1.1.4.3. Реакции с одновременным участием карбоксильной и аминогрупп

О бразование комплексов с ионами металлов. Все α-амино-кислоты образуют прочные хелатные комплексы с ионами двухвалентных металлов. Их водные растворы в отличие от растворов соответствующих солей щелочных металлов обладают очень низкой электропроводностью. Это обусловлено тем, что хелатные комплексы с ионами двухвалентных металлов электронейтральны.

Этим же обусловлена их хорошая растворимость в полярных растворителях, несмешивающихся с водой, например в амиловом и бутиловом спиртах.

Устойчивость комплексов изменяется в следующей последовательности:

Cu²⁺ > Ni²⁺ > Zn²⁺ > Co²⁺ > Fe²⁺ > Mn²⁺ > Mg²⁺

Способность к комплексообразованию обеспечивает всасывание микроэлементов, таких, как Cu²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺ и др., из кишечника в кровь.

Комплексные соединения с α-аминокислотами образуют и соли железа (III). При прибавлении к водному раствору α-аминокислоты водного раствора FeCl₃ появляется красная окраска, исчезающая при прибавлении минеральной кислоты.

Медные комплексы α-аминокислот, окрашенные в синий цвет, используют для качественного и количественного анализа, а также для очистки α-аминокислот. Количественный анализ α-аминокислот можно осуществлять фотоэлектроколориметрическим и йодометрическим методами, основанными на реакции α-аминокислот с солями меди. Быстро развивается лигандообменный хроматографический анализ аминокислот и пептидов на колонках с силикагелем в присутствии ионов меди.

Образование гидантоинов. При нагревании α-аминокислот с мочевиной без растворителя образуются гидантоины. При обработке водных или неводных растворов α-аминокислот изоцианатами в зависимости от условий могут быть получены гидантоиновые кислоты или гидантоины:

Гидантоины

Гидантоины

Гидантоиновые кислоты

Гидантоины часто используют для идентификации α-аминокис-лот, поскольку они легко кристаллизуются и имеют четкие температуры плавления в отличие от аминокислот.

Образование дикетопиперазинов. Как было описано ранее, α-аминокислоты, а ещё легче их эфиры, циклизуются с образованием 2,5-дикетопиперазинов. Например, простым нагреванием глицина в этиленгликоле при 174-176ºС с выходом 62% был получен 2,5-дикетопиперазин, а метиловый и этиловый эфиры глицина спонтанно переходят в 2,5-дикетопиперазин в водном растворе при 15-20ºС.

Рассмотренные ранее реакции образования из α-аминокислот азлактонов, тиогидантоинов и реакции α-аминокислот с нингидрином и N-бромсукцинимидом также идут с участием и амино– и карбоксильной групп. Однако авторам представлялось более логичным рассмотреть их в п. 1.1.4.2, поскольку начинаются они с участия аминогруппы, а заканчиваться могут в зависимости от условий и без участия карбоксильной группы. Правка отсюда!

1.1.4.4. Специфические реакции аминокислот

Аминокислоты, содержащие реакционноспособные боковые цепи, могут принимать участие в реакциях, специфических для этих цепей. Специфические реакции представляют интерес по двум причинам. Во-первых, реакции, сопровождающиеся характерными проявлениями, широко используются для идентификации и количественного определения пептидов, белков и индивидуальных аминокислот. Во-вторых, реакции, характерные для боковых цепей аминокислот, часто используются для химической модификации пептидов и белков.

Рассмотрим специфические реакции аминокислот, имеющие аналитическое значение (табл.1.5).

Ксантопротеиновая реакция. Аминокислоты с ароматическими кольцами в боковой цепи, а также пептиды и белки, в состав которых входят такие аминокислоты, при нагревании с концентрированной азотной кислотой дают желтое окрашивание, которое обусловлено образованием нитросоединений. Нитросоединения тирозина и триптофана в отличие от нитрофенилаланина при подщелачивании образуют аци-нитросоли оранжево-красного цвета, что позволяет отличить фенилаланин от тирозина и триптофана:

Таблица 1.5