Номер 3, страница 368 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 64. Аминокислоты. Глава 6. Биологически активные вещества - номер 3, страница 368.

Условие.

3. Установите общую формулу гомологического ряда глицина. Сколько природных аминокислот принадлежит этому ряду?

Решение.

Решение 2.

Установите общую формулу гомологического ряда глицина.

Гомологический ряд — это ряд органических соединений с однотипной структурой, химические свойства которых сходны, а состав отличается на одну или несколько групп $-CH_2-$ (гомологическая разность).

Глицин (аминоуксусная кислота) является простейшей α-аминокислотой и первым представителем гомологического ряда насыщенных моноаминомонокарбоновых кислот. Его химическая формула — $NH_2-CH_2-COOH$, а молекулярная — $C_2H_5NO_2$.

Следующий член этого гомологического ряда — аланин, его формула $NH_2-CH(CH_3)-COOH$, а молекулярная — $C_3H_7NO_2$. Разница в составе между глицином и аланином составляет одну группу $CH_2$.

Проанализировав состав членов этого ряда, можно вывести общую формулу. Обозначим число атомов углерода в молекуле аминокислоты через $n$.

• Для глицина: $n=2$, формула $C_2H_5NO_2$. Число атомов водорода: $5 = 2 \times 2 + 1$.
• Для аланина: $n=3$, формула $C_3H_7NO_2$. Число атомов водорода: $7 = 2 \times 3 + 1$.
• Для следующего гомолога, α-аминомасляной кислоты: $n=4$, формула $C_4H_9NO_2$. Число атомов водорода: $9 = 2 \times 4 + 1$.

Таким образом, общая формула для гомологического ряда насыщенных моноаминомонокарбоновых кислот, первым представителем которого является глицин, имеет вид $C_nH_{2n+1}NO_2$, где $n \ge 2$. Эта формула описывает все насыщенные ациклические аминокислоты с одной аминогруппой и одной карбоксильной группой.

Ответ: Общая формула гомологического ряда глицина — $C_nH_{2n+1}NO_2$ (где $n \ge 2$).

Сколько природных аминокислот принадлежит этому ряду?

К данному гомологическому ряду, описываемому общей формулой $C_nH_{2n+1}NO_2$, относятся природные (протеиногенные) аминокислоты, радикал которых представляет собой атом водорода или насыщенный углеводородный остаток (алкильную группу). Проверим 20 стандартных протеиногенных аминокислот:

1.Глицин (Gly): $C_2H_5NO_2$. Соответствует формуле при $n=2$.
2. Аланин (Ala): $C_3H_7NO_2$. Соответствует формуле при $n=3$.
3. Валин (Val): $C_5H_{11}NO_2$. Соответствует формуле при $n=5$. (Радикал — разветвленный)
4. Лейцин (Leu): $C_6H_{13}NO_2$. Соответствует формуле при $n=6$. (Радикал — разветвленный)
5. Изолейцин (Ile): $C_6H_{13}NO_2$. Соответствует формуле при $n=6$. (Радикал — разветвленный)

Остальные 15 протеиногенных аминокислот содержат дополнительные функциональные группы (гидроксильные, сульфгидрильные, карбоксильные, амидные, основные аминогруппы), ароматические или гетероциклические кольца, поэтому их состав не соответствует выведенной общей формуле. Например, серин ($C_3H_7NO_3$) содержит гидроксильную группу, а аспарагиновая кислота ($C_4H_7NO_4$) — дополнительную карбоксильную группу.

Следовательно, 5 природных аминокислот принадлежат этому ряду.

Ответ: 5 природных аминокислот (глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин).