Оптическаяизомерияаминокислот

Все-аминокислоты, кроме глицина, имеющие один асимметрический- углеродный атом существуют в виде пары энантиомеров. Природные- аминокислоты с одним асимметрическим атомом углерода С^*относятся кL-ряду (S-конфигурация).

COOH COOH

H

CH₃

NH₂

H₂N

H

CH₃

^{D(-)-аланин} L(+)-аланин

Гидроксипролин, треонин и изолейцин имеют два асимметрических атома углерода и существуют в виде двухD,L- пар.

КонфигурацияD,L– пардляизолейцина

COOH

COOH

COOH

COOH

^Тпл

H NH₂

H CH₃

CH₂CH₃

D(эритро)

274-275⁰C

NH_2CH3

H

HCH₂CH₃

L(эритро) 278⁰C

HCH₃

NH_2H

CH₂CH₃

D(трео)

283-284⁰C

NH₂

H

HCH₃

CH₂CH₃

L(трео)

285-286⁰C

(сразложением)

[]

ПрироднаяаминокислотаимеетконфигурациюL-трео:

²⁰+10,7⁰в HO

D 2

D

[]²⁰+40,8⁰в20%HCl

Методыполученияаминокислот

Оптически активные аминокислоты получают из белкового гидролизата, микробиологическим и ферментативным методами. При химических способах получения образуются рацематы, которые используют, либо как таковые, либо разделяют.

1. Аммонолизгалогенкарбоновыхкислот

O

R-HC^C

NH₃/H₂O

O

R-HC^C

_Cl OH

(NH₄)CO_{3 NH2}^OH

-HCI

2. СинтезпоШтекеру–Зелинскому(модификацияциангидринногосинтеза оксикислот)

RCH=O

NH₄Cl_,NaCN

*

R-CH-C ^NH₂N

2H₂O,H

R-^*CH-COOHNH₂

нитрилы-аминокислот, рацематы

-аминокислоты, рацематы

Особенностихимическихсвойств

Аминокислоты, имея кислотную (карбоксильную) и основную (аминную) группу, являются амфотерными соединениями.

Аминокислотыреагируютскислотамииоснованиями,приэтомобразуются соли.

ONH₃-HC ^C _–

CH₃^O

NaOH

NH₂-HCC

CH₃

O

ONa

+H₂O

аланин

HCl

2-аминопропаноатнатрия,натриевая соль аланина

O^NH3-HC C

_{Cl CH3OH}

хлористыйаланиний, гидрохлоридаланина

Значение рН, при котором аминокислота является электрически нейтральной (существует только в виде цвиттер-ионов), называется изоэлектрической точкой, рI.

R-CH-COO

HO H

R-CH-COO ^R-CH-COOH

NH₂

^H NH₃

HO ^NH3

высокиезначениярН (анионная форма)

pIизоэлектрическаяточка

низкиезначениярН (катионная форма)

3

В большинстве случаев водные растворы аминокислот имеютслабокислуюреакцию,т.к.кислотностьNH⁺вышеосновностигруппы

СОО^-

Вводеаминогруппупротонируютмолекулыводы.

O

NH₃-HC ^C

H₂O

O

^NH2-HC C

+H₃O

R ^O– R ^O

Аминокислотыболеесильныекислоты,чемкарбоновые,ноболее слабые основания, чем первичные амины.

Реакциипоамино- икарбоксильнойгруппам

1. Образование хелатов с ионами тяжелых металлов, реакцияотносится к качественным.

2NH₂-CH₂COOH

_Cu+2

_OC O

Cu

NH₂

CH₂

глицин

H₂C

NH₂

_O C_O

хелат(раствортемно-синегоцвета)

2. РеакциясNaNO₂/HCl(HNO₂)

^CH2-COOH+HNO₂ ^{CH2-COOH+N2+H2O}

_NH2 OH

оксиэтановаякислота

По объему выделившегося азота определяют количество аминокислот в растворе.

3. Алкилирование

Исчерпывающее метилирование – первая стадия синтеза бетаинов, специфических производных-аминокислот, имеющих цвиттер-ионное строение. Бетаины имеют сладкий вкус и содержатся в некоторых растениях, например в свекле.

CH₂-COOHNH

изб.CH₃I/Na₂CO₃

CH₂-COOH

AgOH

-AgI

OCH₂-CO

N(CH₃)₃

+H₂O

^{2 (H3C)3N} I

бетаин

4. Ацилирование

O(CH₃)₃N-HC C _–

O

R

бетаиныаминокислот(R-алкил)

(CH₃CO)₂O

CH-COOH

CH₂-COOH

H₂N

-CH₃COOH

2

NHC

CH₃

-H₂O

HCOOH

O

N-ацетиламиноэтановаякислота,N-ацетилглицин

CH₂-COOHNH C^HO

формилирование,введениегруппыСНО

N-формиламиноэтановаякислота,N-формилглицин

^O NaOH

CH₂-COOH+^{C6H5-C-Cl CH}₂^-COOH

NH₂

O

бензоилированиепо Шоттен-Бауму

NH-C(O)C₆H₅

N-бензоиламиноэтановая кислота,N-бензоилглицин, гиппуроваякислота

_C6H5-C-Cl хлорангидридбензойнойкислоты, хлористый бензоил