§ 24.2. Задачи для самостоятельного решения

24.2.1. Строение и изомерия

1542. Приведите примеры изомерных аминокислот, отличающихся строением углеродного скелета.

1543. Приведите структурные формулы трех аминомасляных кислот.

1544. Приведите структурные формулы двух аминокислот, одна из которых имеет оптические изомеры, а другая — нет.

1545. Приведите структурные формулы двух изомерных пептидов.

1546. Напишите структурные формулы двух веществ, имеющих молекулярную формулу C₃H₇NO₂. С помощью какой реакции можно различить выбранные вами вещества?

1547. Напишите структурные формулы двух природных дипептидов, состоящих из разных аминокислотных остатков и имеющих в молекуле 6 атомов углерода и три атома кислорода.

1548. Напишите структурную формулу одного из природных трипептидов, в молекуле которого на 5 атомов кислорода приходится два атома серы.

24.2.2. Получение и химические свойства

1549. Приведите в общем виде уравнение реакции образования соединений с пептидной связью.

1550. Приведите примеры аминокислот, у которых преобладают а) кислотные, б) основные свойства.

1551. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность аланина (2-аминопропионовой кислоты).

1552. Составьте уравнения реакций глицината аммония а) с избытком щелочи; б) с избытком соляной кислоты.

1553. Предложите способ получения аланина из пропанола-1 и неорганических веществ.

1554. Предложите способ получения этилового эфира аминоуксусной кислоты, исходя из ацетилена и неорганических веществ.

1555. Составьте схему получения аланилглицина из этана и неорганических веществ.

1556. Напишите уравнения реакций (с указанием структурных формул веществ), соответствующие следующим схемам:

1) C₂H₃O₂Cl  X  C₄H₈N₂O₄Ca;

2) C₃H₅O₂Cl  X  C₃H₉NO₆S;

3) C₂H₃O₂Cl  X  C₂H₆N₂O₅;

4) C₄H₈O₃N₂  C₂H₆N₂O₅;

5) C₆H₁₂O₃N₂  X  C₃H₆NO₂K;

6) C₁₀H₁₆O₇N₂  C₅H₁₀O₄NCl.

1557. Сколько трипептидов может быть получено из трех аминокислот: цистеина, аланина и лизина? Приведите структуры двух возможных трипептидов.

1558. Вещество "А" представляет собой кристаллы растворимые в воде. При действии бромоводородной кислоты "А" образует соль "В", а при действии гидроксида кальция — соль "С". При сгорании вещества "А" образуются два газа, не поддерживающих горение, один из которых не вызывает помутнение известковой воды. Что из себя представляют вещества "А", "В" и "С"? Приведите их формулы и уравнения реакций.

1559. Напишите возможную формулу вещества "А" C₉H₁₁NO₂, которое в реакции с хлороводородной кислотой превращается в соединение состава C₉H₁₂ClNO₂, а с гидроксидом натрия — C₉H₁₀NNaO₂. Реагируя с пропанолом-2, "А" образует соединение C₁₂H₁₇NO₂. Приведите уравнения упомянутых реакций.

1560. При нагревании соединения "А" C₇H₁₂N₂O₅ с избытком концентрированной соляной кислоты раствора гидроксида калия образовалось соединение C₅H₁₀NO₄Cl. При обработке "А" разбавленной азотной кислотой (без нагревания) образуется вещество C₇H₁₃N₃O₈. Установите возможную структуру "А" и напишите уравнения реакций.

1561. Соединение состава C₅H₉NO₄ в реакции с гидроксидом натрия образует соединение состава C₅H₇NNa₂O₄, с хлороводородной кислотой — C₅H₁₀ClNO₄, с этанолом в присутствии серной кислоты — C₉H₁₇NO₄. Предложите одну из возможных структур этого соединения и напишите уравнения упомянутых реакций.

1562. Вычислите массу 15%-ного раствора аминоуксусной кислоты, которую можно получить из 15 г уксусной кислоты двухстадийным синтезом с выходом продукта на каждой стадии, равным 75%.

1563. К 150 г 5%-ного раствора аминоуксусной кислоты добавили 100 г 5%-ного раствора гидроксида калия. Определите массовые доли веществ в полученном растворе.

1564. Метиловый эфир аланина массой 3,09 г прокипятили с раствором, содержащим 2,10 г гидроксида калия, и полученный раствор выпарили. Рассчитайте массу сухого остатка.

1565. 16,3 г смеси -аминокислоты и первичного амина (молярное соотношение 3:1) могут прореагировать с 20 г 36,5%-ной соляной кислоты. Определите качественный и количественный (в граммах) состав смеси, если известно, что оба вещества содержат одинаковое число атомов углерода.

1566. Какую массу дипептида состава C₄H₈O₃N₂ теоретически можно получить из 15,0 г уксусной кислоты? Напишите схему синтеза.

1567. При кислотном гидролизе 33 г дипептида образовалось только одно вещество — хлороводородная соль одной из аминокислот. Масса этой соли равна 55,75 г. Установите строение дипептида.

1568. Смесь массой 20 г, состоящая из метиламина, аминоуксусной кислоты и этилацетата может прореагировать с хлороводородом объемом 4,93 л (н.у.). Та же смесь массой 40 г может прореагировать с 300 мл 1,4 М раствора гидроксида калия. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.

1569. При частичном гидролизе некоторого пептида "A", имеющего молекулярную массу 307 г/моль и содержащего 13,7% азота по массе, получено два пептида, "B" и "C". Образец пептида "B" массой 0,480 г может при нагревании вступить в реакцию с 11,2 мл 0,536 M раствора соляной кислоты. Образец пептида "C" массой 0,708 г полностью реагирует при нагревании с 15,7 мл 2,1%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,02 г/мл). Установите возможную структурную формулу пептида "A" и назовите его.

1570. При гидролизе нескольких дипептидов образовалась смесь глицина, фенилаланина, глутаминовой кислоты и лизина. Один из дипептидов разделили на две равные части. Одну часть обработали избытком раствора гидрокарбоната натрия и получили 3.36 л газа (н.у.). Вторая часть смогла прореагировать с 20 мл бромоводородной кислоты (концентрация 2.5 моль/л). Установите формулу дипептида и его исходную массу.

1571. Простейший из известных белков — глутатион — относится к классу гормонов — веществ, регулирующих процессы жизнедеятельности. Для определения структуры этого белка можно воспользоваться известным в биохимии методом Ван Слайка, который основан на измерении объема азота, выделяющегося при реакции свободных аминогрупп с азотистой кислотой.

На раствор, содержащий 1,000 г глутатиона, подействовали избытком азотистой кислоты и получили 73,0 мл газа (н.у.). Такой же раствор глутатиона подвергли длительному нагреванию с соляной кислотой, после чего добавили избыток азотистой кислоты и получили 218,9 мл газа (н.у.).

1) Напишите уравнение реакции RNH₂ + HNO₂ = ...

2) Чему равна молекулярная масса глутатиона?

3) Сколько аминокислотных остатков входит в состав молекулы глутатиона?

4) Какие аминокислоты образуют молекулу глутатиона? Известно, что один из продуктов сгорания глутатиона реагирует с сероводородом.

1572. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме:

1573. Многие свойства растворов аминокислот и белков определяются зарядом растворенных частиц. В кислой среде аминокислоты находятся преимущественно в протонированной форме, в щелочной — в виде анионов:

.

При некотором значении pH, называемом изоэлектрической точкой, средний заряд молекул аминокислоты в растворе будет равен 0, т.е. число отрицательно заряженных молекул будет равно числу положительно заряженных.

1) Найдите изоэлектрическую точку для простых аминокислот, содержащих одну аминогруппу и одну карбоксильную группу, если известны константы кислотной диссоциации протонированной формы K₁ и нейтральной молекулы K₂.

2) Составьте уравнение для определения концентрации [H⁺], соответствующей изоэлектрической точке, для более сложного случая аминокислоты с одной аминогруппой и двумя карбоксильными группами.

3) Зависит ли изоэлектрическая точка от концентрации раствора в обоих случаях?