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Aminoacides & ProtéinesAminoacides & Protéines
Les Protéines sont des biomolécules constituées d’aminoacides reliés les uns aux autres par des liaisons peptidiques .
Les Protéines sont des biomolécules constituées d’aminoacides reliés les uns aux autres par des liaisons peptidiques .
Les protéines sont utilisées pour…
• structure (peau & muscles)
• transport (hémoglobine)
• réguler les gênes
• hormones (insuline)
Les protéines sont utilisées pour…
• structure (peau & muscles)
• transport (hémoglobine)
• réguler les gênes
• hormones (insuline)
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Aminoacides Aminoacides
Les Aminoacides contiennent à la fois un groupe basique (groupe amine NH2) et un groupe acide (groupe acide carboxylique COOH).
Les Aminoacides contiennent à la fois un groupe basique (groupe amine NH2) et un groupe acide (groupe acide carboxylique COOH).
Une réaction se produit réunissant deux (ou plus) aminoacides. Le résultat est la formation d’un peptide ou d’une protéine, selon le nombre d’aminoacides présents.
basique acideH2NCHCOH
R O
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Liaisons PeptidiquesLiaisons Peptidiques
Un liaison peptidique est une liaison de type amide liant les aminoacides pour former les peptides et les protéines.
Un liaison peptidique est une liaison de type amide liant les aminoacides pour former les peptides et les protéines.
R C
O
NH2
amide
H2NCHCOH
R O
H2NCHCOH
R O
NCHCOH
R O
H
OR
H2NCHC HOH+
liaison peptide
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Peptides & Protéines Peptides & Protéines
Les Peptides contiennent 50 (ou moins) aminoacides et sont classés comme ci-dessous:
• Les Dipeptides contiennent 2 aminoacides.
• Les Tripeptides contiennent 3 aminoacides.
• Les Polypeptides contiennent 50 ou moins aminoacides.
Les Protéines contiennent plus de 50 aminoacides.
Les Peptides contiennent 50 (ou moins) aminoacides et sont classés comme ci-dessous:
• Les Dipeptides contiennent 2 aminoacides.
• Les Tripeptides contiennent 3 aminoacides.
• Les Polypeptides contiennent 50 ou moins aminoacides.
Les Protéines contiennent plus de 50 aminoacides.
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-AminoAcides-AminoAcides
Les -AminoAcides ont un groupe amino en (sur le carbone suivant) du groupe carbonyle.
Les -AminoAcides ont un groupe amino en (sur le carbone suivant) du groupe carbonyle.
H2NCHCOH
OR
carbone
Les -Aminoacides sont classés comme neutre, acide, basique, primaire, ou secondaire, en relation avec la nature du groupe R.
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-AminoAcides-AminoAcides
Les -Aminoacides sont neutres, acides, ou basiques.
Les -Aminoacides sont neutres, acides, ou basiques.
neutre
alanine
acide
acide aspartique
CH3CHCOH
O
NH2
HOCCH2CHCOH
NH2
OO
H2N(CH2)4CHCOH
O
NH2
basique
lysine
Nous allons étudier 15-aminoacides qui sont neutres, 2 sont acides, et 3 sont basiques.
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-AminoAcides-AminoAcides
La plupart des -aminoacides sont primaires, quelques uns sont secondaires.
La plupart des -aminoacides sont primaires, quelques uns sont secondaires.
CCOH
O
NH
primaire
alanine
secondaire
proline
CH3CHCOH
O
NH2
Nous allons étudier 19-aminoacides qui sont primaires et seulement 1 qui est secondaire.
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-AminoAcides-AminoAcides
Les -Aminoacides sont nommés par une lettre code ou par 3 lettres codes.
Les -Aminoacides sont nommés par une lettre code ou par 3 lettres codes.
CCOH
O
NH
alanine
Ala or A
proline
Pro or P
CH3CHCOH
O
NH2
La plupart des codes sont évidents, certains le sont moins.
lysine
Lys or K
H2N(CH2)4CHCOH
O
NH2
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-AminoAcides-AminoAcides
Nous allons étudier 19 -aminoacides qui possèdent des carbones - stéréocentres.
Nous allons étudier 19 -aminoacides qui possèdent des carbones - stéréocentres.
CH2N C
OH
O
R H
*
Seul un -aminoacide, que nous allons étudier, ne possède pas de stéréocentre sur le carbone .
CH2N C
OH
O
H H
glycine
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A lan in e (A la)
O
NH2
CH3 OH
O
NH2
OHCH3
A m in o b u tyricA cid (A b u )
NH
O
NH
NH2
NH2
OH
A rg in in e (A rg )
O
O
NH2
NH2
OH
A sp arag in e (A sn )
OHOH
NH2O
O
A sp articA cid (A sp )
O
NH2
SH OH
C yste in e (C y s)
O O
OHOH
NH2
G lu tam in e (G ln )
O
NH2 OH
G lyc in e (G ly )
O
NH2
NH
N
OH
H istid in e (H is)
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O
NH2
SHOH
H o m o cyste in e (H cy )
O
NH2
CH3CH3 OH
Iso leu c in e (I le)
O
NH2
CH3
CH3
OH
L eu c in e (L eu )
O
NH2
NH2 OH
L ysin e (L y s)
O
NH2
SCH3 OH
M eth io n in e (M et)
O
NH2
OHCH3
N o rleu c in e (N le)
OH
NH2
NH2
O
O rn ith in e (O rn )
O
NH2
OH
P h en yla lan in e (P h e)
O
NH
OH
P ro lin e (P ro)
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O
NH2
OH OH
S erin e (S er)
O
NH2
OH
CH3
OH
T h reo n in e (T h r)
O
NH2NH
OH
T ryp to p h an (T rp )
O
NH2OH
OH
T yro sin e (T y r)
O
NH2
CH3
CH3 OH
V alin e (V al)
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L-AminoAcidesL-AminoAcides
Parce que la plupart des -aminoacides contiennent un stéréocentre, il est donc possible d’avoir des énantiomères. Toutefois, la nature n’utilise qu’un seul des deux énantiomères, l’aminoacide L-.
Parce que la plupart des -aminoacides contiennent un stéréocentre, il est donc possible d’avoir des énantiomères. Toutefois, la nature n’utilise qu’un seul des deux énantiomères, l’aminoacide L-.
L-glycéraldéhyde
(un sucre L-)
CHO
HHO
CH2OH
COOH
HH2N
CH2OH
L-sérine
(un aminoacide L-)
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AminoAcides essentielsAminoAcides essentiels
Les 20 -aminoacides que nous allons étudier sont utiles pour la synthèse des protéines, mais l’homme
n’est capable d’en synthétiser que 12 d’entre eux. Les 8 autres (les aminoacides essentiels) doivent
être fournis par la nourriture.Ces derniers sont l’isoleucine, leucine, méthionine, phénylalanine, thréonine,
tryptophane, valine, et lysine.
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ZwitterionsZwitterions
Un Zwitterion est un ion dipolaire. Parce que les aminoacides contiennent à la fois un groupe acide et basique, une réaction interne acide-base forme un zwitterion.
Un Zwitterion est un ion dipolaire. Parce que les aminoacides contiennent à la fois un groupe acide et basique, une réaction interne acide-base forme un zwitterion.
H2NCHCOH
OR
H3NCHCO
OR
aminoacide zwitterion
Les Aminoacides existent principalement en tant que zwitterions.
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H3NCHCO
OR
OH-
+ + H2OH2NCHCO
OR
H3NCHCO
OR
H3O+
+ H3NCHCOH
OR
+ H2O
ZwitterionsZwitterions
Les zwitterions d’Aminoacides sont amphotères. Ils peuvent réagir aussi bien en tant qu’acides ou en tant que bases.
Les zwitterions d’Aminoacides sont amphotères. Ils peuvent réagir aussi bien en tant qu’acides ou en tant que bases.
En solution acide
En solution basique
zwitterion protoné
zwitterion déprotoné
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Points IsoélectriquesPoints Isoélectriques
Le point isoélectrique d’un aminoacide se situe à une zone de pH où l’aminoacide existe en tant que zwitterion.
Le point isoélectrique d’un aminoacide se situe à une zone de pH où l’aminoacide existe en tant que zwitterion.
déprotoné
solution basique
pH élevé
protoné
solution acide
pH faible
zwitterion
point isoélectrique
H3NCHCO
ORH3O
+
H3NCHCOH
OROH
-H2NCHCO
OR
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AlanineAlanine
Le point isoélectrique pour l’alanine est à pH = 6.00, pH où la forme zwitterionique est prépondérante. A pH > 6.00, la forme déprotonée est prépondérante et à pH < 6.00, la forme protonée est prépondérante.
Le point isoélectrique pour l’alanine est à pH = 6.00, pH où la forme zwitterionique est prépondérante. A pH > 6.00, la forme déprotonée est prépondérante et à pH < 6.00, la forme protonée est prépondérante.
H3O+
H3NCHCOH
O
CH3
H3NCHCO
O
CH3
OH-
H2NCHCO
O
CH3
déprotonée
pH > 6.00
protonée
pH < 6.00
zwitterion
point isoélectrique
pH = 6.00
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Acide AspartiqueAcide Aspartique
Le point isoélectrique pour l’acide aspartique est à pH = 2.77.
Le point isoélectrique pour l’acide aspartique est à pH = 2.77.
déprotonée
pH > 2.77
protonée
pH < 2.77
zwitterion
point isoélectrique
pH = 2.77
H3O+
H3NCHCOH
O
CH2COOH
H3NCHCO
O
CH2COOH
OH-
H2NCHCO
O
CH2COO
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LysineLysine
Le point isoélectrique pour la lysine est à pH = 9.74.Le point isoélectrique pour la lysine est à pH = 9.74.
déprotonée
pH > 9.74
protonée
pH < 9.74
zwitterion
point isoélectrique
pH = 9.74
H3O+
H3NCHCOH
O
(CH2)4NH3
H3NCHCO
O
(CH2)4NH2
OH-
H2NCHCO
O
(CH2)4NH2
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Réactivité et Synthèses des aminoacides
Réactivité et Synthèses des aminoacides
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R
NH2
O
OH
R
NH2
OH
AlLiH4 ou BH3
R
NH2
O
OH
R
NH2
O
Cl
R
NH2
O
O
R1
SOCl2R1OH
La réactivité de la fonction acide est observée. La stéréochimie du carbone asymétrique est conservée selon les conditions opératoires.
La réactivité de la fonction acide est observée. La stéréochimie du carbone asymétrique est conservée selon les conditions opératoires.
Réaction de réductionRéaction de réduction
Réaction d’éstérificationRéaction d’éstérification
Conservation de l’asymétrie
Disparition de l’asymétrie
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R
NH2
O
OH
R
NH2
O
OR1
SOCl2+ R1OH
Réaction d’éstérificationRéaction d’éstérification
Conservation de l’asymétrie
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R
NH2
O
OH
R
NH2
O
OR1
+ R1OH
+O
Cl
O
CH3O
O
O
O
CH3
R
NH2
+ CH3
O
OH
O
OH CH3
+CO2
Réaction d’éstérificationRéaction d’éstérification
Conservation de l’asymétrie
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R
NH2
O
OH
NaNO2/HCl R
N+
O
ON
H
O
R OR
OH
O
OH
H2O
OHH
Réaction de diazotationRéaction de diazotation
On obtient un acide alcool
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Protection et déprotection d’une fonction amine.Protection et déprotection d’une fonction amine.
Groupement BOC: tertioButylOxyCarbonyleGroupement BOC: tertioButylOxyCarbonyle
NH2
O
OH
R
+t-Bu
O
O
NH
CH3
O
OH
t-Bu
O
O
NH
CH3
O
ORNH2
O
O
R
R
+CH2
CH3
CH3
CO2
H3O+
O
O
O
t-Bu
t-Bu
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Groupement FMOC: 9-FluoranylMethOxyCarbonyl
Groupement FMOC: 9-FluoranylMethOxyCarbonyl
H
O
O
NH
R
O
OH
N
CH3
CH3
CH3
CH2
+CO2 +
NH2
O
OH
R
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Groupement CBZ: BenzyloxyCarbonyl, déprotection par hydrogénolyse
Groupement CBZ: BenzyloxyCarbonyl, déprotection par hydrogénolyse
O
O
NH
R
O
OH H2, PdCH3
+
HO
O
NH
R
O
OH
NH2
R
O
OH
+CO2
+
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Protection et déprotection d’une fonction amine.Protection et déprotection d’une fonction amine.
Groupement BOC: tertioButylOxyCarbonyleGroupement BOC: tertioButylOxyCarbonyle
NH2
O
OH
R
+t-Bu
O
O
NH
CH3
O
OH
t-Bu
O
O
NH
CH3
O
ORNH2
O
O
R
R
+CH2
CH3
CH3
CO2
H3O+
O
t-Bu
O
O
t-Bu
On peut également employer l’acide trifluoroacétique (TFA) dans le CH2Cl2 ou HBr
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Groupement FMOC: 9-FluoranylMethOxyCarbonyl
Groupement FMOC: 9-FluoranylMethOxyCarbonyl
H
O
O
NH
R
O
OH
N
CH3
CH3
CH3
CH2
+CO2 +
NH2
O
OH
R
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Groupement CBZ: BenzyloxyCarbonyl, déprotection par hydrogénolyse
Groupement CBZ: BenzyloxyCarbonyl, déprotection par hydrogénolyse
O
O
NH
R
O
OH H2, PdCH3
+
HO
O
NH
R
O
OH
NH2
R
O
OH
+CO2
+
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Préparation des aminoacides.Préparation des aminoacides.
Réaction de StreckerRéaction de Strecker
NH2
R
O
OH
R
R1
O
-C N
H+
R
R1
OH
N
R
R1
O+
N
HH
R
R1
N+
N
HHH
NH3
H3O+,
H+
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Préparation des aminoacides.Préparation des aminoacides.
Réaction de Hell-Volhard-ZelinskiRéaction de Hell-Volhard-Zelinski
CH3
O
OH
+ Br2 /P
CH3
O
OH
Br
CH3
O
O-
H3N+
NH3 , 25°C
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Synthèse des Amines selon Gabriel
Synthèse des Amines selon Gabriel
N
O
O
K
R Cl
N
O
O
R + K Cl
N-
O
O
R Cl N
O
O
R Cl-
Phtalimide de potassium
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R NH2+N
O
O
RHCl puis neutralisation
O
O
OH
OH
Synthèse des Amines selon Gabriel
Synthèse des Amines selon Gabriel
OU
R NH2+N
O
O
R
NH2NH2
O
O
NH
NH
Deux méthodes pour faire l’hydrolyse du N-phtalimide:
Hydrolyse acide
Hydrazinolyse
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Synthèse des Amines selon Gabriel
Synthèse des Amines selon Gabriel
N
O
O
R
H
O
H
H+
N
O
O
R
H
O
H
NH
O
O
R
H
O
H O
H
H+
H O
NH
O
O
R
H
O
H
Mécanisme:
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Synthèse des Amines selon Gabriel
Synthèse des Amines selon Gabriel
H O
NH
O
O
R
H
O
HO
O
O
H
O
H
NH2 R+
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Synthèse des Amines selon Gabriel
Synthèse des Amines selon Gabriel
N
O
O
R
NH2NH2N
O
O
R
NHNH2
H
NH
O
O
R
NHNH2
NH
O
O R
NH
NH
H
Mécanisme:
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Synthèse des Amines selon Gabriel
Synthèse des Amines selon Gabriel
NH
O
O R
NH
NH
H
O
O
NH
NHNH2
R
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ElectrophorèseElectrophorèse
L’électrophorèse est une technique qui permet la séparation d’un mélange d’aminoacides. Elle utilise la différence dans les valeurs des points isoélectriques des aminoacides.
L’électrophorèse est une technique qui permet la séparation d’un mélange d’aminoacides. Elle utilise la différence dans les valeurs des points isoélectriques des aminoacides.
- +
aminoacide chargé
négativement (déprotoné)
aminoacide chargé
positivement (protoné)
aminoacide à son point
isoélectrique
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ElectrophorèseElectrophorèse
Un mélange de lysine, alanine, et d’acide aspartique peut être séparé par électrophorèse à pH = 6.00.
Un mélange de lysine, alanine, et d’acide aspartique peut être séparé par électrophorèse à pH = 6.00.
H3NCHCO
O
CH3
H3NCHCOH
O
(CH2)4NH3
H2NCHCO
O
CH2COO- +
acide aspartique
chargé négativement (déprotoné)
lysine
chargée positivement
(protonée)
alanine à son point
isoélectrique à pH = 6.00
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ElectrophorèseElectrophorèse
Un mélange d’histidine, sérine, et d’acide glutamique peut être séparé par électrophorèse à pH = 5.68.
Un mélange d’histidine, sérine, et d’acide glutamique peut être séparé par électrophorèse à pH = 5.68.
- +
acide glutamique
chargé négativement (déprotoné)
sérine à son point
isoélectrique pH = 5.68
H3NCHCOH
O
CH2
N
NH2
H3NCHCO
O
CH2OH
H2NCHCO
O
CH2CH2COO
histidine chargée
positivement (protonée)
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DipeptidesDipeptides
Un dipeptide est formé par combinaison de 2 aminoacides.
Un dipeptide est formé par combinaison de 2 aminoacides.
H2NCHCOH
O
CH3
H2NCHCOH
O
CH2OH
H2NCHC
O
CH3
H
CH2OH
O
NCHCOH
alanine
Ala
sérine
Ser
alanylsérine
Ala-Ser
Les Dipeptides sont dessinés en écrivant le groupe NH2 libre sur la gauche et le groupe COOH libre sur la droite.
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DipeptidesDipeptides
Un autre dipeptide peut être formé par combinaison d’alanine et de sérine.
Un autre dipeptide peut être formé par combinaison d’alanine et de sérine.
H2NCHCOH
O
CH3
H2NCHCOH
O
CH2OH
alanine
Ala
sérine
Ser
sérylalanine
Ser-Ala
H2NCHC
O
CH2OH
H
CH3
O
NCHCOH
Les Dipeptides sont dessinés en écrivant le groupe NH2 libre sur la gauche et le groupe COOH libre sur la droite.
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DipeptidesDipeptides
Quels sont les 2 dipeptides que l’on peut former par combinaison de la leucine et de la cystéine?
Quels sont les 2 dipeptides que l’on peut former par combinaison de la leucine et de la cystéine?
Leu-Cys
H2NCHC
O
CH2
CH(CH3)2
H
CH2SH
O
NCHCOH
CH2SH
O
H2NCHC
H
CH(CH3)2
CH2
O
NCHCOH
Cys-Leu
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TripeptidesTripeptides
Quels sont les six tripeptides que l’on peut former par combinaison de l’alanine, de la lysine, et de la proline?
Quels sont les six tripeptides que l’on peut former par combinaison de l’alanine, de la lysine, et de la proline?
Ala-Lys-Pro
Ala-Pro-Lys
Lys-Ala-Pro
Lys-Pro-Ala
Pro-Ala-Lys
Pro-Lys-Ala
Ala
Lys
Pro
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TripeptidesTripeptides
Les tripeptides Ala-Lys-Pro et Pro-Lys-Ala n’ont pas la même structure.
Les tripeptides Ala-Lys-Pro et Pro-Lys-Ala n’ont pas la même structure.
H2NCHC
O
CH3
H
N
O
NCHC
(CH2)4
NH2
COH
O
CHC
O H
NHCHCOH
O
NCHC
(CH2)4
NH2
NH O
CH3
Ala-Lys-Pro
Pro-Lys-Ala
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O
N+
O
N
O
OHH
H
HH
H HH
H
H
H
H
H
H
H
H
H
O-
H
PeptidesPeptides
L’Aspartame est un dipeptide noté Asp-Phe-OMeL’Aspartame est un dipeptide noté Asp-Phe-OMe
L’aspartame est un édulcorant hypocalorique (Nutrasweet)L’aspartame est un édulcorant hypocalorique (Nutrasweet)
Asp
Phe-OMe
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PeptidesPeptides
OO
N
S
H
H
H HH
O
N
O
HH
H
H
O
O-
N+
HH
HH
H
HH
H
Le Glutathion est un tripeptide: -Glu-Cys-GlyLe Glutathion est un tripeptide: -Glu-Cys-Gly
Le glutathion se trouve dans toutes les cellules vivantes (concentrations élevées dans le cristallin de
l’œil). Elle est un agent de réduction dans les processus biochimiques.
Le glutathion se trouve dans toutes les cellules vivantes (concentrations élevées dans le cristallin de
l’œil). Elle est un agent de réduction dans les processus biochimiques.
-GluCys
Gly
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PeptidesPeptides
La gramacidine S est un peptide cyclique.La gramacidine S est un peptide cyclique.
La gramacidine est un antibiotique constitué de deux chaînes pentapeptides [2*(R-Phe-Pro-Val-Orn-Leu)] unis tête à queue. A noter la configuration R-Phe et l’ornithine, acide aminé rare.
H
N
O
N
H
O
O
HN
O
H
N
N+
O
H
NO
H
N
O
NO
H
N
O
H
N+
NO
NH
H H
H
H
H
H
H
H
HH
HHHH
HH
HH H
HH
HH
HH
HH
H
H
H
H
H H
H
H
H
HH
H
HH
H
HHH
H
H
H
H
H
H
HH
H
HH
H
H
HH
H
H
HH
H
H
H
H
H
HH H
H H
H
H
H
H
HH
HHH
H
H
H
H
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PeptidesPeptides
La soie est un polypeptide (protéine) qui présente de manière répétitive la séquence Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala. Elle présente une stucture en feuillets. D’autres polypeptides, les protéines présentent des stuctures en hélice (myosine dans le muscle, -kératine dans les cheveux, les ongles et la laine).
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Le pont DisulfureLe pont Disulfure
En addition à la liaison amide, un autre type de liaison, le pont Disulfure, peut se former entre deux aminoacides de type cystéine.
En addition à la liaison amide, un autre type de liaison, le pont Disulfure, peut se former entre deux aminoacides de type cystéine.
C
CHCH2SH
NH
O
HSCH2CH
C
NH
O C
CHCH2S
NH
O O
NH
C
SCH2CH
pont disulfure
Le pont didulfure est écrit comme étant CyS CyS quand on utilise les trois lettres codes.
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Le pont disulfureLe pont disulfure
Ci-dessous est représentée la structure partielle de l’insuline, qui contient un pont disulfure qui forme une boucle dans une même chaîne et deux ponts entre deux chaînes distinctes.
Ci-dessous est représentée la structure partielle de l’insuline, qui contient un pont disulfure qui forme une boucle dans une même chaîne et deux ponts entre deux chaînes distinctes.
-Gln-CyS-CyS-Thr-Ser-Ile-CyS-Ser-
-Leu-CyS-Gly-
pont
boucle
L’insuline est utilisée dans le traitement du diabète (propriétés hypoglycémiantes). Elle est extraite de
pancréas d’animaux d’abattoirs.
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InsulineInsuline
Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn
Phe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-
Ala-Lys-Pro-Thr-Tyr-Phe-Phe-Gly-Arg-
Chaîne A
Chaîne B
5 10 15 21
5 10 15 20
2530
SS
S
S
S
S
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InsulineInsuline
carbonecarbone azoteazote oxygèneoxygène soufresoufre
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InsulineInsuline
chaîne A (21 unités)
chaîne B (30 unités)
ponts disulfures
boucle disulfure
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Liaison Hydrogène pour les -Hélices
NH
HN
NH
HN
NH
HN
NH
O
O
O
O
O
OR R R
R R R
HN
O
R
1
2
3 5 7
4 6
R
8
Carbonyl Oxygen of Residue i H-bonds to Amide Hydrogen of Residue i + 4
L’oxygène du carbonyle est lié à l’hydrogène i-H de la fonction amide. Cet hydrogène est situé à i+4
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Une Hélice
Liaisons et atomes(semi éclaté)
Modèle compact (Stéreo)
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Liaison Hydrogène dans les feuillets
N
N
N
O
O
O
H
H
HR
H
R
H
H
R R
H
N
N
N
O
O H
H
H O
N
R
HH
RH
R R
H
O
H
Chain direction
Chain direction
Direction de la chaîne
Direction de la chaîne
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Détermination de la structure peptidique
Détermination de la structure peptidique
Dans le but de connaître la structure d’un peptide, il faut déterminer…
• quels sont les aminoacides présents
• la molécularité de chaque aminoacide présent
• l’ordre avec lequel les aminoacides sont liés
Dans le but de connaître la structure d’un peptide, il faut déterminer…
• quels sont les aminoacides présents
• la molécularité de chaque aminoacide présent
• l’ordre avec lequel les aminoacides sont liés
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L’analyseur d’aminoacides nous renseigne sur la nature des aminoacides présents et le nombre (molécularité) de chaque aminoacide. Le peptide à analyser est hydrolysé en aminoacides individuels qui sont ensuite chromatographiés.
L’analyseur d’aminoacides nous renseigne sur la nature des aminoacides présents et le nombre (molécularité) de chaque aminoacide. Le peptide à analyser est hydrolysé en aminoacides individuels qui sont ensuite chromatographiés.
Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
La Dégradation d’Edman nous renseigne sur l’ordre (ou séquence) avec lequel les aminoacides sont liés. Le peptide à analyser est traité chimiquement et analysé, l’aminoacide terminal est identifié.
La Dégradation d’Edman nous renseigne sur l’ordre (ou séquence) avec lequel les aminoacides sont liés. Le peptide à analyser est traité chimiquement et analysé, l’aminoacide terminal est identifié.
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Le séquençage complet de protéines n’est pas effectué par la dégradation d’Edman. En fait une hydrolyse partielle coupe la protéine en fragments plus petits et mieux identifiables (manipulables).
Le séquençage complet de protéines n’est pas effectué par la dégradation d’Edman. En fait une hydrolyse partielle coupe la protéine en fragments plus petits et mieux identifiables (manipulables).
Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
L’hydrolyse partielle peut être réalisée en utilisant de l’acide dilué (méthode non-sélective) ou par des enzymes trypsine et chymotrypsine (méthode hautement spécifique).
L’hydrolyse partielle peut être réalisée en utilisant de l’acide dilué (méthode non-sélective) ou par des enzymes trypsine et chymotrypsine (méthode hautement spécifique).
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Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
L’hydrolyse totale est effectuée par de l’HCl 6N, 110°C, 24h. Les acides aminés sont alors chromatographiés dans un appareil automatique: l’analyseur d’acides aminés. On obtient ainsi en fonction du pH (variable) l’ensemble des acides aminés et leur proportion.
L’hydrolyse totale est effectuée par de l’HCl 6N, 110°C, 24h. Les acides aminés sont alors chromatographiés dans un appareil automatique: l’analyseur d’acides aminés. On obtient ainsi en fonction du pH (variable) l’ensemble des acides aminés et leur proportion.
Phe--Leu—Met—Lys—Tyr—Asp—Gly—Gly—Arg—Val—Ile—Pro--Tyr
HCl, 6N, 24h Phe + Leu + Met + Lys + 2 Tyr + Asp + 2 Gly + Arg + Val + Ile + Pro
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Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
Le peptide à analyser, hydrolysé en aminoacides individuels, est ensuite chromatographié. La variation du pH permet une séparation complète.
Le peptide à analyser, hydrolysé en aminoacides individuels, est ensuite chromatographié. La variation du pH permet une séparation complète.
L’ammoniac est ici donné à titre indicatif
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Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
Dégradation de Sanger: le peptide est traité par du 1-fluoro-2,4-dinitrobenzène. Le produit résultant est
ensuite hydrolysé par de l’acide HCl / 6N, puis analysé par chromatographie.
Dégradation de Sanger: le peptide est traité par du 1-fluoro-2,4-dinitrobenzène. Le produit résultant est
ensuite hydrolysé par de l’acide HCl / 6N, puis analysé par chromatographie.
O2N
NO2
F + C
O
HNH2NCHR
1) -HF
2) HCl 6N,
NO2
O2N NHCHRCO2H + acides aminés
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Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
La dégradation d’Edman: le peptide est traité par l’isothiocyanate de phényle. Le produit résultant est ensuite
hydrolysé. On obtient ainsi une phénylthiohydantoïne de l’aminoacide terminal et un peptide possédant un aminoacide en
moins (par la gauche). On recommence ensuite l’opération.
La dégradation d’Edman: le peptide est traité par l’isothiocyanate de phényle. Le produit résultant est ensuite
hydrolysé. On obtient ainsi une phénylthiohydantoïne de l’aminoacide terminal et un peptide possédant un aminoacide en
moins (par la gauche). On recommence ensuite l’opération.
N + C
O
HNH2NCHRC S
NH
S
NH
ONH
R
NNH
S
OR
NH2+puis H+, H2O
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La Trypsine hydrolyse au niveau du site carboxylique des aminoacides arginine et lysine.
La Trypsine hydrolyse au niveau du site carboxylique des aminoacides arginine et lysine.
Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
La Chymotrypsine hydrolyse au niveau du site carboxylique des aminoacides substitués par un groupe aryle phénylalanine, tyrosine, et tryptophane.
La Chymotrypsine hydrolyse au niveau du site carboxylique des aminoacides substitués par un groupe aryle phénylalanine, tyrosine, et tryptophane.
Phe-Leu-Met-Lys-Tyr-Asp-Gly-Gly-Arg-Val-Ile-Pro-Tyr
chymotrypsine
trypsine
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Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
Phe-Leu-Met-Lys-Tyr-Asp-Gly-Gly-Arg-Val-Ile-Pro-Tyr
La clostripaïne hydrolyse au niveau du site carboxylique de l’ aminoacide arginine.
La clostripaïne hydrolyse au niveau du site carboxylique de l’ aminoacide arginine.
La pepsine hydrolyse au niveau du site carboxylique des aminoacides Asp, Glu, Leu, Phé,
Trp et Tyr.
La pepsine hydrolyse au niveau du site carboxylique des aminoacides Asp, Glu, Leu, Phé,
Trp et Tyr.
La thermolysine hydrolyse au niveau du site amine des aminoacides Leu, Ile et Val.
La thermolysine hydrolyse au niveau du site amine des aminoacides Leu, Ile et Val.
clostripaïnepepsineThermolysine
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La détermination en aminoacides d’un heptapeptide montre qu’il est constitué de Asp, Gly, Leu, Phe, Pro2, et Val. La dégradation d’Edman montre que la glycine est le groupe N-terminal. L’hydrolyse partielle en milieu acide donne les fragments suivants. Quelle est la structure de l’heptapeptide?
La détermination en aminoacides d’un heptapeptide montre qu’il est constitué de Asp, Gly, Leu, Phe, Pro2, et Val. La dégradation d’Edman montre que la glycine est le groupe N-terminal. L’hydrolyse partielle en milieu acide donne les fragments suivants. Quelle est la structure de l’heptapeptide?
Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
Val-Pro-Leu Gly Gly-Asp-Phe-Pro Phe-Pro-Val
Gly-Asp-Phe-Pro
Phe-Pro-Val
Val-Pro-Leu
Gly-Asp-Phe-Pro-Val-Pro-Leu
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L’analyseur d’Aminoacides montre qu’un hexapeptide est constitué de: Arg, Gly, Ile, Leu, Pro, et Val. L’hydrolyse partielle en milieu acide donne les fragments suivants. Quelle est la structure de l’hexapeptide?
L’analyseur d’Aminoacides montre qu’un hexapeptide est constitué de: Arg, Gly, Ile, Leu, Pro, et Val. L’hydrolyse partielle en milieu acide donne les fragments suivants. Quelle est la structure de l’hexapeptide?
Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
Pro-Leu-Gly Arg-Pro Gly-Ile-Val
Arg-Pro
Pro-Leu-Gly
Gly-Ile-Val
Arg-Pro-Leu-Gly-Ile-Val
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L’analyseur d’Aminoacides montre qu’un hexapeptide est constitué de: Asp, Leu, Met, Trp, and Val2. L’hydrolyse partielle en milieu acide donne les fragments suivants. Quelle est la structure de l’hexapeptide?
L’analyseur d’Aminoacides montre qu’un hexapeptide est constitué de: Asp, Leu, Met, Trp, and Val2. L’hydrolyse partielle en milieu acide donne les fragments suivants. Quelle est la structure de l’hexapeptide?
Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
Val-Leu Val-Met-Trp Trp-Asp-Val
Val-Met-Trp
Trp-Asp-Val
Val-Leu
Val-Met-Trp-Asp-Val-Leu
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chymotrypsine: Leu-Arg et Ser-Ile-Arg-Val-Val-Pro-Tyr
trypsine: Val-Val-Pro-Tyr-Leu-Arg et Ser-Ile-Arg
Ser-Ile-Arg-Val-Val-Pro-Tyr
Un nonapeptide donne les fragments ci-dessous quand il est traité par la trypsine et la chymotrypsine. Quelle est la structure de ce nonapeptide?
Un nonapeptide donne les fragments ci-dessous quand il est traité par la trypsine et la chymotrypsine. Quelle est la structure de ce nonapeptide?
Détermination de la Structure PeptidiqueDétermination de la Structure Peptidique
Ser-Ile-Arg-Val-Val-Pro-Tyr-Leu-Arg
Ser-Ile-Arg
Val-Val-Pro-Tyr-Leu-ArgLeu-Arg
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Synthèse des peptides et polypeptidesSynthèse des peptides et polypeptides
Synthèse en phase solide : Stratégie Boc
NH2
O
OH
R
+t-Bu
O
O
NH
R
O
OH
O
t-Bu
O
O
t-Bu
Groupe terbutyloxycarbonyl: Boc
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t-Bu
O
O
NH
R
O
O-
polystyrène
Cl
éthanol, 80°C
t-Bu
O
O
NH
R
O
O
polystyrène
Synthèse en phase solide : Stratégie Boc
La réaction de l’ion carboxylate avec l’atome de chlore est une réaction de substitution SN
Synthèse de Merrifield
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t-Bu
O
O
NH
R
O
O
polystyrène
TFA, DCM ou
HCl, AcOH
H3N+
R
O
O
polystyrène
Synthèse en phase solide : Stratégie Boc
Le groupe Boc est coupé par le TFA (acide trifluoroacétique dans le DCM (dichlorométhane)
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H3N+
R
O
O
polystyrène
TEA, DCM
H2N
R
O
O
polystyrène
Synthèse en phase solide : Stratégie Boc
On neutralise le sel d’ammonium par la TEA (triéthylamine) dans le DCM
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H2N
R
O
O
polystyrène
Boc-aminoacide, DCCI
NH
R
O
O
polystyrène
O
NH
R1
Boc
Synthèse en phase solide : Stratégie Boc
On fait ensuite réagir l’amine avec l’aminoacide sous sa forme protégée Boc, en présence de DDCI (dicyclohexylcarbodiimide)
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NH
R
O
O
polystyrène
O
NH
R1
Boc
HF ou HBr/TFA
NH
R
O
OH
O
NH2
R1
Synthèse en phase solide : Stratégie Boc
On déprotège ensuite et libère le peptide ainsi créé par traitement à l’HF ou le
mélange de HBr/TFA
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Synthèse en phase solide : Stratégie Boc
NH
R
O
O
polystyrène
O
NH
R1
Boc
1) TFA, DCM
2) TEA, DCM
3) Boc-aminoacide, DCCI
NH
R
O
O
polystyrène
O
NH
R1O
NH
R2
Boc
etc....
Mais, on peut poursuivre la synthèse
en additionnant un autre Boc-aminoacide
123
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PapaïnePapaïne
• Enzyme isolée du fruit (jus) de la papaye
• contient 121 amino acides (c’est une petite protéïne)
• MM = 23.350 g/mol
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PapaïneLa fonction biologique est l’hydrolyse
(coupure) des protéïnes
Notez que la réaction est réversible. Sous les bonnes conditions, la papaïne peut catalyser la formation de liaisons peptidiques.
Protéine NH CH C
R
O
NH Protéine
Protéin NH CH C
R
O
NH2 ProtéineOH
+ H2Opapaine
+Liaison Réactive
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Mécanisme de l’action de la Papaïne
SH R C
O
NHR'+PapainSH
Papain R C
O
NHR'
1. Formation d’un complexe réversible
Un ComplexeEnzyme-Substrat
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2. Formation d’un Intermédiaire Thioester
SHPapain R C
O
NHR'S
Papain C
OR
+ NH2R'
Mécanisme de l’action de la Papaïne
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3. Hydrolyse du Thioester
SPapain C
OR
+ H2OSH
Papain +R C
O
OH
Le Catalyseurest régénéré!
Mécanisme de l’action de la Papaïne
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Papaïne• Peut également hydrolyser les dérivés amides
d’aminoacides ou catalyser la préparation de liaison amide à partir d’amines et d’acides carboxyliques
C
O
NH CH CO2H
R
NH2
C
O
NH CH C
R
NH
O
papaine
acide Benzoylaminocarboxylique
Benzoylaminocarboxanilide
aniline
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Papaïne
• La Papaïne est chirale. Elle peut ainsi se lier aux dérivés d’aminoacides (D)- et (L)- de manière différente (Les complexes sont des diastéréoisomères)
• Seul l’énantiomère L- peut réagir pour donner un produit
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PapaïneC
O
NH CH CO2 H
R
NH2
C
O
NH CH C
R
NH
O
C
O
NH CH CO2 H
R
papaine
Acide (D,L)-Benzoylaminocarboxylique
(L)-Benzoyl aminocarboxyanilide Acide (D)-Benzoylaminocarboxylique
aniline
O
NH
CH3
O
NH
N-(2-anilino-1-methyl-2-oxoethyl)benzamide
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Résolution Enzymatique d’un acide Benzoylaminocarboxylique
H3NCO2
R CO
Cl
HCl HNCO2H
R
C O
HNC
R
C OHN
CO2
R
C O
O
NH
HH
NaOH (aq) (D,L)-aminoacide
(D,L)-benzoylaminoacide
papaine, tampon citrate
(L)-cystéine
Anilide du (L)-benzoyl-aminoacide
Carboxylate du (D)-benzoylaminoacide
NH2
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A lan in e (A la)
O
NH2
CH3 OH
O
NH2
OHCH3
A m in o b u tyricA cid (A b u )
NH
O
NH
NH2
NH2
OH
A rg in in e (A rg )
O
O
NH2
NH2
OH
A sp arag in e (A sn )
OHOH
NH2O
O
A sp articA cid (A sp )
O
NH2
SH OH
C yste in e (C y s)
O O
OHOH
NH2
G lu tam in e (G ln )
O
NH2 OH
G lyc in e (G ly )
O
NH2
NH
N
OH
H istid in e (H is)
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O
NH2
SHOH
H o m o cyste in e (H cy )
O
NH2
CH3CH3 OH
Iso leu c in e (I le)
O
NH2
CH3
CH3
OH
L eu c in e (L eu )
O
NH2
NH2 OH
L ysin e (L y s)
O
NH2
SCH3 OH
M eth io n in e (M et)
O
NH2
OHCH3
N o rleu c in e (N le)
OH
NH2
NH2
O
O rn ith in e (O rn )
O
NH2
OH
P h en yla lan in e (P h e)
O
NH
OH
P ro lin e (P ro)
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O
NH2
OH OH
S erin e (S er)
O
NH2
OH
CH3
OH
T h reo n in e (T h r)
O
NH2NH
OH
T ryp to p h an (T rp )
O
NH2OH
OH
T yro sin e (T y r)
O
NH2
CH3
CH3 OH
V alin e (V al)
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Analyse Spectroscopique des acides aminés
Analyse Spectroscopique des acides aminés
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10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1.23[6]1.25[6]
3.37[3,5]3.52[4]
3.54[4]3.56[4]
3.58[4]
CH36 4
2
O1
OH3
NH25
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le signal du CH3 est le signalle plus blindé du spectre
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10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1.23[6]1.25[6]
3.37[3,5]3.52[4]
3.54[4]3.56[4]
3.58[4]
CH36 4
2
O1
OH3
NH25
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
On trouve ensuite les signauxdes autres protons
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CH36 4
2
O1
OH3
NH25
3.70 3.60 3.50 3.40 3.30
3.37[3,5]
3.52[4a]
3.54[4a]3.56[4a]
3.58[4a]
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Détaillons les massifs
Nous avons tout d’abord le signaldes groupes NH2 et OH
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CH36
4
2
O1
OH3
NH25
H
3.70 3.60 3.50 3.40 3.30
3.37[3,5]
3.52[4a]
3.54[4a]3.56[4a]
3.58[4a]
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le signal du proton porté par le carboneen apparaît sous forme d’un quadruplet
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CH36
4
2
O1
OH3
NH25
H
3.70 3.60 3.50 3.40 3.30
3.37[3,5]
3.52[4a]
3.54[4a]3.56[4a]
3.58[4a]
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le protonen sous forme de quadruplet
(couplage avec le CH3)
Il n’y a pas de couplageavec le groupe NH2
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1.60 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90
1.23[6]1.25[6]
CH36 4
2
O1
OH3
NH25
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le CH3 se présentesous forme d’un doublet
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CH36
4
2
O1
OH3
NH25
H
1.30 1.20 1.10
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le CH3 se présentesous forme d’un doublet
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le carbone C=O est le signalle plus déblindé du spectre C13
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
On trouve ensuite le carbone en
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Puis le carbone de type CH3
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9 Spectrométrie de MasseSpectrométrie de Masse
M+.
-15-30
CO2
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
InfrarougeInfrarouge
NH2,NH3
+
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
InfrarougeInfrarouge
CH deCOOH
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
InfrarougeInfrarouge
NH3+
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
InfrarougeInfrarouge
C=O
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
InfrarougeInfrarouge
COO-
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O
OHH2N
19.6
51.6174.9
InfrarougeInfrarouge
CH3
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10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
2.82[7<'>]
2.83[7<'>]
2.85[7<'>]3.01[7<''>]
3.77[8]3.80[8]
3.93[12,9]
7.15[6]
7.17[2,6]
7.18[Comb]7.20[4]
7.21[4]
7.23[4]
7.25[5]
7.28[Comb]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54 1H NMR
1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Les protons du groupe phényle donnent les signaux les plus déblindés
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10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
2.82[7<'>]
2.83[7<'>]
2.85[7<'>]3.01[7<''>]
3.77[8]3.80[8]
3.93[12,9]
7.15[6]
7.17[2,6]
7.18[Comb]7.20[4]
7.21[4]
7.23[4]
7.25[5]
7.28[Comb]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54 1H NMR
1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
On trouve ensuite lessignaux des autres protons
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10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
2.82[7<'>]
2.83[7<'>]
2.85[7<'>]3.01[7<''>]
3.77[8]3.80[8]
3.93[12,9]
7.15[6]
7.17[2,6]
7.18[Comb]7.20[4]
7.21[4]
7.23[4]
7.25[5]
7.28[Comb]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54 1H NMR
1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le signal du CH2 benzyliqueest facilement identifiable
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7.60 7.50 7.40 7.30 7.20 7.10 7.00 6.90 6.80
7.13[Comb]7.14[Comb]7.15[6]
7.15[2]7.15[6]
7.15[6]7.16[Comb]
7.17[6]
7.17[2,6]7.23[4]
7.23[4]
7.23[Comb]
7.24[3]
7.25[5]
7.25[5]
7.25[Comb]7.26[3]
7.26[3]7.27[5]
7.28[Comb]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54 1H NMR
1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Les protons du groupe phényle donnent un massif complexe
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4.20 4.10 4.00 3.90 3.80 3.70 3.60 3.50 3.40
3.77[8]3.78[8]
3.80[8]
3.93[12,9]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54 1H NMR
1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le signal dus aux protons OH et NH2
donnent un signal unique élargi
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4.20 4.10 4.00 3.90 3.80 3.70 3.60 3.50 3.40
3.77[8]3.78[8]
3.80[8]
3.93[12,9]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54
H
HH
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le signal du proton portépar le carbone en est caractéristique
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78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54
H7a
H7b H
8a
4.00 3.90 3.80 3.70
3.77[8a]3.79[8a]
3.80[8a]
3.93[12,9]
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
On note pour celui-ci
un doublet dédoublé,couplage
H8a-H7a etH8a-H7b
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3.30 3.20 3.10 3.00 2.90 2.80 2.70 2.60 2.50
2.79[7<'>]2.82[7<'>]
2.83[7<'>]2.85[7<'>]
3.00[7<''>]3.01[7<''>]
3.03[7<''>]3.04[7<''>]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54
H7a
H7b H
8a
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le signal du proton H7a porté
par le carbonebenzylique
est caractéristique
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3.30 3.20 3.10 3.00 2.90 2.80 2.70 2.60 2.50
2.79[7<'>]2.82[7<'>]
2.83[7<'>]2.85[7<'>]
3.00[7<''>]3.01[7<''>]
3.03[7<''>]3.04[7<''>]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54
H7a
H7b H
8a
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le signal du protonH7b
porté parle carbonebenzylique
est caractéristique
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3.00 2.90 2.80
2.79[7<'>]2.82[7<'>]
2.83[7<'>]2.85[7<'>]
3.00[7<''>]3.01[7<''>]
3.04[7<''>]
78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54
H7a
H7b H
8a
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
On observe une sériede couplages
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3.80 3.70 3.60 3.50 3.40 3.30 3.20 3.10 3.00 2.90 2.80 2.70
2.79[7a]2.81[7a]
2.83[7a]2.85[7a]
3.00[7b]3.01[7b]
3.03[7b]3.05[7b]
3.77[8a] 78
10
O11
OH12
NH29
12 6
3 54
H7a
H7b H
8a
1H NMR1H NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Ces couplages se retrouventsur le signal du proton H8a
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Le carbone C=O est le signalle plus déblindé du spectre C13
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
On trouve ensuite le carbone ipso
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Puis les carbones ortho et méta
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Et enfin para
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Les carbones les plus blindésdu spectre sont le carbone
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
… et le carbone benzylique
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
InfrarougeInfrarouge
CH
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
InfrarougeInfrarouge
NH et OH
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
InfrarougeInfrarouge
NH3+
COO-
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O
OHH2N
39.4
56.8
174.9
139.5
127.8
128.7
126.0128.7
127.8
Spectrométrie de MasseSpectrométrie de Masse
M+.
-45-CO2
H .-46-CH2CHNH2
.
C7H7+.
C6H5+.
-29-CHNH2
.
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
AspartameAspartame
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AspartameAspartameONH
O
OH
NH2O
O
CH3
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
AspartameAspartame
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
InfrarougeInfrarouge
NH3+
COO-
NH et OH
NH2,NH3
+
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135 Copyright© 2005, D. BLONDEAU. All rights reserved.
ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
InfrarougeInfrarouge
CH
COO-
C=O
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
Spectrométrie de MasseSpectrométrie de Masse
M+.
C7H7+.
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Voici le spectre réel de l’aspartame
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
On observe les protons du noyau phényle
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Puis les protons mobiles (NH2, NH et OH)
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Le signal du groupe CH3
est caractéristique: singulet
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Et enfin tous les autres protons
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Examinons le spectre théoriquede l’aspartame
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Les protons du groupe phényle donnent les signaux les plus déblindés
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Le signal des protons H15, H21, et H9des groupes OH,
NH etNH2
est caractéristique(singulet,
déplacement variable)
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
On trouve ensuite lessignaux des autres protons
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Le signal des protons H17 du groupe CH3
est caractéristique(singulet)
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7.50 7.40 7.30 7.20 7.10 7.00 6.90 6.80 6.70 6.60 6.50 6.40
6.85[15,21,9]
7.15[Comb]7.16[Comb]
7.17[4]
7.17[6]
7.17[6]
7.18[Comb]
7.19[2]
7.20[3]
7.21[Comb]
7.22[3]7.22[Comb]
7.22[3]
7.24[Comb]7.24[5]
7.25[Comb]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Les protons du groupe phényle donnent un massif complexe
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7.50 7.40 7.30 7.20 7.10 7.00 6.90 6.80 6.70 6.60 6.50 6.40
6.85[15,21,9]
7.15[Comb]7.16[Comb]
7.17[4]
7.17[6]
7.17[6]
7.18[Comb]
7.19[2]
7.20[3]
7.21[Comb]
7.22[3]7.22[Comb]
7.22[3]
7.24[Comb]7.24[5]
7.25[Comb]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Le signal des protons H15, H21, et H9des groupes OH,
NH etNH2
est caractéristique(singulet élargi)
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
On observe ensuite les signaux de autresprotons fortement couplés
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
On observe ensuite les signaux de autresprotons fortement couplés
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Attention les couplages s’observententre protons voisins
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8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
2.42[18<'>]
2.59[18<''>]2.60[18<''>]
3.06[7<''>]
3.60[17]
3.89[14]
4.57[8]4.58[8]
4.59[8]4.60[8]
6.85[15,21,9]
7.19[2]
7.21[Comb]
7.22[3]7.24[3]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Attention les couplages s’observententre protons voisins
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3.30 3.20 3.10 3.00 2.90 2.80 2.70 2.60 2.50 2.40 2.30 2.20
2.38[18<'>]2.41[18<'>]
2.42[18<'>]2.45[18<'>]2.60[18<''>]
2.62[18<''>]2.63[18<''>]
2.88[7<'>]
2.89[7<'>]2.91[7<'>]
3.05[7<''>]3.06[7<''>]
3.09[7<''>]3.10[7<''>]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
4.80 4.70 4.60 4.50 4.40 4.30 4.20 4.10 4.00 3.90 3.80 3.70
3.86[14]3.89[14]
4.57[8]4.60[8]
Il nous faut examiner ces deux ensembles
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4.80 4.70 4.60 4.50 4.40 4.30 4.20 4.10 4.00 3.90 3.80 3.70
3.86[14]3.89[14]
4.57[8]4.60[8]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Soit pour le premier massif
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128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Les deux protons benzyliques H7 ne sont pas équivalents.
Ils montrent entre eux un couplage gem
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128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Les deux protons benzyliques H7a et H7b sont couplés avec H8, proton
porté par un centre d’anomérie
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4.80 4.70 4.60 4.50 4.40 4.30 4.20 4.10 4.00 3.90 3.80 3.70
3.86[14]3.89[14]
4.57[8]4.60[8]
128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Soit pour le second massif
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128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Les deux protons H18 ne sont pas équivalents.
Ils montrent entre eux un couplage gem
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128 O
13
7
NH9
1
2
65
34
O16
OH21
NH215
O20
O11
14191018
CH317
Déplacement chimique (, ppm)
1H NMR1H NMR
Les deux protons H18a et H18b sont couplés avec H14, proton
porté par un centre d’anomérie
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ONH
O
OH
NH2O
O
CH3
13C NMR13C NMR
Déplacement chimique (, ppm)
Voici le spectre réel de l’aspartame
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H2N
O
HO
O
NH
OO
49.7171.8
42.8177.3
53.1
171.6
37.0
139.5127.8
128.7
126.0
128.7
127.8
51.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Voici le spectre théorique de l’aspartame
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H2N
O
HO
O
NH
OO
49.7171.8
42.8177.3
53.1
171.6
37.0
139.5127.8
128.7
126.0
128.7
127.8
51.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Le signal le plus déblindé correspondau carbone C=O de la fonction acide
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H2N
O
HO
O
NH
OO
49.7171.8
42.8177.3
53.1
171.6
37.0
139.5127.8
128.7
126.0
128.7
127.8
51.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Les signaux suivants correspondentaux carbone C=O de la fonction amide et ester
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O
HO
O
NH
OO
49.7171.8
42.8177.3
53.1
171.6
37.0
139.5127.8
128.7
126.0
128.7
127.8
51.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Les signaux suivants du noyauphényle sont facilement identifiables
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O
HO
O
NH
OO
49.7171.8
42.8177.3
53.1
171.6
37.0
139.5127.8
128.7
126.0
128.7
127.8
51.9
020406080100120140160180PPM
13C NMR13C NMR
Les signaux les plus blindés correspondent aux carbones
de la chaîne