Каррер, Пауль: биография

Период исследования углеводов

Во Франкфурте в 1916 году Каррер начал работать над новой темой — исследованием углеводов. Разработки в данной области продолжались вплоть до 1955 года.

Гликозиды

• Согласно исследованиям Каррера наиболее предпочтительным методом гликозидирования является реакция спиртов с ацетобромглюкозой в присутствии Ag2CO3 с образованием ацетилированных алкилгликозидов и последующим щелочным гидролизом ацетильных групп. При использовании фенолов вместо спиртов получают ацетилированные арилгликозиды.

• Каррер показал интересную особенность реакции серебряных солей о-гидрокси-, о-аминокарбоновых кислот, а также -гидроксикарбоновых кислот с ацетобромглюкозой: кроме ожидаемых ацетилированных эфиров сахаров образуются также ацетилированные кислоты. В некоторых случаях наблюдается также образование дизамещенных продуктов. Реакция о-гидрокси-, о-амино-, а также -гидроксикарбоновых кислот с ацетобромглюкозой

К этому моменту П.Каррер уже был избран полноправным профессором и директором химического Института в Цюрихе. Он кардинально изменил природу исследований, проводимых в институте, заменил исследования по неорганическим темам на исследования природных продуктов: запустил работы по синтезу природных гликозидов.

• Каррером был предложен изящный метод разделения рацематов, основанный на его работах по изучению взаимодействия серебряной соли D/L-миндальной кислоты и других подобных рацематов с ацетобромглюкозой. Им было показано, что в результате реакции реагирует лишь один из энантиомеров.

• В 1924 году Каррером был получен гликозилпиридин путем кислотного гидролиза ацетилированного соединения, полученного реакцией пиридина с ацетобромглюкозой. Таким образом, были получены соединения, к классу которых принадлежат такие активные переносчики протона как НАД+ и НАДФ+.

Моно- и дисахариды

• Исследования моно- и дисахаридов начались в 1920 году. Уже в 1921 году был разработан метод синтеза ангидридов сахаров, в частности, такого важного как левоглюкозан. Щелочной гидролиз ацетилированного бромида тетрааммонийсахарида приводит к образованию желаемого ангидрида.

• Впервые было обнаружено, что такие дисахариды как мальтоза, лактоза и целлобиоза могут быть восстановлены водородом под давлением на никелевом катализаторе до мальтитола, лактитола, целлобитола.

• Схема, представленная ниже наглядно иллюстрирует микрометод, описанный Каррером в последней его работе по сахарам, для определения кольцевой структуры нуклеозидов. Структуру, образующегося в результате такого расщепления спирта, например, глицерина производят методом бумажной хроматографии.

Полисахариды

• Работу по исследованию полисахаридов Каррер начал в 1920 году, результатом ее стали 46 публикаций позже объединенные в монографию. Начало было положено после признания Карерром предположений о макромолекулярном строении полисахаридов, выдвинутых Г. Штаудингером.
• Впервые успешно была проведена реакция гидролиза хитина, которая привела к получению N-ацетилглюкозоамина, чем и было доказано, что ацетильная группа присоединена к атому азота. Эти же исследования показали принадлежность глюкозамина к серии D-аминокислот, что было установлено путем измерения угла вращения.

Вторая мировая война не стала преградой для научной деятельности П.Каррера, именно в это время им были получены смешанные эфиры полисерных кислот и карбоксиметилцеллюлозы.

Период исследоания аминокислот и белков

1916—1955 годы были ознаменованы открытиями в области аминокислот и белков.

Аминокислоты

• Исследованию аминокислот и белков положило начало наблюдение Каррером вальденовского обращения в -аминокислотах. Он обратил внимание, что L-глутаминовая кислота под действием хлорида нитрозила превращается в D-хлорглутаровую кислоту, которая в присутствии оксида серебра (II) находится в равновесии с L-гидроксиглутаровой кислотой.

• Дальнейшие исследования Каррера в этой области были направлены на выяснение конфигураций остальных аминокислот, выделенных из альбумина. По результатам своих работ он сделал вывод, что все незаменимые аминокислоты человека принадлежат L-ряду.