III. Аминокислоты с полярными (гидрофильными) положительно заряженными радикалами (3):

1. Лизин (Лиз):

: NH₂-CH-COOH ⁺NH₃-CH-COO + OH

+H₂O

(CH₂)₄ (CH₂)₄

: NH₂ ⁺NH₃

2. Аргинин (Арг):

NH₂-CH-COOH + H₂O ⁺NH₃-CH-COO^- + ^-OH

(CH₂)₃ (CH₂)₃

: NH NH

..

C=NH C=⁺NH₂

:NH₂ NH₂

В этом случае протонируется атом азота при двойной связи, так как его неподеленная электронная пара не включена в сопряжение.

3. Гистидин (Гис):

ˉ

+ H₂O + ^-OH

IV. Аминокислоты с полярными (гидрофильными) отрицательно заряженными радикалами (2):

1. Аспарагиновая кислота (Асп):

NH₂-CH-COOH ⁺NH₃-CH-COO + H⁺

CH₂ CH₂

COOH COO

2. Глутаминовая кислота (Глу):

NH₂-CH-COOH ⁺NH₃-CH-COO + H⁺

(CH₂)₂ (CH₂)₂

COOH COO

Во всех - -аминокислотах, за исключением глицина, - атом углерода

связан с четырьмя различными замещающими группами и, следовательно, является асимметрическим, или хиральным. Такие молекулы встречаются в двух стереоизомерных формах и проявляют оптическую активность.

Все аминокислоты, входящие в состав молекул белков, являются L-стереоизомерами.

Химические свойства аминокислот

I. Общие (неспецифические) свойства.

1. Все свойства карбоновых кислот (см. тему № 4).

2. Все свойства аминов.

Свойства аминов

Аминами называются органические производные аммиака, в которых один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы (первичные, вторичные и третичные амины).

Все протеиногенные -аминокислоты – за исключением пролина – содержат первичную аминогруппу.

а) Основные свойства ( способность образовывать соли с кислотами) -:

обусловлены наличием неподеленной электронной пары на внешнем электронном уровне атома азота:

_{+ -}

(СH₃)₃N + HCl (CH₃)₃NHCl

триметиламин триметиламмоний хлорид

б) Нуклеофильные свойства проявляются в реакциях:

- алкилирования аминов (получение аминов из аммиака и алкилгалогенидов):

·· ^{+ -} ₊ NH₃

NH₃ + CH₃ - CH₂Cl C₂H₅NH₃Cl

этиламмоний -NH₄Cl

хлорид

C₂H₅NH₂

Этиламин

Дальнейшее алкилирование приведет ко вторичному амину, затем к третичному амину, который можно превратить в соль четвертичного аммониевого основания (реакция Гофмана).

- ацилирования аминов, например:

СH₃-CH₂-NH₂ + CH₃-C=O CH₃-C=O + HCl

Cl NH₂

Эти реакции встречаются в организме.

Переносчиком ацетильной группы на нуклеофильные субстраты in vivo служит ацетилкофермент А.

+ СН₃-С=О + KoA-SH

SKoA

мономер хитина

N-ацетилглюкозамин

- взаимодействия аминов с альдегидами и кетонами (обсуждались в теме № 3).

в) Реакция с азотистой кислотой – качественная реакция на класс аминов.

СH₃-CH₂-NH₂ + H-O-N=O N₂ + H₂O + C₂H₅OH

первичный амин

_{+ -}

(С₂H₅)₂NH + HONO (C₂H₅)₂NH₂ONO (C₂H₅)₂N-N=O

вторичный амин -H₂O N–нитрозо-

диэтиламин

(желтый раствор)

Третичные амины с азотистой кислотой не реагируют.

Первичные ароматические амины дают очень реакционноспособные соли диазония

(реакция диазотирования), которые дальше вступают в различные превращения (в

том числе реакция азосочетания, например, с -нафтолом).

3. Амфотерность – способность проявлять как кислотные:

NH ₂ – R – COOH + HCI == [ N⁺H₃ – R – COOH] CI

так и основные свойства:

NH ₂ – R – COOH + NaOH === NH ₂ – R – COONa + H₂O

Амфотерность аминокислот проявляется и внутримолекулярно – в водном

растворе все аминокислоты образуют внутренние соли:

NH ₂ – R – COOH === ⁺ NH ₃ – R – COO^-

II. Специфические свойства обусловлены взаимным влиянием двух функциональных групп. -, - и - Аминокислоты при нагревании вступают в реакции, аналогичные реакциям соответствующих оксикислот.

1. - Аминокислоты при нагревании образуют дикетопиперазины.

Реакция идет межмолекулярно через промежуточное образование дипептидов:

дипептидов:

Дикетопиперазин

2. -Аминокислоты образуют непредельные кислоты:

t°

R-CH-CH₂-C=O R-CH=CH-C=O

-NH₃

NH₂ OH OH

3. - и -Аминокислоты образуют циклические амиды, называемые - и - лактамами. Для них характерно таутомерное превращение (лактам лактим):

t°

R-CH-CH₂-CH₂-C=O

-H₂O

NH₂ OH

лактам

лактим