有机化学电子教案 第十九章“蛋白质和核酸
College Chemistry of Jilin Normal University 第一章 绪 论 主讲人：王康成教授 有机化学电子教案 第十九章 蛋白质和核酸
第一节氨基酸 分类、命名和构型 分类:按烃基类型可分为脂肪族氨基酸,芳香族氨基酸,含杂环氨 基酸。 按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸,酸性氨基酸, 碱性氨基酸 2.命名:多按其来源或性质而命名。 3.构型:用D/L体系表示——在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的 为D型,位于左边的为L型。 例如: COOH H-C-NH2 NH2C一H R College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University 第一节 氨基酸 一、分类、命名和构型 1．分类： 按烃基类型可分为脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含杂环氨 基酸。 按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸，酸性氨基酸， 碱性氨基酸。 2．命名： 多按其来源或性质而命名。 3．构型： 用D/ L体系表示——在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的 为D型，位于左边的为L型。 例如： H C NH2 COOH R C H COOH R NH2
氨基酸的性质 1.氨基酸的酸碱性——两性与等电点 (1)两性 OH R-CH-COOH R-CH-COOH R-CH-COO College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University 二、氨基酸的性质 1．氨基酸的酸-碱性——两性与等电点 （1）两性 R CH COOH NH2 R CH COO NH2 R CH COOH NH3 H OH
(2)等电点 在氨基酸水溶液中加入酸或碱,至使羧基和氨基的离子化程度相等 (即氨基酸分子所带电荷呈中性——处于等电状态)时溶液的pH值称 为氨基酸的等电点。常以表示 R一CH-CoOH NH 2 R-CH-COO R- CH-COO、H R-CH-COOH H N OH NH College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University （2）等电点 在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使羧基和氨基的离子化程度相等 （即氨基酸分子所带电荷呈中性——处于等电状态）时溶液的pH值称 为氨基酸的等电点。常以pI表示。 R CH COOH NH3 R CH COO NH3 R CH COO NH2 R CH COOH NH2 OH OH H H
2.氨基酸氨基的反应 1)氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺 R R'-COCl +NH2-CH-COOH R-C-NH-CH-COOH HCl (2)氨基的烃基化 氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸: R NO2 R NO2 F +NH2- CH-COOH 2 NH-CH-COO College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University 2．氨基酸氨基的反应 （1）氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。 （2）氨基的烃基化 氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸： R' COCl NH2 CH R COOH R' C NH O CH R + COOH + HCl NH2 CH R COOH NH CH R + COOH NO2 F NO2 NO2 NO2
(3)与亚硝酸反应 CH-COOH+HNO2-R-CH-COOH N21+H2O 反应是定量完成的,衡量的放出N2,测定N2的体积便可计算出氨基酸 只氨基的含量。 (4)与茚三酮反应 α-氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用,生成显蓝色或紫红色的有色物 质,是鉴别a氨基酸的灵敏的方法 H2O OH C 茚三酮 水合茚三酮 OH RCHO t RcHcooh C=N-C 3 H2o College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University （3）与亚硝酸反应 R CH COOH + HNO2 R CH COOH NH2 OH + N2 + H2O 反应是定量完成的，衡量的放出N2，测定N2的体积便可计算出氨基酸 只氨基的含量。 （4）与茚三酮反应 α-氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用，生成显蓝色或紫红色的有色物 质，是鉴别α-氨基酸的灵敏的方法。 C C C O O O C C C O O OH H2O OH 茚三酮 水合茚三酮 C C C O O OH OH RCHCOOH NH2 C C C O O C C C O N HO + + RCHO CO 3 H2O
3.氨基酸羧基的反应 氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质 这里值得特别提出的是将氨基酸转化为叠氮化合物的方法(氨基酸酯 与肼作用生成酰肼,酰肼与亚硝酸作用则生成叠氮化合物) College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University 3．氨基酸羧基的反应 氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质。 这里值得特别提出的是将氨基酸转化为叠氮化合物的方法（氨基酸酯 与肼作用生成酰肼，酰肼与亚硝酸作用则生成叠氮化合物）
、氨基酸的制备 氨基酸的制取主要有三条途径:即蛋白质水解、有机合成和发酵法。 氨基酸的合成方法主要有三种: 由醛制备醛在氨存在下加氢氰酸生成α-氨基腈,后者水解生成 a-氨基酸。 例如 NH3, HCN (1)NaOH,H20 C6H5 CH2CHO C6H5CH2CHCN CBHs CH2CHCO2 (2)H3QO+ NH 苯丙氨酸74% College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University 三、氨基酸的制备 氨基酸的制取主要有三条途径：即蛋白质水解、有机合成和发酵法。 氨基酸的合成方法主要有三种： 1．由醛制备 醛在氨存在下加氢氰酸生成α-氨基腈，后者水解生成 α-氨基酸。 例如： C6H5CH2CHO NH3 , HCN C6H5CH2CHCN NaOH, H 2O H3O (1) (2) NH2 C6H5CH2CHCO2 NH3 苯丙氨酸 74%
2.a-卤代酸的氨化 R-CH-COOH NH 3 R-CH-COOH +HX NH, 此法有副产物仲胺和叔胺生成,不易纯化。因此,常用盖伯瑞尔法 代替上法 R R ˇNH+x-cH-coR N-CH-COOR HO +NH2一CH-COOH+ROH 盖伯瑞尔法生成的产物较纯,适用于实验室合成氨基酸 College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University 2．α- 卤代酸的氨化 此法有副产物仲胺和叔胺生成，不易纯化。因此，常用盖伯瑞尔法 代替上法。 盖伯瑞尔法生成的产物较纯，适用于实验室合成氨基酸。 R CH COOH + NH 3 X R CH COOH + H X NH2 C NH O O X CH R COOR' C N O O CH R + COOR' H3O COOH COOH CH R + NH2 COOH + R'OH
3.由丙二酸酯法合成 此法应用的方式多种多样,其基本合成路线是 (1)C2HsONa C COOCH NH-C-COOC2Hs (H3OTN-CH-COOH (2)PhCH2 Br o CH2Ph (2)Co2 o CH2Ph (1)C2HsONa O COOC2H5 (1)H3O C NC-COOC?H № CH-COOH (2)PhCH2 Br o CH2Ph (2)CO2 O CH2Ph C NH2NH2 NH NH2-CH-COOH CH2Ph D,L-苯丙氨酸 College Chemistry of jilin Normal university
College Chemistry of Jilin Normal University 3．由丙二酸酯法合成 此法应用的方式多种多样，其基本合成路线是： C2H5ONa PhCH2Br (1) (2) C N C O O C COOC2H5 COOC2H5 CH2Ph H3O CO2 (1) (2) C N C O O CH CH2Ph COOH C2H5ONa PhCH2Br (1) (2) C N C O O C COOC2H5 COOC2H5 CH2Ph H3O CO2 (1) (2) C N C O O CH CH2Ph COOH NH2NH2 C C O O CH CH2Ph NH2 COOH NH NH + D，L-苯丙氨酸