Papirkromatografi, dipeptid og metylester av alanin
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Papirkromatografi er en egnet metode for å finne ut hvilke aminosyrer peptider består av.
Første trinn i en slik analyse er å spalte peptider til aminosyrer. En metode for å spalte peptider er å bruke enzymer.
- Hvilken funksjon har enzymer i denne prosessen?
- Forklar hvilken type organisk reaksjon spalting av peptider er.
Figur 1 viser de to aminosyrene treonin og alanin.
- Tegn et dipeptid som består av alanin og treonin.
- Marker eventuelle kirale karbonatomer i dipeptidet med stjerne.
Metylesteren til aminosyrer blir mye brukt i synteser med aminosyrer.
I et eksperiment reagerte alanin med metanol, se figur 2. Utbyttet av esteren i denne reaksjonen var .
Beregn utbyttet i prosent av teoretisk mulig.
Løpemiddelet ved papirkromatografi kan bestå av et organisk løsemiddel, syre og vann. Vann absorberes til papiret, som er polart. Det er polaritet og ladning til ulike aminosyrer som gjør at de kan separeres ved kromatografi.
I et eksperiment besto løpemiddelet av propanol, vann og etansyre i blandingsforholdet .
Kromatogrammet ble til slutt sprayet med et fargestoff for å framkalle flekkene.
Det ble gjennomført et eksperiment med tre ulike aminosyrer:
- glutaminsyre
- leucin
- serin
Forklar hvilken aminosyre som er 1, 2 og 3, se figur 3.
Figur 4 viser zwitterionet til alanin.
Lag en skisse av -NMR-spekteret til denne forbindelsen. Dette må være med i skissen:
- rimelige verdier for kjemisk skift
- splitting/finstruktur (hydrogen på nitrogen forårsaker ikke splitting)
- relative areal/integral (marker arealene med tall som er riktige i forhold til hverandre)
Fasit
Enzymer er katalysatorer som senker aktiveringsenergien, så peptidbindingene spaltes raskt. Spaltingen er en hydrolyse.
Ala–Thr (eller Thr–Ala) med peptidbinding og tre kirale C-atomer, se strukturformelen.
1: glutaminsyre, 2: serin, 3: leucin. Jo mer polar sidekjede, desto kortere vandrer aminosyren.
: dublett ved ca. 1,5 ppm (areal 3), : kvartett ved ca. 3,8 ppm (areal 1), : singlett ved ca. 8 ppm (areal 3).
LøsningsforslagKI-generert
Enzymer er biologiske katalysatorer. De senker aktiveringsenergien, slik at peptidbindingene spaltes raskt ved kroppstemperatur. Enzymet blir ikke brukt opp.
Spalting av peptider er en hydrolyse. Et vannmolekyl reagerer med peptidbindingen, og bindingen mellom C og N brytes. OH fra vannet bindes til karbonylkarbonet, og H bindes til N-atomet:
Hydrolysen er den omvendte reaksjonen av kondensasjonen som danner peptidbindingen.
Karboksylgruppen i alanin reagerer med aminogruppen i treonin. Ett vannmolekyl spaltes av, og det dannes en peptidbinding. Dipeptidet er Ala–Thr:

Et karbonatom er kiralt når det har fire ulike grupper bundet til seg. Dipeptidet har tre kirale C-atomer:
- α-karbonet i alanin: H, , og resten av peptidet.
- α-karbonet i treonin: H, , i peptidbindingen og sidekjeden.
- Karbonatomet med OH-gruppen i treonin: H, OH, og resten av peptidet.
De andre C-atomene er -grupper eller karbonylkarbon, og de er ikke kirale.
Rekkefølgen Thr–Ala er også riktig. Den har også tre kirale C-atomer. Dipeptidet kan også tegnes som zwitterion.
Reaksjonslikningen viser at 1 mol alanin reagerer med 1 mol metanol og gir 1 mol ester.
Metanol er i stort overskudd, så alanin er begrensende reaktant. Teoretisk kan det dannes ester:
Vannet i papiret er den stasjonære fasen, og den er polar. Løpemiddelet er for det meste propanol og er mindre polart. En polar eller ladd aminosyre bindes sterkt til vannet i papiret og vandrer kort. En mindre polar aminosyre løser seg bedre i løpemiddelet og vandrer lenger.
Alle tre har amino- og karboksylgruppe på α-karbonet. Forskjellen ligger i sidekjeden:
- Glutaminsyre har sidekjeden . Glutaminsyre har altså to polare COOH-grupper. De gir flere hydrogenbindinger til den polare stasjonære fasen. Glutaminsyre vandrer kortest og er aminosyre 1.
- Serin har sidekjeden . OH-gruppen er polar og danner hydrogenbindinger. Serin er aminosyre 2.
- Leucin har den upolare sidekjeden . Leucin løser seg best i løpemiddelet, vandrer lengst og er aminosyre 3.
Glutaminsyre og serin har ganske lik polaritet, så flekkene deres ligger nær hverandre.
Zwitterionet har tre grupper av ekvivalente H-atomer. Spekteret får derfor tre signaler. Splittingen følger -regelen.
- (3 H): Nabokarbonet har 1 H, så signalet blir en dublett. Skiftet er ca. 1,5 ppm. Det er litt høyere enn 0,9–1,0 ppm i vedlegget, fordi nabokarbonet er bundet til og .
- (1 H): Nabokarbonet har 3 H, så signalet blir en kvartett. H på N gir ikke splitting. C-atomet er bundet til både og , som trekker elektroner. Det gir høyt skift, ca. 3,8 ppm.
- (3 H): Ingen splitting, så signalet blir en singlett. Den positive ladningen på N gir lite skjerming og høyt skift, ca. 8 ppm.
De relative arealene er .

Løst i byttes H på N ut med D, og -signalet forsvinner. Oppgaven ber om å ta med H på N, så signalet er med i skissen.
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 V2020. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi