الخواص الكيميائية للأحماض الأمينية

2. تفاعلات المجموعة الأمينية

مجموعة أمين أولي

مجموعة $\ce{-NH2}$ المحمولة على الكربون α أمين أولي (amine primaire)، فهي تعطي تفاعلات الأمينات الأولية (درس الأمينات): القاعدية، والتفاعل مع حمض النتروز، والأسيلة، والألكلة. وتبقى مجموعة $\ce{-COOH}$ والسلسلة الجانبية دون تغيير في هذه التفاعلات.

1) الخاصية القاعدية: الأملاح مع الأحماض

يحمل آزوت مجموعة الأمين زوجاً إلكترونياً حراً يثبّت بروتوناً، فيتفاعل الحمض الأميني مع الأحماض القوية مثل $\ce{HCl}$ ويتكوّن ملح أمونيوم (كلورهيدرات الحمض الأميني):

$ \begin{array}{l} \ce{R-CH(NH2)-COOH + HCl} \\ \ce{-> Cl^- H3N^+-CH(R)-COOH} \end{array} $

وبالكتابة الأيونية، انطلاقاً من الأيون المزدوج:

$ \begin{array}{l} \ce{H3N^+-CH(R)-COO^- + H3O^+} \\ \ce{-> H3N^+-CH(R)-COOH + H2O} \end{array} $

الناتج هو الشكل الكاتيوني الذي يغلب في الوسط الشديد الحموضة. بما أن الحمض الأميني يتفاعل مع القواعد (الجزء 1) ومع الأحماض، فهو مركب أمفوتيري (amphotère).

الحساب الكمي: تثبّت كل مجموعة أمينية جزيئة $\ce{HCl}$ واحدة. الليزين يحمل مجموعتين أمينيتين $\ce{H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH}$، فيثبّت جزيئتين.

2) التفاعل مع حمض النتروز (désamination nitreuse)

حمض النتروز $\ce{HNO2}$ غير مستقر، فنحضّره في الوسط نفسه وعلى البارد من نتريت الصوديوم وحمض كلور الماء:

$ \ce{NaNO2 + HCl -> HNO2 + NaCl} $

يعوّض حمض النتروز مجموعة $\ce{-NH2}$ الأولية بمجموعة $\ce{-OH}$، وينطلق غاز ثنائي الآزوت:

$ \begin{array}{l} \ce{R-CH(NH2)-COOH + HNO2} \\ \ce{-> R-CH(OH)-COOH + N2 + H2O} \end{array} $

• الناتج **حمض α-هيدروكسيلي** (acide α-hydroxylé): تتغير الوظيفة الأمينية إلى وظيفة كحولية، وتبقى $\ce{-COOH}$.
• في جزيئة $\ce{N2}$ ذرة آزوت من الحمض الأميني وذرة من $\ce{HNO2}$، إذن: **كل مجموعة $\ce{-NH2}$ أولية تُطلق مولاً واحداً من $\ce{N2}$**.
• بقياس حجم $\ce{N2}$ نقدّر كمية الأحماض الأمينية في عينة: هذه **طريقة فان سلايك** (méthode de Van Slyke).
• $M_\text{produit} = M_\text{AA} + 1$، لأن $\ce{-NH2}$ ($16$) تعوَّض بـ $\ce{-OH}$ ($17$).

| الحمض الأميني | الحمض الهيدروكسيلي الناتج | الاسم | $M$ | |---|---|---|---| | Gly | $\ce{HO-CH2-COOH}$ | $\text{acide 2-hydroxyéthanoïque}$ (حمض الغليكوليك) | 76 | | Ala | $\ce{CH3-CH(OH)-COOH}$ | $\text{acide 2-hydroxypropanoïque}$ (حمض اللبن) | 90 | | Ser | $\ce{HO-CH2-CH(OH)-COOH}$ | $\text{acide 2,3-dihydroxypropanoïque}$ | 106 | | Val | $\ce{(CH3)2CH-CH(OH)-COOH}$ | $\text{acide 2-hydroxy-3-méthylbutanoïque}$ | 118 | | Asp | $\ce{HOOC-CH2-CH(OH)-COOH}$ | $\text{acide 2-hydroxybutanedioïque}$ (حمض الماليك) | 134 |

حالات خاصة:

• **البرولين** لا يُطلق $\ce{N2}$: آزوته أمين ثانوي داخل الحلقة، لا أمين أولي.
• **الليزين** يحمل مجموعتين أمينيتين أوليتين، فيُطلق مولين من $\ce{N2}$ لكل مول منه عندما يكون $\ce{HNO2}$ بزيادة ويترك التفاعل حتى نهايته.
• في الببتيد لا تتفاعل إلا مجموعات $\ce{-NH2}$ الحرة (الطرف الأميني وسلاسل الليزين)، لأن آزوت الرابطة الببتيدية ليس أميناً أولياً.
• الكربون α في ناتج الألانين يبقى يحمل أربع مجموعات مختلفة ($\ce{-H}$ و $\ce{-CH3}$ و $\ce{-OH}$ و $\ce{-COOH}$): حمض اللبن جزيئة لا متناظرة.

مثال محلول 1: حجم ثنائي الآزوت

نعالج $1{,}78\ g$ من الألانين ($M = 89\ g\,mol^{-1}$) بزيادة من حمض النتروز. احسب حجم $\ce{N2}$ في الشروط النظامية وكتلة الحمض الناتج. ($V_m = 22{,}4\ L\,mol^{-1}$)

• $n(\text{Ala}) = \dfrac{1{,}78}{89} = 2{,}00\times10^{-2}\ mol$.
• مجموعة أمينية واحدة: $n(\ce{N2}) = 2{,}00\times10^{-2}\ mol$، و $V = 0{,}0200 \times 22{,}4 = 0{,}448\ L$.
• حمض اللبن $\ce{C3H6O3}$: $M = 90\ g\,mol^{-1}$، و $m = 0{,}0200 \times 90 = 1{,}80\ g$.

النتيجة: $V(\ce{N2}) = 448\ mL$، و $m = 1{,}80\ g$ من حمض اللبن.

مثال محلول 2: تعيين حمض أميني بحجم الآزوت

$0{,}585\ g$ من حمض أميني α بسيط (X) تُطلق مع زيادة من $\ce{HNO2}$ حجماً قدره $112\ mL$ من $\ce{N2}$ في الشروط النظامية. جد (X).

• $n(\ce{N2}) = \dfrac{0{,}112}{22{,}4} = 5{,}00\times10^{-3}\ mol$.
• الحمض البسيط يحمل مجموعة $\ce{-NH2}$ واحدة: $n(X) = 5{,}00\times10^{-3}\ mol$.
• $M = \dfrac{0{,}585}{0{,}00500} = 117\ g\,mol^{-1}$، ثم $14n + 47 = 117$ فـ $n = 5$.

النتيجة: (X) هو الفالين Val، والحمض الناتج $\ce{(CH3)2CH-CH(OH)-COOH}$.

3) الأسيلة (acylation)

يتفاعل كلور الحمض (أو بلا ماء الحمض) مع مجموعة $\ce{-NH2}$ فتتكوّن رابطة أميدية ويتكوّن حمض أميني مؤسَّل على الآزوت:

$ \begin{array}{l} \ce{R-CH(NH2)-COOH + CH3COCl} \\ \ce{-> R-CH(NH-CO-CH3)-COOH + HCl} \end{array} $

مثال: الغليسين مع كلور البنزويل يعطي حمض الهيبوريك ($M = 179\ g\,mol^{-1}$):

$ \begin{array}{l} \ce{H2N-CH2-COOH + C6H5-COCl} \\ \ce{-> C6H5-CO-NH-CH2-COOH + HCl} \end{array} $

• بعد الأسيلة يفقد الآزوت صفته القاعدية (أصبح آزوت أميد)، فلا يتفاعل مع الأحماض ولا مع $\ce{HNO2}$ بإطلاق $\ce{N2}$.
• هذا التفاعل هو نفسه تفاعل تحضير الباراسيتامول (أسيلة مجموعة أمين ببلا ماء حمض الخل).
• الأسيلة **تحمي** مجموعة الأمين قبل تنشيط مجموعة الكربوكسيل في تركيب الببتيدات.

4) الألكلة

كما في طريقة هوفمان، يتفاعل مشتق هالوجيني مع مجموعة الأمين فتعوَّض ذرات الهيدروجين بمجموعات ألكيل الواحدة تلو الأخرى، حتى ملح الأمونيوم الرباعي. الغليسين مع زيادة من يود الميثيل في وسط قاعدي يعطي البيتايين (bétaïne)، $M = 117\ g\,mol^{-1}$:

$ \begin{array}{l} \ce{H2N-CH2-COOH + 3CH3I} \\ \ce{-> (CH3)3N^+-CH2-COO^- + 3HI} \end{array} $

تعدّل القاعدة الموجودة في الوسط حمض $\ce{HI}$ المتكوّن.

5) للاطلاع: كاشف سانجر والمعايرة بالفورمول

كاشف سانجر هو $\text{1-fluoro-2,4-dinitrobenzène}$: يتفاعل مع مجموعة $\ce{-NH2}$ الحرة فيعطي مشتقاً أصفر ثابتاً. مثال مع الغليسين:

$ \begin{array}{l} \ce{H2N-CH2-COOH + F-C6H3(NO2)2} \\ \ce{-> (NO2)2C6H3-NH-CH2-COOH + HF} \end{array} $

إذا طبّقناه على ببتيد ثم حلمهناه، يبقى المشتق الأصفر على الحمض الأميني الذي كان يحمل $\ce{-NH2}$ الحرة في الطرف الأميني، فنتعرّف عليه. واستعمل سانجر هذا الكاشف في تعيين تسلسل الأنسولين.

المعايرة بالفورمول (طريقة سورنسن): لا يمكن معايرة الحمض الأميني مباشرة بـ $\ce{NaOH}$ بدقة لأن مجموعة $\ce{-NH3^+}$ حمض ضعيف جداً. يتفاعل الميثانال مع مجموعة الأمين فيحرّر بروتونها:

$ \begin{array}{l} \ce{H3N^+-CH(R)-COO^- + HCHO} \\ \ce{-> CH2=N-CH(R)-COO^- + H^+ + H2O} \end{array} $

ثم نعاير $\ce{H+}$ المحرَّر بـ $\ce{NaOH}$ بوجود الفينول فتالين، فيكون لحمض أميني متعادل $n(\ce{NaOH}) = n(\text{AA})$. مثال: $10{,}0\ mL$ من محلول الغليسين مع الفورمول تتطلب $8{,}0\ mL$ من $\ce{NaOH}$ تركيزه $0{,}100\ mol\,L^{-1}$، فـ $n = 8{,}0\times10^{-4}\ mol$ و $C = 8{,}0\times10^{-2}\ mol\,L^{-1}$، أي $C_m = 0{,}080 \times 75 = 6{,}0\ g\,L^{-1}$.

> ملاحظة للامتحان: لا تخلط بين حمضين متشابهين في الاسم. حمض النتروز $\ce{HNO2}$ يعوّض $\ce{-NH2}$ بـ $\ce{-OH}$ ويُطلق $\ce{N2}$. حمض الآزوت $\ce{HNO3}$ المركز يُنترج الحلقات العطرية (تفاعل الكزانثوبروتييك، الجزء 4). وإذا وجدت في موضوع «الألانين + $\ce{HNO3}$» مع ناتج غازي، فالمقصود $\ce{HNO2}$.

أخطاء شائعة

• حساب نصف مول من $\ce{N2}$ لكل مجموعة أمينية: الجزيئة $\ce{N2}$ تأخذ ذرة آزوت واحدة فقط من الحمض الأميني.
• كتابة $\ce{NH3}$ بدل $\ce{N2}$ في نواتج التفاعل مع حمض النتروز.
• نسيان المجموعة الأمينية الثانية لليزين في حساب $\ce{HCl}$ أو $\ce{N2}$.
• توقع انطلاق $\ce{N2}$ من البرولين.

3. الخواص المشتركة: النينهيدرين وتكوين الرابطة الببتيدية

تفاعلات تحتاج المجموعتين معاً

بعض خواص الحمض الأميني α لا تفسّرها مجموعة واحدة، بل وجود $\ce{-NH2}$ و $\ce{-COOH}$ على الكربون نفسه أو تفاعل مجموعة من جزيئة مع مجموعة من جزيئة أخرى. أهمها في البرنامج: تكوين الرابطة الببتيدية و التفاعل مع النينهيدرين. ونذكّر بأن الخاصية الأمفوتيرية نفسها (التفاعل مع الأحماض ومع القواعد) خاصية مشتركة بين المجموعتين.

1) تكوين الرابطة الببتيدية

> الرابطة الببتيدية (liaison peptidique) رابطة أميدية $\ce{-CO-NH\bond{-}}$ تتكوّن بين مجموعة $\ce{-COOH}$ لحمض أميني α ومجموعة $\ce{-NH2}$ المحمولة على الكربون α لحمض أميني آخر، مع نزع جزيئة ماء. إنه تفاعل تكاثف (condensation).

$ \begin{array}{l} \ce{H2N-CH(R)-COOH + H2N-CH(R')-COOH} \\ \ce{-> H2N-CH(R)-CO-NH-CH(R')-COOH} \\ \ce{+ H2O} \end{array} $

الناتج ثنائي ببتيد (dipeptide). يبقى في طرفه الأول مجموعة $\ce{-NH2}$ حرة (الطرف الأميني N-terminal)، وفي طرفه الآخر مجموعة $\ce{-COOH}$ حرة (الطرف الكربوكسيلي C-terminal)، فيستطيع أن يكوّن روابط ببتيدية جديدة من الطرفين.

مثال: الغليسين والألانين

$ \begin{array}{l} \ce{H2N-CH2-COOH + H2N-CH(CH3)-COOH} \\ \ce{-> H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH} \\ \ce{+ H2O} \end{array} $

• الناتج $\text{Gly-Ala}$ (غليسيل ألانين): نكتب دائماً الحمض الذي يحمل $\ce{-NH2}$ الحرة أولاً، ونضيف اللاحقة «يل» (-yl) إلى اسم كل حمض ما عدا الأخير.
• لو تفاعلت $\ce{-COOH}$ للألانين مع $\ce{-NH2}$ للغليسين لحصلنا على $\text{Ala-Gly}$: $\ce{H2N-CH(CH3)-CO-NH-CH2-COOH}$، وهو **مركب آخر** له الصيغة المجملة نفسها.
• $M(\text{Gly-Ala}) = M(\text{Ala-Gly}) = 75 + 89 - 18 = 146\ g\,mol^{-1}$.

القواعد الكمية

| عدد الأحماض الأمينية | عدد الروابط الببتيدية | عدد جزيئات الماء المنزوعة | الكتلة المولية | |---|---|---|---| | 2 (ثنائي الببتيد) | 1 | 1 | $M_1 + M_2 - 18$ | | 3 (ثلاثي الببتيد) | 2 | 2 | $M_1 + M_2 + M_3 - 36$ | | $n$ | $n - 1$ | $n - 1$ | $\sum M_i - 18(n-1)$ |

عدد التسلسلات الممكنة: بحمضين مختلفين A و B يُستعمل كل منهما مرة واحدة نحصل على ثنائيي ببتيد ($\text{A-B}$ و $\text{B-A}$)، وإذا سمح بالتكرار فأربعة ($\text{A-A}$ و $\text{A-B}$ و $\text{B-A}$ و $\text{B-B}$). وبثلاثة أحماض مختلفة يُستعمل كل منها مرة واحدة نحصل على $3 \times 2 \times 1 = 6$ ثلاثيات ببتيد. نفصّل التسمية في درس الببتيدات.

في المخبر لا يكفي تسخين مزيج حمضين أمينيين، لأن كل جزيئة تستطيع أن تتفاعل بطرفيها فنحصل على خليط عشوائي. نتبع المراحل التي رأيناها: حماية $\ce{-NH2}$ للحمض الأول (أسيلة)، وحماية $\ce{-COOH}$ للحمض الثاني (أسترة)، وتنشيط $\ce{-COOH}$ للحمض الأول، ثم الربط، ثم نزع الحماية.

التفاعل العكسي هو الحلمهة (hydrolyse): يقطع الماء الرابطة الببتيدية بوسيط حمضي (حمض كلور الماء $6\ mol\,L^{-1}$ عند نحو $110\ ^\circ C$ مدة نحو 24 ساعة) فتتحرر الأحماض الأمينية.

مثال محلول 1: ثلاثي ببتيد

اكتب الصيغة نصف المفصلة لثلاثي الببتيد $\text{Gly-Ala-Val}$، وعيّن عدد روابطه الببتيدية واحسب كتلته المولية. (Gly 75، Ala 89، Val 117 بـ g/mol)

• نبدأ بالغليسين (الطرف الأميني) وننتهي بالفالين (الطرف الكربوكسيلي):

$ \begin{array}{l} \ce{H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-CO} \\ \ce{-NH-CH(CH(CH3)2)-COOH} \end{array} $

• ثلاثة أحماض أمينية: رابطتان ببتيديتان، ونُزعت جزيئتا ماء.
• $M = 75 + 89 + 117 - 2\times18 = 245\ g\,mol^{-1}$. للتحقق: الصيغة المجملة $\ce{C10H19N3O4}$، و $120 + 19 + 42 + 64 = 245$.

النتيجة: رابطتان ببتيديتان، و $M = 245\ g\,mol^{-1}$.

2) التفاعل مع النينهيدرين (ninhydrine)

النينهيدرين مؤكسد. عند تسخينه مع حمض أميني α يحمل $\ce{-NH2}$ حرة يجري التفاعل في مرحلتين:

• **نزع الأمين المؤكسد مع نزع المجموعة الكربوكسيلية:** يتحول الحمض الأميني إلى **ألدهيد ينقص بذرة كربون**، وينطلق $\ce{CO2}$ و $\ce{NH3}$، ويُرجَع النينهيدرين. نكتب ذلك مبسّطاً، حيث $[\ce{O}]$ يرمز إلى الأكسجين الذي يقدّمه المؤكسد:

$ \small\ce{R-CH(NH2)-COOH + [O] -> R-CHO + CO2 + NH3} $

• **تكوين اللون:** يتكاثف $\ce{NH3}$ مع جزيئة نينهيدرين ومع النينهيدرين المُرجَع فيتكوّن مركب **بنفسجي مزرق** (بنفسجي روهمان، pourpre de Ruhemann) يمتص الضوء عند نحو $570\ nm$.

| الحمض الأميني | الألدهيد الناتج في المرحلة الأولى | |---|---| | Gly | $\ce{HCHO}$، $\text{méthanal}$ | | Ala | $\ce{CH3-CHO}$، $\text{éthanal}$ | | Val | $\ce{(CH3)2CH-CHO}$، $\text{2-méthylpropanal}$ | | Leu | $\ce{(CH3)2CH-CH2-CHO}$، $\text{3-méthylbutanal}$ | | Phe | $\ce{C6H5-CH2-CHO}$، $\text{2-phényléthanal}$ |

خصائص التفاعل واستعمالاته:

• كل الأحماض الأمينية α ذات $\ce{-NH2}$ الحرة تعطي اللون **البنفسجي**، أما **البرولين** (أمين ثانوي) فيعطي لوناً **أصفر**.
• التفاعل حساس جداً: نستعمله لإظهار البقع في الكروماتوغرافيا الورقية (النشاط 7)، وللمعايرة اللونية للأحماض الأمينية لأن شدة اللون تتناسب مع كميتها.
• يعطي النشادر وأملاح الأمونيوم والببتيدات ذات $\ce{-NH2}$ الحرة اللون أيضاً. ونتجنب لمس الورقة بالأصابع لأن العرق يحوي أحماضاً أمينية تُظهر بقعاً زائفة.

مثال محلول 2: نواتج النينهيدرين

نعالج $1{,}65\ g$ من الفينيل ألانين ($M = 165\ g\,mol^{-1}$) بزيادة من النينهيدرين. اكتب صيغة الألدهيد الناتج، واحسب كتلته وحجم $\ce{CO2}$ في الشروط النظامية. ($V_m = 22{,}4\ L\,mol^{-1}$)

• $n(\text{Phe}) = \dfrac{1{,}65}{165} = 1{,}00\times10^{-2}\ mol$.
• الألدهيد ينقص بذرة كربون: $\ce{C6H5-CH2-CHO}$، $\ce{C8H8O}$، $M = 96 + 8 + 16 = 120\ g\,mol^{-1}$.
• $m = 0{,}0100 \times 120 = 1{,}20\ g$، و $V(\ce{CO2}) = 0{,}0100 \times 22{,}4 = 0{,}224\ L$.

النتيجة: $m = 1{,}20\ g$ من $\text{2-phényléthanal}$، و $V(\ce{CO2}) = 0{,}224\ L$. ويمكن التحقق من وظيفة الألدهيد بمحلول فهلنغ (راسب أحمر آجوري).

3) النينهيدرين أم بيوري؟

| الكاشف | ما يكشفه | النتيجة الموجبة | |---|---|---| | النينهيدرين (مع التسخين) | مجموعة $\ce{-NH2}$ الحرة للأحماض الأمينية | بنفسجي (أصفر مع البرولين) | | بيوري: $\ce{CuSO4}$ في وسط قاعدي | رابطتان ببتيديتان على الأقل | بنفسجي ابتداءً من ثلاثي الببتيد |

الحمض الأميني الحر وثنائي الببتيد لا يعطيان تفاعل بيوري. وتكوّن الأحماض الأمينية الحرة مع أيونات $\ce{Cu^2+}$ معقدات زرقاء، يرتبط فيها النحاس بآزوت $\ce{-NH2}$ وأكسجين مجموعة الكربوكسيلات، وهذا اللون الأزرق ليس اللون البنفسجي لتفاعل بيوري.

> ملاحظة للامتحان: سؤال «ما دور النينهيدرين؟» جوابه: كاشف لوني يُظهر الأحماض الأمينية (عديمة اللون) بلون بنفسجي، وأصفر مع البرولين. وفي حساب الكتلة المولية لببتيد اطرح $18$ بعدد الروابط الببتيدية لا بعدد الأحماض الأمينية.

أخطاء شائعة

• طرح $18 \times n$ بدل $18 \times (n-1)$ في كتلة ببتيد من $n$ حمضاً أمينياً.
• اعتبار $\text{Gly-Ala}$ و $\text{Ala-Gly}$ المركب نفسه.
• ربط $\ce{-COOH}$ بمجموعة $\ce{-NH2}$ لسلسلة جانبية (الليزين) في رابطة ببتيدية: الرابطة الببتيدية في البروتينات تخص المجموعة الأمينية α.
• انتظار تفاعل بيوري موجب مع حمض أميني حر أو ثنائي ببتيد.

4. خواص السلسلة الجانبية

السلسلة الجانبية تحتفظ بوظيفتها

> قاعدة: إذا حملت السلسلة الجانبية $\ce{R\bond{-}}$ وظيفة كيميائية (كحول، تيول، كربوكسيل، أميد، أمين، حلقة عطرية) فإنها تعطي تفاعلات هذه الوظيفة، إضافة إلى تفاعلات المجموعتين α. وهذه التفاعلات هي التي تميّز حمضاً أمينياً من آخر في التمارين.

| الصنف | الأحماض | الوظيفة في السلسلة الجانبية | التفاعل المميّز | |---|---|---|---| | خطية بسيطة | Gly، Ala، Val، Leu، Ile | ألكيل | لا تفاعل خاص (سلسلة كارهة للماء) | | هيدروكسيلية | Ser، Thr | كحول | الأسترة، ومنها الفسفرة | | كبريتية | Cys | تيول $\ce{-SH}$ | الأكسدة إلى جسر ثنائي الكبريت | | كبريتية | Met | تيوإيثر | لا يكوّن جسراً ثنائي الكبريت | | حمضية | Asp، Glu | كربوكسيل ثانٍ | أملاح، ثنائي إستر | | مشتقات الحمضية | Asn، Gln | أميد $\ce{-CONH2}$ | الحلمهة إلى حمض وأيون أمونيوم | | قاعدية | Lys، Arg، His | أمين، غوانيدين، إيميدازول | تثبيت $\ce{H+}$؛ الليزين يُطلق مولين من $\ce{N2}$ | | عطرية | Phe، Tyr، Trp | حلقة عطرية (فينول في Tyr) | النترجة (الكزانثوبروتييك) | | حلقية | Pro | أمين ثانوي في حلقة | لا $\ce{N2}$ مع $\ce{HNO2}$؛ أصفر مع النينهيدرين |

1) الوظيفة الكحولية: السيرين والثريونين

مجموعة $\ce{-OH}$ في السيرين والثريونين كحولية، فتتأستر بالأحماض. أهم مثال الفسفرة: أسترة $\ce{-OH}$ بحمض الفوسفوريك، فيتكوّن الفوسفوسيرين ($M = 105 + 98 - 18 = 185\ g\,mol^{-1}$):

$ \begin{array}{l} \ce{HO-CH2-CH(NH2)-COOH + H3PO4} \\ \small\ce{-> (HO)2PO-O-CH2-CH(NH2)-COOH + H2O} \end{array} $

في الخلية تُفسفَر مجموعات $\ce{-OH}$ للسيرين والثريونين والتيروزين داخل البروتينات، فيتغير نشاطها. وبروتينات الحليب (الكازيين) غنية بالفوسفوسيرين.

أما مجموعة $\ce{-OH}$ في التيروزين فهي فينولية، حمضيتها ضعيفة ($\text{pK}_R = 10{,}07$): في وسط شديد القاعدية تفقد بروتونها وتصبح فينولات $\ce{-C6H4-O^-}$، ولذلك يحمل التيروزين شحنة سالبة إضافية عند $\text{pH} = 12$ أو $13$.

2) الوظيفة التيولية: من السيستئين إلى السيستين

تتأكسد مجموعتا $\ce{-SH}$ لجزيئتي سيستئين فترتبط ذرتا الكبريت بجسر ثنائي الكبريت (pont disulfure)، ويتكوّن السيستين. نرمز بـ $\ce{R\bond{-}}$ إلى $\ce{HOOC-CH(NH2)-CH2\bond{-}}$:

$ \ce{2R-SH -> R-S-S-R + 2H+ + 2e-} $

ومع مؤكسد مثل ثنائي اليود:

$ \ce{2R-SH + I2 -> R-S-S-R + 2HI} $

• السيستين $\ce{C6H12N2O4S2}$: $M = 2\times121 - 2 = 240\ g\,mol^{-1}$ (تفقد الجزيئتان ذرتي هيدروجين).
• التفاعل **أكسدة**، والتفاعل العكسي **إرجاع** يقطع الجسر ويعيد جزيئتي السيستئين.
• الجسور ثنائية الكبريت تثبّت بنية البروتينات، والكيراتين في الشعر غني بها: في التمويج الدائم للشعر نقطعها بمرجع، ونشكّل الشعر، ثم نعيد تكوينها بمؤكسد.
• ترتبط مجموعة $\ce{-SH}$ بأيونات المعادن الثقيلة مثل $\ce{Hg^2+}$ و $\ce{Pb^2+}$، وهذا من أسباب سمّية هذه المعادن.
• **الميثيونين** $\ce{CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH}$ لا يحمل $\ce{-SH}$، فلا يكوّن هذا الجسر.

مثال محلول 1: أكسدة السيستئين

نؤكسد $2{,}42\ g$ من السيستئين ($M = 121\ g\,mol^{-1}$) بثنائي اليود أكسدة تامة. احسب كتلة السيستين الناتج وكتلة $\ce{I2}$ اللازمة ($M_{I_2} = 254\ g\,mol^{-1}$).

• $n(\text{Cys}) = \dfrac{2{,}42}{121} = 2{,}00\times10^{-2}\ mol$.
• جزيئتان من السيستئين تعطيان جزيئة سيستين وتستهلكان جزيئة $\ce{I2}$: $n(\text{cystine}) = n(\ce{I2}) = 1{,}00\times10^{-2}\ mol$.
• $m(\text{cystine}) = 0{,}0100 \times 240 = 2{,}40\ g$، و $m(\ce{I2}) = 0{,}0100 \times 254 = 2{,}54\ g$.

النتيجة: $2{,}40\ g$ من السيستين، و $2{,}54\ g$ من $\ce{I2}$.

3) الأحماض الحمضية ومشتقاتها الأميدية

حمض الأسبارتيك وحمض الغلوتاميك يحملان مجموعة كربوكسيل ثانية في السلسلة الجانبية: تستهلك جزيئة إضافية من $\ce{NaOH}$، وتتأستر هي أيضاً (ثنائي إستر بزيادة الكحول)، وتكون مؤيّنة $\ce{-COO^-}$ عند $\text{pH} = 7$ فتعطي الحمض شحنة سالبة.

الأسباراجين والغلوتامين هما الأميدان المشتقان منهما: سلسلتهما تحمل $\ce{-CONH2}$. يحلمه الأميد بالتسخين في وسط حمضي فيعطي الحمض وأيون الأمونيوم:

$ \small\ce{R-CONH2 + H2O + H^+ -> R-COOH + NH4^+} $

وفي وسط قاعدي ينطلق النشادر $\ce{NH3}$ وتبقى الكربوكسيلات. إذن:

• الأسباراجين $\ce{H2N-CO-CH2-CH(NH2)-COOH}$ يعطي **حمض الأسبارتيك**.
• الغلوتامين $\ce{H2N-CO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH}$ يعطي **حمض الغلوتاميك**.

نتيجة مهمة: بعد الحلمهة الحمضية التامة لبروتين نجد Asp و Glu وأيونات الأمونيوم، لأن Asn و Gln تحوّلا إليهما.

مثال: حلمهة $1{,}32\ g$ من الأسباراجين ($M = 132\ g\,mol^{-1}$) أي $1{,}00\times10^{-2}\ mol$ تعطي $1{,}00\times10^{-2}\ mol$ من حمض الأسبارتيك ($m = 0{,}0100 \times 133 = 1{,}33\ g$) و $1{,}00\times10^{-2}\ mol$ من $\ce{NH4+}$.

4) الأحماض القاعدية

• **الليزين** يحمل في نهاية سلسلته مجموعة أمين أولي ثانية (على الكربون ε): تثبّت $\ce{HCl}$، وتُطلق $\ce{N2}$ مع حمض النتروز، وتتأسّل، وتتفاعل مع النينهيدرين. لكل مول من الليزين: مولان من $\ce{HCl}$، ومولان من $\ce{N2}$.
• **الأرجينين** يحمل مجموعة **غوانيدين** شديدة القاعدية ($\text{pK}_R = 12{,}48$)، فتبقى مبرتنة موجبة في كل الأوساط تقريباً.
• **الهيستيدين** يحمل حلقة **إيميدازول** قاعديتها ضعيفة ($\text{pK}_R = 6{,}00$)، فتكون مبرتنة جزئياً قرب التعادل.

هذه الشحنات الموجبة الإضافية هي التي تجعل هذه الأحماض تهاجر نحو المهبط في الهجرة الكهربائية عند $\text{pH} = 7$ (وهو أقل من $\text{pH}_i$ لكل منها)، وسلسلتا Lys و Arg الموجبتان هما موضع قطع التربسين للببتيدات (درس الببتيدات).

5) الأحماض العطرية وتفاعل الكزانثوبروتييك

يُنترج $\ce{HNO3}$ المركز الحلقات العطرية مع التسخين (استبدال على النواة كما في البنزن). في التيروزين تنشّط مجموعة $\ce{-OH}$ الحلقة وتوجّه الاستبدال إلى الموضعين ortho و para، والموضع para مشغول بالسلسلة، فتدخل مجموعتا $\ce{-NO2}$ في الموضعين ortho بالنسبة إلى $\ce{-OH}$. بالرمز السابق $\ce{R\bond{-}}$ = $\ce{HOOC-CH(NH2)-CH2\bond{-}}$:

$ \begin{array}{l} \ce{R-C6H4-OH + 2HNO3} \\ \ce{-> R-C6H2(NO2)2-OH + 2H2O} \end{array} $

• الناتج $\text{3,5-dinitrotyrosine}$ ($M = 181 + 2\times45 = 271\ g\,mol^{-1}$) **أصفر**، ويصير **برتقالياً** بعد إضافة قاعدة ($\ce{NH4OH}$ أو $\ce{NaOH}$): هذا هو **تفاعل الكزانثوبروتييك** (réaction xanthoprotéique).
• يعطيه التيروزين والتريبتوفان بوضوح، أما الفينيل ألانين فحلقته غير منشّطة فيتفاعل بصعوبة ولا يعطي إلا لوناً ضعيفاً.
• لهذا السبب يصفرّ الجلد إذا لمسه حمض الآزوت المركز: بروتيناته تحوي التيروزين والتريبتوفان.

مثال: نترجة $0{,}905\ g$ من التيروزين ($M = 181\ g\,mol^{-1}$)، أي $5{,}00\times10^{-3}\ mol$، تستهلك $1{,}00\times10^{-2}\ mol$ من $\ce{HNO3}$ وتعطي $0{,}00500 \times 271 = 1{,}36\ g$ من ثنائي النيترو تيروزين.

6) السلاسل غير القطبية والبرولين

سلاسل Gly و Ala و Val و Leu و Ile ألكيلات مشبعة لا تتفاعل في شروط هذا الدرس: كل تفاعلات هذه الأحماض هي تفاعلات المجموعتين α. والبرولين حالة خاصة: آزوته أمين ثانوي، فلا يُطلق $\ce{N2}$ مع $\ce{HNO2}$، ويعطي اللون الأصفر مع النينهيدرين.

> ملاحظة للامتحان: مفاتيح التعرّف على حمض أميني > - يُطلق مولين من $\ce{N2}$ لكل مول: Lys. لا يُطلق $\ce{N2}$ ويعطي الأصفر مع النينهيدرين: Pro. > - كزانثوبروتييك موجب: Tyr أو Trp (وضعيف مع Phe). > - أكسدة جزيئتين تعطي مركباً كتلته $2M - 2$: Cys. > - يستهلك مولين من $\ce{NaOH}$: Asp أو Glu. تعطي حلمهته $\ce{NH4+}$: Asn أو Gln. > - يتأستر بحمض الفوسفوريك على السلسلة: Ser أو Thr (أو Tyr).

أخطاء شائعة

• نسب الجسر ثنائي الكبريت إلى الميثيونين.
• كتابة السيستين بكتلة $242\ g\,mol^{-1}$ بنسيان ذرتي الهيدروجين المفقودتين.
• كتابة $\ce{HNO2}$ بدل $\ce{HNO3}$ في تفاعل الكزانثوبروتييك.
• وضع مجموعتي النيترو في الموضع para بالنسبة إلى $\ce{-OH}$: هذا الموضع تشغله السلسلة.

5. تمارين محلولة بنمط البكالوريا

التمرين الأول: الألانين وسلسلة من التفاعلات

حمض أميني α (A) من مكوّنات البروتينات، خطي بسيط، يحتوي على ذرة آزوت واحدة نسبتها الكتلية $15{,}73\ \%$.

المعطيات: C = 12، H = 1، N = 14، O = 16 بـ g/mol؛ $V_m = 22{,}4\ L\,mol^{-1}$ في الشروط النظامية.

• جد الصيغة المجملة لـ (A)، ثم صيغته نصف المفصلة واسمه.
• نُجري على (A) التفاعلات الآتية:
• التفاعل 1: $\ce{(A) + HNO2 -> (B) + N2 + H2O}$
• التفاعل 2: أكسدة معتدلة للوظيفة الكحولية في (B) تعطي المركب (C) الذي يتفاعل مع DNPH.
• التفاعل 3: $\ce{(A) + C2H5OH [H^+] (D) + H2O}$
• التفاعل 4: $\ce{(A) ->[\Delta] (E) + CO2}$
• التفاعل 5: $\ce{(E) + CH3COCl -> (F) + HCl}$

أ) اكتب الصيغ نصف المفصلة للمركبات من (B) إلى (F) وسمّها. ب) أيّ المركبات (A) و (B) و (C) و (E) يحمل كربوناً لا متناظراً؟

• نعالج $2{,}67\ g$ من (A) بزيادة من حمض النتروز. احسب حجم $\ce{N2}$ المنطلق وكتلة (B) الناتجة.
• احسب الكتلة المولية لـ (D)، ثم كتلته الناتجة عن $2{,}67\ g$ من (A) إذا كان مردود التفاعل 3 يساوي $80\ \%$.
• اقترح تفاعلاً واحداً يميّز (A) من البرولين، واذكر الملاحظة.

الحل

1. في الجزيئة ذرة آزوت واحدة: $M = \dfrac{14\times100}{15{,}73} = 89{,}0\ g\,mol^{-1}$. الحمض البسيط $\ce{C_nH_{2n+1}NO2}$: $14n + 47 = 89$ ومنه $n = 3$، والصيغة المجملة $\ce{C3H7NO2}$.

$ \ce{CH3-CH(NH2)-COOH} $

(A) هو الألانين Ala، واسمه النظامي $\text{acide 2-aminopropanoïque}$.

2.أ)

| المركب | الصيغة نصف المفصلة | الاسم | |---|---|---| | (B) | $\ce{CH3-CH(OH)-COOH}$ | $\text{acide 2-hydroxypropanoïque}$ (حمض اللبن) | | (C) | $\ce{CH3-CO-COOH}$ | $\text{acide 2-oxopropanoïque}$ (حمض البيروفيك) | | (D) | $\ce{CH3-CH(NH2)-COOC2H5}$ | $\text{2-aminopropanoate d'éthyle}$ | | (E) | $\ce{CH3-CH2-NH2}$ | $\text{éthanamine}$ | | (F) | $\ce{CH3-CO-NH-CH2-CH3}$ | $\text{N-éthyléthanamide}$ |

التعليل: حمض النتروز يعوّض $\ce{-NH2}$ بـ $\ce{-OH}$ (B)؛ الوظيفة الكحولية في (B) ثانوية فتتأكسد إلى وظيفة سيتونية (C)، وهذا ما يؤكده تفاعله مع DNPH؛ الأسترة تعطي الإستر (D)؛ نزع المجموعة الكربوكسيلية يعطي الأمين (E)؛ وأسيلة الأمين بكلور الأسيتيل تعطي الأميد (F).

2.ب) (A) و (B) يحملان كربوناً لا متناظراً (الكربون 2 يحمل $\ce{-H}$ و $\ce{-CH3}$ و $\ce{-COOH}$ و $\ce{-NH2}$ أو $\ce{-OH}$). في (C) الكربون 2 مرتبط بالأكسجين برابطة مضاعفة، وفي (E) الكربون الحامل للآزوت يحمل ذرتي هيدروجين: لا كربون لا متناظر فيهما.

3. $n(A) = \dfrac{2{,}67}{89} = 3{,}00\times10^{-2}\ mol$. حسب التفاعل 1: $n(\ce{N2}) = n(B) = n(A)$.

• $V(\ce{N2}) = 0{,}0300 \times 22{,}4 = 0{,}672\ L$.
• (B) $\ce{C3H6O3}$، $M = 90\ g\,mol^{-1}$: $m(B) = 0{,}0300 \times 90 = 2{,}70\ g$.

النتيجة: $V(\ce{N2}) = 0{,}672\ L$ و $m(B) = 2{,}70\ g$.

4. $M(D) = 89 + 46 - 18 = 117\ g\,mol^{-1}$ (للتحقق: $\ce{C5H11NO2}$، $60 + 11 + 14 + 32 = 117$). بمردود 80 %: $n(D) = 0{,}80 \times 0{,}0300 = 2{,}40\times10^{-2}\ mol$، و $m(D) = 0{,}0240 \times 117 = 2{,}81\ g$.

النتيجة: $m(D) = 2{,}81\ g$.

5. نعالج كلاً منهما بحمض النتروز: الألانين يُطلق غاز $\ce{N2}$ (فوران) لأنه يحمل $\ce{-NH2}$ أولية، والبرولين لا يُطلق غازاً لأن آزوته أمين ثانوي. (يُقبل أيضاً النينهيدرين: بنفسجي مع الألانين، أصفر مع البرولين.)

التمرين الثاني: ثلاثة أحماض أمينية وسلاسلها الجانبية

(X) و (Y) و (Z) ثلاثة أحماض أمينية α طبيعية من الجدول الآتي:

| الحمض الأميني | Pro | Cys | Met | Phe | Tyr | Trp | |---|---|---|---|---|---|---| | $M$ بـ $g\,mol^{-1}$ | 115 | 121 | 149 | 165 | 181 | 204 |

• (X) لا يُطلق أي غاز مع حمض النتروز، ويعطي مع النينهيدرين لوناً أصفر.
• (Y) كبريتي، وأكسدة جزيئتين منه بثنائي اليود تعطي مركباً (W) كتلته المولية $240\ g\,mol^{-1}$.
• (Z) يعطي تفاعل الكزانثوبروتييك موجباً بوضوح، و $0{,}905\ g$ منه تُطلق مع زيادة من $\ce{HNO2}$ حجماً قدره $112\ mL$ من $\ce{N2}$ في الشروط النظامية ($V_m = 22{,}4\ L\,mol^{-1}$). سلسلته الجانبية لا تحمل مجموعة أمين.

• تعرّف على (X) و (Y) و (Z) مع التعليل.
• اكتب معادلة أكسدة (Y) بثنائي اليود. سمّ (W) والرابطة المتكوّنة، وفسّر لماذا لا يعطي الميثيونين تفاعلاً مماثلاً.
• أ) اكتب معادلة نترجة (Z) بحمض الآزوت المركز (تدخل مجموعتا نيترو). ب) حدّد موضعي مجموعتي النيترو وعلّل. ج) ما اللون بعد إضافة النشادر؟
• ثنائي الببتيد (P) هو $\text{Tyr-Cys}$. أ) اكتب صيغته نصف المفصلة. ب) احسب كتلته المولية. ج) كم مولاً من $\ce{N2}$ يُطلق مول واحد من (P) مع زيادة من $\ce{HNO2}$؟ د) هل يعطي (P) تفاعل بيوري؟ علّل.
• كم مولاً من $\ce{N2}$ يُطلق مول واحد من ثلاثي الببتيد $\text{Tyr-Cys-Pro}$ مع زيادة من $\ce{HNO2}$؟

الحل

1.

• (X): لا يُطلق $\ce{N2}$، فليس فيه مجموعة أمين أولي، ويعطي الأصفر مع النينهيدرين: **(X) هو البرولين Pro** (آزوته أمين ثانوي في حلقة).
• (Y): أكسدة جزيئتين تفقدهما ذرتي هيدروجين: $2M - 2 = 240$، ومنه $M = 121\ g\,mol^{-1}$: **(Y) هو السيستئين Cys**. الميثيونين ($M = 149$) لا يناسب.
• (Z): $n(\ce{N2}) = \dfrac{0{,}112}{22{,}4} = 5{,}00\times10^{-3}\ mol$. للحمض مجموعة أمين أولي واحدة (على الكربون α)، فـ $n(Z) = 5{,}00\times10^{-3}\ mol$ و $M = \dfrac{0{,}905}{0{,}00500} = 181\ g\,mol^{-1}$: **(Z) هو التيروزين Tyr**، وهذا يوافق تفاعل الكزانثوبروتييك الواضح (حلقة منشّطة بـ $\ce{-OH}$).

2. مع $\ce{R\bond{-}}$ = $\ce{HOOC-CH(NH2)-CH2\bond{-}}$:

$ \ce{2R-SH + I2 -> R-S-S-R + 2HI} $

(W) هو السيستين، والرابطة جسر ثنائي الكبريت $\ce{-S-S\bond{-}}$، والتفاعل أكسدة. الميثيونين $\ce{CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH}$ لا يحمل مجموعة $\ce{-SH}$: ذرة الكبريت فيه مرتبطة بذرتي كربون ولا هيدروجين عليها تفقده.

3.أ) مع $\ce{R\bond{-}}$ = $\ce{HOOC-CH(NH2)-CH2\bond{-}}$ (سلسلة التيروزين):

$ \begin{array}{l} \ce{R-C6H4-OH + 2HNO3} \\ \ce{-> R-C6H2(NO2)2-OH + 2H2O} \end{array} $

ب) مجموعة $\ce{-OH}$ منشّطة وتوجّه الاستبدال إلى ortho و para؛ الموضع para مشغول بالسلسلة، فتدخل مجموعتا $\ce{-NO2}$ في الموضعين ortho بالنسبة إلى $\ce{-OH}$ (الموضعان 3 و 5 من الحلقة).

ج) الناتج أصفر، ويصير برتقالياً بعد إضافة النشادر.

4.أ) التيروزين يحمل $\ce{-NH2}$ الحرة والسيستئين يحمل $\ce{-COOH}$ الحرة:

$ \begin{array}{l} \ce{H2N-CH(CH2-C6H4-OH)-CO} \\ \ce{-NH-CH(CH2-SH)-COOH} \end{array} $

ب) $M(P) = 181 + 121 - 18 = 284\ g\,mol^{-1}$.

ج) مجموعة أمين أولي حرة واحدة (الطرف الأميني للتيروزين)، لأن آزوت السيستئين صار في الرابطة الببتيدية: مول واحد من $\ce{N2}$.

د) لا: (P) ثنائي ببتيد برابطة ببتيدية واحدة، وتفاعل بيوري يحتاج رابطتين على الأقل.

5. في $\text{Tyr-Cys-Pro}$ آزوت السيستئين وآزوت البرولين داخل روابط ببتيدية، ولا تحمل السلاسل الجانبية مجموعات أمين. تبقى $\ce{-NH2}$ حرة واحدة هي الطرف الأميني للتيروزين: مول واحد من $\ce{N2}$.

التمرين الثالث: حمض أميني حمضي ومشتقاته

(G) حمض أميني α طبيعي يحتوي على ذرة آزوت واحدة، وسلسلته الجانبية خطية مشبعة تنتهي بمجموعة كربوكسيل. لتعديل المجموعتين الكربوكسيليتين في $1{,}47\ g$ من (G) نحتاج $20{,}0\ mL$ من محلول $\ce{NaOH}$ تركيزه $1{,}00\ mol\,L^{-1}$. نعتبر أن كل مجموعة $\ce{-COOH}$ تتفاعل مع جزيئة واحدة من $\ce{NaOH}$، وأن مجموعة الأمين لا تتفاعل.

المعطيات: C = 12، H = 1، N = 14، O = 16 بـ g/mol؛ $V_m = 22{,}4\ L\,mol^{-1}$.

• أ) بيّن أن الصيغة المجملة لهذا النوع من الأحماض الأمينية هي $\ce{C_nH_{2n-1}NO4}$، وأن $M = 14n + 77$. ب) جد الكتلة المولية لـ (G) وصيغته نصف المفصلة واسمه.
• نؤستر (G) بزيادة من الميثانول بوجود وسيط حمضي فيتكوّن ثنائي الإستر (H). اكتب صيغته، واحسب كتلته المولية وكتلته الناتجة عن $1{,}47\ g$ من (G) بمردود $75\ \%$.
• يتفاعل (G) مع حمض النتروز فيتكوّن (I). اكتب صيغة (I) وسمّه، واحسب حجم $\ce{N2}$ الناتج عن $1{,}47\ g$ من (G).
• في الدماغ، ينزع إنزيم المجموعة الكربوكسيلية المحمولة على الكربون α في (G) فيتكوّن الناقل العصبي (J). اكتب صيغة (J) وسمّه واحسب كتلته المولية. هل يحمل كربوناً لا متناظراً؟
• الغلوتامين ($M = 146\ g\,mol^{-1}$) هو الأميد المشتق من (G). اكتب صيغته، ثم احسب كمية مادة $\ce{NH4+}$ وكتلة (G) الناتجتين عن الحلمهة الحمضية التامة لـ $2{,}92\ g$ منه.

الحل

1.أ) الحمض الأميني البسيط $\ce{C_nH_{2n+1}NO2}$. تعويض ذرة هيدروجين من السلسلة بمجموعة $\ce{-COOH}$ يضيف ذرة كربون وذرتي أكسجين ولا يغيّر عدد الهيدروجين، فإذا كتبنا العدد الكلي للكربون $n$ نحصل على $\ce{C_nH_{2n-1}NO4}$. ومنه $M = 12n + (2n - 1) + 14 + 64 = 14n + 77$. للتحقق: حمض الأسبارتيك $\ce{C4H7NO4}$ و $14\times4 + 77 = 133$.

1.ب) $n(\ce{NaOH}) = 1{,}00 \times 20{,}0\times10^{-3} = 2{,}00\times10^{-2}\ mol$، ولكل جزيئة مجموعتان كربوكسيليتان: $n(G) = 1{,}00\times10^{-2}\ mol$، و $M = \dfrac{1{,}47}{0{,}0100} = 147\ g\,mol^{-1}$. ثم $14n + 77 = 147$ ومنه $n = 5$: $\ce{C5H9NO4}$.

$ \ce{HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH} $

(G) هو حمض الغلوتاميك Glu، واسمه النظامي $\text{acide 2-aminopentanedioïque}$.

2. تتأستر المجموعتان الكربوكسيليتان، فتُطرح جزيئتا ماء:

$ \ce{CH3OOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOCH3} $

$M(H) = 147 + 2\times32 - 2\times18 = 175\ g\,mol^{-1}$ (للتحقق: $\ce{C7H13NO4}$، $84 + 13 + 14 + 64 = 175$). بمردود 75 %: $n(H) = 0{,}75 \times 0{,}0100 = 7{,}50\times10^{-3}\ mol$، و $m(H) = 0{,}00750 \times 175 = 1{,}31\ g$.

النتيجة: $M(H) = 175\ g\,mol^{-1}$ و $m(H) = 1{,}31\ g$.

3. تتحول $\ce{-NH2}$ إلى $\ce{-OH}$:

$ \ce{HOOC-CH2-CH2-CH(OH)-COOH} $

(I) هو $\text{acide 2-hydroxypentanedioïque}$، $M = 148\ g\,mol^{-1}$. $n(\ce{N2}) = n(G) = 1{,}00\times10^{-2}\ mol$، و $V(\ce{N2}) = 0{,}0100 \times 22{,}4 = 0{,}224\ L$.

4. تنفصل مجموعة $\ce{-COOH}$ المحمولة على الكربون α في شكل $\ce{CO2}$:

$ \ce{HOOC-CH2-CH2-CH2-NH2} $

(J) هو $\text{acide 4-aminobutanoïque}$ (GABA)، $M = 147 - 44 = 103\ g\,mol^{-1}$. لا يحمل كربوناً لا متناظراً: كل ذرات الكربون في سلسلته من نوع $\ce{-CH2\bond{-}}$ أو كربون المجموعة الكربوكسيلية.

5. الغلوتامين $\ce{H2N-CO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH}$. تحلمه وظيفة الأميد:

$ \small\ce{R-CONH2 + H2O + H^+ -> R-COOH + NH4^+} $

$n(\text{Gln}) = \dfrac{2{,}92}{146} = 2{,}00\times10^{-2}\ mol$، ومنه $n(\ce{NH4+}) = 2{,}00\times10^{-2}\ mol$ و $m(G) = 0{,}0200 \times 147 = 2{,}94\ g$.

النتيجة: $n(\ce{NH4+}) = 2{,}00\times10^{-2}\ mol$ و $m(G) = 2{,}94\ g$.

> ملاحظة للامتحان: في هذه التمارين ابدأ دائماً بكمية المادة، ثم استعمل عدد المجموعات المتفاعلة في الجزيئة: مجموعتان $\ce{-COOH}$ لحمض الغلوتاميك، مجموعتان $\ce{-NH2}$ لليزين، جزيئتان من السيستئين لجزيئة سيستين، ومجموعة $\ce{-NH2}$ حرة واحدة لكل ببتيد لا يحوي ليزيناً.