α-氨基酸的化学性质

氨基酸分子内含有氨基，羧基，因此，它们既具有氨基的性质，又具有羧基的性质。同时，由于这两种官能团在分子内的相互影响，因而氨基酸又表现出某些特殊的性质。

1.氨基酸的两性性质和等电点

由于氨基酸分子中既含有碱性的氨基，又含有酸性的羧基，因此，氨基酸能与酸生成铵盐，也能与碱成羧酸盐，具有两性性质。同时，还能在分子内形成内盐。

由于内盐分子既带正电荷，又带负电荷，同时具有两种离子的性质，所以又称其为偶极离子或两性离子。

氨基酸分子是偶极离子，在酸性溶液中发生碱式离解，氨基酸带正电荷；在碱性溶液中发生酸式离解，氨基酸带负电荷。存在如下平衡：

如果把氨基酸置于电场中，带正电荷的氨基酸在电场中向阴极移动，带负电荷的氨基酸在电场中向阳极移动。如果调解节溶液的p H，使酸式离解和碱式离解相等，氨基酸以偶极离子形式存在，所带净电荷为零，在电场中既不向阳极移动，也不向阴极移动，此时溶液的p H称为氨基酸的等电点，用p I表示。应当注意的是，氨基酸的p I不等于7。

对于中性氨基酸，一般羧基的离解略大于氨基的离解；在水溶液中，氨基酸的负离子多于氨基酸的正离子；在电场中，氨基酸向阳极移动。要使氨基酸在电场中不发生移动，需要加入适量的酸抑制羧基的电离，使氨基酸以偶极离子的形式存在，这时溶液的p I小于其本身的p H。所以，中性氨基酸的等电点都小于7，一般为5～6．3。酸性氨基酸在水溶液中主要是以负离子形式存在，调等电点时需加酸，酸性氨基酸的p I小于本身的p H，一般为2．8～3．2；碱性氨基酸在水溶液中主要以正离子形式存在，调等电点时需加碱，碱性氨基酸的p I大于本身的p H，一般为7．6～10．8。

氨基酸在等电点时的溶解度最小，因此可以通过调节溶液p H来分离等电点不同的氨混合物。

思考题13-2 已知某氨基酸在水溶液中的p H为6，试问其p I是大于6，等于6，还是小于6？

思考题13-3 已知某氨基酸的等电点为5，试问在p H＝2和p H＝8的水溶液中，该氨基酸分别以什么离子形式存在？在电场中向哪极移动？

2.氨基酸中氨基的反应

（1）与亚硝酸的反应 大多数氨基酸中含有伯氨基，能与亚硝酸发生定量反应，生成羟基酸并放出氮气。

通过测定放出氮气的体积，可以计算氨基酸的含量。这种方法称为范斯莱克（Van Slyke）氨基测定法。

（2）与甲醛的反应 氨基酸分子中的氨基作为亲核试剂在甲醛的羰基上进行加成反应，生成N，N-二羟甲基氨基酸：

由于羟基是吸电子基，使氮原子上的电子云密度降低，氮失去了接受质子的能力，这样就可以用碱来滴定氨基酸中的羧基，间接测定氨基酸的含量。

（3）与2，4-二硝基氟苯的反应 α-氨基酸与2，4-二硝基氟苯（DNFB）在弱碱性溶液中反应，生成黄色的2，4-二硝基苯基氨基酸（N-DNP-氨基酸）。N-DNP-氨基酸可用于氨基酸的比色测定。

DNFB是英国化学家桑格（Sanger）于1945年发现的，因此称为桑格试剂。桑格试剂是用来鉴定多肽或蛋白质N端的重要试剂。

（4）氧化脱氨的反应 氨基酸分子中的氨基能被双氧水或高锰酸钾等氧化剂氧化成酮酸，同时放出一分子氨气。

生物体内在酶的催化下，也可发生氧化脱氨反应，这是生物体内蛋白质分解代谢的重要反应之一。

3.氨基酸中羧基的反应

（1）与醇反应 氨基酸在无水乙醇中通入干的氯化氢，加热回流生成α-氨基酸酯。

α-氨基酸酯在醇溶液中又可与氨反应，生成氨基酸酰胺。

这是生物体内以谷氨酰胺和天冬酰胺形式储存氮素的一种主要方式。

（2）脱羧反应 将氨基酸缓慢加热或与氢氧化钡混合加热时，可发生脱羧生成伯胺。

在脱羧酶的作用下，生物体内氨基酸也能发生脱羧反应，如赖氨酸脱羧生成戊二胺（尸胺），鸟氨酸脱羧生成丁二胺（腐肉胺），这是蛋白质腐败变质的主要原因。

4.氨基酸中氨基和羧基共同参与的反应

（1）与水合茚三酮的反应 α-氨基酸与水合茚三酮在弱酸性溶液中加热，发生氧化、脱氨、脱羧等反应，最终生成蓝紫色物质。

这个反应非常灵敏，可用于α-氨基酸的定性定量分析，因为生成的蓝紫色溶液在570nm有强吸收，可测定α-氨基酸的含量。多肽和蛋白质也能发生此显色反应，但脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应则显黄色。

（2）配位反应 某些氨基酸能与某些金属离子（如Cu2＋、Hg2＋、Ag＋等）形成配位键而生成稳定的配合物，有时可用来分离或鉴定氨基酸。如氨基酸与Cu2＋能生成蓝色配位化合物结晶：

思考题13-4 写出下列反应的主要产物。