有机化学实验课件:5安息香的辅酶合成
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安息香的辅酶合成[实验原理]芳香醛在氰化钠(钾)作用下,分子间发生缩合反应生成α-羟酮,称为安息香缩合反应。
氰离子几乎是专一的催化剂。
反应共同使用的溶剂是醇的水溶液。
使用氰化四丁基铵作催化剂,则反应可在水中顺利进行。
安息香缩合最典型、最简单的例子是苯甲醛的缩合反应。
2 C6H5CHOCN-C2H5OH-H2OC6H5CHOHCOC6H5这是一个碳负离子对羰基的亲核加成反应,氰化钠(钾)是反应的催化剂,其机理如下:C6H5COH+ CN-CO-HCNC6H5C-OHC6H5CNC6H5CH=OC6H5CHOHCOC6H5COHC6H5CNCO-HC6H5CO-C6H5CNCOHHC6H5+ CN-除了CN-外,噻唑生成的季铵盐也可对安息香缩合起催化作用。
如用有生物活性的维生素B1的盐酸盐代替氰化物催化安息香缩合反应,反应条件温和、无毒且产率高。
维生素B1又称硫胺素或噻胺(Thiamine),它是一种辅酶,作为生物化学反应的催化剂,在生命过程中起着重要作用,主要是对α-酮酸脱羧和形成偶姻(α-羟基酮)等三种酶促反应发挥辅酶的作用。
其结构如下:NNCH2NH2H3CSN+H3C CH2CH2OHCl-.HCl绝大多数生化过程都是在特殊条件下进行的化学反应,酶的参与可以使反应更巧妙、更有效并且在更温和的条件下进行。
[反应式]CHOHCO2 C6H5CHOVB1[试剂]5.2g(5ml 0.05mol)苯甲醛(新蒸),0.9g维生素B1(盐酸硫胺素),95%乙醇,10%氢氧化钠溶液[实验步骤]1.在50 mL 圆底烧瓶中依次加入0.9 gVB1、2.5mL蒸馏水,摇匀溶解,再加入7.5mL95%乙醇,将烧瓶置于冰水浴中冷却。
同时取10%NaOH 溶液2.5mL于一支试管中也置于冰水浴中冷却。
然后在冰浴下将10%NaOH 溶液逐滴加入圆底烧瓶中(在10min内加完),并不断摇荡,调节溶液pH值为9~10,此时溶液呈黄色。
实验1. 辅酶催化合成安息香一、实验原理苯甲醛在催化量的氰离子作用下,经过酰基负碳离子等价物的阶段,发生缩合反应生成安息香。
其反应历程如下:+CHOHPhPhC C O O PhOH C HCNCNCNC OH Ph::PhOHCCN:PhOH CCNCN HOH OH HC CPhPh+CN在本实验中,采用了有生物活性的辅酶维生素B1(Thiamine )来代替剧毒的氰化物完成安息香缩合反应。
反应时,维生素B1分子中的噻唑环上的氮原子和硫原子邻为的氢,在碱的作用下可生成负碳离子(a )。
:+NNCH 3NH 2CH 2RNSCH3CH 2CH 2OHHRBHBRCH 2CH 2OHCH 3N S++(a )然后负碳离子(a )与苯甲醛作用生成中间体(b ),(b )可以分离得到,经过异构化脱去质子得到中间体烯胺(c ),(c )与另一分子苯甲醛作用得到安息香。
C PhPhOHO CHOOHPh +NS CH 3CH 2CH 2OH RRHCH +(a )CHCH RCH 3N SPhCH 2CH 2OHHOCH 22HOCH 22NSCH 3R (b )(c )+HH +O OH PhHOCH 2CH 2N S CH 3ROH HC CPh+++PhCCHOH PhH +H二、试剂仪器维生素B1,乙醇(95%),氢氧化钠,苯甲醛(新蒸),精密pH试纸三、实验操作称取维生素B1(盐酸硫胺素)3.6g,将其置于100ml圆底烧瓶中,加入12ml蒸馏水和30ml乙醇(95%),振摇使其完全溶解,塞上瓶口,将其放入冰盐浴中充分冷却;在另一个锥形瓶中加入12ml10%的氢氧化钠溶液后,也置于冰盐浴中充分冷却。
将此氢氧化钠溶液分批缓慢地加入到盛有VB1的乙醇溶液中(保持低温以防VB1分解,使pH值在9.4~9.6),此时溶液呈黄色,分批加入20ml新蒸的苯甲醛,摇匀后将盛有反应物的圆底烧瓶装上回流冷凝管,在60—70℃的水浴中保温90min,冰浴冷却,析出白色晶体,抽滤,冰水洗涤,抽干后用95%乙醇重结晶,得到无色针状晶体。
安息香的辅酶合成(完整版)安息香的辅酶合成是一种生物合成过程,这个过程中,涉及到多种酶催化反应以及其他辅助因素。
这里我们将介绍关于安息香的辅酶合成的完整过程。
1. 蛋白质合成首先,被称为“酶”或“酶复合物”的蛋白质需要被生物合成出来。
这些蛋白质是负责催化下一步反应的基本材料。
2. 沉积辅酶Q的前体物质(4-羟基苯丙酮)需要沉积在线粒体外膜。
3. 激酶反应进入线粒体外膜的前体物质需要被磷酸化。
这一过程中涉及到多种蛋白激酶,它们将ATP转化为磷酸化能,促进前体物质的合成。
4. 反式异构化合成出来的前体物质需要经过反式异构化的过程,形成氢氧化苯基端末。
5. 羧化羟基苯丙酮接下来需要被羧化,添加一个羧酸基(COOH)。
这一过程由丙酮酸羧化酶和CO2催化完成。
6. 甲基化羟基苯丙酮羧酸需要被甲基化,形成2,3-二甲氧基苯基端末。
这一过程中涉及到甲基四氢叶酸和3,4-二羟基苯乙醇的反应。
7. 含氮基团的添加接下来,需要在2,3-二甲氧基苯基端末的氧化氧上添加含氮基团(-NH-)。
这一过程由亚硝酸还原酶完成。
8. 羟化添加了含氮基团的前体物质需要被再次羟化,形成2,3-二氨基苯基。
这一过程由Tyrosine Hydroxylase (TH)酶完成。
9. N-糖基化在2,3-二氨基苯基的胺基功能团上加上N-糖基,形成4-(2-氨基-3,7,8-三甲基-1-,3Z-3,7-辛二烯基)苯甲酰胺。
这个过程由N-糖链基转移酶(如UDP-葡萄糖转移酶)来完成。
10. 细胞质内调节最后,在线粒体外膜合成的4-羟基苯丙酮将进入细胞质内,被合成出来的酶复合物利用。
这个过程中涉及到多种代谢途径的调节,包括转录因子、反式异构酶以及消耗性途径。
总的来说,安息香的辅酶合成是一个复杂的生物反应链,需要多种酶的协同作用,以及其他调节因素的参与。
这个过程控制了人体内能量转换的重要过程,同时对药物的代谢也起到一定的影响。
实验五 辅酶催化合成安息香一、实验目的1.学习安息香缩合反应及安息香转化的基本原理;2.学习以维生素B 1为催化剂合成安息香的实验原理和操作过程; 3.练习采用冰水浴控温;4.巩固有机溶剂进行重结晶的操作方法和注意事项; 5.学习薄层色谱在跟踪反应进程中的应用。
二、实验原理绝大多数生化过程都是在特殊条件下进行的化学反应,酶的参与可以使反应更巧妙、更有效并且在更温和的条件下进行。
维生素B 1又称硫胺素(Thiamine )或噻胺,它是一种辅酶,作为生物化学反应的催化剂,在生命过程中起着重要作用,主要是对α-酮酸脱羧和形成偶姻(α-羟基酮)等三种酶促反应发挥辅酶的作用。
其结构如下:N NCH 2NH 2H 3CSN +H 3CCH 2CH 2OHCl -.HCl硫胺素分子中起催化作用的活性部分是噻唑环,噻唑环C 2上的质子由于受氮和硫原子的影响,具有明显的酸性,在碱的作用下质子容易被除去,产生的负碳离子作为催化反应中心,形成苯偶姻。
安息香的辅酶合成法就是以维生素B 1为催化剂来合成安息香,其反应方程式为:CH OH CO2 C 6H 5CHOVB 1附:芳香醛在氰化钠(钾)作用下,分子间发生缩合反应生成α-羟酮,称为安息香缩合反应。
氰离子几乎是专一的催化剂,反应共同使用的溶剂是醇的水溶液。
(若使用氰化四丁基铵作催化剂,则反应可在水中顺利进行。
)安息香缩合最典型、最简单的例子是苯甲醛的缩合反应。
2 C 6H 5CHOCN -C 2H 5OH-H 2O C 6H5CH OH C O C 6H 5这是一个碳负离子对羰基的亲核加成反应,氰化钠(钾)是反应的催化剂,其机理如下:C 6H 5C OH+ CN-C O -H CN C 6H 5C -OHC 6H 5CNC 6H 5CH=OC 6H 5CH OH C O C 6H 5C OH C 6H 5CN C O -HC 6H 5C O -C 6H 5CN C OHHC 6H 5+ CN -其他取代芳醛(如对甲基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛和呋喃甲醛等)也可以发生类似的缩合,生成相应的对称性二芳基羟乙酮。
本科生综合实验题目:安息香的辅酶合成以其转化摘要安息香(化学名称二苯羟乙酮)在有机合成反应中常被用作中间体。
它既可以被氧化成α-二酮,又可在一定条件下被还原成二醇、烯或酮等。
作为双官能团的化合物可发生很多反应。
早期,安息香的合成通常是在氰化物作用下,由两分子苯甲醛发生分子间缩合反应。
但是氰化物剧毒,使用不安全。
后改用VB1解决了这个问题,反应条件温和,无毒且高效。
安息香用途广泛,可用于配制止咳药和感冒药,还可制成局部用药。
等级较好的提取后还可用于生产香皂、香波、护肤霜、洗涤剂等。
关键词:安息香;辅酶合成;转化;第1章 实验原理1.1实验一以前是苯甲醛在NaCN 作用下,于乙醇中加热回流,两分子苯甲醛之间发生缩合反应,生成二苯乙醇酮。
CHO2CNCCH O OH现在是采用维生素B 1盐酸盐代替氰化物辅酶催化安息香缩合反应。
此法优点为无毒,反应条件温和,产率较高。
CHO2CCH O OHVB 160-75℃1.2 实验二安息香可以被温和的氧化剂醋酸铜氧化生成α-二酮,铜盐本身被还原成亚铜态。
反应中产生的亚铜盐可不断被硝酸铵重新氧化生成铜盐,硝酸本身被还原为亚硝酸胺,后者在反应条件下分解为氮气和水。
1.3 实验三二苯乙二酮与氢氧化钾溶液回流,生成二苯乙醇酸盐,称为二苯乙醇酸重排。
反应过程如下:形成稳定的羧酸盐是反应的推动力。
一旦生成羧酸盐,经酸化后即产生二苯乙醇酸。
第2章主要仪器和试剂2.1 主要试剂2.1.1 实验一2.1.2 实验二2.1.3实验三2.2 主要仪器加热回流装置:(我们在实验时通常使用的是圆底烧瓶;加热可用恒温槽,也可用酒精灯,视情况而定)第3章操作步骤3.1 实验一(1)合成:①在100 ml圆底烧瓶中,加入1.8gVB1,5ml水和15ml95%乙醇。
将烧瓶置于冰浴中冷却。
同时取5ml 10%NaOH溶液于小烧杯中也置于冰浴中冷却。
②在冰浴中,将10%NaOH溶液在10min内滴加到圆底烧瓶中,使溶液的PH值为9~10,此时溶液为黄色。
[精品]安息香的辅酶合成
安息香酸是一种重要的有机化合物,广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
它在生物体内的合成过程中,需要辅酶A参与,将辅酶A与安息香酸进行结合,形成乙酰辅酶A 和安息香酰辅酶A,从而进一步合成安息香酸。
辅酶A是一种重要的辅酶,它参与了许多生物化学反应,如糖原的合成、硬脂酸的合成等。
在安息香酸的合成中,首先需要将辅酶A与乙酰辣根酸(Acetyl-CoA)结合,形成乙酰辅酶A。
乙酰辣根酸是一种通过葡萄糖、葡萄糖酸、丙酮酸等物质代谢过程中产生的中间产物,它转化为乙酰辅酶A后,可以参与到有机酸的合成中。
接下来,乙酰辅酶A与安息香酸进行反应,形成安息香酰辅酶A。
这个反应由安息香酰辅酶A合成酶(Phenacyl-CoA synthetase)催化完成。
安息香酰辅酶A是一种临时性的活性中间体,它并不是最终的产物。
为了进一步合成安息香酸,需要将安息香酰辅酶A还原成安息香酸。
这个反应由安息香酸脱氢酶(Phenacyl-CoA dehydrogenase)催化完成。
最终产生的安息香酸,可以在细胞内进一步代谢,用于能量的产生和其它生物化学反应。