α-Аминокислоты представляют собой производные карбоновых кислот, у которых один водородный атом, у α-углерода, замещен на аминогруппу (—NH2).
Для α-аминокислот, как и для других встречающихся в природе аминокислот, общим свойством является их амфотерность (от греч. amphoteros—двусторонний), т. е. каждая из них содержит как минимум одну кислотную и одну основную группу (исключение составляет пролин и его производное гидроксипролин, являющиеся иминокислотами – содержат иминогруппу >NH). Общий тип строения α-аминокислот поэтому может быть представлен в виде следующей формулы:
R
│
H─C─ NH2
│
COOH
Как видно из этой общей формулы, аминокислоты отличаются друг от друга химической природой радикала R, представляющего группу атомов в молекуле аминокислоты, связанную с α-углеродным атомом и не участвующую в образовании пептидной связи при синтезе белка. Почти все α-амино- и α-карбоксильные группы участвуют в образовании пептидных связей белковой молекулы, теряя при этом свои специфические для свободных аминокислот кислотно-основные свойства. Поэтому все разнообразие особенностей структуры и функции белковых тел связано с химической природой и физико-химическими свойствами радикалов аминокислот. Именно благодаря им белки наделены рядом уникальных функций, не свойственных другим биополимерам.
Кислотно-основные свойства аминокислот определяют многие физико-химические и биологические свойства белков. На этих свойствах основаны, кроме того, почти все методы выделения и идентификации аминокислот. Аминокислоты легко растворимы в воде. Они кристаллизуются из нейтральных водных растворов в форме биполярных (амфотерных) ионов, а не в виде недиссоциированных молекул.
Задача № 206
Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция Н2 (г) + СО2 (г) = СО (г) + Н2О (ж), ΔНх.р. = -2,85 кДж. Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите ΔG0 этой реакции.
Решение. При стандартных условиях данная экзотермическая реакция невозможна, т.к. уменьшается энтропия ΔS < 0, вследствие того, что уменьшается количество молекул газа, возможность хаотического движения меньше.
Используя табличные данные, определим стандартные энтропии Н2 (г), СО2 (г), СО (г) и Н2О (ж):
Н2 (г) = 130,59 Дж/(моль*К);
СО2 (г) = 213,65 Дж/(моль*К);
СО (г) = 197,91 Дж/(моль*К);
Н2О (ж) = 69,94 Дж/(моль*К).
Дж/К или -0,07639 кДж/К.
кДж.
Самопроизвольно протекающие процессы идут в сторону уменьшения энергии Гиббса (ΔG). Если ΔG > 0, процесс самопроизвольно проходить не может. Т.е. данная реакция идет в обратную сторону: образование диоксида углерода и водорода.