有机化学 Organic Chemistry 延安大学化工学院 有机化学教研室

氨基酸： 羧酸分子中烃基上的氢被氨基取代生成的化合物。 α–氨基酸 天然氨基酸主要是α–氨基酸。 肽： α–氨基酸分子中的羧基与另一分子α–氨基酸的氨基 生成的酰胺。 多肽：多个α–氨基酸分子用肽键连接而生成的化合物。 肽键

N–甘酰基甘氨酸 谷半胱甘肽 蛋白质：由多种α–氨基酸用肽键连接起来的、分子量很大的多肽。

一. 氨基酸的结构和命名 分类：根据氨基和羧基的相对位置不同，可分为α、β、γ或δ–氨基酸。组成蛋白质的几乎都是α – 氨基酸。 自然界存在的α – 氨基酸（天然氨基酸）目前已知有一百多种，但组成蛋白质氨基酸的仅有二十多种。

常见氨基酸：

根据分子中氨基和羧基个数，可分为： 中性氨基酸：氨基和羧基数目相等。 酸性氨基酸：羧基数目大于氨基数目。 碱性氨基酸：氨基数目大于羧基数目。 中性氨基酸 （甘氨酸） 碱性氨基酸 （赖氨酸） 酸性氨基酸 (谷氨酸) – 味精

命名：由来源、性质命名。 氨基酸构型习惯用D、L标记，主要看α– 位手性碳， NH2在右为D – 型， NH2在左为L – 型。 L – 丙氨酸 自然界存在的氨基酸一般都是α– 氨基酸，而且是L–型。

二. 氨基酸的性质 1. α– 氨基酸的酸碱性 α– 氨基酸的物理性质说明它具有内盐的结构，即为 两性离子： α– 氨基酸为两性化合物，与强酸或强碱作用成盐。

用酸、碱可改变溶液的酸碱性。当溶液中正离子浓度和负离子浓度相等时，此时溶液的pH值就是该氨基酸的等电点（PI）。（相当于氨基酸在纯水中的pH值） 等电点是每一种氨基酸的特定常数，氨基酸不同，等电点不同。在等电点时，氨基酸的水溶解度最小。 在等电点时，向阳极移动和向阴极移动的离子彼此抵消（即没有净的迁移），或者说，电场中不显示离子的迁移。

在等电点时，以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大（在水溶液中）。 在等电点时，氨基酸的溶解度最小。 等电点是每一种氨基酸的特定常数，氨基酸不同，等电点不同。所以可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸。 中性氨基酸的等电点：pH=6.2~6.8 酸性氨基酸的等电点：pH=2.8~3.2 碱性氨基酸的等电点：pH=7.6~10.8

2. α– 氨基酸的反应 成盐 成酰氯 成酯 成酰胺 还原 成盐 与亚硝酸反应 与甲醛反应 酰化 烃基化 在强酸性介质中有利于酯化： + + 苯丙氨酸甲酯盐酸盐

在强碱性介质中有利于酰化： N-苯甲酰基缬氨酸 + 可用来鉴别氨基酸。 黄色

与水合茚三酮反应： 茚 茚三酮 水合茚三酮 α-氨基酸可以和水合茚三酮发生呈紫色的反应： 水合茚三酮 兰紫色 可用来鉴别α– 氨基酸

三. α – 氨基酸的合成 1. α – 卤代酸的氨解 2. 盖布瑞尔法 制备比较纯的氨基酸。

3. 从醛、酮合成 4. 从丙二酸酯合成

四. 多肽 1. 多肽的结构和名明 肽： α–氨基酸分子中的羧基与另一分子α–氨基酸的氨基生成的酰胺。 多肽：多个α–氨基酸分子用肽键连接而生成的化合物。 分子量超过一万的多肽实际上就是蛋白质。多肽和蛋白质没有明显的界限。 二肽 命名：开链状的肽总有两个末端，一般游离–NH2写在左 边，称N–端，游离–COOH写在右边，称C–端。

肽的命名从N–端开始，称“某氨酰某氨酸”。 丙氨酰–甘氨酰–苯丙氨酸 （丙–甘–苯丙） （Ala–Gly–Phe） 性质：多肽和氨基酸一样，是两性离子。它们的性质同氨 基酸有许多相似之处。例：多肽也有等电点。在等 电点时溶解度最小。氨基酸和多肽都可以用离子变 换层析法进行分离。

2. 多肽和蛋白质的结构测定 多肽（或蛋白质）的结构与其生物功能密切相关。 多肽与氨基酸的关系相当于英文单词和字母的关系，字母的特点排列得到特定含义的词。各种氨基酸（约二十种）在肽链中的排列顺序可以决定一个肽（或蛋白质）的生物功能。 确定多肽的结构是一项非常复杂而细致的工作。英国化学家桑格（F. Sanger）花了十年的时间，在1955年首次测定出牛胰岛素的氨基酸顺序，于1958年获得诺贝尔化学奖。桑格的工作为多肽结构的测定奠定了基础。近三十年来，随分离分析技术的发展，有不少多肽（蛋白质）的结构相继被确定。

确定多肽结构 氨基酸种类 氨基酸数目 氨基酸在肽链中的排列顺序 3. 多肽和蛋白质的合成 多肽的合成主要根据氨基酸之间脱水形成酰胺键（肽键）的反应，这个反应并不复杂，但多肽合成工作较困难。 甘氨酸和丙氨酸一起反应，来合成二肽，除生成甘–丙外还会有丙–甘、甘–甘、丙–丙。

4. 蛋白质的结构 蛋白质的结构相当复杂，通常用一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四种不同的层次来描述。蛋白质的一级、二级、三级、四级结构又统称为空间结构，指的是蛋白质分子中原子和基团在三维空间的排列和分布。 一级结构： 表示的是组成蛋白质分子的氨基酸残基排列 顺序。各种蛋白质的生物活性首先是由一级 结构决定的。

二级结构： 蛋白质的二级结构涉及肽链在空间的优势构象 和所呈现的形状。在一个肽链中的羰基和另一 个肽链中的氨基之间可形成氢键，正是由于这 种氢键的存在维持了蛋白质的二级结构。 在蛋白质分子中有两种类型的二级结构： α–螺旋型 β–折叠型 三级结构： 蛋白质分子很少以简单的α–螺旋型或β–折叠 型结构存在，而是在二级结构的基础上进一步 卷曲折叠，构成具有特定构象的紧凑结构，称 为三级结构。维持三级结构的力来自氨基酸侧 链之间的相互作用。

四级结构： 蛋白质分子作为一个整体所含有的不止一 条肽链，由多条肽链聚合而形成特定构象 的分子叫做蛋白质的四级结构。 5. 蛋白质的性质 1). 两性与等电点 2). 胶体性质 3). 蛋白质的沉淀 4). 蛋白质的变形

5). 蛋白质的颜色反应 与水合茚三酮 兰色 与硫酸铜碱性溶液 紫色 含有芳环的氨基酸与浓硝酸先生成白色，加热变为黄色。 6. 酶 酶是对特定的生物化学反应有催化作用的蛋白质。 酶作为生物催化剂有以下几个特点： 1). 催化效力高，比一般无机或有机催化剂高108~1010倍。 2). 有高度的化学选择和立体专一性。 3). 反应条件温和，常温、常压、pH值近于7的条件下起 作用。

五. 核酸 从细胞核中分离出的具有酸性的物质叫核酸。核酸对遗传信息的储存和蛋白质的合成起着决定性的作用。它是一类非常重要的生物高分子化合物。 核酸的组成成分： 水解 戊糖 杂环碱 水解 磷酸 核苷 水解 核苷酸 核酸 本章结束