氨基酸蛋白质和核酸

COOH
COOH
H2N H
CH2COOH L-天门冬氨酸 (Aspartic acid)
H2N H
CH2CH2COOH L-谷氨酸 (Glutamic acid)
碱性氨基酸：
碱性氨基数目比羧基多，等电点PI>7(共有4个)。
COOH
COOH
H2N
HH
CH2 N
N
L-组氨酸(Histidine)
COOH
（乙）命名
氨基酸的系统命名以羧酸作为母体，氨基作为 取代基，不过由自然界蛋白质水解得到氨基酸 都是α-氨基酸，都有俗名。
(CH3)2CHCH2CHCOOH
NH2 4-甲基-2-氨基戊酸 亮氨酸(Leucine)
HOOCCH2CH2CHCOOH
NH2 2-氨基戊二酸 谷氨酸(Glutamic acid)
Hale Waihona Puke Baidu
H2N H CH2CH2CH2CH2NH2
L-赖氨酸(Lysine)
COOH
H2N H OH
CH2CH2CHCH2NH2
L-羟基赖氨酸 (Hydroxylysine)
H2N H
NH
CH2CH2CH2NHC NH2
L-精氨酸(Arginine)
中性氨基酸：
碱性氨基与羧基数目相等，PI=5-7 (共17个)。
NH2 74%
苯丙氨酸
这是工业上制备α-氨基酸常用方法
20.1.3 氨基酸的性质
多数氨基酸易溶于水，具有较高熔点。 氨基酸具有氨基和羧基的典型化学性质
（甲）羧基的反应
α-氨基酸具有羧酸化学性质，可以与碱、五
氯化磷、氨、醇、氢化铝锂等反应。
O
RCHCOOH NH2
PCl5
RCHC Cl
POCl3 , HCl
自然界获得氨基酸基本都是L-型。
COOH
H2N H CH2OH
L-丝氨酸 (Serine)
COOH
COOH
H2N H
CH2SCH3 L-蛋氨酸 (Methionine)
H2N
HH
CH2 N
N
L-组氨酸
(Histidine)
§20.1.1 氨基酸的构型
CHO
HO H CH2OH
L-甘油醛
COOH
NH2 H CH3
离子质子化带正电。
20.1.2 氨基酸的制法 (甲) α-卤代酸的氨解
CH3CHCOOH Br
25oC NH3 H2O
CH3CHCOOH
NH2
56%
此反应容易导致仲胺和叔胺衍生物生成, 不易纯化
副产物:
CH3CHCOOH NH
CH3CHCOOH
CH3CHCOOH N CH
CH3CHCOOH
COOH CH3
L-丙 氨酸
氨基酸的构型取决于羧基的α-碳原子，所有L-型氨基酸构型如下：
COOH NH2 H
R R=CH3-,(CH3)2CH-,HOCH2-,HSCH2,....
COOH NH2 H
H OH
CH3
用D，L表示构型时，氨基酸是以距羧基最近的手性碳原子为标准， 而糖是以距羰基最远的手性碳原子为标准。
(乙) Gabriel法
O
NK CH2COOC2H5 DMF
Cl O
KOH, H2O HCl
COOH
COOH
O NCH2COOC2H5 97%
O
H2NCH2COOH
此反应容易获得较纯的氨基酸
(丙) Strecker合成法
PhCH2CHO
NH3
HCN
PhCH2CHCN NH2
NaOH H2O
H+
PhCH2CHCOOH
NH
NO2
O2N
PhCH2OCOCl RCHCOOH
HCl
NHCOOCH2Ph
保护胺基
（丙）、氨基酸的两性和等电点
RCHCOOH H+
+ NH3
OH-
正离子(III)
在强酸溶液 (pH=0)中主要存 在形式，在电场 中移向负极
RCHCOO OH- RCHCOO
+NH3
H+ NH2
偶极离子（I） 负离子(II)
COOH
H2N H
CH2OH L-丝氨酸 (Serine)
COOH
COOH
H2N H CH2SCH3
L-蛋氨酸 (Methionine)
H2N H O
CH2CH2CNH2
L-谷酰胺(Glutamine)
COOH
H2N H CH2
N H
L-色氨酸 (Tryptophan)
等电点（pI,isoelectric point）
H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOH 2,6-二氨基己酸
NH2
赖氨酸(Lysine)
（丙）分类：与羟基酸类似，氨基酸可以按照氨基
在碳链上的位置而分为α、β、γ、δ、ω-氨基酸； 也可以根据氨基酸等电点大小将其分为 酸性氨基酸、碱性氨基酸和中性氨基酸。
酸性氨基酸： 羧基数目比碱性氨基多，等电点PI<5 (有2个)。
用于氨基酸的定性与定量鉴定
RCHO
五、氨基酸的受热分解： 1、α-氨基酸分子间成哌嗪二酮的衍生物
2 R CH COOH
NH2
2、β-氨基酸分子内失氨成α、β- 不饱和酸
O R
NH HN
R O
R HC CH2 COOH NH2
+ R HC CH COOH NH3
3、γ、δ-氨基酸分子内失水成内酰胺
20.1 氨基酸:
分子中同时含有氨基和羧基的一类化合物。
（1）氨基酸的结构、命名和分类 （甲）结构
从自然界获得的氨基酸都是α-氨基酸； 除甘氨酸外， α-碳原子都具有手性。
氨基酸的构型标记采用相对构型标记法：
手持编号为1的碳原子，让碳链自然下垂，氨基写在 碳链两侧，当手性氨基在碳链左侧时为L-构型。
在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离
子的趋势及程度相等，所带净电荷为零，呈电中性， 此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。
两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变，当 两性离子正负电荷数值相等时，溶液的pH值即其 等电点。
当外界溶液的pH大于两性离子的pl值，两性
离子释放质子带负电。
当外界溶液的pH小于两性离子的pl值，两性
在强碱溶液 （pH=14）中主 要存在形式，在 电场中移向正极
当pH适中时，II和III的浓度相等，氨基酸净电荷 为零，在电场中不移动，该pH值定义为该氨基酸 的等电点。 此时，氨基酸在水中的溶解度最小。
（丁）、与水合茚三酮的显色反应
O
OH RCHCOOH
2
OH
NH2
O
水合茚三酮
OH O
N
O
O
蓝紫色
R CH2 H2C CH2 COOH NH2
NH2 O
活化羧基
PhCH2OH H2O
RCHC OCH2Ph 保护羧基
NH2
（乙）、氨基的反应
α-氨基酸还具有典型的伯胺化学性质；如
能与酸、亚硝酸、烃基化试剂、酰基化试 剂、甲醛、过氧化氢等反应。
RCHCOOH NH2
HNO2 RCHCOOH N2 氨基酸测定
OH
F
NO2 RCHCOOH
O2N
HF