номенклатуре, знакомству с пептидной группой и пептидной связью, химическими свойствами аминокислот, пептидам и полипептидам, знакомству с глицином как представителем аминокислот, биологической роли аминокислот, белкам, их структуре, химическим свойствам.
Глоссарий
Аминокислота – это азотсодержащее органическое соединение, в составе которой есть как аминогруппа, так и карбоксильная группа.
Белки – органические полимеры, в состав которых входят остатки аминокислот, соединённые пептидной связью. Количество аминокислотных остатков в белках обычно более 50.
Биуретовая реакция – качественная цветная реакция на пептидные связи. При добавлении к белку раствора щёлочи и сульфата меди (II) раствор приобретает красно-фиолетовую окраску.
Гидролиз белка – распад белка на отдельные аминокислоты в водном растворе кислот или щелочей.
Денатурация белка – разрушение вторичной, третичной и четвертичной структуры белка при нагревании, действии растворов солей тяжёлых металлов, кислот и щелочей. При денатурации белок сворачивается и выпадает в осадок.
Ксантопротеиновая реакция – качественная цветная реакция концентрированной азотной кислоты с белками, содержащими остатки ароматических аминокислот. При добавлении концентрированной азотной кислоты к белку и нагревании сначала происходит денатурация белка, а затем появляется жёлтое окрашивание.
Олигопептиды – органические соединения, состоящие из 10–20 остатков аминокислот, связанных пептидными связями.
Пептидная группа – группа атомов в составе пептидов, состоящая из атомов углерода, кислорода, азота и водорода.
Пептидная связь – связь между атомами углерода и азота в пептидной группе.
Пептиды – органические соединения, состоящие из нескольких аминокислотных остатков, соединённых пептидной связью.
Полипептиды – макромолекулы, состоящие из 20–50 аминокислотных остатков, соединенных пептидной связью.
Простейшим представителем аминокислот является глицин – аминоуксусная (аминоэтановая) кислота
Все α-аминокислоты, кроме глицина, имеют в своем составе асимметрический атом, который следует сразу за карбоксильной группой. У этого атома углерода все заместители разные.
Благодаря этому атому, для α-аминокислот характерна оптическая изомерия. В природе распространены только L-α-аминокислоты.
Биологическое значение аминокислот
Из аминокислот наибольшее значение имеют α-аминокислоты, так как они входят в состав белковых молекул, из которых построено всё живое вещество.
Растения и бактерии самостоятельно синтезировать все необходимые для них аминокислоты. Млекопитающие, в том числе и человек, не могут синтезировать ряд аминокислот, они должны поступать в организм с пищей. К таким незаменимым аминокислотам относятся метионин, треонин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, валин, лизин, триптофан.
α-Аминокислоты необходимы человеку для образования белков. Большую часть аминокислот для этих целей человек получает с пищей. Некоторые аминокислоты можно синтезировать. Для регулирования обменных процессов аминокислоты применяются как лекарства (например, глицин).
Получение аминокислот
В промышленности α-аминокислоты получают гидролизом белков.
Можно синтезировать аминокислоты из хлорпроизводных карбоновых кислот и аммиака.
Cl-CH2-COOH + 2NH3 → NH2-CH2-COOH + NH4Cl
Физические и химические свойства аминокислот
Аминокислоты – кристаллические вещества без цвета и запаха, сладковатые на вкус. Хорошо растворяются в воде.
Аминокислоты – амфотерные соединения, так как аминогруппа проявляет основные свойства, а карбоксильная группа – кислотные.
Карбоксильная группа в составе аминокислот позволяет им реагировать со спиртами. В результате реакции образуются сложные эфиры.
Пептиды
Аминокислоты могут реагировать друг с другом, аминогруппа одной кислоты соединяется с карбоксильной группой другой кислоты, при этом происходит выделение воды.
Группа атомов СО-NH называется пептидной (или амидной) группой, а связь между атомами углерода и азота – пептидной (амидной) связью.
Соединения, образованные из нескольких аминокислот с пептидной связи, называются пептидами.
Называют пептиды перечислением тривиальных названий аминокислот, входящих в состав пептида, начиная с аминокислотного остатка со свободной аминогруппой (N-конец), заменяя в названии аминокислот окончание «ин» на «ил». Последней называют аминокислоту со свободной карбоксильной группой (С-конец), её название не изменяется. Часто название пептида записывают с трёхбуквенных латинских сокращённых наименований аминокислот.
Молекулы, в состав которых входит 10–20 остатков аминокислот, называют олигопептидами.
Макромолекулы, образованные 20–50 остатками аминокислот называют полипептидами.
Полипептиды входят в состав многих гормонов. Нейропептиды регулируют работу мозга, процессы сна, обучения, обладают обезболивающим эффектом.
.
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
1. Расположите в порядке ослабления металлических свойств элементы хлор, магний, алюминий, сера. 2. Расположите в порядке усиления окислительных свойств элементы селен, сера, кислород, теллур. 3. Определите химический элемент, имеющий электронное строение 2е, 8е, 4е. Запишите формулу его высшего оксида и соответствующего ему гидроксида, укажите характер ( основной, кислотный или амфотерный) назовите эти вещества. 4. Запишите схемы строение атомов химических элементов с порядковыми номерами 19 и 15. Чем отличаются эти элементы по строению атома и по свойствам? Запишите уравнение реакции между ними, назовите продукт, рассмотрите реакцию как ОВР. 5. Приведите примеры двух переходных элементов. Запишите формулы их высшего оксида и гидроксида, укажите характер ( основной, кислотный или амфотерный) назовите эти вещества.
Как превратить 75 %-ный раствор уксусной кислоты в 3 %-ный? ответ: 1: 24.;
Как получить 5 %-ный раствор гидроксида натрия из 2 %-ного и 10%-ного? ответ: 5 : 3.;
Как превратить 40 %-ный раствор соли в 5 %-ный? ответ: 1 : 7.;
Как получить 15 %-ный раствор сахара из 4 %-ного и 30 %-ного раствора? ответ: 15 : 11.;
Как превратить 40 %-ный раствор щелочи в 25 %-ный? ответ: 5 : 3.;
Сколько граммов надо взять 10 %-ного раствора и 35 %-ного раствора соляной кислоты, чтобы получить 300 г 20 %-ного раствора соляной кислоты? ответ: 120 г (35 %) и 180 г (10 %).;
Сколько граммов 20 %-ного и 50 %-ного раствора сахара надо взять, чтобы получить 150 г 30 %-ного раствора сахара? ответ: 100 г (20 %) и 50 г (50 %).;
Определить массовую долю бромоводорода в растворе, полученном при растворении 280 л (н. у.) бромоводорода в 1 л воды. ответ: 50,31 %.;
Определить массу воды, в которой нужно растворить 44,8 л хлороводорода (н. у.), чтобы получить 14,6 %-ный раствор соляной кислоты. ответ: 427 г.;
При упаривании 76,336 л 28 %-ного раствора гидроксида натрия (пл. 1,31г/мл) получено 70 кг раствора. Какова массовая доля гидроксида натрия в оставшемся растворе? ответ: 40 %.;
Какой объем 15 %-ного раствора гидроксида натрия плотностью 1,16 г/мл можно приготовить из 2 л его 33 %-ного раствора плотностью 1,36 г/мл? ответ: 5,16 л.;
Решение 8-ой задачи:
V(HBr) = 280 л
V(H2O) = 1 л
ω(HBr) = ?
m (HBr) = ?
280 л
ν(HBr) = = 12,5 моль
22,4 л/моль
m (HBr) = ν M = 12,5 моль х 81 г/моль = 1012,5 г
m (H2O) = 1000 мл х 1 г/мл = 1000 г
m (р-ра) = 1000 г + 1012,5 г = 2012,5 г
1012,5 г
ω(HBr) = = 0,5031 (50,31 %)
2012,5 г
ответ: ω(HBr) = 50,31 % (0,5031).
Решение 11-ой задачи:
ω(NaOH в %) = 15 %
ρ= 1,16 г/мл
V(р. NaOH) = 2 л
ω(NaOH) = 33 % (0,33)
ρ= 1,36 г/мл
V(15 %-ного р. NaOH) = ?
m (р. NaOH) = 2000 мл х 1,36 г/мл = 2720 г
m (NaOH) = 2720 х 0,33 = 897,6 г
m (15 %-ного р-ра NaOH) = ?
В 100 г р-ра – 15 г NaOH
х г – 897,6 г NaOH
х = 5984 г
V(р-ра) NaOH = 5984 : 1,16 г/мл = 5158,6 мл
ответ: 5,16 л
Можно использовать для расчётов алгаритм
что
добавляем в р-р
масса
раствора
масса
раств. вещества
массовая
доля вещества
растворитель
увеличивается
не изменяется
уменьшается
растворяемое в-во
увеличивается
увеличивается
увеличивается
р-р с большей
концентрацией
увеличивается
увеличивается
увеличивается
р-р с меньшей концентрацией
увеличивается
увеличивается
уменьшается
выпаривание
уменьшается
не