Química Orgânica 2 · Aminoácidos e conectividade dos peptídeos
Why an arginine-like side chain stays protonated
Condições: N-Methylguanidine, a small model of the arginine side chain, meets acetic acid in water. Protonate the imine nitrogen, then draw contributors with positive charge on the other NH₂ nitrogen and then on the methyl-bearing nitrogen. The acetate is a spectator after the first step.
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 4 passos escritos
Protonate the imine nitrogen
The conjugate acid of a guanidine has pKa approximately 13, while acetic acid has pKa approximately 4.8, so this proton transfer lies far to the right (K roughly 10⁸). Protonation happens at the imine nitrogen, the only nitrogen whose lone pair is not already part of the C=N π system.
As setas curvas
- The imine nitrogen lone pair, in an sp² orbital, accepts the acetic-acid proton.
- The O–H pair stays on oxygen, giving acetate.
Share the charge with the other NH₂ nitrogen
Carbon already has four bonds, so a new π bond to the NH₂ nitrogen requires the existing C=N π pair to leave.
As setas curvas
- The lone pair on the singly bonded NH₂ nitrogen forms a C=N π bond.
- The existing C=N π pair returns to the protonated nitrogen as a lone pair.
Share the charge with the methyl-bearing nitrogen
The same pattern moves the charge to the third nitrogen.
As setas curvas
- The methyl-bearing nitrogen lone pair forms a C=N π bond.
- The existing C=N π pair returns to the NH₂ nitrogen as a lone pair.
Guanidinium: one charge, three nitrogens
The three contributors side by side (acetate is left out of this summary). The positive charge is spread over all three nitrogens in three contributors of similar weight, and every contributor has complete octets. That delocalization stabilizes the protonated form so strongly that the arginine side chain (pKa approximately 12.5 in most tables) remains protonated at physiological pH.
O que você vai praticar
Connect the strong basicity of a guanidine group to the three contributors of its conjugate acid.
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