Аминокислоты – это органические кислоты, содержащие одну или несколько аминогрупп. Аминокислоты – это органические кислоты, содержащие одну или несколько аминогрупп. По физическим и ряду химических свойств аминокислоты резко отличаются от соответствующих кислот и оснований. Они лучше растворяются в воде, чем в органических растворителях; хорошо кристаллизуются; имеют высокую плотность и исключительно высокие температуры плавления. По физическим и ряду химических свойств аминокислоты резко отличаются от соответствующих кислот и оснований. Они лучше растворяются в воде, чем в органических растворителях; хорошо кристаллизуются; имеют высокую плотность и исключительно высокие температуры плавления. Физические свойства аминокислот…

Эти свойства указывают на взаимодействие аминных и кислотных групп, вследствие чего аминокислоты в твёрдом состоянии и в растворе (в широком интервале pH) находятся в цвиттер-ионной форме (т.е. как внутренние соли). Взаимное влияние групп особенно ярко проявляется у аминокислот, где обе группы находятся в непосредственной близости. Эти свойства указывают на взаимодействие аминных и кислотных групп, вследствие чего аминокислоты в твёрдом состоянии и в растворе (в широком интервале pH) находятся в цвиттер-ионной форме (т.е. как внутренние соли). Взаимное влияние групп особенно ярко проявляется у аминокислот, где обе группы находятся в непосредственной близости.

Классификация аминокислот Аминокарбо- новые H 2 N(CH 2 ) 5 COOH Аминосульфо- новые H 2 N(CH 2 ) 2 SO 3 H Аминофосфоно- вые H 2 NCH[P(O)(OH) 2 ] 2 Аминоарсиновые H 2 NC 6 H 4 AsO 3 H 2

Аминокислоты могут разделяться: Моноаминомонокарбоновые кислоты Моноаминодикарбоновые кислоты Диаминомонокарбоновые кислоты Заменимые и незаменимые аминокислоты I II

Тиоаминокислоты (с другими элементами) Гетероциклические аминокислоты Ароматические аминокислоты Алифатические аминокислоты Протеиногеные и непротеиногенные III IV V

В зависимости от положения аминогруппы по отношению к карбоксилу различают, и - аминокислоты: Изомерия по положению функциональной группы NH 2

Все - аминокислоты, кроме аминоуксусной (глицина), имеют асимметрический - углеродный атом и существуют в виде двух энантиомеров. За редким исключением, природные -аминокислоты относятся к L- ряду (S-конфигурация) и имеют следующее пространственное строение:

Важнейшие аминокислоты. Гликокол или глицин H 2 N – CH 2 – COOH Гликокол или глицин H 2 N – CH 2 – COOH Аланин H 2 N – CH – COOH Аланин H 2 N – CH – COOH Валин H 2 N – CH – COOH Валин H 2 N – CH – COOH Лейцин CH 3 CHCH 2 CHCOOH Лейцин CH 3 CHCH 2 CHCOOH Моноаминомонокарбоновые кислоты

Изолейцин CH 3 CHCH – COOH Изолейцин CH 3 CHCH – COOH Фенилаланин C 6 H 5 – CH 2 CH – COOH Фенилаланин C 6 H 5 – CH 2 CH – COOH Моноаминодикарбоновые кислоты Аспарагиновая кислота Аспарагиновая кислота Аспарагин Аспарагин Глутаминовая кислота Глутаминовая кислота –– H 2 N – CH – COOH – CH 2 CH 2 – COOH

Глутамин Глутамин H 2 N – CH – COOH CH 2 CH 2 – CO – NH 2 Диаминомонокарбоновые кислоты Орнитин(+) Орнитин(+) Лизин Лизин H 2 N – CH – COOH CH 2 CH 2 CH 2 – NH 2 H 2 N – CH – COOH CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 – NH 2 Аминокислоты Аргинин Аргинин H 2 N – CH – COOH CH 2 NH 2 C NH – CH 2 CH 2 NH

Тиоаминокислоты Серин Серин Треонин Треонин Тирозин Тирозин H 2 N – CH – COOH CH 2 OH H 2 N – CH – COOH CH(OH)CH 3 Метионин Метионин H 2 N – CH – COOH CH 2 CH 2 – S – CH 3

Цистин Цистин Цистеин Цистеин H 2 N – CH – COOH CH 2 – SH 2 H 2 N – CH – COOH CH 2 – SH Гетероциклические аминокислоты Триптофан Триптофан Пролин Пролин H 2 N – CH – COOH CН 2 H 2 C – CH 2 H 2 C CH – COOH NH

Оксипролин Оксипролин Гистидин Гистидин HO – HC – CH 2 H 2 C CHCOOH NH

Методы получения 1. Действием аммиака на α – галогенкислоты α - аминокислоты получают галогенированием карбоновых кислот или эфиров в -положение с последующей заменой галогена на аминогруппу при обработке амином, аммиаком или фталимидом калия (по Габриэлю). ClCH 2 COH + NH 3 ClCH 2 COOH + NH 4 Cl O α -аминоуксусная кислота

2. Цианогидринный метод CH 3 – C = O H HCN NH 3 NH 2 H H CH 3 – C H NH 2 H2OH2O H+H+ CH 3 – C H COOH NH 2 Аланин RCHO + NaCN + NH 4 Cl - H 2 O - NaCl - H 2 O - NaCl + H 2 O H + RCH(NH 2 )CN RCH(NH 2 )COOH По Штрекеру – Зелинскому -аминокислоты получают из альдегидов:

RCHO + NH 3 + (C 2 H 5 O) 2 PHO RCH(NH 2 )P(O)(OC 2 H 5 ) 2 - H 2 O 3. По сходному механизму протекает образование -аминофосфоновых кислот по реакции Кабачника- Филдса, например:

4. Восстановление из α-нитрокислот CH – CH – COOH H 3 C H 3 C NO 2 NiPdPt ; ; - H 2 O (H 3 C) 2 CH – CH – COOH NH 2 NOH (CH 3 ) 2 CH 2 CH– CH – COOH NH 2 Валин Лейцин 2H 2 CHCH 2 – CH – COOH H3CH3C H3CH3C NO 2

5. Метод В. В. Феофилактова CH 3 CO – CR – COOC 2 H 5 N = N – C 6 H 5 HOH - CH 3 COOH - C 2 H 5 OH R – CH – COOH N = N – C 6 H 5 RC – COOH NN – C 6 H 5 =

Химические свойства

По карбоксильной группе CH 2 – NH 2 H 2 N – CH 2 O – CO CO – O Cu HO OH H H

ОБРАЗОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ: H 2 N – CH 2 – COOH + C 2 H 5 OH - H 2 O - HCl H 2 N – CH 2 – COOC 2 H 5

ОБРАЗОВАНИЕ ГАЛОГЕНАНГИДРИДОВ ЧАЩЕ ВСЕГО В КАЧЕСТВЕ КАТАЛИЗАТОРА ИСПОЛЬЗУЮТ ХЛОРИСТЫЙ ТИОНИЛ H 2 N – CH 2 – COOH + (CH 3 СO) 2 O CH 3 – CO – NH – CH 2 С = O Cl POCl 3

РЕАКЦИЯ ПО АМИНОГРУППЕ 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С АЗОТИСТОЙ КИСЛОТОЙ (МЕТОД СЛАЙКА) H 2 N – CH 2 – COOH + HO – NO HO – CH 2 – COOH + N 2 + H 2 O ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТАМИ (СОЛЕОБРАЗОВАНИЕ) 1.1. H 2 N – CH 2 – COOH + HCl H 3 N + – CH 2 – COOH Cl -

Образование N-ацильных производных C 6 H 5 COCl +H 2 N – CH 2 – COONa CH 2 – COOH + NaCl C 6 H 5 CONH – Образование N-метиленовых производных (Ph = 9 и более). РЕАКЦИЯ ЗЕРЕНСЕНА H 3 C – CH – COOH + CH 2 O H 3 C – CH – COOH - H 2 O NH 2 N = CH

Реакции характерны для α – аминокислот Реакция декарбоксилирования H 3 C – CH – COOH NH 2 H 3 C – CH 2 – NH 2 + CO 2 Реакция дезаминирования R – CH(NH 2 ) – COOHR – CO – COOH + NH 3 R – CO – COOH R – CHO + CO 2 O

Реакция переаминирования R – CH(NH 2 ) – COOH R – CO – COOH + R – CH(NH 2 ) – COOH R – CO – COOH +

Отношение α-аминокислот к нагреванию (ОБРАЗОВАНИЕ ДИКЕТОПИПЕРАЗИНА) CH 2 – HN NH – CH 2 – CO CO –OH HOH H + t0t0

CH 2 СH COOH CH 2 = CH COOH + NH 3 NH 2 H - аланин акриловая кислота -аминокислоты при нагревании образует -лактамы CH 2 СH 2 CH 2 CO + H 2 O NHH HO NH Отношение -аминокислот к нагреванию (Реакция дезаминирования) t0t0 t0t0

CH 2COH + H 2 NCHCOH CH 2CNHCHCOH + H 2 O R O R O R O R O СCHCNHCHCOH + 2NH 3 H 2 NCHCNHCHCO – + NH 4 С R O R O R O R O Образование дипептидов Cl – CH CCl + H 2 NCHCOH Cl – CHCNHCHCOH + HCl R O R O R O R O а) б)