Exercice I
1. Nommons les deux groupes caractéristiques
2. Le groupe amine \({N{H_2}}\) et le groupe acide carboxylique \({COOH}\) sont portés par le même atome de carbone
3. Un atome de carbone asymétrique est un atome de carbone tétragonal portant 4 atomes ou groupes d'atomes différents.
4. Carbone asymétrique de la leucine
\(\begin{array}{l}\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH}&{ - C{H_2} - }&{\mathop C\limits^* H}&{ - COOH}\\{}&|&{}&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{}&{N{H_2}}&{}\end{array}\\\alpha \end{array}\)
La leucine
5. La leucine est une molécule chirale par ce qu’elle possède un carbone asymétrique.
6. Leucine : configuration L
7.1 La liaison peptidique du dipeptide
7.2 La liaison peptidique est un cas particulier d’un groupe fonctionnel caractéristique : le groupe amide
7.3 L’équation de l’hydrolyse de ce dipeptide
8.1 Définition de la réaction de condensation
Une réaction de condensation est une réaction chimique au cours de laquelle deux molécules se combinent pour former une molécule (le condensat) en éliminant une molécule simple (le sous-produit), telle l'eau (le plus souvent), le sulfure d'hydrogène, le méthanol ou l'acide acétique.
8.2 On peut obtenir 4 dipeptides : Val - Asp; Asp - Val; Val - Val; Asp – Asp.
Exercice II
1. Seuls l'asparagine (Asn, dérivant de l'acide aspartique) et la glutamine (Gln, dérivant de l'acide glutamique) peuvent générer d'autres acides amines en libérant de l'ammoniac.
2.Amphion : ion dipolaire électriquement neutre
Composé dextrogyre: c’est un composé chimique qui fait tourner le plan de polarisation de la lumière polarisée dans le sens des aiguilles d’une montre.
Liaison peptidique : c’est la liaison qui se forme par élimination d’une molécule d’eau entre le groupe amine d’un acide α-aminé et le groupe carboxyle de l’autre.
3. La glycine n’est pas chirale car, elle ne comporte pas de carbone asymétrique (le carbone tétragonal n'est pas lié à par 4 atomes ou groupe d'atomes différents).
4. Noms des composés :
4-1- acide 2-amino-4-méthylhexanoïque
4-2- acide 2-amino-3-hydroxybutanoïque
5. On considère l’acide α-aminé suivant : acide 2-amino-3-méthylbutanoïque.
5.1 Ecrivons sa formule semi-développée
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - COOH}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
5.2 Ecrivons les formules :
-De son zwitterion
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - CO{O^ - }}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{NH_3^ + }&{}\end{array}\)
- De son anion
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - CO{O^ - }}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
- De son cation.
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - COOH}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{NH_3^ + }&{}\end{array}\)
5-3-Lorsque le \(pH \succ 11\), la forme majoritaire est l’anion.
5-4- Le caractère de ce zwitterion est un caractère ampholyte.
Équations montrant ce caractère :
- Caractère basique
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - CO{O^ - }}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{NH_3^ + }&{}\end{array}\) \( + {H_3}{O^ + }\) \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{\(\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}\)}} \) \(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - COOH}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{NH_3^ + }&{}\end{array}\) \( + {H_2}O\)
- Caractère acide
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - CO{O^ - }}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{NH_3^ + }&{}\end{array}\) \( + {H_2}O\) \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{\(\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}\)}} \) \(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH}&{ - CO{O^ - }}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{N{H_2}}&{}\end{array}\) \( + {H_3}{O^ + }\)
5-5-La représentation de Fisher des deux énantiomères de cet acide \(\alpha \)-aminé avec précision leur configuration.
6-1- Les formules des dipeptides différents qu’on peut obtenir : Val-Ala, Val-Val, Ala-Ala,Ala-Val.
6-2- Écrivons l’équation-bilan de la réaction de formation du dipeptide Val-Ala et encadrons la liaison peptidique.
6-3-Les configurations des stéréo-isomères obtenus sont : Val(D)-Ala(D) ; Val(D)-Ala(L) ; Val(L)-Ala(D) et Val(L)-Ala(L)
7- Les étapes de la synthèse spécifique du dipeptide Val-Ala au laboratoire sont :
- Protection de la fonction amine de la valine en la transformant en amide.
- Activation de la fonction acide carboxylique de la valine en la transformant en chlorure d’acyle.
- Protection de la fonction acide carboxylique de l’alanine en la transformant en ester.
- Mise ensemble de la valine et de l’alanine pour réaction avec formation de la liaison peptidique
- Régénération des fonctions protégées
Exercice III
1. Repérons la fonction alcool
2. La thréonine possède un groupe amine \({N{H_2}}\) et un groupe acide carboxylique \({COOH}\) portés par le même atome de carbone.
3. Un atome de carbone asymétrique (carbone chiral) ou carbone substitué asymétriquement est un carbone tétraédrique (c'est-à-dire lié à quatre atomes ou groupes d'atomes) qui possède quatre substituants de natures différentes.
4. Repérons la position de l’atome de carbone asymétrique par un astérisque
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{\mathop C\limits^* H}&{ - COOH}\\{}&|&{}\\{}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
5. Représentation de Fischer de L-alanine
6. Il s'agit du groupe amide.
7. Condensation thréonine alanine
8. On peut obtenir 4 dipeptides différents.
9. Ces dipeptides sont : Thr Thr ; Ala Ala ; Thr Ala ; Ala Thr.
Exercice IV
1-1-Ecrivons les équations- bilans de des deux réactions possibles en donnant les formules semi-développées et les noms des deux dipeptides que l’on peut obtenir.
1-2-1- Écrivons les formules semi-développées possibles pour le composé C obtenu à partir de cette réaction.
1-2-2- Ecrivons l’équation de la réaction d’hydrolyse et en déduisons parmi les deux formules trouvées à la question précédente celle qui correspond au composé C
La formule qui correspond au composé C est :
\(HO - \) \(C{H_2} - \) \(CO - \) \(HN - \) \(CH(C{H_3})\) \( - COOH\)
1-2-3-Déterminons la formule semi-développée du composé A :
\({H_2}N - \) \(C{H_2} - \) \(CO - \) \(HN - \) \(CH(C{H_3}) - \) \(COOH\)
2-1-Déterminons les formules de X, X’, Y, Y’ et Y’’.
-Justification de la démarche suivie.
L’étape a) correspond à la protection de la fonction acide carboxylique de l’alanine.
L’étape b) correspond à la protection de la fonction acide carboxylique de la valine.
L’étape c) correspond à l’activation de la fonction acide carboxylique de la valine en chlorure d’acyle.
L’étape d) correspond à la réaction conduisant à l’établissement de la liaison peptidique.
2-2- Le nom du dipeptide que l’on cherche ainsi à préparer est : Val-Ala.
Il possède deux centres de chiralité (2 atomes de carbones asymétriques).
Exercice V
1-1-Déterminons la formule brute de A qui est de la forme \({C_n}{H_{2n + 1}}N{O_2}\):
\(n = 5\)
D’où la formule \({C_5}{H_{11}}N{O_2}\)
1-2-Sa formule semi-développée et son nom :
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH - }&{CH - }&{COOH}\\{}&|&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
acide 2-amino- 3-méthylbutanoïque
1-3-Sa configuration est L(acide \(\alpha \)-aminé naturel).
2-1-Déterminons la formule brute de C qui a pour formule
\(n = 4\)
D’où \({C_4}{H_9}N{O_2}\)
Sa formule semi-développée est :
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{C{H_2} - }&{CH - }&{COOH}\\{}&{}&|&{}\\{}&{}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
Son nom est : acide 2-aminobutanoïque
2-2-La molécule C est chirale car possède un atome de carbone asymétrique.
- Représentons en perspective ses deux énantiomères.
2-3-Par décarboxylation, on élimine une de dioxyde de carbone sur la molécule C :
Il se forme alors une amine D.
2-3-1-L’équation-bilan de la réaction
\(C{H_3} - \) \(C{H_2} - \) \(CH(N{H_2})\) \( - COOH\) \( \to \) \(C{H_3} - \) \({(C{H_2})_2} - \) \(N{H_2} + \) \(C{O_2}\)
Nom du composé D : Propan-1-amine
2-3-2- L’équation-bilan de la réaction est :
\({C_6}{H_5}COCl\) \( + C{H_3} - \) \({(C{H_2})_2} - \) \(N{H_2}\) \( \to \) \({C_6}{H_5}CO\) \( - HN\) \( - {(C{H_2})_2}\) \( - C{H_3}\) \( + HCl\)
- La fonction et le nom du produit de réaction : amide, N-propylbenzamide
