796
.pdf
Изомерия. Для аминоспиртов характерна структурная изомерия взаимного расположения гидроксильной и аминной функциональных групп:
H3C |
|
|
CH |
|
CH2OH |
HOCH2CH2CH2NH2 |
|
|
|||||
|
|
|
||||
|
|
NH2 |
|
|||
- аминопропанол |
-аминопропанол |
|||||
Физические свойства. Аминоспирты – легкоплавкие кристаллические вещества или вязкие жидкости с аммиачным запахом, растворимые в воде. Благодаря влиянию −I-эффекта гидроксильной группы аминоспирты являются более слабыми основаниями, чем аммиак:
NH |
|
HO CH |
CH |
NH |
|||
.. |
3 |
|
.. |
|
2 |
2 |
.. 2 |
|
. |
-5 |
|
|
3 63.10-10 |
|
|
1 79 10 |
|
K = . |
|
|
|||
K b= . |
|
|
|
b |
|
|
|
Местоположение сигналов в спектрах поглощения УФ-, ИК- и ПМРспектроскопии определяется свойствами входящих в них функциональных групп.
Химические свойства. Аминоспирты, имея в наличии аминную и спиртовую группы, являются носителями как аминных, так и спиртовых свойств.
1. Свойства аминов. Нуклеофильные свойства аминогруппы проявляются в реакциях с электрофильными реагентами:
а) солеобразование:
ROCH2CH2NH.. 2 + HCl 
[ROCH2CH2N+H3] Cl−
б) алкилирование:
ROCH CH NH |
+ 3CH I |
|
+ − |
Ag O . H O |
||
[ROCH CH N(CH ) ] I |
2 |
2 |
2 |
|||
2 2 .. 2 |
3 − 2HI |
2 2 |
3 3 |
− AgI |
|
|
[ROCH2CH2N(CH3)3]OH
2. Свойства спиртов. Нуклеофильные свойства гидроксильной группы проявляются в реакциях ацилирования:
O
[HOCH2CH2N(CH3)3]+ OH− |
H3C |
|
|
C |
|
|
O |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
+ |
|
|
|
O |
H3C |
|
C |
|
+ CH COOH |
|
|
|
|
|
|||||||
.. |
H C |
|
|
C |
|
|
OCH2CH2N(CH3)3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
ацетилхолин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
241
Практическое значение. Аминоспирты имеют большое биологическое значение. Холин регулирует обмен веществ в животных организмах. Ацетилхолин является медиатором (посредником), передающим возбуждение от нервных рецепторов к мышцам.
Аминоспирты применяются в производстве лекарств (димедрола, новокаина и др.), эмульгаторов, моющих средств, косметических препаратов, ингибиторов коррозии, легко регенерирующихся поглотителей кислых газов (CO2, H2S, HCN и др.).
242
4.6. Аминокислоты
Аминокислоты – класс органических соединений, содержащих две функциональные группы: аминогруппу и карбоксильную группу. Классификация. Для аминокислот характерны несколько типов классификации.
1. По характеру радикала:
а) алифатические |
б) ароматические |
в) гетероциклические |
||||||||||||||||||||||||||
H3C |
|
|
CH |
|
COOH |
H2N |
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N COOH |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
аланин |
пара -аминобензойная кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пролин |
|||||||||||||||
2. По числу карбоксильных групп: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
а) монокарбоновые |
б) дикарбоновые (и т.д.) |
||||||||||||||||||||||||||
(CH3)2CH |
|
|
CH |
|
COOH |
HOOC |
|
CH |
|
|
|
CH |
|
COOH |
||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
валин |
|
|
аспаргиновая кислота |
|||||||||||||||||
3. По числу аминогрупп: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
а) моноаминокислоты |
б) диаминокислоты (и т.д.) |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
H2NCH2COOH |
H2N(CH2)4 |
|
CHCOOH |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
глицин |
|
|
|
|
лизин |
|||||||||||||||||
4. По наличию других функциональных групп, например, |
||||||||||||||||||||||||||||
а) гидроксиаминокислоты |
|
|
б) тиоаминокислоты |
|||||||||||||||||||||||||
|
HOCH2 |
|
CHCOOH |
|
HSCH2 |
|
CHCOOH |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
серин |
|
|
|
|
|
цистеин |
||||||||||||||||||
5. По биологической ценности: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
а) заменимые |
|
|
б) |
незаменимые |
||||||||||||||||||||||||
синтезируются |
|
валин, лейцин, изолейцин, лизин |
||||||||||||||||||||||||||
в живых |
|
метионин, триптофан, треонин, |
||||||||||||||||||||||||||
организмах |
|
гистидин, фенилаланин – не об- |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разуются в организме животных |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и человека. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
243 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нахождение в природе. Аминокислоты являются структурными элементами белков и сфигнолипидов, содержатся в растительных и животных организмах (табл. 4.3.). В природе наиболее широко распространены α- аминокислоты. По происхождению они подразделяются на:
|
а) биогенные |
б) абиогенные |
в) синтетические, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
космические, |
HO |
|
|
|
|
|
CH2 |
|
CHCOOH |
H2C |
|
|
|
N(CH2COOH)2 |
вулканические |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
H2C |
|
|
N(CH2COOH)2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
тирозин |
этилендиаминтетрауксусная |
|
кислота (ЭДТА) |
||
|
Методы получения
1.Биологический метод получения аминокислот из отходов сельского хозяйства с помощью одноклеточных грибков. Так, например, незаменимая аминокислота лизин получается из отходов сахарной промышленности.
2.Гидролиз белков:
|
|
|
|
( |
|
|
NH |
|
|
CH |
|
CO |
|
|
) |
|
|
+ n H O |
|
|
|
H+ |
|
n H N |
|
CH |
|
COOH |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|||||
3. |
Действие аммиака на галогензамещенные карбоновые кислоты: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ClCH2COOH + 2 NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
H2NCH2COOH + NH4Cl |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. |
Каталитическое восстановление оксокислот: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ni |
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
H C |
|
|
|
C |
|
|
|
+ NH3 + H |
|
|
|
|
|
H C |
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
−H2O |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
5. |
Циангидринный метод: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
OH− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CN |
NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
H C |
|
|
|
C |
+ |
|
HCN |
|
|
H C |
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− H O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CN |
H2O, H+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H C |
|
|
|
CH |
+ |
|
NH |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
H C CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6. Восстановление нитрокислот, оксимов или гидразонов оксокис- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
лот: |
H C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ni |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ H |
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
CH |
|
|
COOH + 2H2O |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
CH |
|
|
|
|
CH |
|
|
|
COOH |
3 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
H3C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
NO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
H C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
C |
|
|
COOH + 2H2 |
244 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
CH |
|
|
COOH + H2O |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
H C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
NOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Изомерия. Для аминокислот характерны 3 типа изомерии. 1. Структурная изомерия углеродного скелета:
|
H3C |
|
|
|
|
CH |
|
|
CH2 |
|
|
CH |
|
COOH |
|
CH3CH2 |
|
|
CH |
|
CH |
|
|
COOH |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
CH3 |
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
NH |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лейцин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
изолейцин |
|
|
|
||||||||
|
2. Структурная изомерия взаимного расположения аминной и кар- |
||||||||||||||||||||||||||||||||
боксильной функциональных групп: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
α |
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
α |
|||||||||||||||||
CH3CH2 |
|
|
|
CH |
|
COOH |
CH3 |
|
CH |
|
CH2 |
|
COOH |
H2N |
|
|
CH2CH2CH2 |
COOH |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
α - аминомасляная кислота |
- аминомасляная кислота |
|
- аминомасляная кислота |
||||||||||||||||||||||||||||||
3. Оптическая изомерия, обусловленная наличием асимметрических атомов углерода в молекуле:
COOH |
COOH |
H C NH2 |
H2N C H |
CH3 |
CH3 |
D -аланин |
L -аланин |
Природные аминокислоты относятся преимущественно к L-ряду. D- формы аминокислот встречаются редко. Они входят в состав некоторых антибиотиков, например, грамицидина С.
Физические свойства. Аминокислоты – бесцветные кристаллические вещества с высокой температурой плавления (150 3300С). Плавятся с разложением. Большинство аминокислот хорошо растворимо в воде и плохо в органических растворителях. Это связано с образованием внутримолекулярной соли (цвиттер-иона) в результате кислотной диссоциации карбоксильной группы и протонирования аминогруппы
R |
R |
|
|
|
R |
|
H N CH COOH |
− |
+ |
H N |
+ |
CH COO |
− |
H N CH COO+ |
H |
|
|
|||
2.. |
2 .. |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
цвиттер -ион |
|
||
Цвиттер-ион электронейтрален, не перемещается в электрическом поле ни к катоду, ни к аноду и, следовательно, не проводит электрический ток, хотя аминокислоты являются сильными электролитами. В чистых водных растворах и живой клетке (pH 7.4) аминокислоты существуют в виде цвиттер-ионов. Значение pH, при котором аминокислоты существуют в виде цвиттер-ионов, называется изоэлектрической точкой и обозначается pHI .
245
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.3 |
|
|
Аминокислоты, выделенные из природных белков |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Название |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формула |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сокращенное название |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Русское |
Латинское |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Моноаминокарбоновые кислоты |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
1. Глицин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
Гли |
Gly |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
2. |
Аланин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
COOH |
|
Ала |
Ala |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
3. |
Валин* |
|
|
|
|
|
|
|
|
(CH3)2CH |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
COOH |
|
Вал |
Val |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. |
Лейцин* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лей |
Leu |
||||||||||||
(CH3)2CHCH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Иле |
|
||||||||||||
5. |
Изолей- |
|
|
CH3CH2 |
CH |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
Ile |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
цин* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сер |
|
|||||||||||||||||||||
6. |
Серин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HOCH2 |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
COOH |
|
Тре |
Ser |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tre |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3CH |
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
7. |
Треонин* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
Моноаминодикарбоновые кислоты (кислые) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Аспарагино |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Асп |
Asp |
|
вая |
|
HOOC |
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
Глу |
Glu |
|||||||||||||||||||
9. Глутамино- |
HOOC |
|
|
CH2CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Асн |
Asn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
||||||||||||||||||||||
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10. Аспарагин |
|
|
O |
|
|
C CH2 |
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
COOH |
|
Глн |
Gln |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
NH2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. Глутамин* |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
C |
|
|
CH2 |
|
|
|
|
CH2 |
|
|
CH |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
Диаминокарбоновые кислоты (основные) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
12. Лизин* |
H2N |
|
|
|
|
(CH2)4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
COOH |
|
Лиз |
Lys |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
13. Аргинин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Арг |
Arg |
|||||||||||||||
H2N |
|
C |
|
|
|
|
|
(CH2)3 |
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
COOH |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
NH |
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
246 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
COOH H
в катионной форме
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
||||||
|
+ |
|
|
|
COO− + OH− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COO− + H2O |
||
H N |
CH |
|
|
|
H2N |
|
CH |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|||||
|
+ |
|
|
|
COO− + H+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
COOΗ |
|||
H N |
CH |
|
|
|
H3N |
|
|
CH |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.4
Поведение аминокислот при различных значениях pH
Аминокислоты |
pHI |
Предпочтительная форма |
|
|
|
|
|
|
|
pH 7.4 |
pH 5 |
|
|
|
|
Лейцин |
5.98 |
Анион |
Катион |
Аспарагиновая |
|
|
|
кислота |
3.47 |
Анион |
Анион |
|
|
|
|
Таким образом, за пределами изоэлектрической точки аминокислоты начинают проводить электрический ток и разряжаться на электродах. Водные растворы аминокислот оптически активны, имеют сладкий вкус.
Спектральные параметры аминокислот определяются входящими в их состав функциональными группами.
Химические свойства. Аминокислоты содержат основную аминную и кислотную карбоксильную функциональные группы и являются носителями как основных, так и кислотных свойств.
1. Основные свойства. Аминокислоты проявляют нуклеофильные свойства в реакциях с кислотами, галогенуглеводородами, галогенангидридами и другими электрофильными реагентами:
а) солеобразование: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
H3C |
|
|
CH |
|
|
|
|
COOH |
|
− |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
H C |
|
CH |
|
COOH + H SO |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HSO4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
N+H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
б) алкилирование: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
H3C |
|
|
|
|
CH |
|
|
COOH + CH3Cl |
|
H3C |
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
COOH + HCl |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NHCH |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
.. 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
в) ацилирование: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
|
|
CH |
|
|
COOH + CH3 |
|
C |
|
H3C |
|
|
CH |
|
|
|
COOH + HCl |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HN |
|
|
|
|
C |
|
CH |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
2. Кис- |
.. 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
лотные |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
||||||||
свойства. В большей мере аминокислоты проявляют |
|
|
|
|
|
электрофиль- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
248 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
б) реакция аминокислот с пиридоксальфосфатом (витамином B6). При взаимодействии аминокислот с пиридоксальфосфатом образуются имины (основания Шиффа), которые претерпевают дальнейшие изменения. Например, аминокислоты могут превращаться в кетокислоты (см. 4.4. «Пиридоксалевый катализ»). Считается, что образующиеся имины принимают участие в процессе декарбоксилирования и дезаминирования аминокислот;
в) ферментативное образование полипептидов и белков:
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R' |
O |
|
|
|
|
|
|
R" |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ ... |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
+ |
n H N |
|
|
C |
|
|
C |
+ |
|
H N |
|
|
CH |
||||||||||||||||||||||
H N CH |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
C |
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
OH |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фермент |
|
H2N |
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
R' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R" |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
− (n −1)H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
CH |
|
C |
|
NH |
|
CH |
C OH |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В животных и растительных организмах специфические процессы протекают под действием биологических катализаторов – ферментов (эн-
зимов).
Практическое значение. Аминокислоты занимают центральное место в азотистом обмене живых организмов, служат источником образования белков, гормонов, витаминов, углеводов, мочевины, аммиака.
Аминокислоты применяются в медицине для лечения ожогов (метионин), язвы желудка (гистидин), пеллагры (триптофан), нервных заболе-
ваний (глутаминовая кислота), туберкулеза (пара-аминосалициловая кислота).
В животноводстве аминокислоты служат в качестве подкормки животным для усиления их роста.
В пищевой промышленности используют глутамат натрия для придания мясного вкуса полуфабрикатам и аспартам (метиловый эфир аспарагилфенилаланина) − в качестве заменителя сахара в лечебном и диетическом питании. Лизин является добавкой в производстве всех хлебобулочных изделий.
Капролактам применяется в производстве пластмасс и синтетического полиамидного волокна капрона.
Аминокислоты используются в аналитической химии, а также в технологии обнаружения и удаления из окружающей среды токсичных ионов металлов.
250