Obraz8 (29)

172

I

H

CH-.CHCOOH

NH₂

histydyna

Tylko glicyna nie zawiera asymetrycznego atomu węgla. Pozostałe aminokwasy białkowe są chiralne i wszystkie, mają konfigurację lewą. W przypadku aminokwasów lewą konfigurację oznaczamy literą L a nie S, jak dla innych związków chiralnych.

Ćwiczenie 9.8. Miałbyś okazję do dokładnego przyjrzenia się konstytucji aminokwasów białkowych gdybyś wśród nich wyszukał aminokwasy o dwóch asymetrycznych atomach węgla. Powinieneś znaleźć dwa.

Ćwiczenie 9.9. Który z aminokwasów białkowych jest tiolem? Który jesulfidem?

9.10. Aminokwasy są amfoteryczne

Konstytucję aminokwasów zapisujemy wzorami, w których występują grupy COOH i NHi. Zapisy takie są dopuszczalne, ale trzeba pamiętać, że w rzeczywistości aminokwasy nigdy nie mają budowy przedstawionej ogólnym wzorem

RCHCOOH

I

NH]

Znając kwasowe własności grupy karboksylowej i zasadowe grupy aminowej możemy słusznie oczekiwać, że aminokwasy są jednocześnie kwasami i zasadami, czyli są amfoteryczne. Wiedząc też, że kwasy tworzą sole z aminami (rozdz. 7.2), możemy oczekiwać wewnątrzcząsteczkowej reakcji kwasu z zasadą, prowadzącej do utworzenia „wewnętrznej soli". Sole takie nazywamy jonami dwubiegunowymi.

W stanie krystalicznym aminokwasy występują w postaci jonów dwubiegunowych. W roztworach wodnych ustalają się równowagi, w których biorą udział jony dwubiegunowe, kationy i aniony aminokwasów. Stężenia różnych jonowych form aminokwasów zależą od pH roztworu.

ro

-H* + H^ł

RCHCOOH

I

^łNH₃

-rf .

RCHCOO *= '-i RCHCOO" I    +H* l

^łNHj    NHj

kation aminokwasu (dominująca forma w roztworze kwaśnym)

jon dwubiegunowy (dominująca forma w roztworze obojętnym)

anion aminokwasu (dominująca forma w roztworze zasadowym)

Ćwiczenie 9.10. Jaka forma aminokwasu reaguje z jonami wodorotlenowymi gdy do obojętnego roztworu dodamy NaOH? Która grupa funkcyjna w aminokwasach jest zatem grupą „kwaśną”? Która jest grupą zasadową? Jaki anion jest dominującą formą tyrozyny w roztworze silnie zasadowym?

9.11. Synteza kwasów karboksylowych

Do kwasów, których światowa produkcja wynosi miliony ton na rok, naleją kwasy octowy i adypinowy oraz aromatyczne kwasy dwukarboksylowe, otrzymywane przez utlenienie o-ksylenu i p-ksylenu.

Spożywczy kwas octowy (ocet) jest tradycyjnie wytwarzany z etanolu przez utlenianie mikrobiologiczne. Przemysł chemiczny wytwarza ten kwas z metanolu w reakcji z tlenkiem węgla w obecności katalizatora. Reakcja jest prosta w zapisie ale ma raczej skomplikowany mechanizm.

CHjOH + CO ^kataUzator> CH3COOH

Kwas adypinowy jest półproduktem do otrzymywania polimerów poliamidowych typu nylonu. Otrzymuje go się przez utlenianie cykloheksanom!. Jak zawsze przy utlenianiu ketonów, reakcja przebiega z rozerwaniem wiązania C-C:

,a°

cykloheksanon

HNO3

HOOC(CH₂)₄COOH kwas adypinowy

Utlenianie p-ksylenu jest metodą syntezy kwasu tereftalowego. Jest to półprodukt do syntezy polimerów typu poliestrów.