2. Ак в растворе. Кислотно-основные свойства ак

Все АК хорошо растворимы в воде из- за полярных амино- и карбоксильной групп в стандартном блоке .Амфотерны из-за наличия основного (аминогруппа) и кислотного (карбоксил) центра. В растворе существуют в виде биполярного иона или цвиттер-иона:

NH₂ – СН₂ – СООН  ⁺NH₃ – СН₂ – СОО^-

диполярный ион (биполярный ион)

АК взаимодействуют со щелочами по карбоксильной группе и кислотами по аминогруппе (см. лекцию №5).

Кислотный центр СООН и основный центр аминогрупы образуют с Си(ОН)₂ хелатный комлекс синего цвета.

Большинство АК в растворе имеют нейтральную среду, но если в радикале присутствуют сильные основные центры , то среда становится щелочной: рН7; в эту группу входят диаминомонокарбоновые «основные» АК: лизин, орнтин, аргинин.

NH₂ – СН – СООН + Н₂О  ⁺NH₃ – СН – СОО^- + ОН^-

(СН₂)₃- NH₂ (СН₂)₃-NH⁺₃

орнитин

Если в радикале имеется кислотный центр это «кислые» дикарбоновые моноаминокислоты аспарагиновая и глутаминовая, в растворе данных кислот рН 7.

NH₂ – СН – СООН + Н₂О  ⁺NH₃ – СН – СОО^- Н₃О⁺

СН₂ – СООН СН₂ – СОО^-

Изоэлектрическая точка.

Изменение суммарного заряда АК в зависимости от рН среды

Большинство АК имеют рI в нейтральной области, близкой рН =7. Диаминомонокарбоновые АК рI 7 . Дикарбоновыемоноамино рI 7

3. Характерные химические реакции АК по карбоксильной и аминогруппам

1. Реакции по аминогруппе

Аминогруппа является сильным нуклеофильным реагентом и взаимодействует с электронодефицитным атомом углерода Например с СН₃1 и ангидридом и хлорангидридом уксусной кислоты (S_N ), образуя N-алкильные и N-ацильные производные (S_N)

1. АЛКИЛИРОВАНИЕ АК

2. АЦИЛИРОВАНИЕ АК

3. ПРИСОЕДИНЕНИЕ – ОТЩЕПЛЕНИЕ ( ОБРАЗОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ ШИФФА)

С оксогруппой –С=О идет реакция присоединения - отщепления (A_N –Е). Образуя имины или основания Шиффа. Эта реакция используется в количественном определении АК в растворах, так как титрование щелочью невозможно, его проводят после блокады аминогруппы формальдегидом, в результате остается кислая карбоксильная группа, количество этих групп определяется титрованием щелочью, метод получил название «формольное титрование» или метод Серенсена.. В организме образование имина с альдегидной группой пиридоксальфосфата является промежуточным продуктом во всех превращениях АК.

4. Окислительное дезаминирование in vitro Реакция Ван-Слайка

С HNO₂ аминогруппа АК, как первичный алифатический амин вступает в реакцию окислительного дезаминирования, превращаясь в гидроксил. Эта реакция легаи в основу количественного определения амино- и карбоксильных групп в растворах АК. Называется реакция Ван-Слайка.

2. Реакции по карбоксильной группе

1. Образование пептидной или амидной связи

Карбоксильная группа является электрофильным субстратом в реакции S_N и взаимодействует с нуклеофильной аминогруппой, образуя амидную или пептидную связь. 3.Качественная реакция на --аминокислоты

Нингидриновая проба – образование окрашенного сине-феолетового соединения с нингидрином