Литература

Основная:

1. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия М.,1985, Гл.6, с. 112-125.

2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия М.,1991, Гл 4. §4.4., с. 100-116.

3. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии. Под редакцией Покавкиной М, 1985. Тема 1,3, с.42-55.

Дополнительная:

1. Степаненко Б.Н. Курс органической химии. М.1979. Гл. VII, с. 147-182, гл.ХII , с.270-283.

2. Терней А. Современная органическая химия. М.,1981,Т.1 § 10.5. с.406-408. Т.2, § 23.2., с.285-287.

3. Дж.Робертс, М.Касерио. Основы органической химии. М., 1978,Т. 1 гл.13, § 13-5, с. 419-426.

Хронометраж 3-х часового занятия:

1. Организационный момент – 2 мин;

2. Опрос – 40 мин;

3. Изложение нового материала и пояснения к выполнению работы – 60 мин;

4. Выполнение и оформление работы – 30 мин;

5. Проверка работ и задание на дом – 3 мин.

Занятие № 12

Тема: Гетерофункциональные алифатические соединения, участвующие в процессах метаболизма

Время: 3 часа

Цель темы. Сформировать знания о пространственном строении и специфических химических свойствах алифатических гетерофункциональных соединений как основу для последующего изучения и понимания метаболических превращений их в организме. На базе теоретических знаний сформировать умения и навыки в решении задач по оптической изомерии молекул и ее медико-биологическим приложениям, в предсказании стереоизомеров и их реакционной способности, в идентификации различных функциональных групп.

Исходный уровень.

1. Электронные эффекты заместителей

2. Кислотность и основность органических молекул.

3. СН-кислоты

4. Нуклеофильные реакции карбонильных соединений.

5. Реакции нуклеофильного замещения и элиминирования у насыщенного атома углерода

Студент должен знать:

1. Классификацию гетерофункциональных соединений.

2. Строение и свойства биологически важных классов поли- и гетерофункциональных соединений.

3. Специфические реакции поли- и гетерофункциональных соединений.

4. Гетерофункциональные производные бензола, используемые в качестве лекарственных средств.

Студент должен уметь:

1. Доказывать амфотерные свойства α-аминокислот.

2. Подтверждать уравнениями реакций наличие двух карбоксильных и двух спиртовых групп в винной кислоте.

3. Писать схему кетонного разложения ацетоуксусного эфира.

Теоретическая часть

В живом организме протекает множество катализируемых ферментами химических реакций. Совокупность этих реакций называется обменом веществ или метаболизмом.

Подавляющее большинство веществ, участвующих в метаболизме принадлежит к поли или гетерофукциональным соединениям.

Функциональные группы, наиболее часто встречающиеся у соединений, участвующих в процессах жизнедеятельности:

- ОН Гидроксильная группа

- NН₂ Аминогруппа

С= С Двойная связь

^О

С Альдегидная группа

Н

С=О Кетогруппа

-СООН Карбоксильная группа

-S O₃ H Сульфогруппа

-S H Тиольная группа

Полифункциональные соединения содержат несколько одинаковых функциональных групп. Из них наиболее широко представлены в природных объектах соединения с -ОН- группами – многоатомные спирты и многоатомные фенолы.

Гетерофункциональные соединения содержат несколько разных функциональных групп. Из соединений с двумя функциональными группами в природных объектах широко представлены аминоспирты, гидроксикислоты, аминокислоты, оксокислоты, ненасыщенные кислоты.

В ароматическом ряду основу важных природных биологически активных соединений и синтетических лекарственных средств составляют: n – Аминофенол, n- Аминобензойная кислота, салициловая кислота, сульфаниловая кислота.

Наиболее распространенные сочетания двух функциональных групп в биологически важных алифатических соединениях:

Тип соединения	Функциональные группы
Ненасыщенные кислоты Аминоспирты Гидроксикислоты Аминокислоты Оксокислоты	С=С -СООН -ОН -NН2 -ОН -СООН -NН2 -СООН С=О -СООН

Химические свойства поли- и гетерофункциональных соединений в значительной степени определяются свойствами соответствующих монофункциональных производных. Поэтому наблюдается определенное сходство в поведении обоих классов соединений: поли-и гетерофункциональные соединения проявляют свойства, присущие монофункциональным соединениям, т.е. способность вступать в реакции по каждой функциональной группе.

Однако одновременное наличие нескольких функциональных групп в молекуле ведет к появлению определенных различий в свойствах моно-, поли- и гетерофункциональных соединений. Во первых , в поли- и гетерофункциональных соединениях может наблюдаться усиление или, наоборот, ослабление каких-то свойств, характерных для монофункциональных соединений. Во-вторых, в поли- и гетерофункциональных соединениях могут появляться специфические химические свойства, которые наиболее важны для обеспечения биологических функций, выполняемых этими веществами.

Кислотность. Накопление кислотных групп увеличивает кислотные свойства соединений.

Сравним:

СН₃ – СН₂ - ОН НОСН₂ –СН₂ –ОН

Этанол Этиленгликоль

Этиленгликоль проявляет более сильные кислотные свойства, чем этанол, что связано с –I эффектом группы СН ₂ОН

Основность. Накопление основных аминогрупп в молекуле повышает основные свойства соединений.

Сравним:

О ацетамид, проявляет нейтральный характер и не реагирует с

С Н₃ -- С разбавленными минеральными кислотами

NH₂

А мочевина (2-NН₂ группы) образует с ними достаточно устойчивые соли:

НСI,Н₂О + -

Н ₂N-С-NН₂ Н₂ N-С-NН₂ СI

О ОН

Мочевина Гидрохлорид

мочевины.

Амфотерность. Гетерофункциональные соединения, содержащие одновременно кислотные и основные функциональные группы проявляют амфотерные свойства.

Например: амфотерность а-аминокислот обусловлена наличием в молекуле функциональных групп кислотного (СООН) и основного (NH₂) характера. Поэтому они образуют соли как со щелочами, так и с кислотами.