¿Por qué es la pKa (COOH) de alanina y glicina similares, pero la pKa (NH_3) diferentes?

Question

La alanina es más pesado con un ($\ce{-CH3}$) que la glicina, que tiene un ($\ce{-H}$). Lo que hace de ellos tienen diferentes $\mathrm{p}K_\text{a}(\ce{-NH3+})$ $(\mathrm{p}K_\text{a}: \text{Ala}=9.69, \text{Gly}=9.60)$ pero similar $\mathrm{p}K_\text{a}(\ce{-COOH})$ $(\mathrm{p}K_\text{a}=2.34)$ cuando el resto de los aminoácidos es similar? ¿Por qué el cambio de un hidrógeno por un grupo metilo afectan a la $\ce{-NH3+}$, pero no el $\ce{-COOH}$?

También hay tres aminoácidos (glicina, leucina, aspartine) que tienen el mismo $\mathrm{p}K_\text{a}(\ce{-NH3+})$, pero diferentes,$\mathrm{p}K_\text{a}(\ce{-COOH})$.

Answer 1

He encontrado el siguiente pK_un los valores de la glicina y la alanina de la CRC Handbook of Chemistry and Physics a través de Sigma-Aldrich:

La glicina $\ce{COOH}$: 2.34
La alanina $\ce{COOH}$: 2.34

La glicina $\ce{NH3+}$: 9.60
La alanina $\ce{NH3+}$: 9.69

En primer lugar, aunque los valores de los ácidos carboxílicos son idénticos como se informó, usted verá una diferencia si usted encuentra un valor notificado con la suficiente precisión. El ácido carboxílico no es inmune a los cambios en la estructura del resto de la molécula.

Segundo, la diferencia entre 9.60 y 9.69 es bastante pequeña. En la mayoría de las situaciones prácticas, los dos aminoácidos que se comporten de manera idéntica con respecto a la $\ce{NH3+}$ pK_una.

El hecho de que la magnitud de la diferencia es mayor para el $\ce{NH3+}$ pK_una de los valores puede ser atribuido a la proximidad. En este caso, el protón es de 2 bonos de distancia de la $\alpha$ de carbono, mientras que el de protones en el $\ce{COOH}$ grupo 3 bonos de distancia.