Химические свойства аминокислот
Аминокислоты как гетерофункциональные соединения вступают в реакции, характерные для карбоксильной группы и аминогруппы. Аминокислоты обладают всеми свойствами карбоновых кислот: образуют соли, сложные эфиры, амиды. Их ангидриды и хлорангидриды неустойчивы из-за наличия NH2-группы. Им присущи все реакции аминов: алкилирование, ацилирование, взаимодействие с азотистой кислотой и др. Кроме этого, для аминокислот известны реакции, связанные с наличием и взаимным влиянием амино- и карбоксильной групп. Некоторые химические свойства-аминокислот обусловлены наличием функциональных групп в радикале.
Амфотерный характер аминокислот
Имея в молекуле одновременно кислотную и основную группу, аминокислоты в водных растворах ведут себя как типичные амфотерные соединения, способные давать соли как с кислотами, так и с основаниями:
Благодаря своей амфотерности, аминокислоты в живом организме играют роль буферных веществ, поддерживающих определенную концентрацию водородных ионов.
На амфотерных свойствах аминокислот основан их количественный анализ методом ионообменной хроматографии. При элюировании аминокислоты распределяются по фракциям в зависимости от величины их заряда: в первых фракциях будут элюироваться аминокислоты с наименьшей величиной заряда, в последних – с наибольшей.
Реакции карбоксильной группы
Образование солей с основаниями
Подобно алифатическим кислотам, аминокислоты образуют соли с основаниями.
Кроме обычных солей почти все -аминокислоты образуют внутрикомплексные соли с катионами двухвалентных металлов. Самыми устойчивыми являются окрашенные в синий цвет внутрикомплексные соли меди, образующиеся в результате взаимодействия с гидроксидом меди (II).
Водные растворы таких комплексных солей в отличие от солей соответствующих металлов обладают очень низкой электропроводимостью.
Образование сложных эфиров
Аминокислоты способны реагировать со спиртами в присутствии хлороводорода или тионилхлорида с образованием сложных эфиров:
Метиловые и этиловые эфиры аминокислот – жидкости, легко перегоняющиеся в вакууме, поэтому они были использованы для разделения смесей аминокислот (Э. Фишер). Бензиловые эфиры аминокислот применяют для защиты карбоксильной группы при синтезе пептидов.
Образование галогенангидридов
Реакцию проводят, действуя пятихлористым фосфором на аминокислоту в кислой среде:
При взаимодействии хлорангидрида аминокислоты с аммиаком образуется амид кислоты:
Реакции, связанные с наличием аминогруппы
Ацилирование аминокислот
Аминокислоты реагируют с хлорангидридами и ангидридами кислот уже при комнатной температуре, образуя N-ацилированные производные. Реакция доходит до конца только в водно-щелочных или не водных средах, так как во взаимодействие вступает аминная, а не аммонийная группа:
Ацильные производные аминокислот широко используются при изучении последовательности их в белках и при синтезе пептидов. Некоторые ацилированные аминокислоты имеют биологическое значение. С их образованием связано обезвреживание ядовитых веществ, всасывающихся в кровь из кишечника. Например, ядовитая бензойная кислота связывается глицином и удаляется из организма с мочой в форме гиппуровой кислоты:
