Titolazione degli amminoacidi

Gli amminoacidi hanno un ruolo fondamentale sia nella formazione delle proteine che come intermedi metabolici e pertanto possono essere considerati come le specie fondamentali degli organismi.

Gli amminoacidi sono composti in cui è presente sia il gruppo funzionale amminico che quello carbossilico legati allo stesso carbonio

amminoacido

pertanto sono molecole anfotere in quanto, a seconda del pH, i due gruppi funzionali possono essere neutri o ionizzati.

Il gruppo amminico, a causa del doppietto elettronico solitario presente sull’azoto, hanno natura basica mentre il gruppo carbossilico ha natura acida. A causa della natura opposta dei due gruppi funzionali essi si neutralizzano reciprocamente con il trasferimento di uno ione H+ dal gruppo carbossilico al gruppo amminico formando un sale interno denominato zwitterione che ha una carica netta pari a zero.

zwitterione

A bassi valori di pH il gruppo carbossilico risulta come tale mentre il gruppo amminico risulta protonato e la specie ha una carica netta pari a +1; ad alti valori di pH il gruppo amminico risulta come tale mentre il gruppo carbossilico risulta deprotonato e la specie ha una carica netta pari a -1:

equilibrio

Il valore di pH, tipico di ogni amminoacido, in cui la carica netta è uguale a zero è detto punto isoelettrico (pI): ad un valore di pH inferiore a quello del pI l’amminoacido ha una carica di +1 mentre a valori di pH superiori al pI l’amminoacido ha una carica di -1.

I gruppi ionizzabili presenti negli amminoacidi agiscono da acidi deboli o da basi deboli a seconda del pH. Si possono ottenere curve di titolazione valutando il pH di un volume noto di un campione di soluzione dopo aggiunte successive di un acido o di una base a concentrazione nota. Se il campione di amminoacido viene titolato con un acido esso agisce da base mentre se viene titolato con una base agisce da acido.

Tali reazioni seguono l’equazione di Henderson-Hasselbalch

pH = pKa + log [forma non protonata]/[forma protonata]

Quando il rapporto tra la forma non protonata e la forma protonata è uguale a 1 allora pH = pKa quindi il pKa viene definito come il pH in cui le due forme sono uguali.

L’ordine di dissociazione del protone dipende dall’acidità del protone: quello che è più acido ( ovvero quello che ha un valore più basso di Ka) si dissocia per primo e conseguentemente lo ione H+ del gruppo –COOH si dissocia prima di quello del gruppo NH3+.

Alcuni amminoacidi posso essere considerati triprotici se, in aggiunta ai due gruppi ionizzabili, sono presenti protoni dissociabili nel gruppo R che può essere a sua volta acido o basico; ad esempio l’acido glutammico presenta un gruppo carbossilico sulla catena laterale mentre l’istidina ha un anello imidazolico di natura basica sulla catena laterale.

Condividi
Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On