Шикимовая кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Шикимовая кислота
Шикимовая кислота
Шикимовая кислота
Общие
Систематическое
наименование
(3R,4S,5R)-3,4,5-Тригидроксициклогекс-1-ен-1-карбоновая кислота
Хим. формула C₇H₁₀O₅
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 174.15 г/моль
Термические свойства
Т. плав. 185–187 °C
Химические свойства
pKa 4,15 (14,1 °C)
Растворимость в H20 18 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 138-59-0
PubChem 8742
SMILES
ChemSpider 8412
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Шикимовая кислота, по своей анионной форме известная также как шикимат — органическая моноциклическая одноосновная мононенасыщенная тригидроксимонокарбоновая кислота. Является ключевым интермедиатом в метаболическом пути, получившем название шикиматный путь, благодаря чему является прекурсором таких важнейших соединений, как фенилаланин, тирозин, триптофан, пара-аминобензоат, убихинон.

Впервые изолирована в 1885 г. Иоганном Фредериком Эйкманом из семян плода бадьяна анисового (Illicium anisatum)[1] — растения, которое в Японии называют сикими (яп. シキミ, 樒, shikimi). Представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы с tпл. 184 °С, хорошо растворимые в воде (180 г/л при 20 °C). До открытия в 1950-х годах шикиматного пути шикимовая кислота считалась редким соединением, встречающимся лишь у некоторых растений.[2]

Хотя шикимовая кислота присутствует в большинстве микроорганизмов, растений и грибов, это — биосинтетическое промежуточное звено. Поэтому она, не накапливаясь, расходуется на последующие реакции и обнаруживается обычно в очень низких концентрациях. В значительных количествах шикимовая кислота обнаружена только в анисовом бадьяне и родственных растениях.

Стереоизомеры[править | править вики-текст]

Молекула шикимовой кислоты в целом не симметрична и имеет 3 стереогенных центра, что обеспечивает возможность существования 23=8 стереоизомеров (4 пары энантиомеров). Природная (−)-шикимовая кислота имеет (3R,4S,5R)-конфигурацию, семь других стереоизомеров ((3S,4R,5S)-, (3R,4R,5S)-, (3S,4S,5R)-, (3R,4S,5S)-, (3S,4R,5R)-, (3S,4S,5S)- и (3R,4R,5R)-шикимовые кислоты) не имеют биологического и практического значения. Рацемат из (3R,4S,5R)- и (3S,4R,5S)-шикимовых кислот имеет температуру плавления 191—192 °C.

Применение[править | править вики-текст]

Шикимовая кислота используется в качестве хиральной «затравки» в синтезе фармацевтических препаратов.

Из природной шикимовой кислоты в ходе многоступенчатого синтеза получают осельтамивир — активное вещество медикамента против гриппа Tamiflu®. Длинный путь синтеза через опасные промежуточные соединения, небольшой общий выход (примерно 35 %) и дорогостоящая добыча шикимовой кислоты из растительного сырья — бадьяна настоящего (китайского бадьяна) (Illicium verum) — затрудняют производство осельтамивира в больших количествах. Нехватка осельтамивира во время эпидемии птичьего гриппа H5N1 в 2005 году вызвана недостаточным количеством сырья для производства этого препарата.[3]

В связи с недостаточным количеством производимой для нужд фармацевтической промышленности шикимовой кислоты, идёт поиск экономически более целесообразных её источников. Сырьём для получения шикимовой кислоты может служить ликвидамбар. Исследование 2010 года, проведённое Университетом штата Мэн, показало, что шикимовая кислота может также быть выделена из хвои нескольких видов сосны.[4] Проводятся также работы, целью которых является создание штаммов микроорганизмов, пригодных для микробиологического производства шикимовой кислоты.[5]

В настоящее время разработаны методы получения полностью синтетического осельтамивира.[6]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Jiang, S. und Singh, G. (1998): Chemical synthesis of shikimic acid and its analogues. «Tetrahedron», 54, s. 4697. [1]
  2. Мецлер Д. — «Биохимия. Химические реакции в живой клетке» (том 3). Перевод на русский язык под ред. академика А. Е. Браунштейна; Москва, «Мир», 1980 г.
  3. Hoffmann-La Roche: Factsheet Tamiflu, Stand 17. November 2006.[2]
  4. Maine pine needles yield valuable Tamiflu material, Boston.com, November 7, 2010
  5. Johansson Louise, Lindskog Anna, Silfversparre Gustav, Cimander Christian, Nielsen Kristian Fog, Liden Gunnar — «Shikimic acid production by a modified strain of E. coli (W3110.shik1) under phosphate-limited and carbon-limited conditions». December 2005. PubMed
  6. Japanese researcher finds synthetic route to Tamiflu. Nature, March 2006.