暨南大学有机无机化学第十七章-氨基酸课件.ppt

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1、第十七章第十七章 氨基酸氨基酸 氨基酸的分类、命名、结构、性质和制备氨基酸的分类、命名、结构、性质和制备 氨基酸的结构、分类和命名氨基酸的结构、分类和命名 v结构：组成蛋白质的氨基酸有结构：组成蛋白质的氨基酸有20种，都是种，都是-氨基酸。氨基酸。v除甘氨酸外，都有旋光性，且除甘氨酸外，都有旋光性，且都都是是L型的。型的。L-乳酸乳酸 L-丙氨酸丙氨酸 L-苏氨酸苏氨酸 v命名：天然氨基酸常采用习惯名称。命名：天然氨基酸常采用习惯名称。构成蛋白质的构成蛋白质的20种氨基酸，有一套通用的符号，这些符种氨基酸，有一套通用的符号，这些符号象元素符号一样，是国际通用的（见号象元素符号一样，是国际通用的

2、（见P422P422表表17-117-1）。）。v分类：分类：氨基酸可按分子中氨基和羧基的相对数目，分为中氨基酸可按分子中氨基和羧基的相对数目，分为中性氨基酸性氨基酸(含含1个氨基个氨基1个羧基个羧基)、酸性氨基酸、酸性氨基酸(含含1个氨个氨基基2个羧基：个羧基：天、谷天、谷)和碱性氨基酸和碱性氨基酸(含含2个碱基个碱基1个羧基：个羧基：精、赖、组精、赖、组)。也可按烃基的结构分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基也可按烃基的结构分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸（酸（苯苯、酪酪l l o o）和杂环氨基酸（）和杂环氨基酸（脯脯、组组、色色）。）。氨基酸的性质氨基酸的性质 （1）-氨基酸的物理性质氨基酸的物

3、理性质 v-氨基酸都是高熔点固体，多数在熔化时分解。氨基酸都是高熔点固体，多数在熔化时分解。甘氨酸：甘氨酸：262(分解分解)酪氨酸：酪氨酸：310(分解分解)v但但-氨基酸的氨基酸的N-酰基化合物和酰胺的熔点却较低。酰基化合物和酰胺的熔点却较低。C6H5CONHCH2COOH：190；H2NCH2CONH2：6768。氨基酸的性质氨基酸的性质 （1）-氨基酸的物理性质氨基酸的物理性质 v-氨基酸都是高熔点固体，多数在熔化时分解。氨基酸都是高熔点固体，多数在熔化时分解。甘氨酸：甘氨酸：262(分解分解)酪氨酸：酪氨酸：310(分解分解)v但但-氨基酸的氨基酸的N-酰基化合物和酰胺的熔点却较低。

4、酰基化合物和酰胺的熔点却较低。C6H5CONHCH2COOH：190；H2NCH2CONH2：6768。氨基酸的性质氨基酸的性质 （1）-氨基酸的物理性质氨基酸的物理性质 v-氨基酸都是高熔点固体，多数在熔化时分解。氨基酸都是高熔点固体，多数在熔化时分解。甘氨酸：甘氨酸：262(分解分解)酪氨酸：酪氨酸：310(分解分解)v但但-氨基酸的氨基酸的N-酰基化合物和酰胺的熔点却较低。酰基化合物和酰胺的熔点却较低。C6H5CONHCH2COOH：190；H2NCH2CONH2：6768。v-氨基酸不溶于乙醚等非极性溶剂，在水里的溶解度氨基酸不溶于乙醚等非极性溶剂，在水里的溶解度大小不一，但都比在乙醚

5、中的大。大小不一，但都比在乙醚中的大。丙氨酸丙氨酸 谷氨酸谷氨酸 v-氨基酸的偶极矩比分子量相近的羧酸或胺都大得多。氨基酸的偶极矩比分子量相近的羧酸或胺都大得多。v是以偶极离子形式存在的：是以偶极离子形式存在的：（2）酸碱性）酸碱性 v氨基酸既能氨基酸既能与与酸反应生成铵盐，也能酸反应生成铵盐，也能与与碱反应生成羧酸碱反应生成羧酸盐，是两性化合物。盐，是两性化合物。v氨基酸在溶液中存在下列平衡：氨基酸在溶液中存在下列平衡：低低pH 高高pH 氨基酸存在两个电离平衡常数氨基酸存在两个电离平衡常数K1和和K2：氨基酸存在两个电离平衡常数氨基酸存在两个电离平衡常数K1和和K2：（3）等电点）等电点

6、vpI：氨基酸所带的正电荷数目与负电荷数目正好相等氨基酸所带的正电荷数目与负电荷数目正好相等时的时的pH值。值。v关系式：关系式：pI=(pK1+pK2)2 pK1=2.34pK2=9.69丙氨酸丙氨酸（3）等电点）等电点 vpI：氨基酸所带的正电荷数目与负电荷数目正好相等氨基酸所带的正电荷数目与负电荷数目正好相等时的时的pH值。值。v关系式：关系式：pI=(pK1+pK2)2 pK1=2.34pK2=9.69丙氨酸丙氨酸v在等电点时，氨基酸几乎全部以两性离子形式存在。在等电点时，氨基酸几乎全部以两性离子形式存在。溶液的溶液的pH pI时，时，氨基酸以负离子形式存在。氨基酸以负离子形式存在。v

7、处于等电点的氨基酸溶解度最小。处于等电点的氨基酸溶解度最小。可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸。可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸。中性氨基酸：中性氨基酸：pI=6.2 6.8；v分子结构不同的氨基酸，等电点各不相同。分子结构不同的氨基酸，等电点各不相同。酸性氨基酸：酸性氨基酸：pI=2.8 3.2；碱性氨基酸：碱性氨基酸：pI=7.6 10.8。（4）氨基的反应氨基的反应 v和亚硝酸反应和亚硝酸反应 反应是定量完成的，根据放出氮气的量，算出样反应是定量完成的，根据放出氮气的量，算出样品中氨基的含量。品中氨基的含量。称为范斯莱克（称为范斯莱克（Van slyke）氨基测定法。氨基测定法

8、。（4）氨基的反应氨基的反应 v和亚硝酸反应和亚硝酸反应 反应是定量完成的，根据放出氮气的量，算出样反应是定量完成的，根据放出氮气的量，算出样品中氨基的含量。品中氨基的含量。称为范斯莱克（称为范斯莱克（Van slyke）氨基测定法。氨基测定法。v和甲醛反应和甲醛反应 由由于于反反应应产产物物不不能能再再生生成成两两性性离离子子，因因此此可可以以用用标标准碱溶液来滴定，进行氨基酸的分析。准碱溶液来滴定，进行氨基酸的分析。v烃基化反应烃基化反应黄色黄色 用于测定氨基酸在蛋白质中的排列次序。用于测定氨基酸在蛋白质中的排列次序。v烃基化反应烃基化反应黄色黄色 用于测定氨基酸在蛋白质中的排列次序。用于

9、测定氨基酸在蛋白质中的排列次序。v酰化反应酰化反应用于在人工合成蛋白质时保护氨基。用于在人工合成蛋白质时保护氨基。v酰化反应酰化反应用于在人工合成蛋白质时保护氨基。用于在人工合成蛋白质时保护氨基。（5）羧基的反应羧基的反应 v酯化反应酯化反应 在合成蛋白质时常用于保护羧基。在合成蛋白质时常用于保护羧基。v转化为酰基叠氮化合物转化为酰基叠氮化合物 叠氮化物可用于蛋白质的合成中羧基的活化。叠氮化物可用于蛋白质的合成中羧基的活化。v茚三酮反应茚三酮反应水合茚三酮水合茚三酮 紫色紫色 -氨基酸与茚三酮水溶液一起加热生成紫蓝色的有色物质氨基酸与茚三酮水溶液一起加热生成紫蓝色的有色物质（*脯氨酸、羟脯氨酸

10、脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮反应的产物是黄色与茚三酮反应的产物是黄色）。）。这这是是-氨基酸及由其生成的多肽、蛋白质特有的反应。可以氨基酸及由其生成的多肽、蛋白质特有的反应。可以用于用于-氨基酸的定性或定量测定。氨基酸的定性或定量测定。v茚三酮反应茚三酮反应水合茚三酮水合茚三酮 紫色紫色 -氨基酸与茚三酮水溶液一起加热生成紫蓝色的有色物质氨基酸与茚三酮水溶液一起加热生成紫蓝色的有色物质（*脯氨酸、羟脯氨酸脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮反应的产物是黄色与茚三酮反应的产物是黄色）。）。这这是是-氨基酸及由其生成的多肽、蛋白质特有的反应。可以氨基酸及由其生成的多肽、蛋白质特有的反应。可以用于用于-氨基酸的定性

11、或定量测定。氨基酸的定性或定量测定。v茚三酮反应茚三酮反应水合茚三酮水合茚三酮 紫色紫色 -氨基酸与茚三酮水溶液一起加热生成紫蓝色的有色物质氨基酸与茚三酮水溶液一起加热生成紫蓝色的有色物质（*脯氨酸、羟脯氨酸脯氨酸、羟脯氨酸与茚三酮反应的产物是黄色与茚三酮反应的产物是黄色）。）。这这是是-氨基酸及由其生成的多肽、蛋白质特有的反应。可以氨基酸及由其生成的多肽、蛋白质特有的反应。可以用于用于-氨基酸的定性或定量测定。氨基酸的定性或定量测定。氨基酸受热反应氨基酸受热反应 氨基酸受热反应与羟基酸受热反应相似，根据氨基与羧基的相对位置，有不同的结果。1）-氨基酸 两分子-氨基酸的氨基与羧基两两失水形成哌

12、嗪二酮的衍生物2）-氨基酸 -氨基酸受热时，分子内失氨形成,-不饱和酸3）-氨基酸和-氨基酸-氨基酸和-氨基酸受热时，分子内失水氨形成内酰胺 氨基酸的制法氨基酸的制法 v氨基酸的生产：氨基酸的生产：蛋白质水解法，从蛋白质水解液中利用等电点沉淀分蛋白质水解法，从蛋白质水解液中利用等电点沉淀分离氨基酸；离氨基酸；化学合成法，得到的氨基酸都是外消旋产物。化学合成法，得到的氨基酸都是外消旋产物。发酵法，如味精发酵法，如味精(谷氨酸钠谷氨酸钠)的生产等；的生产等；（1）还原氨化：还原氨化：v反应实际上是一步完成的：反应实际上是一步完成的：又称为仿生合成。又称为仿生合成。（1）还原氨化：还原氨化：v反应实

13、际上是一步完成的：反应实际上是一步完成的：又称为仿生合成。又称为仿生合成。（1）还原氨化：还原氨化：v反应实际上是一步完成的：反应实际上是一步完成的：又称为仿生合成。又称为仿生合成。（2）卤代酸氨解卤代酸氨解 v反应为亲核取代，常反应为亲核取代，常有仲胺和叔胺等副产物生成。有仲胺和叔胺等副产物生成。v用用Gabriel法代替，可得较纯的氨基酸。法代替，可得较纯的氨基酸。（3）丙二酸酯法丙二酸酯法 蛋氨酸蛋氨酸 （3）丙二酸酯法丙二酸酯法 蛋氨酸蛋氨酸 （4）Strecker合成法合成法 v用醛或酮作原料，是最早的合成氨基酸的方法。用醛或酮作原料，是最早的合成氨基酸的方法。（4）Strecker

14、合成法合成法 v用醛或酮作原料，是最早的合成氨基酸的方法。用醛或酮作原料，是最早的合成氨基酸的方法。v反应历程为：反应历程为：氨基酸的拆分氨基酸的拆分 （1）重结晶法重结晶法 （2）酶法酶法 v将氨基酸酰化或酯化后，用酶水解，只能使将氨基酸酰化或酯化后，用酶水解，只能使L-L-氨基酸氨基酸的衍生物分解游离出氨基酸。的衍生物分解游离出氨基酸。氨基酸的拆分氨基酸的拆分 （1）重结晶法重结晶法 （2）酶法酶法 v将氨基酸酰化或酯化后，用酶水解，只能使将氨基酸酰化或酯化后，用酶水解，只能使L-L-氨基酸氨基酸的衍生物分解游离出氨基酸。的衍生物分解游离出氨基酸。作业P439-440：17-1（2）、（3

15、）、（7）、（8）、（10）分享一些名言，与您共勉！分享一些名言，与您共勉！分享一些名言，与您共勉！分享一些名言，与您共勉！正视自己的长处，扬长避短，正视自己的长处，扬长避短，正视自己的缺点，知错能改，正视自己的缺点，知错能改，谦虚使人进步，骄傲使人落后。谦虚使人进步，骄傲使人落后。自信是走向成功的第一步，自信是走向成功的第一步，强中更有强中手，一山还比一山高，山外有强中更有强中手，一山还比一山高，山外有山，人外有人山，人外有人!正视自己的长处，扬长避短，正视自己的长处，扬长避短，正视自己的缺点，知错能改，正视自己的缺点，知错能改，谦虚使人进步，骄傲使人落后。谦虚使人进步，骄傲使人落后。自信是走向成功的第一步，自信是走向成功的第一步，强中更有强中手，一山还比一山高，山外有强中更有强中手，一山还比一山高，山外有山，人外有人山，人外有人!永远不要认为我们可以逃避，我们的每一步都决定着最后的结局，我们的脚正在走向我们自己选定的终点。生活不必处处带把别人送你的尺子，时时丈量自己。对大部分人来说，工作是我们憎恨的一种乐趣，一种让我们脚步变得轻盈的重负，一个没有它我们就无处可去的地狱。世界上任何书籍都不能带给你好运，但是它们能让你悄悄成为你自己。一个人的成就越大，对他说忙的人就越少；一个人的成就越小，对他说忙的人就越多。