Аминокислоты

Название (сокращение)	Формула	Изоэлектрическая точка, рН
Глицин (Гли)		5,97
Валин (Вал)		6,0
Лейцин (Лей)		6,0
Фенилаланин (Фен)		5,5
Лизин (Лиз)		9,6
Треонин (Тре)		5,6
Метионин (Мет)		5,7
Аргинин (Арг)		11,2
Триптофан (Три)		5,9

Константы кислотности и основности для групп –СООН и –NH₂ очень малы. Для большинства карбоновых кислот К_а~10 ^-5, для алифатических аминов К_b~10 ⁴, в то же время для глицина К_а=1,6·10^–10, а К_b=2,5·10^–12. Их водные растворы ведут себя как растворы веществ с высоким дипольным моментом.

Все эти свойства могут быть объяснены, если аминокислоты представить как диполярные ионы (цвиттер-ионы) . Высокаятемпература плавления, растворимость, высокий дипольный момент соответствуют свойствам соединений с такой структурой. Несоответствие констант кислотности и основности ожидаемым для кислот и аминов также становится понятным. Измеряемая константа кислотности относится к кислотности иона аммония .

Константа основности относится к основности карбоксилат-иона .

При подщелачивании раствора аминокислоты диполярный ион (I) превращается в анион (II), если подкислить раствор аминокислоты, то диполярный ион (I) превращается в катион (III).

Диполярный ион (I) находится в равновесии с ионами (II) и (III), содержащими свободную амино- или карбоксигруппу, поэтому a-аминокислоты вступают в реакции, характерные для аминов и карбоновых кислот. Реакцию амина или кислоты можно ускорить, изменяя кислотность среды и тем самым увеличивая концентрацию иона (II) или (III).

Если раствор аминокислоты поместить в электрическое поле, то в сильно кислых растворах аминокислота в виде катиона будет перемещаться к катоду, а в сильнощелочных – в виде аниона – к аноду. При определенном значении рН, характерном для данной аминокислоты, она не будет мигрировать ни к аноду, ни к катоду, так как при этом она будет представлять собой нейтральный биполярный ион. Это значение рН называется изоэлектрической точкой (рI).

Реакции, в которые вступают амины и карбоновые кислоты, характерны и для аминокислот. Реакцию проводят в той среде, которая обеспечивает высокую концентрацию реагирующей группы. Например, ацилирование аминокислоты по аминогруппе следует проводить в основной среде.

17. Аминокислоты

Следует учитывать, что реакции аминокислот могут усложняться из-за того, что в превращениях одной функциональной группы может принимать участие и другая. Для того, чтобы это предотвратить, во время реакции по одной группе другая должна быть защищена.

Реакции по аминогруппе. Свободные аминокислоты, как и первичные алифатические амины, реагируют с азотистой кислотой с выделением азота. По количеству выделившегося азота определяют содержание аминогрупп.

Аминокислоты могут быть проалкилированы по аминогруппе. Например, N-бензиламинокислоту получают, обрабатывая бензилхлоридом соль аминокислоты; полученный в результате N-бензилзамещенный бензиловый эфир подвергают гидролизу.

Ацилирование аминокислот по аминогруппе протекает достаточно легко.

После проведения реакции по карбоксильной группе блокирующую группу удаляют гидрированием.

Реакции при нагревании.Подобно тому, как при циклизации оксикислот образуются лактоны, при циклизации b,g-аминокислот образуются лактамы. g-Бутиролактам образуется при нагревании этил-g-аминобутирата.

Поведение a-, b-аминокислот также аналогично поведению a-, b-оксикислот. При нагревании этил-a-аминобутирата образуется димерный диэтилдикетопиперазин.