Аміак і амінокислоти, їх роль в нашому житті

Реферат

За хімії

Тема: Аміак іамінокислоти, їх роль в нашому житті

Підготувала студентка 1курс

Кузнєцова Вікторія

Амінокислоти

АМІНОКИСЛОТИ - це органічні (карбонові) кислоти, вскладі яких є аміногрупи (- NH2).

Беруть участь в обміні білків і вуглеводів, в освітіважливих для організмів сполук (наприклад, пуринових і піримідиновихпідстав, є невід'ємною частиною нуклеїнових кислот), входять до складугормонів, вітамінів, алкалоїдів, пігментів, токсинів, антибіотиків і т. д.;

дигідроксифенілаланін (ДОФА) і пЃ§-аміномасляна кислота служатьпосередниками при передачі нервових імпульсів.

Будова амінокислот

В клітинах і тканинах живих організмів зустрічається близько 300різних амінокислот, але тільки 20 з них служать ланками (мономерами), зяких побудовані пептиди і білки всіх організмів (тому їх називаютьбілковими амінокислотами). Послідовність розташування цих амінокислот убілках закодована в послідовності нуклеотидів відповідних генів (див.Генетичний код). Решта амінокислоти зустрічаються як у вигляді вільнихмолекул, так і у зв'язаному вигляді. Багато з амінокислот зустрічаються лише впевних організмах, а є й такі, які виявляються тільки в одномуз безлічі описаних організмів.

Історія відкриття амінокислот

Перша амінокислота - аспарагин-була відкрита в 1806,остання з амінокислот, виявлених в білках, - треонин - булаідентифікована в 1938. Кожна амінокислота має тривіальне (традиційне)назву, іноді воно пов'язане з джерелом виділення. Наприклад, аспарагін впершевиявили в аспарагусі (спаржі), глутамінової кислоти - в клейковині (від англ.gluten - глютен) пшениці, гліцин був названий так за його солодкий смак (від грец.glykys - солодкий).

Структура і властивості амінокислот

Загальну структурну формулу будь амінокислоти можнапредставити таким чином: карбоксильна група (- СООН) та аміногрупи (-NH2) пов'язані з одним і тим же пЃЎ-атомомвуглецю (рахунок атомів ведеться від карбоксильної групи за допомогою літер грецькогоалфавіту - пЃЎ, пЃў, пЃ§ пЂ  і т. д.). Розрізняютьсяж амінокислоти структурою бічній групи, або бічного ланцюга (радикал R),які мають різні розміри, форму, реакційну здатність, визначаютьрозчинність амінокислот у водному середовищі і їх електричний заряд. І лише упроліну бічна група приєднана не тільки до пЃЎ-Вуглецевого атома, але і до аміногрупи, в результаті чого утворюєтьсяциклічна структура.

У нейтральному середовищі і в кристалах-амінокислотиіснують як біполярний, або цвиттер-іони.

Тому, наприклад, формулу амінокислоти гліцину -NH2-CH2-СООH - правильніше було б записати як NH3 +-CH2-COO-Тільки в найбільшпростий за структурою амінокислоті - гліцин - в ролі радикала виступає атомводню. У решти амінокислот всі чотири заступника при пЃЎ-вуглецевому атомірізні (тобто пЃЎ-Вуглецевий атом вуглецю асиметричний). Тому ці амінокислоти володіютьоптичною активністю (здатні обертати площину поляризованого світла) іможуть існувати у формі двох оптичних ізомерів - L (левовращающіе) і D(Правообертальні). Однак всі природні амінокислоти є L-амінокислотами.До числа ж винятків можна віднести D-ізомери глутамінової кислоти, аланіну,валіну, фенілаланіну, лейцину і ряду інших амінокислот, які виявлені вклітинній стінці бактерій; амінокислоти D-конформації входять до складу деякихпептидних антибіотиків (у тому числі актиноміцин, бацитрацину, граміцидину A іS), алкалоїдів з ріжків і т. д.

Класифікація амінокислот

Вхідні до складу білків амінокислоти класифікують уЗалежно від особливостей їх бічних груп. Наприклад, виходячи з їх ставленнядо води при біологічних значеннях рН (близько рН 7,0), розрізняють неполярні, абогідрофобні, амінокислоти і полярні, або гідрофільні. Крім того, середполярних амінокислот виділяють нейтральні (незаряджені); вони містять по однійкислої (карбоксильна) і однієї основної групи (аминогруппа). Якщо ж вамінокислоті присутні більше однієї з вищеназваних груп, то їх називають,відповідно, кислими і основними.

Більшість мікроорганізмів і рослини створюють всі необхідніїм амінокислоти з більш простих молекул. На відміну від них тваринні організмине можуть синтезувати деякі з амінокислот, в яких вони потребують. Такіамінокислоти вони повинні отримувати в готовому вигляді, тобто з їжею. Тому,виходячи з харчової цінності, амінокислоти ділять на незамінні і замінні. Дочисла незамінних для людини амінокислот відносяться валін, треонін, триптофан,фенілаланін, метіонін, лізин, лейцин, ізолейцин, а для дітей незаміннимиє також гістидин і аргінін. Недолік будь-який з незамінних амінокислотв організмі призводить до порушення обміну речовин, уповільнення росту і розвитку.

В окремих білках зустрічаються рідкісні (нестандартні)амінокислоти, які утворюються шляхом різних хімічних перетворень бічнихгруп звичайних амінокислот в ході синтезу білка на рибосомах або після йогозакінчення (так звана посттрансляційної модифікації білків) (див. Білки).Наприклад, до складу колагену (білка сполучної тканини) входять гідроксипроліні гідроксілізін, є похідними проліну та лізину відповідно; ум'язовому білка міозину присутній метіллізін; тільки в білку еластині міститьсяпохідне лізину - десмозін.

Використання амінокислот

Амінокислоти знаходять широке застосування в якостіхарчових добавок. Наприклад, лізином, триптофаном, треонін і метіоніномзбагачують корми сільськогосподарських тварин, додавання натрієвої соліглутамінової кислоти (глутамату натрію) надає ряду продуктів м'ясний смак. Всуміші або окремо амінокислоти застосовують у медицині, у тому числі припорушеннях обміну речовин і захворюваннях органів травлення, при деякихзахворюваннях центральної нервової системи (пЃ§-аміномаслянаі глутамінова кислоти, ДОФА). Амінокислоти використовуються при виготовленнілікарських препаратів, барвників, у парфумерній промисловості, увиробництві миючих засобів, синтетичних волокон і плівки і т. д.

Для господарських та медичних потреб амінокислотиотримують за допомогою мікроорганізмів шляхом так званого мікробіологічногосинтезу (лізин, триптофан, треонін); їх виділяють також з гідролізатів природнихбілків (пролін, цистеїн, аргінін, гістидин). Але найбільш перспективні змішаніспособи отримання, поєднують методи хімічного синтезу та використанняферментів.

Аміак

АМІАК - (від грец. hals ammoniakos - Амонового сіль,нашатир, який отримували близько храму бога Амона в Єгипті), NH3, безбарвнийгаз з різким запахом. Молекула має форму правильної піраміди. Зв'язку N-Hполярні. Молярна маса 17 г/моль. Щільність 0,639 г/дм3. Температура кипіння-33,35 В° C, температура плавлення -77,7 В° C. Критична температура 113 В° C,критичне тиск 11,425 кПа. Теплота випаровування 23,27 кДж/моль, теплотаплавлення 5,86 кДж/моль.

Отримання

Вперше чистий аміак був отриманий в 1774 Дж. Прістлі.Промислову технологію отримання аміаку розробили і здійснили в 1913німці Ф. Габер і К. Бош, що отримали за свої дослідження Нобелівські премії.

У промисловості аміак отримують в сталевих колонахсинтезу, наповнених каталізатором - пористим залізом. Через колону підтиском 30 МПа і при температурі 420-500 В° C пропускають суміш азоту іводню. Так як реакція

3Н2 + N2 = 2NH3 + 104 кДж

оборотна, при одноразовому проході газової суміші черезколону в аміак перетворюється не більше 15-25% вихідних речовин. Для повногоперетворення необхідна багаторазова циркуляція, яку здійснюють за допомогоюкомпресора. У цикл безперервно вводять свіжу газову суміш замістьвикористаної на утворення аміаку.

В лабораторії газоподібний аміак отримують нагріваннямаміачної води або твердої суміші NH4Сl і Сa (OH) 2:

2NH4Сl + Сa (OH) 2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2О

Для осушення аміаку його пропускають через суміш вапна зїдким натром.

Фізичні і хімічні властивості

Добре розчинний у воді (700 обсягів NH3 в 1 об'ємі водипри кімнатній температурі). Максимальн...а масова концентрація (%) аміаку вводному розчині 42,8 (0 В° C), 33,1 (20 В° C), 23,4 (40 В° C). Щільність воднихрозчинів аміаку (кг/дм3): 0,97 (8% по масі), 0,947 (16%), 0,889 (32%).Розчин аміаку у воді називають аміачною водою, її концентрація 25%. У водномурозчині аміак частково іонізований, що обумовлює лужну реакціюрозчину:

NH3 + Н2О = NH4 + + ОН-

Насправді молекул NH4ОН в розчині не існує.Атом N в молекулі аміаку пов'язаний трьома ковалентними зв'язками з атомами воднюі зберігає при цьому одну неподілену пару. Він не може бути з'єднаний затомами кисню і водню п'ятьма полярними ковалентним і зв'язками. Мається наувазі гідратований аміак, NН3 В· Н2О.

Аміак проявляє властивості основи (підстави Бренстедта).У кислому середовищі молекула NH3 приєднує іон Н +, утворюється іон амонію NH4 +.Реагуючи з кислотами, аміак нейтралізують їх, утворюючи солі амонію:

NH3 + HCl = NH4Cl

Більшість солей амонію безбарвні і добре розчинні вводі. Розчини солей, утворені аміаком і сильними кислотами, маютьслабокислу реакцію.

Суміш аміаку і повітря вибухонебезпечна. Але горить аміактільки в чистому кисні блідим зеленим полум'ям:

4NH3 + 3О2 = 2N2 + 6Н2О,

застосування платинового каталізатора, утворюється оксидазоту (II) NО:

4NH3 + 5О2 = 4NО + 6Н2О

Аміак володіє відновними властивостями:

2NH3 + Fe2O3 = 2Fe + N2+ 3H2O

За певних умов аміак реагує з галогенами.Лужні і лужноземельні метали реагують з рідким і газоподібним аміаком,даючи аміди. При нагріванні в Атмосфері аміаку багато метали і неметали (Zn,Cd, Fe, Cr, B, Si та інші) утворюють нітриди. Рідкий аміак взаємодіє зсіркою:

10S + 4 NH3 = 6 Н2S + N4S4

При 1000 В° C аміак реагує з вугіллям, утворюючи HCN і частковорозкладаючись на азот і водень.

Застосування

У промисловості аміак використовують при отриманні азотноїкислоти HNO3, у виробництві азотних мінеральних добрив, в якостіхладагента. Аміачна вода є азотним добривом. Нашатирний спирт використовуютьв медицині.

Фізіологічна дія

Аміак отруйний, ГДК 20 мг/м3. Рідкий аміак викликаєсильні опіки. При вмісті в повітрі 0,5% за обсягом аміак сильно дратуєслизові оболонки. При гострому отруєнні вражаються очі і дихальні шляхи.При хронічному отруєнні - розлад травлення, катар верхніхдихальних шляхів, ослаблення слуху.

Список літератури

1.Радянська енциклопедія В«Біологія і ХіміяВ»

2.Радянська енциклопедія В«Хочу все знатиВ» С. С. Бердоносов, П. С.Бердоносов, Р. А. Матвєєва