Общие физические и физ-хим свойства

1. Природные аминокислоты алифатического ряда – бесцветные, белые и желтоватого оттенка кристаллические субстанции, чаще хорошо растворимые в воде, и нерастворимые в органических растворителях. Некоторые имеют запах.

2. Оптическая активность. Большинство аминокислот (кислота глутаминовая, цистеин, ацетилцистеин, пеницилламин) обладают оптической активностью, т.е. способностью вращать плоскость поляризованного луча света. Природные α-АК, входящие в состав белков, являются L-изомерами. Левовращающие аминокислоты обозначают L или (-), правовращающие D или (+).

Не содержат асимметрического атома углерода и не обладают оптической активностью аминалон, пирацетам, кислота аминокапроновая. Метионин не обладает оптической активностью, т.к. является рацематом (смесью D и L – изомеров).

3. Поглощение света в ИК- области спектра. Аминокислоты поглощают свет в ИК – области спектра (4000-400 см^-1) и не обладают поглощением в УФ (нет хромофорных групп) – области спектра (220-350 нм).

Общие химические свойства

АК и в твердом состоянии, и в нейтральных растворах при взаимодействии аминогруппы и карбоксильной группы в пределах одной молекулы образуют биполярный цвиттер-ион ⁺NH₃RCOO^-, то есть внутреннюю соль, имеющую два противоположных заряда.

O O

R – CH – C ↔ R – CH – C

│OH│O^-

NH₂NH₃⁺

Этим объясняется высокая Т°пл (220-315^оС) и нейтральная реакция среды по лакмусу у моноаминомонокарбоновых АК. В зависимости от рН биполярные ионы α-АК диссоциируют до аммонийной соли (рН 1,0 – 3,0) или аминокарбоксилата (рН 9,0-10,9).

Для каждой α-АК характерна определенная изоэлектрическая точка, то есть значение рН, при котором указанные ионы находятся в равновесии. В виде аммонийной соли (рН 1,0 – 3,0) или аминокарбоксилата (рН 9,0-10,9).АК разделяют с помощью электрофореза.

1. Кислотно-основные свойства. Аминокислоты обладают амфотерными свойствами. За счет наличия аминогруппы (–NH₂) c неподеленной парой электронов аминокислоты проявляют основные свойства, за счет подвижного атома водорода карбоксильной группы (-COOH) – кислотные свойства, поэтому растворяются в кислотах и щелочах.

2. Восстановительные свойства. Реакции окисления. Обычно при действии на аминокислоты гипохлоритов, хлорамина Б, персульфатов протекает реакция окислительного дезаминирования с выделением аммиака и диоксида углерода, образуется альдегид с меньшей цепью углеродных атомов, чем в аминокислоте.

Пример. Нингидриновая проба. За счет карбоксильной группы и аминогруппы.

Реакцию можно вести в пробирке и на хроматографической бумаге и ТСХ (сине-фиолетовый). Окраска переходит от меловой до сине-красной.

Методика: на пластинку наносят раствор анализируемой АК, хроматограмму выдерживают в бутанол, уксусной кислоте, воде. Затем высушивают на воздухе, обрабатывают 1% раствором нингидрина в ацетоне, высушивают в сушильном шкафу при 105 С, затем смотрят в УФ свете. Сине-фиолетовый цвет свидетельствует о присутствии АК.

2) Иначе идет окисление азотистой кислотой или нитритом натрия в среде хлороводородной кислоты, образуются пары азота:

3. Комплексообразующие свойства. За счет карбоксильной группы и аминогруппы аминокислоты способны вступать в реакции комплексообразования с солями тяжелых металлов в щелочной среде. Продукт взаимодействия АК с солями меди имеет темно-синюю окраску (образуется внутрикомплексная соль). Эту реакцию используют для доказательства подлинности и обнаружения АК на хроматограммах.

(водородные связи между медью и атомами азота).

4. Образование ангидросоединений (легко выделяют воду), разных у α- и γ-. А) α-АК могут выделить одну молекулу воды из 2-х молекул АК и образуя неполный ангидрид или выделить две молекулы воды и образуя полный ангидрид:

Б) γ-АК, отщепляя воду, образуют лактамы (внутренний амид):

Образуется неустойчивая соль, легко разрушающаяся в щелочной среде.

5. Под действием формальдегида образуется N-метиленпроизводное:

Эта реакция дает возможность определять количественно после взаимодействия с формальдегидом АК алкалиметрически. Формальдегид блокирует амино-группу и соединение теряет амфотерный характер.

6. Аминокислоты дают все реакции, характерные

1) для карбоксильной группы (-COOH)

• образование сложных эфиров со спиртами R-CH(NH₂)-COOR_1,

• восстанавление до аминоспирта R-CH(NH₂)-CH₂OH.

2) для аминогруппы (-NH₂)

• декарбоксилирование с образованием первичных аминов R-CH₂-NH₂

• с ангидридами и хлорангидридами кислот,

• образование оснований Шиффа с альдегидами.

Итак, характеризуя общие свойства аминокислот, основываясь на которых мы определяем методы качественного обнаружения, количественного анализа, условий хранения и т.д., мы отметили существование оптической изомерии в ряду АК, амфотерный характер их, образование с т.м. окрашенных комплексных соединений, образование полипептидов или лактамов, способность к окислению, к образованию N-метиленпроизводных.