化學(xué)有機(jī)化學(xué)競賽輔導(dǎo)—氨基酸蛋白質(zhì)核酸

1、化學(xué)：有機(jī)化學(xué)競賽輔導(dǎo)教案第十四章 氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸第一節(jié) 氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基的雙官能團(tuán)化合物稱為氨基酸。催化劑一、分類、命名根據(jù)氨基酸分子中所含氨基和羧基的相對數(shù)目，可將氨基酸分為：中性氨基酸，其分子中氨基與羧基的數(shù)目相等；堿性氨基酸，其分子中氨基比羧基的數(shù)目多；酸性氨基酸，其分子中羧基比氨基的數(shù)目多。堿性氨基酸一般顯堿性，酸性氨基酸顯酸性，但中性氨基酸不呈中性而呈弱酸性，這是由于羧基比氨基的電離常數(shù)大些所致。氨基酸的系統(tǒng)命名法是以羧酸為母體，氨基作為取代基。氨基所連的位次以阿拉伯?dāng)?shù)字表示，也可用希臘字母表示。一些常見的氨基酸除系統(tǒng)命名法之外，也常用俗名。 2-氨基丙酸（丙

2、氨酸） 2，6-二氨基已酸（賴氨酸）二、氨基酸的性質(zhì)-氨基酸都是無色晶體，具有較高的熔點(diǎn)。1、兩性與等電點(diǎn)氨基酸分子中，含有氨基和羧基，一個是堿性基團(tuán)，一個是酸性基團(tuán)，兩者可相互作用而成鹽，這種鹽稱為內(nèi)鹽。 內(nèi)鹽催化劑內(nèi)鹽分子中，既有帶正電荷的部分，又有帶負(fù)電荷的部分，所以又稱兩性離子。實(shí)驗(yàn)證明，在氨基酸晶體中，分子并不是以 的形式存在，而是以兩性離H+H+子的形式存在。氨基酸在水溶液中，形成如下的平衡體系： 負(fù)離子 兩性離子 正離子 從上述平衡可以看出，當(dāng)加入酸時，平衡向右移動，氨基酸主要以正離子形式存，當(dāng)PH<1時，氨基酸幾乎全為正離子。當(dāng)加入堿時，平衡向左移動，氨基酸主要以負(fù)離子形

3、式存在，當(dāng)PH>11時，氨基酸幾乎全部為負(fù)離子。氨基酸溶液置于電場之中時，離子則將隨著溶液PH值的不同而向不同的極移動。堿性時向陽極移動，酸性時向陰極遷移。對于中性氨基酸來說，其水溶液中所含的負(fù)離子要比正離子多，為了使它形成相等的解離，即生成兩性離子，應(yīng)加入少量的酸，以抑制酸性解離，即抑制負(fù)離子的形成。也就是說，中性氨基酸要完全以兩性離子存在，PH值不是為7，而是小于7。如甘氨酸在PH值為6.1時，酸式電離和堿式電離相等，完全以兩性離子存在，在電場中處于平衡狀態(tài)，不向兩極移動。這種氨基酸在堿式電離和酸式電離相等時的PH值，稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。用PI表示。由于不同的氨基酸分子中所含的氨基

4、和羧基的數(shù)目不同，所以它們的等電點(diǎn)也各不相同。一般說來，酸性氨基酸的等電點(diǎn)PI為2.8-3.2；中性氨基酸的等電點(diǎn)PI為4.8-6.3；堿性氨基酸的等電點(diǎn)為7.6-11。在等電點(diǎn)時，氨基酸的溶解度最小。因此可以用調(diào)節(jié)溶液PH值的方法，使不同的氨基酸在各自的等電點(diǎn)結(jié)晶析出，以分離或提純氨基酸。2、與茚三酮反應(yīng)-氨基酸的水溶液與茚三酮水溶液加熱，能發(fā)生顯色反應(yīng)，這是鑒別-氨基酸最靈敏、最簡單的方法。3、受熱反應(yīng)-氨基酸受熱后，2分子脫水生成環(huán)狀交酰胺。開始加熱時，2分子-氨基酸也可脫去1分子水生成二肽，但反應(yīng)的主要產(chǎn)物是交酰胺。如果用鹽酸或堿處理，生成的交酰胺，也可轉(zhuǎn)變成二肽。RCHNH2COOH

5、 + RCHNH2COOH RCHNH2CONHCHRCOOH 二肽二肽分子中的CONH結(jié)構(gòu)稱為酰胺鍵或肽鍵。肽鍵是多肽和蛋白質(zhì)分子中氨基酸之間相互連接的基本方式。-氨基酸受熱時，氨基與-碳原子上的氫結(jié)合成氨而脫去，生成，-不飽和酸。例如：RCHNH2COOH RCHCHCOOH + NH3 -、-氨基酸受熱時，氨基上的1個氫原子與羧基上的羥基結(jié)合成水而脫去，生成較為穩(wěn)定的五元環(huán)或六元環(huán)的內(nèi)酰胺。當(dāng)氨基酸分子中的氨基與羧基相隔5個或5個以上碳原子時，受熱則發(fā)生分子間脫水，生成鏈狀聚酰胺。如尼龍-6、尼龍-7等聚酰胺纖維，就是由相應(yīng)的-氨基酸脫水聚合制成的。三、常見的氨基酸1、止血氨基酸 常用的

6、有止血芳酸、止血環(huán)酸和6-氨基已酸等。 2、甘氨酸 為無色晶體，有甜味。3、半胱氨酸和胱氨酸 在醫(yī)藥上，半胱氨酸用于肝炎、銻中毒或放射性藥物中毒的治療。胱氨酸有促進(jìn)機(jī)體細(xì)胞氧化還原機(jī)能，增加白血球和阻止病原菌發(fā)育等作用，并可用于治療脫發(fā)癥。4、色氨酸 在醫(yī)藥上有防治癩皮病的作用。5、谷氨酸 為難溶于水的晶體，左旋谷氨酸的單鈉鹽就是味精。四、多肽由2個以上-氨基酸單位通過肽鍵互相連接起來的化合和物稱為多肽。其通式為： RCHNH2（CONHCHR)nCOOH 在多肽鏈中，保留有游離氨基的一端稱為N端，保留有游離羧基的一端稱為C端。習(xí)慣上把N端寫在左邊，C端寫右邊。多肽的命名是以含有完整羧基的氨基

7、酸為母體（即C端），從另一端（即N端）開始，將形成肽鍵的氨基酸的“酸”字改為“?！弊郑来瘟性谀阁w名稱之前。例如： -谷氨酰半胱氨酰甘氨酸 俗名為谷胱甘肽五、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)也是由氨基酸通過肽鍵連接而成的高分子化合物，也是多肽，人們通常把分子量低于10000的視為多肽，高于10000的稱為蛋白質(zhì)。由于蛋白質(zhì)中大多數(shù)的含氮量都近似為16，即任何生物樣品中，每克氮相當(dāng)于6。25克蛋白質(zhì)。6。25稱為蛋白質(zhì)系數(shù)。六、核酸核酸是一類含磷的酸性高分子化合物，由于它最早發(fā)現(xiàn)于細(xì)胞核，故稱核酸。核酸根據(jù)其組成可分為兩大類：核糖核酸（簡稱RNA）和脫氧核糖核酸（簡稱DNA）。其中DNA98以上存在于細(xì)胞核中，RNA90存在于細(xì)胞質(zhì)，10存在于細(xì)胞核中。核酸的化學(xué)組成：核酸是由磷酸、戊糖與堿基三類化學(xué)成分組成的。組成核酸的戊糖有D-核糖和D-2-脫氧核糖。核酸中存在的堿基主要有嘧啶堿和嘌呤堿兩類雜環(huán)堿。其中最常見的有胞嘧啶（常用英文字母C表示）、尿嘧啶（U）、胸腺嘧啶（T）、腺嘌呤（A）、烏嘌呤（G）5種。核苷 由戊糖與堿基縮合而得的產(chǎn)物稱為核苷。RNA中的核苷有腺嘌呤核苷、烏嘌呤核