Занятие 14 природные -аминокислоты.
ЦЕЛЬ: Сформировать знания:
– классификации, структуры и стереохимии природных -аминокислот;
– реакционных центров и химических свойств -аминокислот как гетерофункциональных соединений;
– некоторых путей биосинтеза и метаболизма -аминокислот.
Сформировать умения:
– изображать в проекциях Фишера D- и L-стереоизомеры -аминокислот;
– приводить ионные формы -аминокислот в зависимости от рН раствора;
– характеризовать реакционную способность -аминокислот;
– выполнять характерные и качественные реакции на аминокислоты.
Вопросы для самоподготовки к занятию
Классификация, стереохимия и строение природных -аминокислот.
Биосинтетические пути образования -аминокислот из кетонокислот, реакции восстановительного аминирования и переаминирования. Пиридоксалевый катализ. Незаменимые аминокислоты.
Химические свойства -аминокислот как гетерофункциональных соединений. Кислотно-основные свойства, биполярная структура. Образование внутрикомплексных солей.
Свойства карбоксильной группы аминокислот. Образование сложных эфиров, хлорангидридов.
Свойства аминогруппы аминокислот. Реакции ацилирования. Реакции с азотистой кислотой, формальдегидом и фенилизотиоцианатом, их использование в количественном анализе.
Метаболизм аминокислот в организме: декарбоксилирование и переход к биогенным аминам, неокислительное и окислительное дезаминирование, трансаминирование. Реакции гидроксилирования.
Литература
[1]. Тюкавкина Н.А., Биоорганическая химия. / Н.А.Тюкавкина, Ю.И. Бауков– М.: Медицина, 1991.– С. 312-343.
[2]. Гидранович Л.Г. Биоорганическая химия: Учеб. пособие. /Л.Г.Гидранович. – Витебск: ВГМУ, 2009.– С. 208-229.
[3]. Гидранович Л.Г. Лабораторные занятия по биоорганической химии.: Учеб. пособие / Л.Г.Гидранович. – Витебск: ВГМУ, 2012.– С.101-107.
[4]. Гидранович Л.Г. Курс лекций по биоорганической химии.– Витебск.– 2003.– С. 183-196.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ САМОПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.
1. Подготовить теоретический материал по вопросам для самоподготовки к занятиям.
2. Оформить протокол лабораторной работы.
3. Решить задачи 1,2,4,6,8,16-20, представленные на страницах 104-107 данного лабораторного практикума.
Примерный вариант заключительного контроля:
1. Напишите ионные формы триптофана при рН 1,0 и 7,5.
2. Напишите схемы реакций, обозначьте графически действующие реакционные центры, укажите, где возможно, тип и механизм реакций:
Содержание лабораторного практикума
Опыт 1. Отсутствие кислой реакции среды в растворе глицина.
Поместите в пробирку 3 капли 0,2н раствора глицина. Добавьте 1 каплю 0,2% раствора индикатора метилового красного. Убедитесь в том, что аминокислота не имеет кислой реакции. Зона перехода от красной окраски к желтой для метилового красного находится при рН 4,4-6,2. Раствор сохраните для следующего опыта.
Схема реакции:
Вопросы:
1. Выделите кислотный и основный центры в структуре глицина.
2. Объясните отсутствие кислой реакции среды у глицина.
Опыт 2. Реакция глицина с формальдегидом.
Поместите в пробирку 3 капли 40% раствора формалина. Добавьте 1 каплю 0,2% раствора индикатора метилового красного. Появляется красное окрашивание, указывающее на наличие кислоты (следствие дисмутации водных растворов, формальдегида). С помощью тонкого запаянного капилляра добавьте очень небольшое количество 2н NaOH до нейтральной реакции (раствор пожелтеет). Полученный нейтрализованный формалин добавьте к нейтральному раствору глицерина, полученному в предыдущем опыте. Немедленно появляется красное окрашивание, указывающее на появление кислоты.
При добавлении формалина нейтральные аминокислоты можно определять титрованием с помощью щелочи (формольное титрование по Серенсену).
Схема реакции:
Вопросы:
1. Укажите реакционные центры формальдегида и глицина, участвующие в реакции.
2. Укажите тип и механизм последней реакции.
3. Объясните, почему после добавления формальдегида возможно титровать нейтральные аминокислоты с помощью NaOH?
Опыт 3. Образование комплексной медной соли глицина.
Поместите в пробирку на кончике лопаточки CuO. Добавьте 3 капли 0,2н раствора глицина и нагрейте над пламенем спиртовки. Дав отстояться избытку черного осадка CuO, обратите внимание на образование темно-синего раствора медной соли глицина. Медные соли аминокислот хорошо кристаллизуются и поэтому используются для выделения аминокислот в чистом виде путем перекристаллизации.
Схема реакции:
Вопросы:
1. Какие реакционные центры глицина участвуют в реакции комплексообразования с ионами Сu2+?
2. Для каких целей может быть использована данная реакция в качественном анализе?
Опыт 4. Реакция глицина с азотистой кислотой.
В пробирку поместите 5 капель 0,2н раствора глицина и равный объем 5% раствора нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной уксусной кислоты и осторожно взболтайте смесь. Наблюдается выделение пузырьков газа. Реакция используется для количественного определения аминогрупп в аминокислотах.
Схемы реакций:
Вопросы:
1. На чем основано использование данной реакции для количественного анализа аминокислот?
2. Для каких целей может быть использована данная реакция в качественном анализе?
Опыт 5. Реакция глицина с нингидрином.
В пробирку поместите 4 капли 0,2н раствора глицина и 2 капли 0,1% раствора нингидрина. Содержимое пробирки осторожно нагрейте до появления сине-красной окраски.
Схемы реакций:
Вопросы:
1. Какие аминокислоты могут быть обнаружены реакцией с нингидрином?
2. Для каких целей может быть использована данная реакция в качественном анализе?