pKs/Ks-Wert rein theoretisch bestimmen bei Aminosäuren?

Kann man den pks/ks-Wert bei Aminosäuren anhand der Strukturformel bestimmen?

Welche weiteren Informationen benötigt man sonst noch, falls die Strukturformel nicht ausreicht?

Answer 1

[indiachinacook]

We can calculate everything!
(Enrico Fermi)

Jede Eigenschaft eines Moleküls kann man aus seiner Struktur berechnen. Dazu muß man nur die Schrödingergleichung lösen, was leider nicht exakt möglich ist. Es gibt jedoch eine riesige Latte von Näherungsverfahren, mit denen man an gute Er­geb­nis­se kommen kann. Quantenchemiker machen solche Berechnungen auf täg­licher Basis.

Allerdings sind manche Eigenschaften schwerer zu berechnen als andere. Bin­dungs­energien oder Spektren sind verhältnismäßig einfach zu bestimmen, weil man dazu nur ein einzelnes Molekül anzusehen braucht. Schmelzpunkte sind extrem schwie­rig, weil man dazu sehr viele Moleküle braucht — ein einzelnes Molekül kann ja nicht schmel­zen, und zwei oder selbst hundert ergeben noch keinen Kristall und auch kei­ne Flüs­­sig­­keit. Manchmal gibt es für solche Probleme aber auch indirekte Zu­gän­ge, oder man macht pra­xis­erprobte Brutalnäherungen, die das ganze wieder pra­xis­fä­hig machen.

Säurekonstanten sind schwierig™, weil sie neutrale und geladene Teilchen mitein­an­der vergleichen, die auf unterschiedliche Art mit dem Lösungsmittel interagieren. Dazu kommt noch das ganze Konformationswirrwarr von Aminosäure (oder kleinen Pep­ti­den). Die Methoden der Wahl sind dabei die Moleküldynamik und Monte Carlo. Aller­dings kommt man gegenwärtig dabei nicht ohne Brutalnäherungen aus — für eine echt quan­ten­mecha­ni­sche Berechnung sind die Systeme einfach zu groß. Da­her er­rei­chen die Re­sul­ta­te bei weitem nicht die Genauigkeit experimenteller Messungen.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Answer 2

[Spikeman197]

Nicht wirklich...

Man könnte natl. Versuchen inkrementelle Regeln dafür aufzustellen und dann von Computern die Werte schnell abschätzen lassen, aber die Ergebnisse sind nur eine Näherung.

Zwar sind Carboxyl und AminoGruppe immer gleich, aber jeder Rest beeinflusst pKs und pkb immer etwas, H, CH3, C2H5, HeteroAtome, unterschiedliche Abstände, weitere Gruppen mit echter S/B-Funktion, ...