1521 Química Orgánica III Prof. Mario Alfredo García Carrillo Semestre 2017-I

Transcripción

1 1521 Química rgánica III TAREA 3 1. Cómo prepararías los siguientes aminoácidos empleando la síntesis de Strecker? a) Glicina, b) Valina, c) Leucina. 2. Cómo prepararías los siguientes aminoácidos empleando la síntesis de acetamidomalonica? a) Leucina, b) Triptófano. 3. Cómo prepararías los siguientes aminoácidos empleando la síntesis de aminación reductiva? a) Metionina, b) Alanina, c) valina. 4. Muestra los pasos que se necesitan para sintetizar Fe-Ala-Val utilizando el proceso de Merrifield. 5. Dibuja las estructuras de los derivados PT que obtendrías por la degradación de Edman para los siguientes péptidos: a) Ile-Leu-Pro-Fen, b) Asp-Thr-Ser-Gli-Ala. 6. Cuáles enlaces amidicos en el siguiente polipéptido se romperán cuando se usa tripsina? 7. Serina puede ser sintetizada por una simple variación del método de amidomalonato utilizando formaldehido en ligar de un haluro de alquilo. Cómo podría ser esto hecho? 8. La reacción de ninihidrina con un α-aminoácido ocurre en varios pasos: a) el primer paso es la formación de una imina por la reacción del aminoácido con la ninihidrina. Muestra la estructura y el mecanismo de su formación. b) el segundo paso es una descarboxilación. Muestra la estructura del producto y el mecanismo de la descarboxilación. c) el tercer paso es la hidrólisis de una imina para producir una amina y un aldehído. Muestra las estructuras de ambos productos y el mecanismo de la reacción de hidrólisis. d) el paso fina es la formación de un anión que se ve de color purpura. Muestra el mecanismo de la reacción. 9. Proponga una estructura para un octapéptido que muestra la siguiente composición: Asp, 2Gli, Leu, Fen, 2Pro, Val. El reactivo de Edman muestra que la glicina es el aminoácido -terminal y carboxipeptidasa A que leucina es el aminoácido C-terminal. idrólisis parcial con Cl diluido produce los siguientes fragmentos: Val-Pro-Leu, Gli, Gli-Asp-Fen-Pro, Fen-Pro-Val. 10. Aspartame, un edulcificante no nutritivo conocido en el mercado como utrasweet, es el éster metílico de un simple dipéptido: Asp-Fe-Me. a) dibuja la estructura del aspartame. b) El punto isoeléctrico del aspartame es 5.9. Dibuja la estructura principal presente a ese p. c) dibuja la forma principal del aspartame presente a p fisiológico p= Indique para cada inciso los péptidos que resultarían de la ruptura con el reactivo indicado: a) is-lis-leu-val-glu-pro-arg-ala-gli-ala con tripsina.

2 1521 Química rgánica III b) Leu-Gli-Ser-Met-Fe-Pro-Tir-Gli-Val con quimotripsina. c) Val-Arg-Gli-Met-Arg-Ala-Ser con carboxipeptidasa A. d) Ser-Fe-Lis-Met-Pro-Ser-Ala-Asp con bromuro de cianógeno. e) Arg-Ser-Pro-Lis-Lis-Ser-Glu-Gli con tripsina. 12. Utilizando diciclohexilcarbodimida (DCC), Cómo prepararías el aspártame? 13. Los α-aminoácidos pueden ser preparados a partir de un aldehídos, amoniaco y cianuro de hidrogeno, seguido de hidrólisis acida. a) Escribe las estructuras de 2 intermediarios que se forman en esta reacción. b) Qué aminoácido resulta cuando se utiliza como aldehído 3-metilbutanal? c) Qué aldehído se usaría para preparar valina? 14. Determina la secuencia de aminoácidos de un polipéptido que se somete a: a) Una hidrólisis completa dando los siguientes aminoácidos: Ala, Arg, Gli, 2 Lis, Met, Fe, Pro, 2 Ser, Tir, Val. b) Un tratamiento con el reactivo de Edman que da TP-Val. c) Un tratamiento con carboxipeptidasa A deriva en Ala. d) Un tratamiento con bromuro de cianógeno produce los siguientes dos péptidos: 1. Ala, 2 Lis, Fe, Pro, Ser, Tir 2. Arg, Gli, Met, Ser, Val e) Un tratamiento con quimotripsina produciendo los siguientes tres péptidos: 1. 2 Lis, Fe, Pro 2. Arg, Gli, Met, Ser, Tir, Val 3. Ala, Ser f) Un tratamiento con tripsina produciendo los siguientes tres péptidos: 1. Gli, Lis, Met, Tir 2. Ala, Lis, Fen, Pro, Ser 3. Arg, Ser, Val 15. Represente la estructura de los derivados de la feniltiohidantoína de: a) alanina, b) valina, c) lisina, d) prolina, d) Angiotensina II 16. Que compuestos carbonílicos usarías para preparar los siguientes aminoácidos por medio de aminación reductiva con amoniaco y borohidruro de sodio: a) alanina y b) valina. 17. Qué aminoácido se formaría si el aldehído que se usaría en la síntesis de Strecker es: a) acetaldehído, b) 2-metilbutanal, c) 3-metilbutanal? 18. Qué aminoácido se prepararía utilizando la síntesis del ester -ftalimidomalonico cuando los siguientes compuestos son usados: 19. Investiga para qué sirve el reactivo de Sanger y cúal es dicho reactivo

3 1521 Química rgánica III 20. Muestre las estructuras de los siguientes aminoácidos en sus formas zwiteriónicas, calcula el punto isoelectronico: a) Trp b) Ile c) Cis d) is e) Ala f) Arg 21. Prediga el producto de la reacción de la valina con los siguientes reactivos: a) C 3 C 2, ácido b) dicarbonato de di-ter-butilo y Et 3 c) K, 2 d) C 3 CCl, piridina. e) alcohol bencílico, ácido f) cloroformiato de bencilo y Et Un hexapéptido con la composición Arg, Gly, Leu, 3Pro tiene prolina en los extremos C y. La hidrólisis parcial produce los siguientes fragmentos: -Gly-Pro-Arg- -Arg-Pro- -Pro-Leu-Gly- Cuál es la estructura del hexapéptido? 23. Cómo sintetizarías Valina a partir de un ácido carboxílico adecuado por el método de aminación de α-haloacidos? 24. Dibuja la estructura de la lisina a p igual a 9. Lisina pka α-c=2.18, pka α- 3 + = 8.95, pka cadena lateral=10.5. Cuál es su punto isoleléctronico? 25. Indique cada paso para sintetizar la encefalina Tir-Gli-Gli-Fen-Leu mediante la técnica en fase sólida de Merrifield. 26. La mayoría de las aminas y de los ácidos carboxílicos son solubles en éter etílico. Por qué los aminoácidos son insolubles en éter etílico? Explica tu respuesta. 27. La cisteína es el único aminoácido que tiene estereoquímica L pero una configuración R. Construya una estructura para otro aminoácido L, de su propia creación que también tenga una configuración R. 28. Escriba la estructura del ácido aspártico que predomina cuando se tienen los siguientes valores de p. a) p=1 b) p=2.6 c) p=6 d) p= Arginina, el más básico de los 20 aminoácidos comunes, contiene un grupo funcional guadinino en su cadena lateral. Explique, usando estructuras de resonancia como el grupo guadinino protonado es estabilizado.

4 1521 Química rgánica III 2 C grupo guanidino Arginina La síntesis de Gabriel también es útil para sintetizar aminoácidos. Desarrolle el mecanismo detallado de la obtención de L-glicina de acuerdo a la reacción siguiente: K Cl Et 1) K / 2 2) Cl 2 L-Glicina 31. Si el acetamidomalonato de dietilo reacciona con el acrilonitrilo en presencia de base, se forma el compuesto G, el cual produce ácido glutámico después de agregarle ácido. Desarrolle todas las transformaciones y diga quien es G. Et Et Et a G C Et (C ) Cl / 2 Acido glutámico 32. Cuando G se hidrogena, se produce una δ lactama la cual con medio ácido y calentamiento forma el aminoácido ornitina. Desarrolle todos los pasos y diga quien es y G, y dé la estructura de la ornitina. G (C ) 2 / i 1000 psi (C ) se forma una lactama Cl / 2 rnitina (C ) 33. Cierto péptido se hidroliza y los fragmentos resultantes son los que se muestran. Determine cuál era la secuencia original del péptido. Ser-Ile-Arg-Val-Val-Pro-Tyr Ser-Ile-Arg Leu-Arg Val-Val-Pro-Tyr 34. Cuál es la estructura predominante del ácido aspártico a p fisiológico (p=7.3) (α-c pka = 2.09, α- 3 + pka = 9.82, -C cadena lateral pka= 3.86)? 35. Cuál es la estructura de A para la síntesis de D, L-isoleucina por el método de Strecker? C Cl, KC 3 C A

5 1521 Química rgánica III 36. Escriba la estructura del tripéptido Val-Ser-Cis (Ser, R=C 2, Cis, R=SC 2, Val, R=isopropilo). Escriba el mecanismo de reacción y las estructuras de los productos que se forman cuando el tripéptido se trata con Cl 6M acuoso tal como ocurre en el estómago cuando ingerimos proteínas. 37. Elija la fórmula más estable que presenta de la tirosina a p=11, pka C 2 = 2.20, pka α 3 = 9.11, pka C 6 5 = Muestre cómo podría utilizar el éster acetamidomalónico para preparar el aminoácido fenilalanina. Describa el mecanismo de reacción. 39. Proponga un mecanismo de reacción para cada paso que se presenta en la síntesis a continuación. 40. Utilizando la síntesis amidomalónica, diga como obtendría la histidina. Qué estereoquímica se espera que tenga este producto sintético? aga el mecanismo de reacción para cada paso que proponga. 41. En la síntesis de péptidos, un grupo carboxilo se puede proteger formando: a) Un hemiacetal b) Un acetal c) Un éter d) Un éster 42. Qué aldehído se forma cuando la isoleucina reacciona con la ninhidrina? 43. Conque reactivo se puede saber cuál es el aminoácido -terminal de un péptido? 44. De las siguientes características de los aminoácidos, indique cuál no corresponde a dichos compuestos: a) Forman iones dipolares

6 1521 Química rgánica III b) Tienen un alto punto de fusión c) Son solubles en hidrocarburos d) Pueden formar sales cristalinas 45. Para sintetizar la encefalina Tir-Gli-Gli-Fen-Leu mediante la técnica en fase sólida de Merrifield, se debe iniciar con el compuesto indicado en el inciso: a) -Tir- b) BC-Tir- c) -Leu- d) BC-Leu- 46. Con los datos experimentales siguientes elija la estructura primaria de un tetrapéptido La leucina es el aminoácido -terminal La hidrólisis del tetrapéptido dio varios fragmentos, uno de los cuales era un tripéptido compuesto por Gli, Fe y Leu También se halló en la mezcla de hidrólisis un dipéptido que contenía Ala y Gli La estructura primaria del tetrapéptido es: a) Gli -Ala-Fe Leu b) Leu-Fe-Ala-Gli c) Leu-Fe-Gli-Ala d) Fe-Ala-Gli- Leu 47. Uno de los L-aminoácidos que sí puede prepararse mediante la Síntesis malónica es el indicado en el inciso: C S C C C 2 2 A B C D Cuál es el producto A? 2 CC C 3 CC C 2 1) C S CC 2) Cl A 49. La fórmula estructural para el dipéptido Glicil-L-alanina es: 3 C 3 C C C 2 3 C 3 C C C 2 A B C D

7 1521 Química rgánica III 50. Indique cuál descripción corresponde a la estructura terciaria de una proteína: A. Es la orientación, en un patrón regular, de los diferentes segmentos de una proteína. B. El plegamiento total de la proteína en una forma general tridimensional. C. Es la secuencia de aminoácidos en una proteína. D. Es la reunión de varios péptidos o proteínas en grandes estructuras agregadas 51. Qué reactivo es usado comúnmente para la activación del ácido carboxílico en la formación de péptidos? A. Diciclohexilurea B. Di-carbonato de di terc-butilo C. Cloruro de tionilo D. Diciclohexilcarbodiimida 52. Qué reactivo se puede emplear para determinar la estructura primaria de un péptico y/o proteína? a) BrC b) 2-Mercaptoetanol c) Ph==C=S d) Cl 53. Indique cuál de los siguientes enunciados describe los factores que determinan la estructura terciaria de una proteína a) Interacciones hidrofóbicas de las cadenas laterales b) secuencia de unión entre los aminoácidos c) formación de puentes disulfuro d) formación de puentes de hidrógeno 54. Cuáles serán los productos que se obtendrán si el siguiente tripéptido se trata con una carboxipeptidasa A? C C 3 C 3 - Carboxipeptidasa? 55. Ponga el mecanismo de reacción de la siguiente reacción. C 3 3 C C 3 R CF 3 C R 3 C C C 3 + C Los aminoácidos se pueden identificar haciéndolos reaccionar con ninhidrina. En el caso de la alanina, ocurre la reacción siguiente: C 2 + Y Donde Y es una molécula de: A. Acetaldehído

8 1521 Química rgánica III B. Acetona C. Acetato de etilo D. Ácido acético 57. Señale con qué paso se debe iniciar la síntesis del dipéptido alanil-serina, cuando la síntesis se hace en disolución: A. Proteger el grupo amino de la serina como su derivado BC B. Formar el éster metílico para proteger la alanina C. acer reaccionar la serina con DCC D. Proteger el grupo amino de la alanina como su derivado BC 58. De las siguientes afirmaciones sobre los aminoácidos, diga cuál está equivocada: a. Forman un ión bipolar (zwitterion), con carga positiva y negativa. b. Son bifuncionales, tienen un grupo amino y un carboxilo. c. Se les llama α-aminoácidos porque tienen 4 sustituyentes diferentes en el carbono alfa. d. Son anfóteros, pueden reaccionar como ácidos y como bases. 59. De las siguientes afirmaciones sobre los aminoácidos, diga cuál es correcta: a. Los aminoácidos tienen puntos de fusión bajos, generalmente inferiores a 150 C b. Los aminoácidos son más solubles en agua que en éter, diclorometano y otros disolventes orgánicos comunes. c. Los aminoácidos naturales pertenecen a la serie D d. La forma predominante del aminoácido no depende del p de la disolución 60. Muestre la estructura del dipéptido que se obtiene al realizar las siguientes reacciones. Boc-Ala Leu-C 3 1) DCC 2) CF 3 C 3) a / 2? 61. Cuál es el nombre sistemático de la L-Leucina? 62. La síntesis de aminoácidos por el método del ftalimidomalonato (malonato de dietilo y síntesis de Gabriel) utiliza como fuente de nitrógeno a: A B C D 63. La estructura del Ácido (2R)-2-amino-3-sulfanilpropanoico (L-Cisteína) es: S 2 S 2 S 2 A B C D S 2

9 1521 Química rgánica III 64. Explique porque los aminoácidos existen en su forma de zwitterion en solución acuosa pero principalmente como ácidos α aminocarboxílicos en solución clorofórmica. 3 C 2 C R R En agua En cloroformo a) Porque en el agua se dá la reacción ácido base más facilmente b) Porque el agua al ser polar, solvata facílmente a una especie cargada como el zwitterion en vez del cloroformo, que al ser poco polar disuelve mejor a una especie neutra como un α aminocarboxílico. c) Porque el cloroformo no disuelve a una especie cargada d) La forma en que se encuentre el aminoácido no depende del disolvente sino de su punto isoeléctrico. 65. Los aminoácidos se caracterizan por tener alta solubilidad en disolventes: a) o polares b) Aproticos c) Polares d) rgánicos e) Polaridad intermedia 66. Los elevados puntos de fusión de los aminoácidos se explican por qué: a) Son sales b) Tienen interacciones no covalente c) Forman puentes Disulfuro d) Son compuestos orgánicos e) Presentan resonancia del enlace amida 67. En un enlace peptídico, el átomo de nitrógeno del enlace amida tiene hibridación: a) sp 3 b) d 2 sp 3 c) sp d) dsp 3 e) sp Los aminoácidos quirales esenciales son: a) β / L b) α / D c) α / L d) β / R e) α / R 69. Un método para la degradación de péptidos es: a) Degradación de Strecker b) Método de Killiani-Fischer c) Degradación de Ruff d) Degradación de Edman e) Degradación Marker 70. La estructura correcta del tripéptido Leu-Tyr-Gly- 2 que incluye la estereoquímica de cada estereocentro es: Leu-Tyr-Gly- 2

10 1521 Química rgánica III 71. El siguiente dipéptido se sintetizó a partir de Boc-Phe. Seleccione las condiciones adecuadas para obtenerlo. Dipéptido: Phe-Leu DCC = diciclohexil carbodiimida TFA = ácido trifluoroacético A) 1) Leu + C 3, 2 S 4 cat.; 2) Boc-Phe + Leu-C 3 + DCC; 3) a, 2 ; 4) TFA B) Boc-Phe + Leu + DCC C) 1) Boc-Phe + Leu + DCC; 2) TFA D) 1) Phe + Leu + DCC; 2) TFA 72. El nombre IUPAC del aminoácido L- Ácido aspártico es: A) Ácido (2S)-2-amino-3-(4-hidroxifenil)propanóico B) Ácido (2R)-2-amino-3-(4-hidroxifenil)propanóico C) Ácido (2S)-2-amino-3-hidroxifenilpropanóico D) 1-Carboxi-1-amino-2-(4-hidroxifenil)etano 73. Cuál de las siguientes de refiere a arreglos de residuos de aminoácidos particularmente estables, en una proteína que dan lugar a patrones recurrentes? A) estructura primaria B) estructura secundaria C) estructura terciaria D) estructura cuaternaria