湖州师范学院：《有机化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十九章 蛋白质和核酸

有机化学精品课件 第十九章蛋白质和核酸 10100011 o o110 x011 7 9010:00 B CH

第十九章 蛋白质和核酸

第一节氨基酸 分类、命名和构型 分类:按烃基类型可分为脂肪族氨基酸,芳香族氨基酸,含杂环氨 基酸。 按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸,酸性氨基酸, 碱性氨基酸 2.命名:多按其来源或性质而命名。 3.构型:用D/L体系表示——在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的 为D型,位于左边的为L型。 例如: COOH H--C-NH2 NHa-C-H R ZnprOfessorwangkangchengEmaIl:W518@Sohu.com

第一节 氨基酸 一、分类、命名和构型 1．分类： 按烃基类型可分为脂肪族氨基酸，芳香族氨基酸，含杂环氨 基酸。 按分子中氨基和羧基的数目分为中性氨基酸，酸性氨基酸， 碱性氨基酸。 2．命名： 多按其来源或性质而命名。 3．构型： 用D/ L体系表示——在费歇尔投影式中氨基位于横键右边的 为D型，位于左边的为L型。 例如： H C NH2 COOH R C H COOH R NH2

氨基酸的性质 1.氨基酸的酸-碱性—一两性与等电点 (1)两性 OH R-CH-COOH R-CH-COOH R-CH-COO ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

二、氨基酸的性质 1．氨基酸的酸-碱性——两性与等电点 （1）两性 R CH COOH NH2 R CH COO NH2 R CH COOH NH3 H OH

(2)等电点 在氨基酸水溶液中加入酸或碱,至使羧基和氨基的离子化程度相等 (即氨基酸分子所带电荷呈中性——处于等电状态)时溶液的pH值称 为氨基酸的等电点。常以表示 R一CH-CoOH NH 2 R一CH-coo R一CH-coo R-CH-COOH H N OH NH ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

（2）等电点 在氨基酸水溶液中加入酸或碱，至使羧基和氨基的离子化程度相等 （即氨基酸分子所带电荷呈中性——处于等电状态）时溶液的pH值称 为氨基酸的等电点。常以pI表示。 R CH COOH NH3 R CH COO NH3 R CH COO NH2 R CH COOH NH2 OH OH H H

2.氨基酸氨基的反应 1)氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺 R R-COCI+ NH2-CH-COOH R'-C-NH-CH-COOH + HCI (2)氨基的烃基化 氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸: 2 R NO2F+NH2c+cooH→No2、-N+ccoH ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

2．氨基酸氨基的反应 （1）氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基能酰基化成酰胺。 （2）氨基的烃基化 氨基酸与RX作用则烃基化成N-烃基氨基酸： R' COCl NH2 CH R COOH R' C NH O CH R + COOH + HCl NH2 CH R COOH NH CH R + COOH NO2 F NO2 NO2 NO2

(3)与亚硝酸反应 R-CH-COOH +HNO2-+ R-CH-COOH +N21+H2O 反应是定量完成的,衡量的放出N2,测定N2的体积便可计算出氨基酸 只氨基的含量。 (4)与茚三酮反应 α-氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用,生成显蓝色或紫红色的有色物 质,是鉴别a氨基酸的灵敏的方法 H2O OH C 茚三酮 水合茚三酮 OH RCHO t RcHcooH C=N-C、 NH 3H2O ProfessorwangkangchengEmaiL:w518@sohu.com

（3）与亚硝酸反应 R CH COOH + HNO2 R CH COOH NH2 OH + N2 + H2O 反应是定量完成的，衡量的放出N2，测定N2的体积便可计算出氨基酸 只氨基的含量。 （4）与茚三酮反应 α-氨基酸在碱性溶液中与茚三酮作用，生成显蓝色或紫红色的有色物 质，是鉴别α-氨基酸的灵敏的方法。 C C C O O O C C C O O OH H2O OH 茚三酮 水合茚三酮 C C C O O OH OH RCHCOOH NH2 C C C O O C C C O N HO + + RCHO CO 3 H2O

3.氨基酸羧基的反应 氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质 这里值得特别提出的是将氨基酸转化为叠氮化合物的方法(氨基酸酯 与肼作用生成酰肼,酰肼与亚硝酸作用则生成叠氮化合物) ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

3．氨基酸羧基的反应 氨基酸分子中羧基的反应主要利用它能成酯、成酐、成酰胺的性质。 这里值得特别提出的是将氨基酸转化为叠氮化合物的方法（氨基酸酯 与肼作用生成酰肼，酰肼与亚硝酸作用则生成叠氮化合物）

三、氨基酸的制备 氨基酸的制取主要有三条途径:即蛋白质水解、有机合成和发酵法。 氨基酸的合成方法主要有三种: 由醛制备醛在氨存在下加氢氰酸生成α-氨基腈,后者水解生成 a-氨基酸。 例如 NH3, HCN (1)NaoH, H2O C6Hs CH2CHO C6H5 CH2CHCN C6HsCH2CHCO2 (2)H3O NH 苯丙氨酸74 ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

三、氨基酸的制备 氨基酸的制取主要有三条途径：即蛋白质水解、有机合成和发酵法。 氨基酸的合成方法主要有三种： 1．由醛制备 醛在氨存在下加氢氰酸生成α-氨基腈，后者水解生成 α-氨基酸。 例如： C6H5CH2CHO NH3 , HCN C6H5CH2CHCN NaOH, H 2O H3O (1) (2) NH2 C6H5CH2CHCO2 NH3 苯丙氨酸 74%

2.a-卤代酸的氨化 R-CH-COOH NH R-CH-COOH +HX NH2 此法有副产物仲胺和叔胺生成,不易纯化。因此,常用盖伯瑞尔法 代替上法 R LiNh+ X-CH-COOR' C、R IN-CH-COOR' H2O + NH2-CH-COOH+ ROH 盖伯瑞尔法生成的产物较纯,适用于实验室合成氨基酸 ProfessorwangkangchengEmaiL:W518@sohu.com

2．α- 卤代酸的氨化 此法有副产物仲胺和叔胺生成，不易纯化。因此，常用盖伯瑞尔法 代替上法。 盖伯瑞尔法生成的产物较纯，适用于实验室合成氨基酸。 R CH COOH + NH 3 X R CH COOH + H X NH2 C NH O O X CH R COOR' C N O O CH R + COOR' H3O COOH COOH CH R + NH2 COOH + R'OH

3.由丙二酸酯法合成 此法应用的方式多种多样,其基本合成路线是 (1)C2H5ONa COoC,H (1)H3O+ NC-COoC,H NCH-COOH (2)PhCH2Br o CH Ph (2)Co2 CHaPh ( 1)C2H5ONa C=o COOC2H5 (1)H3O C N-C-COOC2 H5 N-CH-COOH (2)PhCH2 Br o CH2Ph (2)CO2 O CH2Ph C NHONH 2 NH NH2-CH-COOH C、M CH2Ph D,L-苯丙氨酸 ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

3．由丙二酸酯法合成 此法应用的方式多种多样，其基本合成路线是： C2H5ONa PhCH2Br (1) (2) C N C O O C COOC2H5 COOC2H5 CH2Ph H3O CO2 (1) (2) C N C O O CH CH2Ph COOH C2H5ONa PhCH2Br (1) (2) C N C O O C COOC2H5 COOC2H5 CH2Ph H3O CO2 (1) (2) C N C O O CH CH2Ph COOH NH2NH2 C C O O CH CH2Ph NH2 COOH NH NH + D，L-苯丙氨酸