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1、第十六章 氨基酸 氨基酸的结构与鉴别氨基酸的结构与鉴别 氨基酸的合成氨基酸的合成 16.1 结构与分类 1. 1. 结构结构 2. 2. 分类分类 氨基酸在不同酸碱性的溶液中可以发生下述电离反应氨基酸在不同酸碱性的溶液中可以发生下述电离反应 ： 天然氨基酸均为天然氨基酸均为L-L-构型。构型。 当以两性离子形式存在时的溶液当以两性离子形式存在时的溶液pHpH，称为，称为 该氨基酸的该氨基酸的等电点等电点，相当于该氨基酸溶解，相当于该氨基酸溶解 在纯水中的溶液在纯水中的溶液pHpH。 将氨基酸分为三类：氨基酸中含有一个氨将氨基酸分为三类：氨基酸中含有一个氨 基和一个羧基，为基和一个羧基，为中性氨
2、基酸中性氨基酸；含有两个；含有两个 碱性基团和一个羧基的，为碱性基团和一个羧基的，为碱性氨基酸碱性氨基酸； 含有一个氨基和两个羧基，为含有一个氨基和两个羧基，为酸性氨基酸酸性氨基酸 。 中文名称中文名称 结构式结构式 D D 2525 中性氨基酸中性氨基酸 甘氨酸甘氨酸 丙氨酸丙氨酸 +8.5 +8.5 缬氨酸缬氨酸* * +13.9 +13.9 亮氨酸亮氨酸* * -10.8 -10.8 异亮氨酸异亮氨酸* * +11.3 +11.3 苯丙氨酸苯丙氨酸* * -35.1-35.1 中文名称中文名称结构式结构式 D D 2525 半胱氨酸半胱氨酸 +6.5 +6.5 苏氨酸苏氨酸* * -28
3、.3 -28.3 谷酰胺谷酰胺 +6.1 +6.1 天冬酰胺天冬酰胺 -5.4 -5.4 蛋氨酸蛋氨酸* * -8.2 -8.2 丝氨酸丝氨酸 -6.8 -6.8 脯氨酸脯氨酸 -85.0 -85.0 中文名称中文名称结构式结构式 D D 2525 酪氨酸酪氨酸 -10.6 -10.6 色氨酸色氨酸* * -31.5 -31.5 酸性氨基酸酸性氨基酸 天冬氨酸天冬氨酸 +25.0 +25.0 谷氨酸谷氨酸 +31.4 +31.4 中文名称中文名称结构式结构式 D D 2525 碱性氨基酸碱性氨基酸 赖氨酸赖氨酸* * +14.6 +14.6 精氨酸精氨酸 +12.5 +12.5 组氨酸组氨酸
4、-39.7 -39.7 * * 生命必需氨基酸生命必需氨基酸 。 3. 鉴别 在在蛋白质蛋白质中的氨基酸多采用先将蛋白质在中的氨基酸多采用先将蛋白质在6 6MM盐盐 酸中在酸中在120120 C C下水解下水解2020小时，然后用氨基酸自动小时，然后用氨基酸自动 分析仪加以测定。分析仪加以测定。 在在多肽端基多肽端基的氨基酸采用的氨基酸采用2,4-2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯与氨基的与氨基的 亲核取代反应生成黄色化合物方法加以鉴定。亲核取代反应生成黄色化合物方法加以鉴定。 氨基酸可以用纸色谱加以分离，然后喷洒茚三 酮显色，氨基酸一般具有相对固定的比移值 (Rf)，这样就可以定性鉴别氨基酸，茚三
5、酮与 氨基酸的反应过程如下： 16.2 氨基酸的合成 氨基酸的合成实质上就是在羧酸的氨基酸的合成实质上就是在羧酸的 - -位引入一个位引入一个 氨基的过程，可归结为亲核取代和亲核加成两种氨基的过程，可归结为亲核取代和亲核加成两种 基本方法。基本方法。 1. 1. 直接法直接法亲核取代法亲核取代法 该方法产率低，操作复杂，应用面较窄，目前丙氨酸该方法产率低，操作复杂，应用面较窄，目前丙氨酸 可用该法合成：可用该法合成： 2. Strecker法亲核加成法 例如：例如： 该方法的缺点在于该方法的缺点在于 引入了引入了HCNHCN。 3. Gabriel法亲核取代法 4. 邻苯二甲酰亚胺丙二酸二乙酯
6、法 碱性条件下产生负碳离子碱性条件下产生负碳离子 例：例：蛋氨酸蛋氨酸和和谷氨酸谷氨酸的合成的合成 5. 乙酰氨基丙二酸二乙酯法 在邻苯二甲酰亚胺丙二酸二乙酯的基础上，发展了乙在邻苯二甲酰亚胺丙二酸二乙酯的基础上，发展了乙 酰氨基丙二酸二乙酯法合成氨基酸，而且这种中间产酰氨基丙二酸二乙酯法合成氨基酸，而且这种中间产 物具有较小的空间阻碍，对合成是非常有利的。物具有较小的空间阻碍，对合成是非常有利的。 例： 氨基酸的合成实际上就是应用负碳离子反应的实氨基酸的合成实际上就是应用负碳离子反应的实 例，特别是例，特别是乙酰氨基丙二酸二乙酯乙酰氨基丙二酸二乙酯法已成为普遍法已成为普遍 应用的方法。以上方法得到的氨基酸均为应用的方法。以上方法得到的氨基酸均为外消旋外消旋 体体，如果需要得到某一种异构体，还需要进行，如果需要得到某一种异构体，还需要进行外外 消旋体的拆分消旋体的拆分。