Шикимовая кислота
Шики́мовая кислота́ [(3R,4S,5R)-3,4,5-тригидроксициклогекс-1-ен-1-карбоновая кислота, 3,4,5-тригидроксициклогексен-1-карбоновая кислота], циклическая мононенасыщенная тригидроксимонокарбоновая кислота, (HO)₃C₆H₆COOH. В природе существует в виде левовращающего изомера, имеющего (3R,4S,5R)-конфигурацию. Соли и эфиры шикимовой кислоты называются шикиматами. Впервые выделена голландским химиком И. Ф. Эйкманом в 1885 г. из семян бадьяна анисового (Illicium anisatum). Молярная масса 174,2 г/моль. Температура плавления 190 °C. Температура кипения 400,5 °C.
Физико-химические свойства
Шикимовая кислота – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде [18 г/100 мл (20 °C)], растворимое в этаноле [2,25 г/100 мл (28 °C)], малорастворимое в диэтиловом эфире [0,015 г/100 мл (28 °C)], этилацетате, нерастворимое в бензоле, хлороформе.
Константа диссоциации кислоты (pKa ) составляет 4,21.
Дегидратация шикимовой кислоты приводит к образованию п-оксибензойной кислоты. При дегидрировании шикимовая кислота превращается в галловую кислоту. Сухая перегонка шикимовой кислоты даёт фенол. При обработке шикимовой кислоты амальгамой натрия в разбавленной соляной кислоте образуется дигидрошикимовая кислота. Иодная кислота расщепляет шикимовую кислоту до транс-аконитовой кислоты.
Способы получения
Шикимовую кислоту получают экстракцией из растений [например, аниса звёздчатого (Illicium verum)], при ферментации генетически модифицированных штаммов микроорганизмов или в процессе микробной биотрансформации хинной кислоты. Синтетическая шикимовая кислота может быть получена из транс,транс-1,4-диацетоксибутадиена и метилакрилата.
Участие в обмене веществ
Шикимовая кислота – важнейший биохимический метаболит в растениях и микроорганизмах. Она является интермедиатом шикиматного метаболического пути и служит предшественником в биосинтезе соединений ароматического ряда (ароматических аминокислот, флавоноидов, фенолкарбоновых кислот, кумаринов и др.). Шикимовая кислота может накапливаться в некоторых растениях.
Биосинтез шикимовой кислоты начинается с конденсации фосфоенолпирувата с 4-фосфат-эритрозой. Внутримолекулярная альдольная конденсация превращает образовавшуюся гептозу в дегидрохинную кислоту. Дегидратация дегидрохинной кислоты приводит к дегидрошикимовой кислоте, после восстановления которой образуется шикимовая кислота. Далее шикимовая кислота в ходе трёхстадийного синтеза превращается в хоризмовую кислоту, ещё один ключевой метаболит шикиматного пути.
Применение
Шикимовая кислота используется в фармацевтике при синтезе ряда препаратов, например противовирусного средства осельтамивир.
Содержание в растениях
Содержание шикимовой кислоты в растительных источниках
| Источник | Содержание в % (по весу) в высушенных образцах |
| Плоды Бадьяна японского (Illicium religiosum) | 24,05–24,8 |
| Плоды Аниса звёздчатого (Illicium verum Hook. f.) | 17,14–17,77 |
| Плоды Бадьяна Генри (Illicium henryi Diels) | 16,86–17,23 |
| Плоды Бадьяна толстолистного (Illicium pachyphyllum) | 16,21–15,98 |
| Плоды Бадьяна ланцетного (Illicium lanceolatum A.C. Smith) | 16,19–16,35 |
| Плоды арджуны (Terminalia arjuna) | 15,64 |
| Мастиковое дерево (Pistacia lentiscus), всё растение | 13,28 |
| Смородина золотистая (Ribes aureum), всё растение | 12,68 |
| Листья окопника лекарственного (Symphytum officinale) | 12,53 |
| Воронец толстоножковый (Actaea pachypoda), всё растение | 12.21 |
| Корень алангиума шалфеелистного (Alangium salvifollum) | 11.77 |
Литература
- Краткая химическая энциклопедия / гл. ред. И. Л. Кнунянц. – Москва : Советская энциклопедия, 1967. – Т. 5.
- Мецлер Д. Э. Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Т. 3 / пер. с англ. под ред. А. Е. Браунштейна [и др.]. – Москва : Мир, 1980.
- Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс ; пер. с англ. В. Л. Друцы, О. Н. Королевой. – Москва : Мир, 1991.
- Племенков В. В. Введение в химию природных соединений : учебное пособие для вузов. – Казань : [б. и.], 2001. – (Учебная литература для вузов).
- Ghosh S. Production of shikimic acid / S. Ghosh, Y. Chisti, U. C. Banerjee // Biotechnol Advances. – 2012. – Vol. 30, № 6. – P. 1425–1431.
- Current perspectives on applications of shikimic and aminoshikimic acids in pharmaceutical chemistry / D. C Díaz Quiroz, S. B. Carmona, F. Bolívar, A. Escalante // Research and Reports in Medicinal Chemistry. – 2014. – Vol. 4. – P. 35–46.
- Нельсон Д. Л. Основы биохимии Ленинджера. Т. 2. Биоэнергетика и метаболизм / Д. Нельсон, М. Кокс ; пер. с англ. Т. П. Мосоловой [и др.]. – 4-е изд. – Москва : Бином. Лаборатория знаний, 2020. – (Лучший зарубежный учебник).