Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.E: Кислотно-лужні реакції (вправи)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    20637

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    P7.1: Для кожної пари молекул нижче виберіть сильнішу кислоту та поясніть свій вибір.

    а.

    clipboard_e26c61d4a9efe753c735ee8e5d93b6771.png

    б.

    clipboard_e858de2ad803a2b881aa91ba03b96f73e.png

    c.

    clipboard_ed95264f3f98a8248774521eec636d1b3.png

    д.

    clipboard_ef4670c62c7d56f651d7c45932c9681c6.png

    е.

    clipboard_e5fb954f7fa27a1be14060f03cf0daea4.png

    ф.

    clipboard_e7c6e3aba0702a943faea176d9c24c35a.png

    г.

    clipboard_ec0590abd170eba943e0e6fb664db1adf.png

    ч.

    clipboard_eccf57b5e336d444463e822e97b0bedae.png

    я.

    clipboard_e94b21eb78a0c6c7ce791b7ff0f7305dc.png

    Дж.

    clipboard_e7855cb91d1b4dd00315533a41d6fad08.png

    к.

    clipboard_e27870f16506a28d5abf3a6e9fa55bde1.png

    л.

    clipboard_e183e18be0e2c90a8b2111a631600d077.png

    P7.2: Для кожної пари молекул нижче виберіть сильнішу основу та поясніть свій вибір.

    а.

    clipboard_e3e27d8aa8b9f446e474dfec746ecf646.png

    б.

    clipboard_eddc0fe23cdc73345a4865464664eb7ca.png

    c.

    clipboard_e8d1051eea22113e466faff6225dc18c2.png

    д.

    clipboard_ec118ae613a15dcf18406be476df7360b.png

    е.

    clipboard_e2829e5d8505250c48bda239f9c48df2c.png

    ф.

    clipboard_e5d79ec1e1e04f23a46879c675a9b5426.png

    г.

    clipboard_e1b4f9269f705795f1f58bb1f48a04073.png

    ч.

    clipboard_e2e54b82b970cf04d90ee015c2362ef51.png

    я.

    clipboard_e966a5ce3e9055b0ad787417bb4551413.png

    Дж.

    clipboard_e3e6630920ce18720923183a0428e9476.png

    P7.3: Нижче наведені структури деяких відомих препаратів.

    1. Який найбільш кислий протон на Ліпітор? Яке його приблизне\(pK_a\) значення? (Ліпітор - це торгова марка для аторвастатину, препарату, що знижує рівень холестерину.)
    2. Який найбільш кислий протон на Zocoor? Яке його приблизне\(pK_a\) значення? (Zocor - це торгова марка симвастатину, препарату, що знижує рівень холестерину.)
    3. Де знаходиться найосновніший сайт на Plavix? Яке приблизне\(pK_a\) значення кон'югатної кислоти? (Плавікс - це торгова марка клопідогрелю, препарату для запобігання згустків крові після інсульту.)
    4. Визначте найбільш кислий протон на метадоні та намалюйте сполучену основу, яка утворилася б, якби цей протон був абстрагований основою. (Метадон - опіат, який використовується при лікуванні героїнової залежності.)

    clipboard_e7a5129986cfeef8e8838fd16e1f4662d.png

    Р7.4:

    1. Порфобиліноген є попередником біосинтезу хлорофілу і багатьох інших біологічних молекул. Намалюйте форму молекули з зарядом +1 нетто. Яким був би чистий заряд молекули при фізіологічному\(pH\)?

    clipboard_ece1341d494aa03f807501854d200553c.png

    1. Подивіться на структури гормонів адреналіну і естрогену (естрону). Естроген може дифузно через клітинну мембрану, тоді як адреналін не може. Використовуйте свої знання про клітинні мембрани, фізичні властивості органічних молекул та кислотно-лужну хімію, щоб пояснити це спостереження.

    P7.5: Класифікуйте кожен із атомів азоту в коферменті S-аденозилметіонін як амін, амід, «аніліноподібний», «піридин-подібний» або «пірол-подібний». Який азот є найосновнішим? Що найменш базове?

    clipboard_e0eb6b985cad5ac7f703b2aee5697fb56.png

    Р7.6: Сечова кислота, проміжний продукт в катаболізмі (розпаді) нуклеотиду аденозину, має чотири протони. Який би ви очікували бути найменш кислим? Використовуйте резонансні структури, щоб пояснити свої міркування. Підказка: розглянемо протони 1-4 по черзі, і як виглядала б сполучена основа, якби кожен протон був пожертвуваний на базу: наскільки добре отриманий негативний заряд можна стабілізувати резонансом?

    clipboard_e5d13565ed9af55330f2ebb33cfa9f3c1.png

    P7.7: Оцініть чистий заряд на пептиді з послідовністю P-E-P-T-I-D-E (однобуквенний код амінокислоти), коли він розчиняється в буфері з\(pH = 7\) (don’t forget to consider the terminal amino and carboxylate groups).

    P7.8: Estimate the net charge on a dipeptide of sequence D-I.

    1. in a buffer with \(pH = 4.0\)
    2. in a buffer with \(pH = 7.3\)
    3. in a buffer with \(pH = 9.6\)

    P7.9: Show the structures of species X and Y in the following acid-base reactions, and estimate the value of \(K_{eq}\) using the \(pK_a\) table. Assume that reactions involve equimolar amounts of acid and base.

    a.

    clipboard_eb215f220d6ee80c14de2937e87b87ab1.png

    b.

    clipboard_e47972db086a8e37fa25543c570fdd3d3.png

    c.

    clipboard_ea16ab756397e91be0c34561b1cb3d7d9.png

    d.

    clipboard_e3200f155bf455c07e6d7305af16635b7.png

    P7.10: Locate the most basic site on the structure of the hallucinogenic drug known as LSD.

    clipboard_ee6f3bf434686a281e91d9209fbb863ec.png

    P7.11:

    1. Identify the most acidic proton on the antibiotic tetracycline, and explain your choice.
    2. Identify two additional protons which would be expected to have \(pK_a\) values close to 5.

    clipboard_e3985d5365e0dae3e1597ccef833f24de.png

    P7.12: In an enzyme active site, a lysine side chain is surrounded by phenylalanine, alanine, tryptophan, and leucine residues. Another lysine side chain is located on the surface of the protein, pointing out into the surrounding water. Which residue has the higher \(pK_a\), and why?

    P7.13: (a-d) How would the immediate proximity of a magnesium ion affect the \(pK_a\) of the side chains of the following amino acids (relative to the ‘typical’ \(pK_a\) values given in the text)? Assume that all residues are located in the interior of the protein structure, not in direct contact with the outside buffer solution.

    1. a glutamate residue
    2. a lysine residue?
    3. a histidine residue?
    4. a tyrosine residue?
    5. How would contact with a magnesium ion effect the \(pK_a\) of a bound water molecule in the interior of a protein?

    P7.14: The side chain of lysine has a \(pK_a\) of approximately 10.5, while the \(pK_a\) of the arginine side chain is approximately 12.5. Use resonance structures to rationalize this difference.

    P7.15: The a-protons of ketones are, in general, significantly more acidic than those of esters. Account for this observation using structural arguments.

    P7.16: 2-amino-2-hydroxymethylpropane-1,3-diol, (commonly known as 'Tris') and imidazole are very commonly used as buffers in biochemistry and molecular biology laboratories. You make two buffer solutions: One is 50 mM Tris at \(pH\) 7.0, the other 50 mM imidazole at \(pH\) 7.0 For each solution, calculate the concentration of buffer molecules in the cationic protonation state.

    clipboard_e020e584a0a155cc5f4788fbefe8d9c32.png

    P7.17: З'єднання, зображене нижче, є незвичайною вуглецевою кислотою (\(pK_a ~ 16\)) that does not contain any heteroatoms. Explain why it is so much more acidic than other hydrocarbons.

    clipboard_e2d3f17c93d096c9bf22dc7f3c95735c3.png