This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag Zeitschrift für Naturforschung in cooperation with the Max Planck Society for the Advancement of Science under a Creative Commons Attribution4.0 International License.

Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschungin Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung derWissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender Lizenz veröffentlicht:Creative Commons Namensnennung 4.0 Lizenz.

13C-CHEMISCHE VERSCHIEBUNGEN VON AMINOSÄUREN UND PEPTIDEN 213

Ameisensäure

Zum Nachweis von Ameisensäure benutzten wir die Methode von G R A N T 16. Hierzu wird die Ameisensäure 16 W. M. GRANT, Analytic. Chem. 20, 267 [1948]. mit Magnesiumspänen und Salzsäure zu Formaldehyd reduziert. Formaldehyd kann dann wie bereits beschrie-ben bestimmt werden.

Isodialursäure und Uracil

Die quantitative Bestimmung der beiden Substanzen erfolgte durch Auswerten der Radiochromatogramme. Als Ausgangsverbindung diente ein 2-14C-markiertes Jod-uracil, bezogen von Dr. S C H W E E R (Institut für Strahlen-chemie, Kernforschungszentrum Karlsruhe). Die Iden-tifizierung der Isodialursäure und des Uracils gelang durch den Vergleich der 7?/-Werte mit authentischen Produkten. Die Isodialursäureidentifizierung wurde be-reits beschrieben 2.

In Tab. 1 sind die 7?/-Werte für Uracil (Firma Fluka) und für das bei der Photolyse gebildete Pro-dukt für verschiedene Laufmittel auf Cellulosedünn-schicht aufgeführt.

Laufmittel Rf-Wert Rf-Wert Uracilphot. Uracilvergleich

Aceton/Äther/H20 6/3/1 0,42 0,42 Essigester/Ameisen-

säure/H20 10/2/3 0,48 0,48 t-Butanol/Essig-

säure/H20 40/1/5 0,35 0,35 Essigester/Iso-

propanol/H20 75/16/9 0,33 0,33

Tab. 1. i?/-Werte für das bei der Photolyse von Joduracil in Gegenwart von Methanol gebildete Uracil (Uracilphot.) und käuflichem Uracil (Uracil\Tergleich) auf Cellulosedünnschicht.

13C-Chemische Verschiebungen von Aminosäuren und Peptiden 1 3C-NMR Chemical Shifts of Amino Acids and Peptides

W O L F G A N G VOELTER, GÜNTHER JUNG, EBERHARD BREITMAIER und ERNST BAYER

Chemisches Institut der Universität Tübingen

(Z. Naturforsdi. 26 b, 213—222 [1971] ; eingegangen am 25. November 1970)

Pulse - F o u r i e r - Transform-13C-NMR spectroscopy allowed the direct recording of 13C-NMR spectra of amino acids and peptides with natural abundance of 13C isotopes within a reasonable time. The 13C-signals of more than 50 free and protected amino acids and several peptides were assigned. 13C-NMR spectroscopy gives valuable information about the carbon skeleton, thus offering a new analytical tool for the study of biopolymers and their constituents.

Auf die Vorteile der Impuls - F o u r i e r - Trans-form-13C-NMR-Spektroskopie wurde bereits an Hand von 13C-Messungen an Polyolen 1 und Cysteinpepti-den 2 hingewiesen. In dieser Arbeit sollen die 13C-Verschiebungen von freien und geschützten Amino-säuren untersucht werden, um die Möglichkeiten der 13C-NMR-Spektroskopie zur Analyse und im Hinblick auf eine Sequenzbestimmung von kleineren synthetischen und natürlich vorkommenden Peptiden aufzuzeigen. 13C-NMR-Spektren einiger 13C-angerei-cherter Aminosäuren wurden von HORSLEY et al. 3

diskutiert. Die von uns benutzte Methode (Puls-Ein-heit und F o u r i e r - Transformation) gestattet je-doch die Aufnahme der 13C-NMR-Spektren von

Sonderdruckanforderungen an Dr . WOLFGANG VOELTER, Chemisches Institut der Universität Tübingen, D-7400 Tu-bingen, Wilhelmstraße 33.

1 W . VOELTER, E . BREITMAIER, G . JUNG, T . KELLER U. D . HISS, Angew. Chem. 82, 812 [1979], Intern. Ed. 9, 803 [1970].

Aminosäuren und Peptiden mit natürlichem 13C-Ge-halt (1 ,1%) innerhalb von kurzen Meßzeiten.

Möglicherweise können sich aus den Spektren Aussagen über Konformationsänderungen der akti-ven Zentren von Enzymen ergeben. Im Hinblick darauf untersuchten wir die 13C-chemischen Verschie-bungen der für die Aktivzentren vieler Enzyme und Peptidhormone bedeutsamen Aminosäuren wie Se-rin, Cystein, Cystin, Tyrosin, Tryptophan und Histi-din sowie einiger Modelle der Aktivzentren. Unter-suchungen am Glutathion und einigen anderen Cy-steinpeptiden weisen darauf hin, daß z. B. Redox-gleichgewichte dieser Peptide sehr bequem an Hand der 13C-chemischen Verschiebungen verfolgt werden

2 G . JUNG, E . BREITMAIER, W . VOELTER, T . KELLER u. C . TÄNZER, Angew. Chem. 82, 882 [1970], Intern. Ed. 9, 894 [1970].

3 W . HORSLEY, H . STERNLICHT u. J. S. COHEN, J. A m e r . chem. Soc. 92 ,680 [1970].

214 W. VOELTER, G. JUNG, E. BREITMAIER UND E. BAYER

können2. Ferner hängen insbesondere die 13C-Signale der Carboxylgruppe, des Ca-Atoms sowie der C-Atome neben Amino- und Thiolseitengruppen (Arginin, Lysin, Ornithin, Cystein) charakteristisch vom pH des Lösungsmittels ab. Die Messung der pH-Abhängigkeit der 13C-Signale erlaubt daher die Bestimmung von Dissoziationsgleichgewichten. Die Spektren von geschützten Aminosäuren und Pepti-den (Peptidsynthese-Zwischenprodukten) zeigen, daß die PFT-13C-NMR-Spektroskopie zudem als aus-sagekräftige und bequeme analytische Methode zur Kontrolle von Peptidsynthesen eingesetzt werden kann.

Aufnahme der PFT- 1 3 C-NMR-Spektren

Die Messungen wurden an einem Bruker HFX-9 Multikern 14"-NMR-Spektrometer durchgeführt. Die für 13C verwendete Radiofrequenz betrug 22,63 MHz. Als Proben dienten 0,1 M bzw. bei geringerer Löslich-keit gesättigte Lösungen (ca. 2 ml in 10-mm-Proben-röhrchen) der Aminosäuren und Peptide in Deuterium-oxid und Hexadeuterodimethylsulfoxid, deren Deute-riumsignale zur Stabilisation verwendet wurden. Ein Teil der Spektren wurde auch von H 2 0 bzw. DMSO (H6) Lösungen mit externem Fluorlock (C6F6) aufge-nommen. Die Verwendung von C6F6 als Locksignal wirkt sich jedoch insbesondere bei längeren Akkumu-lationszeiten störend aus, da im Bereich der Aromaten-signale dann das Signal von C6F6 mit Seitenbanden auftritt. In allen Fällen wurde Tetramethylsilan als externer Standard verwendet. Je nach Konzentration und Mol.-Gew. wurden 500 — 9000 Impulsinterfero-gramme bei einer Impulsbreite von 30 /us und einem Impulsintervall von 0,4 s akkumuliert. Das akkumu-lierte Interferogramm wurde anschließend einer F o u r i e r - Transformation zwecks Aufzeichnung des 13C-NMR-Spektrums unterworfen. Der Meßzeitaufwand zur Akkumulation betrug daher zwischen 3,5 und 60 Min. entsprechend 500 und 9000 Durchgängen.

Ergebnisse und Diskussion

Die Meßergebnisse für geschützte und freie Aminosäuren lassen sich folgendermaßen zusammen-fassen (s. Tab. 1) :

A A m i n o s ä u r e t e i 1

1. Carboxylgruppe

Die 13C-Signale der Carboxylgruppen der hier ge-messenen a-Aminosäuren liegen zwischen 170 und 183 ppm, bei tieferem Feld gegen TMSi als exter-nem Standard. Ersetzt man H in Glycin (C COOH =

173,5 ppm) durch Alkyl, so verschiebt sich das 13C-Signal der Carboxylgruppe nach tieferem Feld. Es liegt dann zwischen 175 und 180 ppm. Acylschutz-gruppen am Stickstoff (t-BOC, Z) verschieben das Carboxylsignal nach höherem Feld, was allerdings zu einem geringen Teil durch Lösungsmitteleffekte (Übergang von DaO zu DMSO) verursacht werden kann. Die Verschiebung kann zudem eine Folge des Übergangs von der Betainstruktur ( — C O O 0 in freien Aminosäuren) zur protonierten Carboxyl-gruppe ( —COOH in geschützten Aminosäuren) sein.

2. Ca

Die 13C-Signale der Ca-Atome der gemessenen freien und geschützten Aminosäuren liegen zwischen 4 0 und 62 ppm. Sie verschieben sich bei dem Über-gang von der freien zur /V-Acyl-aminosäure nach höherem Feld. Ein Anteil dieser Verschiebung könnte wieder ein Lösungsmitteleffekt sein. Ersetzt man H in Glycin durch Alkyl, so verschiebt sich das 13Ca-Signal nach tieferem Feld. Auffallend ist die stufenweise Tieffeldverschiebung des 13Ca-Signals in der Folge Cß = primär, sekundär, tertiär (vgl. die Daten von Glycin, Alanin, Leucin, Valin und Iso-leucin).

3. Cß

Die 13C^-Signale der gemessenen freien und ge-schützten Aminosäuren liegen zwischen 17 und 70 ppm. Das 13C^-Signal des Alanins erscheint bei höchstem Feld. Die 13C^-Signale aller höheren Aminosäuren sind je nach Art der mit Cß verknüpf-ten Gruppen mehr oder weniger nach tieferem Feld verschoben. Mit zunehmender Oxydationsstufe des mit C^ verknüpften Schwefels in Cystein-Derivaten verschiebt sich das 13C/j-Signal schrittweise nach tiefe-rem Feld. So liegt das 13C^-Signal des Cysteinhydro-chlorids bei 27 ,4 ppm, das des Cystins bei 39 ,0 ppm und das der Cysteinsäure bei 52 ,5 ppm (in D 2 0 ) . Dieser Befund wurde bereits zur Interpretation der 13C-NMR-Spektren einiger Cysteinpeptide2 heran-gezogen. Naturgemäß sind die Substituenten- und Lösungsmitteleinflüsse beim Übergang von der freien zur geschützten Aminosäure für Cß etwas ge-ringer als für C a .

4. Cr und C§

Die 13Cy- und 13C^-Signale der gemessenen Amino-säuren liegen zwischen 17 und 50 ppm, je nach Ver-

Name Aminosäureteil COOH CONH2 Ca Cß Cy CS Carom, oder oder COOR C£

H-Gly-OH * 173,5 42,5 H-Gly-NH2-HCl 174,9 50,8 CHj-Gly-OH 170,0 50,2 Z-Gly-OH 171,0 42,6

t.-BOC-Gly-OH 172,1 41,9 H-L-Ala-OH * 176,8 51,6 17,3 Z-DL-Ala-OH 174,0 49,55 17,55

t.-BOC-L-Ala-OH 175,1 48,95 17,3

H-y?-Ala-OH 183,4 35,7 38,45 H-L-Val-OH * 175,3 61,6 30,2 17,9

19,1 H-L-Yal-NH2-HBr 168,55 57,25 29,65 17,8

18,6 Ac-L-Val-OMe ** 59,3 31,9 21,0

20,5 t.-BOC-L-Val-OH 172,4 58,95 29,85 18,2

19,25

H-L-Leu-OH * 176,6 54,7 41,0 25,4 22,1 23,2

Ac-L-Leu-OMe ** 51,9 43,0 26,0 25,0 23,0

t.-BOC-L-Leu-OH 173,55 52,0 40,5 24,5 21,3 22,9

H-L-Ile-OH * 175,2 60,9 39,7 CH3 12,5 15,9 CH2

25,7 t.-BOC-L-Ue-OH 173,9 58,3 40,55 CHS 11,75

15,95 CH2

24,8 H-L-Ser-OH * 173,1 57,4 61,3 H-L-Thr-OH * 174,0 61,5 67,1 20,5 t.-BOC-L-Thr (BZL) -OH 171,4 58,2 70,3 16,7

H-L-Met-OH * 175,3 55,3 31,0 30,1 15,2 H-L-CysSH-OH • HCl 171,95 57,45 27,4 Ac-L-CysSH-OH 179,4 57,2 27,3

Tab. 1

Schutzgruppen t-BOC oder Z oder O-Bzl O-t. Bu Ac-CHS Lösungs-

C = 0 CH, C6H5 C CH3 N-CHa mittel COOCH,

151,5 78,0 28,25 DMSO

154,95 78,0 28,55 DMSO

O

D 2 0 D2O

78,45 D 2 0 156,0 65,8 127,2(2,3) DMSO

127,95(4) (DE) _ 136,65(1) X

156,25 78,05 27,95 DMSO(DE) W D20 g

155,15 65,5 127,2(2,3) DMSO G 127,75(4) (D6) FFI 136,55(1) W

155,9 78,1 28,05 DMSO < (D6) £ F) f> ^ D2o a

w D20 g

- - DMSO A H

(D6) O z

D,0 > B

- - DMSO Z O C/3

154,7 77,6 28,25 DMSO (D.) g D 2 0 W

(D6) W T)

0 D 2 0 M D 2 0 2

155,15 74,7 126,8(2,3) 78,3 28,35 DMSO 127,55(4) (D6) 138,05(1)

D 2 0 D 2 0

178,6 23,75 DMSO (D6) to

01

Name Aminosäureteil COOH CONH2 Ca Cß Cy Cs Carom, oder oder COOR C,

(H-DL-HomocyS-OH), 173,8 54,2 35,3 31,8

H-L-CySH-OMe • HCl 173,75 57,2 26,5

H-L-CySH-OMe • HCl H-L-CyS03H-0H (H-L-CyS-OH) 2 • 2 HCl

174,2 175,1 175,6

57,35 51,7 54,7

25,95 52,5 39,0

(H-L-CyS-OMe) 2 • 2 HCl 174,0 53,15 42,85

(H-L-CyS-OMe) 2• 2 HCl (t.-BOC-L-CyS-OH) 2

174,55 178,2

54,55 55,8

38,45 42,75

(Ac-L-CyS-OH) 2

H-L-Orn-OH • HCl Ac-L-Orn-OMe ** H-L-Arg-OH * t.-BOC-L-Arg (N0 2 ) -OH

178,85 179,4

175,2 173,0

157,5 158,55

54,35 56.6 55.7 55,1 53,3

41.1 29.2 32,2 28,5 28,35

24,5 26,2 24,9 25,45

41.1 42.2 41,5 40,25

H-L-Lys-OH * H-L-Asp-OH *

t.-BOC-L-Asp (OBZL) OH

175.4 175.5 178,8

a

55,3 53,2

49,85

27,2 37,6

36,05

22,4 30,7

1 6 8 , 8 5 1 7 1 , 3

H-L-Asn-OH 174,2 174,45 52,65 36,5 H - L - G I U - O H * a 5 5 , 7 2 8 , 1 3 4 , 5

1 7 5 , 6 1 8 2 , 3

B O C - L - G 1 U ( O B Z L ) - O H a 5 2 , 6 5 2 6 , 4 5 3 0 , 1 5 1 7 1 , 0 1 7 2 , 5

t.-BOC-L-Glu (O-t.-Bu) OH a 52,45 26,45 31,35 170,35 172,5

H-L-Gln-OIl 179,5 174,45 55,2 28,3 33,0 Ac-L-Gln-OH 175,55 179,85 54,6 29,15 33,7

179,2 t.-BOC-L-Gln-OH 172,7 172,7 53,05 26,85 31,45

H-L-Pro-OH * 174,6 61,6 29,7 24,4

4 0 , 0

4 6 , 5

Tab. 1

to Schutzgruppen t-BOC oder

Z oder O-Bzl O-t. Bu Ac-CH3 Lösungs-C = 0 CH2 C6H5 C CH3 7V-CH3' mittel

COOCH,

DMSO (De)

56,1 DMSO (D6)

56,9 DaO D , 0 D 2 0 DC1

56,25 DMSO <3 (De)

1 7 9 , 3 2 3 , 6 5 D , 0 D , 0

D , 0

«3

W 57,1 D , 0 r

160,6 81,75 30,35 DMSO g (D„) *

O

- - D M S O A D 2 0 g

1 5 4 , 8 5 7 8 , 0 2 8 , 3 5 D M S O -

(0«) W D 2 0 CO d2O I

1 5 4 , 1 6 5 , 2 5 1 2 6 , 8 ( 3 ) 7 7 , 8 2 8 , 0 5 D M S O G 1 2 7 , 0 ( 2 ) (DFL) > 1 2 7 , 4 5 ( 4 ) H 1 3 5 , 3 5 ( 1 ) »

D20, DC1 cj

M 1 5 4 . 4 6 5 , 0 5 1 2 6 , 8 ( 3 ) 7 7 , 6 2 8 , 0 5 D M S O "

1 2 7 , 0 ( 2 ) (D f l) ^ 1 2 7 , 4 5 ( 4 ) M 1 3 5 , 3 5 ( 1 ) ^

154.5 77,6 28,15 (t.-BOC) DMSO 79,2 27,7 (O-t.-Bu) (Dfl)

D 2 0 , DC1 179,85 24,4 DMSO 1 7 9 , 2 (DB) 154,4 77,6 28,15 DMSO

(Dfl) D„0

Name Aminosäureteil Schutzgruppen t-BOC oder COOH CONH2 Ca Cß Cy Ca Carom. Z oder O-Bzl O-t. Bu Ac-CHj Lösungs-oder

Cß oder C = 0 CH2 C6H5 C CH3 W-CH, mittel

COOR ce

CH2 C6H5

COOCH3

t.-BOC-L-Pro-OH 172,8 58,3 29,55 23,33 46,0 152,6 78,2 29,95 DMSO 173,25 58,55 30,40 24,1 46,2 153,05 (D„)

Ac-L-Pro-OMe ** — 60,0 31,0 26,4 49,2 — — DMSO H-L-Phe-OH * 175,0 57,3 37,5 129,5(4) D 2 0

130,7 (3) 131,1(2) n.b. (1)

Ac-L-Phe-OMe — 55,4 38,7 — — DMSO t.-BOC-L-Phe-OH 172,7 55,2 36,9 125,85 (4) 154,7 78,0 28,35 DMSO

127,55 (3) (DFL) 128,6(2)

(DFL)

137,5(1) H-L-Tyr-OH * 175,0 57,3 37,5 117,5 (3) D 2 0

130,5(2) 156,3(4)

? (1) t.-BOC-L-Tyr (OBZL) -OH 172,4 55,1 35,65 113,65 154,3 68,9 113,65 77,6 27,95 DMSO

126,6 126,6 (Dfl) 126,8 126,8 127,45 127,45 129,25 129,25 136,3(1) 136,3(1)

H-L-Try-OH 174,7 56,0 28,2 114,25 D 2 0 120,5 DC1 121,8 124,5 127,6 128,9 138,6(1)

t.-BOC-L-Try-OH 172,6 54,25 26,85 109,35 154,1 77,6 28,05 DMSO 110,55 (De) 117,5

(De)

119,95 135,25(1)

H-L-His-OH * 174,9 58,8 29,0 118,2 D.,0 137,2

t.-BOC-£-NH2-Capronsäure 173,25 40,35 29,4 28,25 33,7 58,1 154,6 76,95 28,25 DMSO (De)

o ö a tn S p—i Ch o X PI c w PO C/) r> s W W a

O w < o •2 >

S i—( z o co x a so M

CJ Z ö

M -a H i—i o M 2!

Tab. 1. 13C-chemische Verschiebungen kürzt: Z = Benzyloxycarbonyl-, t.-BOC

von freien und geschützten Aminosäuren. * s. I . e . 3 ; ** s. I .e . 5 . Die Schutzgruppen wurden nach IUPAC wie folgt abge-= tert.-Butyloxycarbonyl-, Ac = Acetyl. BZL = Benzyläther bzw. Benzylester, t.-Bu = tert.-Butyl-. Die in Klammern an-

gegebenen Zahlen 1—4 sind die Nummern der C-Atome von Phenylgruppen.

t o t—<

218 W. VOELTER, G. JUNG, E. BREITMAIER UND E. BAYER

knüpfungsart (primär, sekundär, tertiär) und Sub-stituenteneffekt wie dies bereits für Ca und C^ skiz-ziert wurde.

Caromatisch

Die 13C-Signale aromatischer bzw. heteroaromati-scher C-Atome in den Seitenketten liegen charakteri-stisch zwischen 110 und 140 ppm. Das mit dem

Aminosäurerest verknüpfte aromatische C-Atom er-scheint bei tiefstem Feld. Die 13C-Signale von C2,6 und C3 i 5 mono- und 1.4-disubstituierter Phenyl-kerne fallen aus Symmetriegründen zusammen. Die deutlich geringere Intensität der Signale von Ring-kohlenstoffen ohne Wasserstoffatom erlaubt deren Zuordnung (vgl. Histidin, Tryptophan, Phenylala-nin, Tyrosin).

C00H

183,5

ß-Alanin

30.4 35.7 103,5 l- N —Q-^ —CH2 —COOH

50 ppm

—TM ' 1*1 > »

Ca

Cß

TMS

38,4 35,7 0

Abb. 1. ß-Alanin.

COOH

172,0

Cystein x HCl

I e 57,5 172.0

H3N—CH—COOH

27.4 CH? I SH

50 ppm

IWKlwidxINLUtMNM'

Ca

57,5

Cß

TMSext.

^Uw.i, »pj.au Mitwiwmn» 27A 0

Abb. 2. L-Cystein- Hydrochlorid.

»C-CHEMISCHE VERSCHIEBUNGEN VON AMINOSÄUREN UND PEPTIDEN 2 1 9

CO Äc COOH

178,8 179A

N-Ace tyl-Cyst ein

23,8 179,4 57,2 176.8

CI^-^-HN—CH—COOH o 27,3 c H2

SH

50 ppm

Ca

57,2 2^3 238

Abb. 3. 7V-Acetyl- L-Cystein.

B S c h u t z g r u p p e n

1. tert.-Butyloxycarbonylgruppe

a) Carbonyl

Das Carbonylsignal der t.-BOC-Gruppe in den PFT-13C-NMR-Spektren von BOC-Aminosäuren er-scheint meist mit geringer Intensität um 155 ppm.

b) Quartär es C

Das 13C-Signal des quartären C-Atoms der t.-BOC-Gruppe liegt zwischen 77 und 82 ppm und ist in-folge seiner durch die Verknüpfung bedingte große Relaxationszeit im PFT-13C-NMR-Spektrum meist schwach.

Ornithin x HCl

56.6 179,4 H2N-CH—COOH

CH7 29.2 I

CH2 245

CH2 I

NH2

Ca CS C0 Qf

Abb. 4. L-Ornithin- Hydrochlorid.

2 2 0 W. VOELTER, G. JUNG, E. BREITMAIER UND E. BAYER

Hz 10000 Hz 5000 Hz 2000

179,9"

N-Acetyl-Glutamin \

226 54.6 Chh-C-NH-CH—COOH

II | 0 CH2 29.2

CH2 33.7

A 0 NH2

50 ppm

IjDMSO

CY CßCH3

54,6 3371 2LA 292

Abb. 5. N-Acetyl- L-Glutamin.

c) Methylgruppen b) CHo-Gruppe

Die 13C-Signale der Methylgruppen liegen zwi- Die 13C-Signale der Methylengruppen von Z sehen 28 und 30 ppm. O-Bzl liegen zwischen 65 und 75 ppm.

2. Benzyloxycarbonyl- und Benzylgruppen

a) Carbonylgruppe (vgl. B1 a)

c ) Caromatisch (vgl- A 5)

3. Acetylgruppe

h. 2000 Carnosin (ß-Ala-His)

30.9 355 1733 56,0 179.4 H^hCH^C^-C-NH -C H-COOH

^ CH2 31.6

T35j\ 119.6^^4 C 2

N - 4 s 7 H

50 ppm

-C00H

-CONH-

' 179,4173,3

C4

C5

137,7 119,6

caHis Cß His

Cos

TMS ©ct.

56,0 385 31(8 355I

Abb. 6. Carnosin (/9-Alanyl- Histidin).

Abbn. 1 — 6. Einige Impuls - F o u r i e r . Transform-13C-NMR-Spektren.

"C-CHEMISCHE VERSCHIEBUNGEN VON AMINOSÄUREN UND PEPTIDEN

Z - G l y - D L - A l a - N 2 H 3 (DMSO) Carnosin, (3-Ala-His (DMSO)

2 2 1

3 2 65.25 155.35 43.45 167,55 46.75 170.25

4 0 ~ C H 2 - ° ~ 1 1 _ NH—CH 2 -^ - N H — - N H - N H 2 5 6 0 0 KUJCH3 0

126. B j 127.45 J 2-136.1 CJ

31.8 38.95 173I35 56,0 179.45

H2N-CH2—CH2—C —CH—COOH 0 u C H 2 35J5

R 135.15 "9,65 HC^ ^N

\ II N—CH 137,7 H

Z-DL-Ala-Gly-N2H3 (DMSO) Z-L-Cys (BZL) -Gly-OEt (DMSO)

3 2 64.85 154.4 49.65 166.8 4045 171.3

4 0 L C M 2 - O - C - N H — C H — C — NH—CHz-C —NH-NH2 5 6 0 , 7 . 4 5 ^ 0 0

C6»5 126,35 I C 127,0 I L 2 ' 6

135,45 CL

BOC-L-Val2 -OH (DMSO)

^ ^ O - ^ ' - N H - ^ - ^ H - ^ - ^ H

ens o ^ mk? Ä CH3 CH3 CH3CH3

18.65 19.65

18.65 19.65

H- DL-Leu—DL-LeuOHx HCl (D20)

539 53.9 5455 1753 5455 177.65

HCl x H 2 N-CH—C—NH-CH — COOH I 11 |

« V 1

26.75

/ CH

CH2 25.05 I

CH3 CH3 C^3XCH3 24.19 24.95

24.19 24,95

3 2 68.2 161.3 57,2 17$65 43.1 175.1 635 158

^ C r 0 ^ " 0 ~ 9 ~ N H ~ 9 H " ~ 9 - N H - C H 2 - C - O - C H 2 - C H 3 5 6 i «55CH2 0 0

C6H5

S -

131.35 132.25 132.9 133,55 141.75 143.3

c2-6

Cl

Z-L-Asp (et -OH) - L-Cys (BZL) - Gly-OH (DMSO) (geschütztes Asparthion)

j=? 687 161.2 53.7 17( < ( ^ - C l - l 2 - 0 - ^ - N H — C H -

5 6 0 -39.65 Ch^

C6H5.131.45 132.23 132.45 133.0 133.55 141.75 \ C 143.3 J

55.25 176,55 42.75 175.1

176.2^. — N H - C H — ( J J — N H - C H 2 - C O O H

C2-6 43.52 C H 2

S — C H 2 37.9 6 5

Tab. 2. 13C-chemisdie Verschiebungen einiger Peptide.

a) Carbonyl (vgl. B 1 a)

b) CH3

Die /V-Acetyl-13CH3-Signale erscheinen bei 24 ppm.

C P e p t i d e

Tab. 2 zeigt die durch 13C-NMR-Spektroskopie er-haltenen chemischen Verschiebungen einiger ge-schützter und freier Peptide. Die Zuordnung der 13C-Signale wird an Hand der Strukturformeln illu-striert.

1. Carbonylgruppen

a) Schutzgruppen

Die 13C-Carbonylsignale der Z- bzw. t.-BOC-Gruppe der Verbindungen 1, 2, 3, 6 und 7 erschei-nen zwischen 154 und 161 ppm. Entsprechende Werte werden auch bei den V-Acylaminosäuren ge-funden (vgl. B 1 a).

b) Peptidgruppen

Die Carbonylresonanz der Peptidgruppe erstreckt sich von 165 bis 175 ppm. Die Sequenzabhängigkeit

222 H. A. BRUNE, G. HORLBECK UND U.-I. ZÄHORSZKY

der Peptid-13C-Resonanz wird z. Z. genauer unter-sucht.

c) C-Terminale Carbonylgruppen

Die 13C-Signale C-terminaler Carbonylgruppen liegen zwischen 170 und 180 ppm, wobei Lösungs-mittel- und pH-Einflüsse bisher nicht berücksichtigt wurden.

2. C a , Cß, Cy sowie Alkylteil von Schutzgruppen

Benzyl- und t.-Butyl-Rest von Z- und t.-BOC sowie die Seitenketten erfahren im Oligopeptid nur ge-ringfügige Verschiebungen der 13C-Signale im Ver-gleich zu den Aminosäuren.

4 G . JUNG et al. , unveröffentlicht.

Die Untersuchungen an Polypeptiden 2 wie Insulin, Lysozym4 und Gramicidin4 '5 führen zu dem Schluß, daß die 13C-NMR-Spektroskopie in Zukunft eine bedeutsame Rolle zur Strukturaufklärung von Biopolymeren spielen wird. ^H-rauschentkoppelte 13C-Spektren sind einfacher zu interpretieren als 1H-NMR-Spektren und ergänzen andererseits CD-, UV- und IR-spektroskopische Methoden.

Unsere Arbeit wurde von der Deutschen Forschungs-gemeinschaft finanziell unterstützt, der hierfür gedankt sei. Herrn Dr. CHRISTIAN TÄNZER und Herrn TONI KELLER (Fa. Bruker-Physik AG, Karlsruhe-Forchheim) danken wir für ihre Hilfe bei der Aufnahme der PFT-13C-NMR-Spektren.

5 W . A . GIBBONS, J. A . SOGN, A . STERN, L . C . GRAIG U. L . F . JOHNSON, Nature [ L o n d o n ] 2 2 7 , 8 4 0 [ 1 9 7 0 ] .

Bis(cyclobutadienyl-eisentricarbonyl) Bis (cyclobutadienyl-irontricarbonyl)

H A N S ALBERT BRUNE und G E R N O T HORLBECK

Abteilung für Organische Chemie der Universität Ulm *

und

U W E - I N G O M A R ZÄHORSZKY

Institut für Organische Chemie der Universität Karlsruhe

(Z. Naturforsch. 26 b, 222—225 [1971] ; eingegangen am 26. November 1970)

3,4-Dichloro-l-bromo-cyclobut-l-ene and diironenneacarbonyl do not form the expected bromo-cyclobutadiene-irontricarbonyl. Instead, two complex molecules are connected to bis (cyclobuta-dienyl-irontricarbonyl) by elimination of the bromine atoms.

Im Rahmen von Untersuchungen über Substi-tuenten-Einflüsse auf Strukturen und Bindungsver-hältnisse der Metall-Komplexe des Cyclobutadiens berichteten wir kürzlich über die Synthese des Chlor-cyclobutadien-eisentricarbonyls1 aus ciV3.4-Dichlor-l-chlorcyclobuten-(l) und Dieisenenneacarbonyl:

/ X H CL FE(CO)3

Sonderdrudeanforderungen an Prof. Dr. H. A. BRUNE, Univ. Ulm, Zentrum Chemie-Physik-Mathematik, Abt. f. organ. Chemie, D-7500 Karlsruhe 1, Richard-Willstätter-Weg.

* Gegenwärtige Anschrift: Institut für Organische Chemie der Universität Karlsruhe/Germany.

Auf analoge Weise wollten wir nun auch das Brom-cyclobutadien-eisentricarbonyl aus 3.4-Di-chlor-l-brom-cyclobuten-(l) und Dieisenenneacar-bonyl synthetisieren. Dazu wurde cw-3.4-Dichlor-cyclobuten-(l) 2 in Methylenchlorid bei Zimmer-temperatur mit elementarem Brom zu trans- 1.2-Di-brom-cis,cis-3.4-dichlor-cyclobutan und cis-1.2-Di-brom-<r<ms,cw-3.4-dichlor-cyclobutan bromiert3. Die Isomeren wurden säulendiromatographisch getrennt.

Abspaltung von Bromwasserstoff aus dem eis-1.2-Dibrom-£ran5,as-3.4-dichlor-cyclobutan mit metha-

1 H . A . BRUNE, G . HORLBECK u. H . P . WOLFF, Z . Natur-forsch. 2 5 B , 3 2 6 [ 1 9 7 0 ] .

2 M . AVRAM, J. G . DINULESCU, M . ELIAN, M . FARCASIU, E . MARICA, G . D . MATEESCU U. C. D . NENITZESCU, C h e m . Ber . 9 7 , 3 7 2 [ 1 9 6 4 ] .

3 M . AVRAM, G . D . MATEESCU, J. G . DINULESCU, A . IUVARA u. C . D . NENITZESCU, Rev . roum. C h i m . 1 3 , 1 0 7 5 [ 1 9 6 8 ] .