Качественные реакции на пептидную связь и отдельные аминокислоты. Реакция руэманна (нингидриновая реакция (1911))

a-Аминокислоты реагируют с нингидрином, образуя сине-фиолетовый комплекс (пурпур Руэманна), интенсивность окраски которого пропорциональна количеству аминокислоты.

Реакция с нингидрином используется для визуального обнаружения a-аминокислот на хроматограммах (на бумаге, в тонком слое), а также для колориметрического определения концентрации аминокислот по интенсивности окраски продукта реакции.

Р еакция фоля

Это реакция на цистеин и цистин. При щелочном гидролизе «слабосвязанная сера» в цистеине и цистине достаточно легко отщепляется, в результате чего образуется сероводород, который, реагируя со щелочью, дает сульфиды натрия или калия. При добавлении ацетата свинца(II) образуется осадок сульфида свинца(II) серо-черного цвета.

Реакция с формальдегидом

При взаимодействии a-аминокислот с формальдегидом образуются относительно устойчивые карбиноламины – N-метилольные производные, содержащие свободную карбоксильную группу, которую затем титруют щелочью:

Э та реакция лежит в основе количественного определения a-аминокислот методом формального титрования (метод Сёренсена).

Образование комплексов с металлами

a-Аминокислоты образуют с катионами тяжелых металлов внутрикомплексные соли. Со свежеприготовленным гидроксидом меди(II) все a-аминокислоты в мягких условиях дают хорошо кристаллизующиеся внутрикомплексные (х елатные) соли меди(II) синего цвета .В таких солях ион меди координационными связями соединен с аминогруппами.

К САНТОПРОТЕИНОВАЯ РЕАКЦИЯ

Эта реакция используется для обнаружения a-аминокислот, содержащих ароматические радикалы. Тирозин, триптофан, фенилаланин при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуют нитропроизводные, имеющие желтую окраску. В щелочной среде нитропроизводные этих a-аминокислот дают соли, окрашенные в оранжевый цвет.

Биологически важные гетероциклические системы.

Гетероциклическими называют органические соединения циклического строения, содержащие в цикле не только атомы углерода, но и атомы других элементов (гетероатомы). Наибольшее значение имеют азот-, кислород- и серосодержащие гетероциклы ароматического характера.

Гетероциклические соединения по размеру и числу циклов делят обычно на три группы:

• Пятичленные гетероциклы

• Шестичленные гетероциклы

• Конденсированные гетероциклы

П ятичленные гетероциклические соединения и их производные.

Важнейшими из таких гетероциклов являются:

Пиррол, фуран и тиофен — главные представители этой группы гетеро­циклических соединений.

Наибольшее распространение в растительном и животном мире имеют производные пиррола, являющиеся структурными фрагментами гема и хлорофиллов, пигментов желчи, ряда антибиотиков и алкалоидов. Значительно реже встречаются в природе производные фурана и тиофена. Пиррол, фуран, тиофен и их простейшие производные яв­ляются бесцветными жидкостями, со специфическим запахом.

П ятичленные гетероциклы с одним гетероатомом —пиррол, фуран и тиофен — представляют собой плоские пятиугольники с четырьмя атомами углерода и соответствующим гетероатомом — азотом, кислородом или серой — в состоянии sp²-гибридизации.

П иррольная система – одна из самых распространенных в растительном и животном мире. Пиррол был первым гетероциклическим соединением, выделенным из природных источников еще в 1834г. Наряду с соединениями, содержащими одно пиррольное кольцо, в природе широко представлены тетрапиррольные соединения, в которых фрагменты пиррола образуют циклическую ароматическую систему – порфин.

Индол представляет собой конденсированную систему пиррола и бензо­ла, встречающуюся во многих природных соединениях и продуктах их мета­болизма. Свое название индол получил в связи с тем, что впервые был получен из синего красителя индиго. Индол образуется при гниении белков. Индол – твердое кристаллическое вещество с крайне неприятным запахом экскрементов. Однако в очень малых концентрациях индол пахнет приятно– жасмином (индол содержится в эфирном масле жасмина), поэтому он применяется в производстве духов.

Серотонин — биогенный амин ряда ин­дола, он обладает высокой биологической активностью, участвует в процессе передачи нервных импульсов в центральной нервной системе, регулирует кровяное давление и необходимо для нормальной деятельности головного мозга. Нарушение обмена серотонина вызывает симптомы шизофрении.

Т риптофан – одна из незаменимых аминокислот, входит в состав многих белков, но обычно лишь в незначительных количествах.

И з пятичленных гетероциклов с двумя гетероатомами будут рассмотрены азолы, т.е. такие пятичленные гетероциклы, у которых оба или хотя бы один гетероатом является атомом азота. Группу пятичленных гетероциклов, которые формально образованы из пиррола, фурана и тиофена путем замены звена —СН= хотя бы одним пири­диновым атомом азота, называют азолами. Частный случай представляют циклы с двумя атомами азота — диазолы.

Азолы, содержащие два гетероатома, в зависимости от их взаимного рас­положения подразделяются на 1,2-азолы и 1,3-азолы. Наиболее значимыми из них являются имидазол, пиразол и тиазол.

И мидазол. Это достаточно высокоплавкое и высококипящее вещество (т. пл. 90 "С, т. кип. 256 °С) представляет собой пятичленный гетероцикл с двумя атомами азота, находящимися в 1-м и 3-м положениях кольца. Один из этих атомов аналогичен атому азота в пирроле и ответствен за слабокислотные свойства имидазола, дру­гой похож на пиридиновый атом азота и обусловливает слабоосновные свойства имидазола. Таким образом, имидазол яв­ляется амфотерным соединением.

Имидазол — структурный фрагмент витамина В₁₂, некоторых алкалоидов, белковой аминокислоты гистидина и ее метаболита — биогенного амина гистамина, а также некоторых лекарственных средств.