Presentación guía 5

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EP 5 - TEMA 4: AMINOÁCIDOS
PROBLEMAS
1
Escriba los equilibrios de los aminoácidos fenilalanina, ácido aspártico y lisina en H2O desde medio ácido a medio 
básico. Determine el pI de cada uno de ellos.
El punto isoeléctrico (pI) de un aminoácido es el pH al cual no tiene carga neta. En otras palabras, es el pH al cual la cantidad de
carga positiva en un aminoácido es exactamente igual a la cantidad de carga negativa.
pI = pH al que no hay carga neta
Fenilalanina:
Ácido aspártico:
Lisina:
pI = (pKa1 + pKa2) / 2 = 5,45
pI = (pKa1 + pKa2) / 2 = 3,0
pI = (pKa2 + pKa3) / 2 = 9,8
2 ¿Por qué la glicina es más ácida (pKa1= 2,35) que el ácido acético (pKa= 4,76)?
La glicina es más ácida que el ácido acético debido a que el grupo amonio (-NH3
+) en el carbono alfa, ejerce un efecto inductivo 
atractor de electrones, ya que el mismo se encuentra deficiente de electrones.
Además, la carga positiva estabiliza por efecto inductivo al anión carboxilato generado, por lo que favorece el equilibrio de 
desprotonación. Tal estabilización en el ácido acético no es posible, ya que solo tiene H en su carbono alfa.
3 Escriba las especies en equilibrio presentes a pH 4,00 y 6,96 para el aminoácido ácido glutámico. Dibuje 
la curva de titulación.
Ácido glutámico
pI = (pKa1 + pKa2) / 2 = 3,25 (pKa2 + pKa3) / 2 = 7 
Especie con carga neta -1
A pH = 4,0
A pH = 6,96
A pH = 4.00 estamos levemente por debajo del valor de pKa2,
con lo cual encontraremos las especies con carga 0 y -1 en
similar proporción, pero con un leve exceso de la especie
zwitteriónica.
A pH = 6.96 estamos prácticamente en el medio de los 
valores de pKa2 y pKa3, por lo que encontraremos la mayor 
concentración de la especie monoaniónica (-1). 
Curva de Titulación:
pI = 3,25 pH = 7 
4
Se desean separar por electroforesis los aminoácidos alanina, ácido aspártico y lisina. Indique el pH al cual debe
realizar el experimento para que la separación sea eficiente. Escriba la estructura química de las especies
involucradas A, B y C.
La electroforesis es un método de separación y purificación que se basa 
en el movimiento de partículas cargadas en un campo magnético. 
La electroforesis separa a los aminoácidos con base en sus valores 
de pI.
- Cuando pH ˂ pI el aminoácido estará cargado positivamente y 
migrará hacia el cátodo.
- Cuando pH ˃ pI el aminoácido estará cargado negativamente y 
migrará hacia el ánodo. 
- Cuando pH = pI la carga neta será cero y el aminoácido no migrará 
(permanecerá en la zona de siembra).
pH = pI pH ˃ pIpH ˂ pI
+1 0 -1
pI = (pKa1 + pKa2) / 2 = 6,01
pI = (pKa1 + pKa2) / 2 = 2,77
pI = (pKa2 + pKa3) / 2 = 9,74
pH óptimo para realizar la separación es igual 6,0
pH = pI
pH ˃ pI
pH ˂ pI
5
Proponga la síntesis de los siguientes aminoácidos empleando estrategias sintéticas diferentes para cada 
uno:
Utilice como reactivo de partida para I, un ácido adecuado y para II, un aldehído adecuado.
I - Síntesis por aminación de α-haloácido
Se sustituye un hidrógeno α de un ácido carboxílico por un bromo, en una reacción de Hell-Volhard-Zelinski. El ácido 
α-bromocarboxílico que se forma se hace reaccionar con amoniaco por medio de una reacción SN2 para formar el 
aminoácido.
II - Síntesis de Strecker
Mecanismo:
1- Formación de la imina:
2- Ataque nucleofílico del cianuro:
3- Hidrólisis ácida del nitrilo
aldehído α-aminonitrilo α-aminoácido
6 Describa la síntesis de un aminoácido a partir de ftalimida y un halogenuro de alquilo.
Síntesis del éster N-ftalimidomalónico: se combinan la síntesis del éster malónico y la síntesis de Gabriel
Mecanismo: 
Indique el aminoácido que se obtiene a partir del ácido oxaloacético (metabolito) empleando aminación 
reductiva. Plantee la síntesis.
7
Aminación reductiva de α-cetoácidos:
ácido oxaloacético ácido aspártico 
Unión peptídica entre 2 aminoácidos:
Al tener ambos aminoácidos tanto un grupo amino como un grupo ácido, el grupo amino de A podría reaccionar con el carbonilo de 
otra molécula de A, formando el dipéptido A-A; lo mismo ocurriría para B si el carbonilo no se encontrara protegido, originando el 
dipéptido B-B. Otra posibilidad sería que el grupo amino de A ataque al carbonilo de B, obteniéndose el dipéptido B-A; y vicerversa
formando el dipéptido A-B.
La formación de otros dipéptidos no deseados puede 
minimizarse eligiendo previamente que grupos 
funcionales serán protegidos y cuáles serán activados, 
de modo que la síntesis del dipéptido A-B sea lo más 
selectiva y eficiente posible.
CUESTIONARIO
6
Se debe proteger el grupo amino del aminoácido N-terminal. 
El reactivo que se usa con más frecuencia para proteger al 
grupo amino de un aminoácido (en este caso A) es el 
carbonato de di-terc-butilo. El grupo protector se conoce por 
el acrónimo t-Boc. Asimismo, también se podría emplear 
cloroformiato de bencilo (Cbz-Cl) o Cloroformiato de 9-
fluorenilmetilo (Fmoc-Cl).
1. Protección de grupos amino:
2. Activación de grupos ácido:
Antes de adicionar el segundo aminoácido, conviene activar
el grupo ácido. Una forma de activar al grupo carboxilo de un
aminoácido N-terminal es mediante la reacción de este
aminoácido N-protegido con cloroformiato de etilo y en
presencia de TEA. También se puede utilizar DCC.
El grupo amino desprotegido del segundo aminoácido (B) 
ataca al grupo carboxilo activado de A para dar lugar al 
dipéptido deseado. 
3. Unión peptídica: formación de enlace amida.
8 El cloruro de benciloxicarbonilo PhCH2OCOCl (Cbz) es un reactivo empleado para la protección del grupo 
amino de un aminoácido.
a) Escriba la reacción completa que tiene lugar.
a) ¿Cómo se remueve este grupo?
La remoción de este grupo se lleva a cabo mediante una reducción catalítica empleando paladio como catalizador. Se recupera
el aminoácido de partida, además de tolueno y dióxido de carbono como subproductos.