30. Аминокислоты: номенклатура, изомерия. Способы получения. Химические свойства. Отношение к нагреванию. Лактим-лактамная таутомерия.
Аминокислоты - органические бифункциональные соединения, в состав которых входят карбоксильные группы –СООН и аминогруппы NH2
Номенклатура: По систематической номенклатуре названия аминокислот образуются из названий соответствующих кислот прибавлением приставки амино и указанием места расположения аминогруппы по отношению к карбоксильной группе.
Например:
Часто используется также другой способ построения названий аминокислот, согласно которому к тривиальному названию карбоновой кислоты добавляется приставка амино- с указанием положения аминогруппы буквой греческого алфавита. Пример:
Изомерия:
1. Изомерия углеродного скелета
2. Изомерия положения функциональных групп
3. Оптическая изомерия
Все a-аминокислоты, кроме глицина H2N-CH2-COOH, содержат асимметрический атом углерода (a-атом) и могут существовать в виде оптических изомеров (зеркальных антиподов).
Оптическая изомерия природных a-аминокислот играет важную роль в процессах биосинтеза белка.
Получение.
1. Из карбоновых кислот через их галогенопроизводные в радикале
1 стадия
Галогенирование карбоновых кислот
2 стадия
Взаимодействие α-галогенкарбоновых кислот с избытком аммиака (аммонолиз)
На второй стадии происходит замещение атома галогена в галогенкарбоновых кислотах на аминогруппу. Выделяющийся при этом хлороводород связывается избытком аммиака в хлорид аммония:
2. Гидролиз пептидов и белков
α-Аминокислоты образуются при гидролизе пептидов и белков.
При гидролизе белков обычно образуются сложные смеси α-аминокислот, однако с помощью специальных методов из этих смесей можно выделять отдельные чистые аминокислоты.
3. Восстановление нитрозамещенных карбоновых кислот(применяется обычно для получения ароматических аминокислот)
4. Микробиологический синтез
Этот способ основан на способности специальных микроорганизмов вырабатывать в питательной среде в процессе жизнедеятельности определенную α-аминокислоту.
Химические свойства.
Аминокислоты являются амфотерными соединениями, для них характерны кислотно-основные свойства. Это обусловлено наличием в их молекулах функциональных групп кислотного (-СООН) и основного (-NH2) характера.
В водных растворах и твердом состоянии аминокислоты существуют в виде внутренних солей.
В кислой среде молекулы аминокислот представляю собой катион. В щелочной среде молекулы аминокислот представляют собой анион. В нейтральной среде аминокислоты представляют собой цвиттер-ион или биполярный ион.
Аминокислоты в твердом состоянии всегда существуют в виде биполярного, двухзарядного иона — цвиттер-иона.
Водные растворы аминокислот в кислой и щелочной среде проводят электрический ток.
Отношение к нагреванию.
Превращения аминокислот при нагревании зависят от взаимного расположения карбоксильной и аминогруппы и определяются возможностью образования термодинамически стабильных 5-ти- 6-тичленных циклов
a -Аминокислоты вступают в реакцию межмолекулярного самоацилирования. При этом образуются циклические амиды – дикетопиперазины.
b -Аминокислоты при нагревании переходят a ,b -непредельные кислоты.
g - и d -Аминокислот претерпевают внутримолекулярное ацилирование с образованием циклических амидов – лактамов.
