Кислотно-основні властивості амінокислот
Амфотерність амінокислот обумовлена кислотними (СООН) і основними (NH2) функціональними групами в їх молекулах. Амінокислоти утворюють солі як з лугами, так і з кислотами.
У кристалічному стані α-амінокислоти існують як диполярного іони H3N + – CHR-COO – (зазвичай використовувана запис будови амінокислоти в неіонізованій формі служить лише для зручності).
У водному розчині амінокислоти існують у вигляді рівноважної суміші диполярного іона, катіонної та аніонної форм.
Положення рівноваги залежить від рН середовища. У всіх амінокислот переважають катіонні форми в сильнокислому (рН 1-2) і аніон – ні – в сільнощелочних (рН> 11) середовищах.
Іонну будову обумовлює ряд специфічних властивостей амінокислот: високу температуру плавлення (вище 200? С), розчинність у воді і нерозчинність у неполярних органічних розчинниках. Здатність більшості амінокислот добре розчинятися у воді є важливим чинником забезпечення їх біологічного функціонування, з нею пов’язані всмоктування амінокислот, їх транспорт в організмі і т. П.
Повністю протонированная амінокислота (катионная форма) з позицій теорії Бренстеда є двухосновной кислотою,
Містить дві кислотні групи: недіссоціірованную карбоксильну групу і протоновану аміногрупу, з відповідними значеннями рKа1 і рKа2
Віддаючи один протон, така двухосновная кислота перетворюється в слабку одноосновна кислоту – диполярного іон з одного кислотної групою NH3 +. Депротонування диполярного іона призводить до отримання анионной форми амінокислоти – карбоксилат-іона, що є підставою Бренстеда. Значення характеризують кислотні властивості карбоксильної групи амінокислот, зазвичай лежать в інтервалі від 1 до 3; значення рKа2 характеризують кислотність аммониевой групи, – від 9 до 10 (табл. 12.1).
Положення рівноваги, т. Е. Співвідношення різних форм амінокислоти, у водному розчині при певних значеннях рН істотно залежить від будови радикала, головним чином від присутності в ньому йоногенних груп, що грають роль додаткових кислотних і основних центрів.
Значення рН, при якому концентрація диполярного іонів максимальна, а мінімальні концентрації катіонних і аніонних форм амінокислоти рівні, називається ізоелектричної точкою (p /).
Нейтральні α-амінокислоти. Ці амінокислоти мають значення Рi дещо нижче 7 (5,5-6,3) внаслідок більшої здатності до іонізації карбоксильної групи під впливом – / – ефекту групи NH2. Наприклад, у аланина ізоелектрична точка знаходиться при рН 6,0.
Кислі α-амінокислоти. Ці амінокислоти мають в радикалі додаткову карбоксильну групу і в сільнокіслой середовищі знаходяться в повністю протоновану формі. Кислі амінокислоти є триосновними (по Брендстеду) з трьома значеннями рКа, як це видно на прикладі аспарагінової кислоти (р / 3,0).
У кислих амінокислот (аспарагінової та глутамінової) ізоелектрична точка знаходиться при рН багато нижче 7 (див. Табл. 12.1). В організмі при фізіологічних значеннях рН (наприклад, рН крові 7,3-7,5) ці кислоти знаходяться в анионной формі, так як у них іонізовані обидві карбоксильні групи.
Основні α-амінокислоти. У разі основних амінокислот ізоелектричної точки знаходяться в області рН вище 7. У сильно – кислому середовищі ці сполуки також являють собою триосновні кислоти, етапи іонізації яких показані на прикладі лізину (р / 9,8).
В організмі основні амінокислоти знаходяться у вигляді катіонів, т. Е. У них протоновану обидві аміногрупи.
В цілому жодна α-амінокислота in vivo чи не знаходиться в своїй ізоелектричної точці і не потрапляє у стан, що відповідає найменшій розчинності у воді. Всі амінокислоти в організмі знаходяться в іонній формі.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)