Pyroglutaminsäure

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Strukturformel
Pyroglutaminsäure.png
L-Pyroglutaminsäure (links) und D-Pyroglutaminsäure (rechts)
Allgemeines
Name Pyroglutaminsäure
Andere Namen
  • L-Pyroglutaminsäure
  • (S)-Pyroglutaminsäure
  • D-Pyroglutaminsäure
  • (R)-Pyroglutaminsäure
Summenformel C5H7NO3
CAS-Nummer
  • 98-79-3 (L-Pyroglutaminsäure)
  • 4042-36-8 (D-Pyroglutaminsäure)
  • 149-87-1 (DL-Pyroglutaminsäure]
Eigenschaften
Molare Masse 129,11 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt

162–163 °C (L-Enantiomer) [1]

Löslichkeit

löslich in Wasser, Ethanol und Aceton [1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2][3]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 315-319-335
P: 261-​305+351+338 [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][2]
Reizend
Reizend
(Xi)
R- und S-Sätze R: 36/37/38
S: 26-36
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Pyroglutaminsäure ist ein Derivat der Glutaminsäure und zählt nicht zu den (proteinogenen) Aminosäuren. Pyroglutaminsäure besitzt ein stereogenes Zentrum in der 2-Position am Pyrrolidinring, ist also chiral. Es existieren somit zwei Enantiomere: L-Pyroglutaminsäure [Synonym: (S)-Pyroglutaminsäure] und D-Pyroglutaminsäure [Synonym: (R)-Pyroglutaminsäure].

Vorkommen

L-Pyroglutaminsäure ist ein cyclisiertes inneres Amid der L-Glutaminsäure und ist enthalten in Gemüse, Früchten, Gräsern und in Melasse.[1] Peptide mit N-terminalem L-Glutamin, dessen Aminofunktion ungeschützt ist, werden leicht in Pyroglutamyl-Peptide umgewandelt.[5]

Gewinnung und Darstellung

Beim Erhitzen einer Mischung aus gleichen Gewichtsteilen Glutaminsäure und Wasser in einem Autoklaven erhält man bei Reaktionstemperaturen von 135–140 °C Pyroglutaminsäure.

Chemische Eigenschaften

Die Carboxygruppe der L-Pyroglutaminsäure kann mit Alkoholen im sauren Medium zu L-Pyroglutaminsäureestern (zusammen mit den Salzen der Pyroglutaminsäure auch als Pyroglutamate bezeichnet) verestert werden, die Lactamfunktion bleibt dabei unverändert. Durch Behandeln mit Phosphorpentasulfid wird die Lactamfunktion der L-Pyroglutaminsäureester in eine Thiolactamfunktion umgewandelt[6].

D- und ebenso L-Pyroglutaminsäure zählen nicht zu den Aminosäuren, weil neben der sauren Carboxygruppe keine basische Aminogruppe im Molekül vorhanden ist, da der Stickstoff im Fünfring Teil eines Lactams (cyclisches Amid) ist. Zugleich sind D- und ebenso L-Pyroglutaminsäure Derivate einer Aminosäure, der D- bzw. L-Glutaminsäure.

Verwendung

Die reinen Enatiomeren der Pyroglutaminsäure, also L-Pyroglutaminsäure und D-Pyroglutaminsäure, werden oft zur Racematspaltung racemischer Amine eingesetzt.[1] Aus L-Pyroglutaminsäure lässt sich auch L-Prolin synthetisieren.[7] Der chirale Hilfsstoff RAMP wurde aus D-Pyroglutaminsäure synthetisiert.[8] Die Verwendung beider Enantiomeren der Pyroglutaminsäure in weiteren stereoselektiven Synthesen wurde in einem Übersichtsartikel beschrieben. [9] Der Naturstoff Domoinsäure wurde in einer vielstufigen Synthese aus (S)-Pyroglutaminsäure synthetisiert.[10]

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 The Merck Index. An Encyclopaedia of Chemicals, Drugs and Biologicals. 14. Auflage, 2006, S. 1373, ISBN 978-0-911910-00-1.
  2. 2,0 2,1 2,2 Datenblatt L-Pyroglutamic acid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 22. April 2011.
  3. Datenblatt DL-Pyroglutamic acid bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 22. April 2011.
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. Hans-Dieter Jakubke und Hans Jeschkeit: Aminosäuren, Peptide, Proteine. Verlag Chemie, 1982, S. 139, ISBN 3-527-25892-2.
  6. Axel Kleemann, Jürgen Martens und Karlheinz Drauz : Synthese von Prolin aus Glutaminsäure, Chemiker-Zeitung 105 (1981) 266.
  7. Karlheinz Drauz, Axel Kleemann, Jürgen Martens, Paul Scherberich und Franz Effenberger (1986): Amino Acids 7. A Novel Synthetic Route to L-Proline. In: J. Org. Chem. Bd. 51, S. 3494-3498.
  8. Dieter Enders, Herbert Eichenauer und Reimund Pieter: Enantioselektive Synthese von (−)-(R)- und (+)-(S)-[6]-Gingerol - Gewürzprinzip des Ingwers, Chemische Berichte 112 (1979) 3703-3714.
  9. Carmen Nájera und Miguel Yus: Pyroglutamic acid: a versatile building block in asymmetric synthesis, Tetrahedron: Asymmetry 10 (1999) 2245-2303.
  10. Y. Ohfune und M. Tomita, Journal of the American Chemical Society 104 (1982) 3511.

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