第二十二章 氨基酸、多肽、蛋白质、酶和核酸（课件）- 《有机化学》同步教学（北京大学）

第二十二章 氨基酸、多肽、蛋白质、酶和核酸 exit 第一节 氨基酸的结构、名称及物理性质 第二节 氨基酸的性质 第三节 氨基酸的合成 第四节 多肽的定义、命名和结构 第五节 多肽的合成 第六节 多肽结构的测定 第七节 蛋白质的结构和特性 第八节 酶 第九节 核酸 本章提纲 蛋白质、碳水化合物、脂肪(甘油醇的脂肪酸酯)是人所需营养中的三种要素。 第一节 氨基酸的结构、名称和物性 羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代生成的化合物叫氨基酸。 一 定义 按氨基与羧基的相对位置分：α-氨基酸，β-氨基酸 按氨基与羧基的数目来分： 中性氨基酸、酸性氨基酸，碱性氨基酸 三 氨基酸的构型和存在形式 构型（用D、L表示） -氨基酸通式 L型-氨基酸 D型-氨基酸 L-甘油醛 除甘氨酸，天然-氨基酸都是有旋光的，而且都是L型的。 二 分类 存在形式：氨基酸都以偶极离子的形式存在。 组氨酸 谷氨酸 丙氨酸 四 名称和物理性质 名 称 氨基酸的碳原子（除甘氨酸外）都是手性碳原子。 其构型的表示方法与糖一样，用D或L表示。 每个氨基酸都有俗名，并都用一个缩写符号表示。 物 理 性 质 大部分的氨基酸在水中有一定的溶解度； 酸性的氨基酸在水中的溶解度较差； 氨基酸在200度以下都是稳定的； 氨基酸的pKa为2左右； 每一个光学纯的氨基酸都有旋光值。 五 八个必需氨基酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 蛋氨酸 赖氨酸 色氨酸 一 等电点 二 与茚三酮反应 三 氨基酸金属盐络合物的形成 第二节 氨基酸的性质 谷氨酸 焦谷氨酸 总述：具有胺和羧酸的共性。例如形成酰胺 2分子甘氨酸 2,5-二嗪哌酮 - 2H2O - H2O 一个氨基酸总可以找到一个pH值，在该pH值下，正、负离子的浓度完全相等，此时向阳极移动和向阴极移动的离子彼此抵消（即没有净的迁移），或者说，电场中不显示离子的迁移。将此时的pH值称为该氨基酸的等电点。 氨基酸的特殊性质 一 等电点 中性氨基酸的等电点：pH=6.2~6.8 酸性氨基酸的等电点：pH=2.8~3.2 碱性氨基酸的等电点：pH=7.6~10.8 不同的氨基酸有不同的等电点，所以可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸。 等电点时，以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大（在水溶液中），氨基酸的溶解度最小。 二 与茚三酮的反应 凡是有游离氨基的氨基酸都可以和茚三酮发生呈紫色的反应。 茚 茚三酮 水合茚三酮 + 紫色 -CO2，-RCHO -3H2O 互变异构 三 氨基酸金属盐络合物的形成 金属上有空轨道，N上有未共用电子对！ 氨基酸金属盐络合物具有很好的结晶形状, 该反应可用来沉淀和鉴别某些氨基酸。 一 斯瑞克合成法--醛的氨氰化法 二 赫尔--乌尔哈--泽林斯基α-溴化法 三 盖布瑞尔法 四 丙二酸酯法 第三节 氨基酸的合成 改进方法： 用NH4CN or NH4Cl+KCN代替HCN+NH3 应 用： 合成比原料醛多一个碳的氨基酸 氨基酸的来源：（1）天然产物酸性水解 （2） 微生物发酵法 （3） 化学合成法 一 斯瑞克合成法--醛的氨氰化法 RCHO + HCN +NH3 H3+O  应用盖布瑞尔法可以制备很纯的氨基酸。 二 赫尔--乌尔哈--泽林斯基α-溴化法 RCH2COOH NH3 Br2 P 在封管或高压釜内进行 三 盖布瑞尔法 H3O+ 1. 通过酰基丙二酸酯法 四 丙二酸酯法 + NC-CH=CH2 H3+O H2/Pt 醋酸 麦克尔加成 碱 H2/催 加热 -CO2 OH - 丝氨酸的合成 + CH2=O H3+O -CO2  丝氨酸 （65%） 2. 通过溴代丙二酸酯法合成 CH2(COOEt)2 BrCH(COOEt)2 ClCH2CH2SCH3 HCl Br2 CCl4 Na NaOH 蛋氨酸（ 50%） 烷基化  谷氨酸的合成 + CH2=CHCOOEt 麦克尔加成 NaOEt H3+O  谷氨酸 （70%） 脯氨酸的合成 H3+O NaOEt