Exercice I
1. Recopier la formule générale d’un acide \(\alpha \)-aminé donnée ci-dessous, puis encadrer et nommer les deux groupes caractéristiques présents.
\(\begin{array}{*{20}{c}}{R - }&{CH}&{-COOH}\\{}&|&{}\\{}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
2. Expliquer brièvement l’appellation d’acide \(\alpha \)-aminé attribuée à cette molécule.
3. Définir: carbone asymétrique.
4. Recopier la formule semi-développée de la leucine et indiquer le carbone asymétrique par un astérisque (*)
5. Pourquoi la molécule de leucine est-elle chirale ?
6. Donner selon la représentation de Fischer la configuration L de la leucine
7. Dans l’organisme humain, les protéines apportées par les aliments sont décomposées par hydrolyse dans l’appareil digestif. Les acides \(\alpha \)-aminés ainsi produits passent dans l’intestin et sont transportés vers les organes et les cellules. Sous le contrôle du programme génétique, ils sont ensuite assemblés en d’autres protéines.
7.1 Recopier la formule du dipeptide suivant et entourer la liaison peptidique.
7.2 La liaison peptidique est un cas particulier d’un groupe fonctionnel caractéristique. Lequel ?
7.3 Ecrire l’équation de l’hydrolyse de ce dipeptide.
8. On considère maintenant un mélange équimolaire de deux autres acides \(\alpha \)-aminés : la valine, notée Val, et l’acide aspartique, noté Asp.Par condensation entre ces deux acides \(\alpha \)-aminés, on obtient des dipeptides.
8.1 Qu’appelle-t-on réaction de condensation ?
8.2 Dénombrer et nommer les dipeptides susceptibles d’être obtenus par condensation entre ces deux acides \(\alpha \)-aminés.
Exercice II
1. Quels sont les acides aminés qui peuvent être convertis en d'autres acides aminés par hydrolyse douce, avec libération d'ammoniaque?
2. Définir : Amphion, Composé dextrogyre, Liaison peptidique.
3. Parmi les acides α-aminés, un seul n’est pas chiral ; Lequel ?
4. Nommer les composés de formules suivantes :
4.1\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH}&{ - CH - }&{CH}&{ - COOH}\\{}&|&{}&|&{}\\{}&{{C_2}{H_5}}&{}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
4.2\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CHOH - }&{CH}&{-COOH}\\{}&{}&|&{}\\{}&{}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
5-On considère l’acide α-aminé suivant : acide 2-amino-3-méthylbutanoïque.
5-1-Ecrire sa formule semi-développée.
5-2-Suivant le \({P^H}\) du milieu, cet acide \(\alpha \)-aminé peut exister sous la forme d’un anion, d’un cation ou d’un zwitterion.
Écrire la formule de son zwitterion, de son anion et de son cation.
5-3-Associer au domaine de \({P^H}\) suivant, la forme majoritaire de cet acide \(\alpha \)-aminé : \(pH \succ 11\)
5-4-Ce zwitterion se comporte tant tôt comme une base de Bronsted tant tôt comme un acide en milieu aqueux. Nommer ce caractère du zwitterion.
Ecrire les équations-bilans des réactions montrant ce caractère.
5-5-Donner la représentation de Fisher des deux énantiomères de cet acide α-aminé en précisant leur configuration.
6-L’ acide α-aminé précédent est la valine. L’alanine a pour nom systématique : l’acide 2-aminopropanoïque.
6-1-On effectue un mélange équimolaire de la valine et de l’alanine.
Déterminer les notations des dipeptides différents qu’on peut obtenir par formation d’une liaison peptidique.
NB : Pour les notations des dipeptides, utiliser la notation à trois lettres des acides \(\alpha \)-aminés.
6-2- Écrire l’équation-bilan de la réaction de formation du dipeptide Val-Ala.
Encadrer la liaison peptidique.
6-3-Sachant que pour la synthèse spécifique du dipeptide Val-Ala, on a fait réagir un mélange racémique de la valine avec un mélange racémique de l’alanine, donner les configurations des stéréo-isomères obtenus.
7- Donner les étapes de la synthèse spécifique du dipeptide Val-Ala au laboratoire
Exercice III
Fatigué par sa randonnée, le marcheur reprend des forces en buvant une boisson énergétique riche en protéines, donc potentiellement en acides aminés, spécialement conçue pour l’effort. Cette boisson contient notamment de la thréonine et de l’alanine.
La thréonine (Thr) a pour formule semi-développée :
\(\begin{array}{*{20}{c}}{N{H_2} - }&{CH}&{ - COOH}\\{}&|&{}\\{}&{CHOH - C{H_3}}&{}\end{array}\)
1. Recopier la formule de la thréonine et entourer la fonction alcool.
2. Justifier que la thréonine appartient à la famille des acides \(\alpha \)-aminés.
3. L’alanine Ala a pour formule semi-développée :
\(\begin{array}{*{20}{c}}{C{H_3} - }&{CH}&{ - COOH}\\{}&|&{}\\{}&{N{H_2}}&{}\end{array}\)
Qu’est-ce qu’un atome de carbone asymétrique
4. Recopier la formule de l’alanine et repérer la position de l’atome de carbone asymétrique par un astérisque (*).
5. Représenter la L-alanine en représentation de Fischer.
6. La réaction de condensation entre deux acides a-aminés donne des dipeptides.
Donner le nom du groupe caractéristique formé lors cette réaction, au niveau de la liaison peptidique.
7. Donner l’équation de la réaction de condensation entre la thréonine (Thr) et l’alanine (Ala).
8. Combien de dipeptides différents peut-on obtenir à partir d’un mélange équimolaire de thréonine Thr et d’alanine Ala?
9. Représenter les dipeptides en utilisant les abréviations (Thr) et (Ala).
Exercice IV
1-La condensation d’une molécule d’alanine et d’une molécule de glycine, de formules semi-développées respectives : \(\begin{array}{*{20}{c}}{{H_2}N - }&{CH}&{ - COOH}\\{}&|&{}\\{}&{C{H_3}}&{}\end{array}\) et \({H_2}N - \) \(C{H_2} - \) \(COOH\) conduit à un dipeptide.
Deux réactions sont possibles
1-1-Ecrire les équations bilans de ces deux réactions possibles en donnant les formules semi-développées des deux dipeptides que l’on peut obtenir.
1-2-Soit A l’un des dipeptides. Des deux formules trouvées au 1, on cherche celle qui correspond au composé A. Pour cela, on réalise les expériences suivantes :
1-2-1-On traite A par l’acide nitreux \(HN{O_2}\), sachant que l’acide nitreux réagit sur un groupe amine primaire suivant la réaction :
\(R - NH\) \( + HN{O_2}\) \( \to \) \(ROH + \) \({N_2} + \) \({H_2}O\)
Tout se passant comme si le groupe \(N{H_2}\) était remplacé par le groupe hydroxyle OH.
Écrire les formules semi-développées possibles pour le composé C obtenu à partir de cette réaction.
1-2-2-Si on hydrolyse ce composé C, on obtient, entre autre, de l’acide glycolique \(HO - \) \(C{H_2} - \) \(COOH\)
Écrire l’équation de la réaction d’hydrolyse et en déduire parmi les deux formules trouvées à la question précédente celle qui correspond au composé C.(on rappelle que l’hydrolyse permet la coupure de la liaison peptidique entre les atomes de carbone et d’azote)
1-2-3-Déterminer la formule semi-développée du composé A
2-Soient deux acides α-aminés X et Y. On effectue les réactions chimiques suivantes :
a) \(X + \) \(C{H_3}OH\) \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{\(\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}\)}} \) \(X' + \) \({H_2}O\)
b)\(Y + \) \(C{H_3} - \) \(CO - \) \(Cl \to \) \(Y' + \) \(HCl\)
c) \(Y' + \) \(SOC{l_2}\) \( \to \) \(Y'' + \) \(S{O_2} + \) \(HCl\)
d) \(X' + \) \(Y'\) \( \to \) \(Z + \) \(HCl\)
Z a la formule suivante:
2-1-Déterminer les formules de X, X’, Y, Y’ et Y’’.
-Justifier la démarche suivie.
2-2-Donner le nom du dipeptide que l’on cherche ainsi à préparer. Combien de centre de chiralité possède-t-il ?
Exercice V
1-Un acide \(\alpha \)-aminé naturel A de masse molaire M=117g/mol est constitué d’une chaine carbonée saturée non cyclique et ramifiée.
1-1-Déterminer sa formule brute de A
1-2- Déterminer sa formule semi-développée et son nom
1-3- Déterminer sa configuration
2-Un acide \(\alpha \)-aminé naturel C de masse molaire M=103g/mol est constitué d’une chaine carbonée saturée non cyclique.
2-1-Déterminer la formule brute de C
-En déduire sa formule semi-développée, son nom.
2-2-La molécule C est-elle chirale ? Justifier.
-Dans l’affirmative, représenter 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-Ecrire l’équation-bilan de la réaction et nommer le composé D.
2-3-2-On fait réagir le chlorure de benzoyle \({C_6}{H_5}COCl\) sur l’amine D
-Écrire l’équation-bilan de la réaction
-Donner la fonction et le nom du produit de réaction
