Аминокислоты – сложные органические вещества, синтезирующие белок. Химические свойства аминокислот обусловлены наличием аминной (-NH2) и карбоксильной (-COOH) групп. Соединения являются амфотерными, проявляя свойства оснований и кислот.
Общее описание
Аминокислоты являются производными карбоновых кислот с общей формулой NH2-R-COOH. R – углеводородный радикал, который также может содержать другие элементы. Чаще всего это сера или фосфор. Аминокислота может включать несколько аминогрупп.
Рис. 1. Строение аминокислот.
Соединения классифицируются по нескольким признакам. Основная классификация аминокислот представлена в таблице.
|
Признак |
Виды |
Описание |
|
По количеству радикалов между функциональными группами |
α-аминокислоты |
Один атом углерода между группами |
|
β-аминокислоты |
Два атома углерода между группами |
|
|
γ-аминокислоты и т.д. |
Три атома углерода между группами |
|
|
По строению радикала |
Алифатические |
Линейные или циклические без ароматических связей |
|
Ароматические |
Включают бензольное кольцо |
|
|
Гетероциклические |
Содержат гетероатом |
|
|
Иминокислоты |
Содержат группу -NH |
|
|
По количеству функциональных групп |
Кислые |
Включают две карбоксильные группы и одну аминогруппу |
|
Нейтральные |
Включают одинаковое количество карбоксильных и аминных групп |
|
|
Основные |
Содержат несколько аминогрупп и одну карбоксильную группу |
|
|
По физическим свойствам |
Гидрофобные или неполярные |
Не взаимодействуют с водой |
|
Гидрофильные или полярные |
Взаимодействуют с водой |
|
|
По синтезу в организме |
Заменимые |
Синтезируются внутри организма |
|
Незаменимые |
Поступают в готовом виде вместе с пищей |
|
|
Условно заменимые |
Образуются клетками, но не в достаточном количестве. Большая часть поступает в готовом виде |
Рис. 2. Классификация аминокислот.
Названия аминокислот формируются из структурных или тривиальных наименований соответствующих кислот с приставкой «амино-». В начале названия указывается цифра, соответствующая номеру атома, у которого располагается аминогруппа. Нумерация атомов начинается от карбоксильной группы.
Свойства
Аминокислоты – это кристаллические вещества с высокой температурой плавления и сладковатым вкусом. Аминокислоты хорошо растворяются в воде, но плохо растворяются в органических растворителях. При этом водные растворы аминокислот электропроводны.
Аминогруппа обуславливает основные свойства аминокислот, карбоксильная группа – кислотные свойства. Поэтому аминокислоты способны реагировать и с кислотами, и с основаниями. Свойства аминокислот представлены в таблице.
|
Реакция |
Описание |
Уравнение |
|
С аммиаком |
Образуются амиды – производные карбоновых кислот |
NH2-CH(R)-COOH + H-NH2 → NH2-CH(R)-CONH2 + H2O |
|
С раствором щёлочи |
Образуются соли |
NH2CH2COOH + NaOH → NH2CH2COO-Na + H2O |
|
С раствором кислоты |
Образуются соли |
2NH2CH2COOH + H2SO4 → (NH3CH2COOH)2SO4 |
|
Этерификация |
Образуются сложные эфиры |
NH2CH2COOH + C2H5OH → NH2CH2COOC2H5 + H2O |
|
Горение |
При полном сгорании разлагаются на углекислый газ, воду и азот |
4NH2CH2COOH + 13O2 → 8CO2 + 10H2O + 2N2 |
|
Разложение |
При плавлении выделяется углекислый газ |
NH2-CH2-COOH → NH2-CH3 + CO2↑ |
Из аминокислот состоят белки, выполняющие в организме различные функции.
Рис. 3. Структуры белков.
Что мы узнали?
Аминокислота – кристаллическое соединение, имеющее сложную структуру. Молекула вещества включает карбоксильную и аминную группы. Поэтому вещество проявляет свойства оснований и кислот, вступая в реакцию с кислотами, основаниями, этерификации. Аминокислоты разлагаются при нагревании и образуют амиды при реакции с аммиаком. При полном сгорании разлагаются на углекислый газ, воду и азот.
