de lado.

7 -5- MALLA DE COBRE AIRE CTOXIACETALDEHIDO 2-ETOXIETAi>u! I" gura 1 Se calienta a 90 C en baño de agua, temperatura a la cual la relación volumen de etotietanol a volumen de oxígeno es la adecuada para que ocuira la oxidación. Haciendo vacío se hace pasar una fuerte corriente de aire que cargada de vapoies de etoxietanol pasa a través de una espiral de cobre que ha sido previamente calentada al rojo sombra, lográndose asi una adecuada capacidad catalítica. El etoxiacetaldehído se condensa en un balón refrigerado. Posteriormente se destila en una columna de fraccionamiento y se recoge la fracción que pasa entre 9C C y 9í> C la cual contiene aproximadamente 45% de etoxiacetaldehído. TITULACIÓN VE ET0X1ACETALPEHIW) 1 g de la solución de etoxiacetaldehído se lleva en un matraz a 20 mi y se pasa a un erleiuneyer de 250 mi, al que se agrega 15 mi de agua oxigenada al Z% y 15 mi de hidróxido de sodio 1N. Se agita y calienta hasta que cese el.desprenáimiento de oxígeno, sé enfría, y se titula por retorno con SOfl IN usando fenolftaleína como indicador. PREPARACZCW VEL 2-AAIIN0-3-ETOXI ACETO MITRIL0 En un tubo de 50 cm de longitud por 1,5 cm de diámetro interno se a- gregun 20 nim de etoxiacetaldehído y 2 mi de hidróxido de amonio le) manteniendo el conjunto a 4 C durante 1 h. Se agregan 10 mm (6S0mg) de 1! CNK (activi-

Haciendo vacío se hace pasar una fuerte corriente de aire que cargada de vapoies de etoxietanol pasa a través de una espiral de cobre que ha sido previamente calentada al rojo sombra, lográndose asi

8 dad específica: 0,5mCi/mMJ, 20 mm (1,O7Og) de cloruro de amonio, 3 mi de hidróxido de amonio (c) y 10 mi de amoníaco líquido. Se cierra y se deja a temperatura ambiente durante 72 hs. Luego se abre, se deja evaporar el amoníaco líquido a temperatura ambiente y se elimina el remanente a presión reducida. A la solución de 2-amino 3-etoxi aceto nitrilo se le agregan 6 mi de ácido bromhídrico al 481. Se deja 20 hs en reposo y se calienta a reflujo durance 6 hs. Se lleva la solución reiteradas veces a seco a presión reducida previo agregado de agua para eliminar el ácido bromhídrico. Se libera el aminoácido mediante e] agregado de hidróxido de amonio (c), llevando la solución nuevamente a seco varias veces. PURIFICACIÓN La solución concentrada de serina se pasa por una columna de resina Dowex 50W-X8 de malla , forma hidrógeno, se lava con agua destilada has ta reacción negativa con NO 3 Ág y so eluye con hidróxido de amonio 2N. La fra ción que contiene el aminoácido e concentra, se decolora con carbón activado y se precipita de piridina-etanol relación 1:1. La serina recristalizada se obtiene con un rendimiento del 3St y una actividad específica de 0,5 mci/mm. COA/TROLES la serina 1-i'C obtenida se controló por cromatografía en papel Whatman N s I usando como solventes n-butanol, fórmico, agua (75:10:15) Rf: 0,17 y fenol-agua (80:20) Rf: 0,31, contra patrón de serina. Las manchas se evidenciaron con ninhidrina. La pureza radioquímica se controló con un radioscanner Berthold. L.B MEDICIONES Las mediciones se efectuaron con un espectrómetro de centelleo líquido Packard modelo 3003, empleando el método del standard interno.

A la solución de 2-amino 3-etoxi aceto nitrilo se le agregan 6 mi de ácido bromhídrico al 481. Se deja 20 hs en reposo y se calienta a reflujo durance 6 hs.

9 -7- BIBLICGRAFIA 1. A. STRECKER. Ann. Chem. 75^, (1950) M.F. BUHLER, J.P.A. CASTRILLCN, A.E.A. MITTA y M. DANKEKT. '"Síntesis de aminoácidos mateados; síntesis de D-L valina 1-14 C y D-L Leucina 1-i^C" Informe (I960) N 2 42 CNEA. 3 M F BUHLER A.E.A. MUTA y J.B. de LEZEROVICH "Síntesis de aminoácidos marcados. Síntesis de D-L Glicina 1-1<4 C y D-L Alanina 1-i'»C" Informe (1965) N2 142 QffiA. 4. R.J. CÓRRELA, C.P. ARCIPRETE y A.E.A. MITTA. "Síntesis de aminoácidos marcados. Síntesis de D-L - Acido Aspártico 4-11( C y D-L Acido Glutámico 5- lll C". Inforn (1968) N 2,Z22 CNEA. 5. CE. REDEMANN y R.N. ICKE. J. Org. Chem. 8_, 159 (1943). 6. P. KDURIN, J. ZIKIMUND. Col]. Tdiecos. Coran. 2,6, (1943) Calvet "Química del Carbono" Pac ra. edición (1953). 8. Calvet "Química del Carbono" Pag ra. edición (1953).

Síntesis de D-L Glicina 1-1<4 C y D-L Alanina 1-i'»C" Informe (1965) N2 142 QffiA. 4. R.J. CÓRRELA, C.P. ARCIPRETE y A.E.A. MITTA. "Síntesis de aminoácidos marcados.

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