20. Какие аминокислоты можно получить взяв за исходное вещество:
а) ацетон, б) метилэтилкетон, в) диэтилкетон, г) пропионовый альдегид.
21. Напишите формулы веществ в следующей схеме:
а) НОСl KCN HBr NH3 2H2O
CH2 = CH2 ¾¾® A ¾¾® B ¾¾® C ¾¾® D ¾¾® E
H+
б) NH2OH H+ H2O
циклогексанон ¾¾¾® А ¾¾¾¾¾¾® В ¾¾® С
перегруппировка
Бекмана
22. Предложите схемы следующих синтезов:
а) СН3 – СН2– ОН ¾¾® глицин
б) СН2 = СН2 ¾¾® аланин
в) НС º СН ¾¾® NН2 – СН2 – СН2 – СООН
23. Изобразите в виде внутренних солей следующие аминокислоты:
а) глицина, б) аланина, в) a-аминоглутаровой (глутаминовой). Разберите механизм образования внутренних солей.
24. Рассмотрите схему взаимодействия аланина со следующими веществами: а) соляной кислотой, б) аммиаком, в) гидроксидом калия, г) хлоридом фосфора (V), д) ацетилхлоридом, е) азотистой кислотой.
25. Какие вещества образуются при нагревании: а) a-аминомасляной,
б) b- аминовалериановой, в) g- аминокапроновой.
26. Напишите структурные формулы промежуточных и конечного веществ в следующих схемах:
а) HBr 2 NН3 НСl t°
СН2 = СН – СН2 – СООН ¾¾® А ¾¾® В ¾¾® С ¾¾® D
б) HBr KCN 4[Н]
СН3 – СН = СН – СООН ¾¾® А ¾¾® В ¾¾® С
27. Напишите уравнения реакций b-аминомасляной кислоты со следующими веществами: а) иодметаном, б) азотистой кислотой, в) уксусным ангидридом, г) гидроксидом меди (II).
28. Известно, что вещество с эмпирической формулой С3Н7О2N растворяется в кислотах и щелочах, при реакции с азотистой кислотой выделяет азот, с этиловым спиртов в присутствие хлороводорода образуется соединение С5Н11О2NСl, а при нагревании дает новое вещество состава С6Н10О2N. Установите строение вещества.
29. Исследуемое вещество имеет эмпирическую формулу С3Н7О2N. Установите его строение, зная, что оно обладает амфотерными свойствами, с метиловым спиртом дает вещество состава С4Н9NО2, а при нагревании выделяется аммиак и образуется вещество состава С3Н4О2, обнаруживающее кислотные свойства.
30. Определите строение сложного эфира a-аминокислоты, если известно, что он содержит 15,73% азота по массе.
31. Какой объем 10% -ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,1 г/мл) может прореагировать с глицином, полученным из 32 г карбида кальция?
32. К 150 г 5% -ного раствора аминоуксусной кислоты, которую можно получить из 15 г уксусной кислоты двухстадийным синтезом с выходом продукта на каждой стадии, равным 75%.
33. К 16,3 г a-аминокислоты и первичного амина (молярное соотношение 3:1) могут прореагировать с 20 г 36,5% -ной соляной кислоты. Определите качественный и количественный (в граммах) состав смеси, если известно, что оба вещества содержат одинаковое число атомов углерода.
3. Лабораторная работа «Оксо- и аминокислоты»
Кето-енольная таутомерия ацетоуксусного эфира
Поместите в пробирку 1 каплю ацетоуксусного эфира 1 каплю 1% -ного раствора хлорида железа (III). Появляется фиолетово-красное окрашивание. Прибавьте 1 каплю насыщенного раствора брома ( над раствором в склянке должны быть оранжевые пары брома). Фиолетово-красное окрашивание сначала исчезает, но затем появляется вновь. Это явление может повториться несколько раз при добавлении каждый раз по 1 капле бромной воды.
Вопросы и задания
1. Напишите схему таутомерных превращений ацетоуксусного эфира, происходящих при комнатной температуре.
2. Какой структурный фрагмент молекулы ацетоуксусного эфира обуславливает фиолетово-красное окрашивание хлоридом железа (III).
3. Почему фиолетово-красное окрашивание исчезает каждый раз при прибавлении раствора брома?
Кетонное расщепление ацетоуксусного эфира
В пробирку с газоотводной трубкой поместите 5 капель ацетоуксусного эфира и 5 капель 10% -ного раствора серной кислоты. Пробирку нагрейте и конец газоотводной трубки опустите в пробирку, содержащую 5 капель насыщенного раствора гидроксида бария. Появляется муть.
Вопросы и задания
1. Напишите схему расщепления ацетоуксусного эфира под действием серной кислоты.
2. Напишите схемы реакций обнаружения продуктов расщепления ацетоуксусного эфира.
Амфотерные свойства a-аминокислот
В две пробирке поместите по 5 капель 1%-ного раствора аланина. В первую пробирку добавьте по каплям 0.1%-ю хлороводородную кислоту, подкрашенную индикатором конго в синий цвет, до появления в пробирке розово-красного окрашивания. Во вторую пробирку добавьте по каплям 0.1%-й раствор гидроксида натрия, подкрашенный фенофталеином, до исчезновения в пробирке окрашивания.
Вопросы и задания
1. Напишите схемы реакций аланина с хлороводородной кислотой и с гидроксидом натрия.
2. О чем свидетельствует изменение окраски индикатора в каждой из пробирок?
Образование комплексных солей меди (II)
В пробирку поместите около 1мл 1% -ного раствора глицина. Добавьте на кончике лопаточки карбоната меди (II) и смесь нагрейте. Раствор приобретает синюю окраску.
Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции глицина с карбонатом меди (II).
2. Для каких классов соединений характерна подобная реакция с солями меди (II).
Реакция с азотистой кислотой
В пробирку поместите по 5 капель 1%-ного раствора глицина и 5%-ного раствора нитрита натрия. Добавьте 2 капли концентрированной хлороводородной кислоты и осторожно взболтайте. Наблюдается выделение пузырьков газа.
Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции глицина с азотистой кислотой.
2. Органические соединения каких классов будут мешать определению аминокислот этим методом?
4. Задания для самостоятельной работы студентов
1.Напишите схему получения ацетоуксусного эфира из этилацетата.
2. Напишите схему окисления глиоксалевой кислоты аммиачным раствором оксида серебра.
3. Какая кислота получается при восстановлении пировиноградной?
4. Напишите схему получения g-кетовалериановой кислоты из соответствующей кислоты. Назовите кетокислоту по международной номенклатуре.
5. Напишите структурные формулы ацетоуксусного эфира и диметилацетоуксусного эфира. Укажите, для какого из этих соединений существует енольная форма.
6. Напишите две таутомерные формы ацетоуксусного эфира.
7. Напишите схему взаимодействия ацетоуксусного эфира с бисульфитом натрия.
8. Напишите схемы трех реакций, характерных для енольной формы ацетоуксусного эфира.
9. Напишите уравнения реакций, лежащих в основе превращения серина в аланин: СН3ОН, НСl PCl5 H2O,H+ Na/Hg,
СН2ОН – СНNН2 – СООН ¾¾¾¾¾®A ¾¾®B¾¾¾®C¾¾¾¾¾®
нейтрализация (CH3)3CHO
СН3 – СНNН2 – СООNa ¾¾¾¾¾® СН3 – СНNН2 – СООН
10. Приведите примеры аминокислот, у которых преобладают: а) основные свойства, б) кислотные свойства.
11. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность аланина.
12. Соединение состава С5Н9NО4 в реакции с гидроксидом натрия образует соединение состава С5Н7NNа2О4, с хлолводородной кислотой –С5Н10СlNО4, с этанолом в присутствии серной кислоты – С9Н17О4. Предложите одну из возможных структур этого соединения и напишите уравнения упомянутых реакций.
Полипептиды. Белки
1. Теоретические вопросы
Роль белков в живой материи и процессах жизнедеятельности. Молекулярная масса белков. Форма белковых молекул. Аминокислотный состав. Способ связи аминокислот в белковой молекуле. Работы А.Я. Данилевского и Э. Фишера. Пептиды. Структура белковой молекулы. Денатурация и ренатурация белков. Понятие о нативном белке. Номенклатура и классификация белков. Качественные реакции на белки
2. Упражнения
1. Какие из перечисленных аминокислот участвуют в образовании белковых молекул?
2. Приведите формулы следующих дипептидов: а) аланил-глицин, б) лейцил-аланин, в) лейцил-валин, г) глутамил-глицин.
3. Назовите следующие дипептиды:
а) Н2N – СН – СО – NН – СН – СООН
ç ç
CH3 CH3
б) Н2N – СН – СО – NН – СН2 – СООН
ç
CH3
в) Н2N – СН – СО – NН – СН – СООН
ç ç
CH3 СН3 – CH – СН3
4. Изобразите структурные формулы дипептидов, которые могут быть получены из следующих аминокислот: а) аланина и валина, б) глицина и лейцина, в) аланина и серина.
5. Приведите структурную формулу пептида:
(Н2N)– гли – гли – про – мет – ала – тир – мет – асп – фен – (ОН).
6. Для установления первичной структуры инсулина белок обработали пепсином при рН=1.9 и химотрипсином при рН=8.0. Получили следующие пептиды, содержащие дисульфидные связи:
а) (Н2N)–лей – вал – цис – гли –(ОН), б) (Н2N)–гис – лей – цис – гли –(ОН)
ç ç
S S
ç ç ç
S S
ç ç ç
(Н2N)– тир – цис – асп –(ОН) (Н2N)– цис – ала –(ОН)
в) (Н2N)–сер – вал – цис – (ОН)
ç
S
ç ç
S
ç ç
(Н2N)– гли – иле – вал – глу – глу – цис (ОН)
7. Вывести все изомеры трипептидов состава С11Н21N3О4, если известно, что при гидролизе образуется глицин, лейцин и аланин. Дать название всем изомерам.
8. Содержание азота в серине составляет 13.3%. Вычислите молекулярную массу серина, если известно, что в молекуле серина один атом азота.
9. Гемоглобин содержит 0.34% железа. Вычислите минимальную молекулярную массу гемоглобина.