Вопрос 27.Желчные кислоты: холевая, гликохолевая, таурохолевая. Строение, биороль.
Желчные кислоты играют важную роль в процессе обмена жиров. Алифатическая боковая цепь у С-17 в желчных кислотах — производных углеводорода холана — состоит из пяти атомов углерода и включает концевую карбоксильную группу Из желчи человека выделены четыре кислоты, которые получили название холевых кислот. Наиболее распространенная среди них — сама холевая кислота. Все гидроксильные группы в ней имеют альфа-расположение, а кольца А и В — цис-сочленение.
Другие кислоты этой группы отличаются отсутствием одной или двух гидроксильных трупа у С-17 и С-12. Желчные кислоты находятся в организме также в виде амидов по карбоксильной группе. Посредством амидной связи к ним могут быть присоединены остатки глицина Н2N-СН2-СООН, как в гликохолевой кислоте, или таурина Н2N-СН2-СН2-SО3H, как в таурохолевой кислоте. Натриевые и калиевые соли желчных кислот обладают поверхностно-активными свойствами. Эмульгируя жиры пищи, они улучшают их усвоение, а также активируют фермент липазу, катализирующий гидролиз жиров.
Вопрос 28.Угольная кислота и её производные (мочевина, уретаны, уреиды): строение, биороль и применение в медицине.
Угольная кислота НО-С(О)-ОH занимает особое место среди соединений углерода. Она не имеет гомологов, и любое замещение в ней ведет к получению функционального производного. Формально ее можно рассматривать одновременно как гидроксикислоту (гидроксимуравьиная) и двухосновную карбоновую кислоту. Угольная кислота и ее производные выполняют важные функции в организме, используются в синтетической практике, некоторые из них применяются в качестве лекарственных средств.
Угольная кислота как индивидуальное соединение существует только в водном растворе. Попытка выделить кислоту из раствора приводит к ее разложению на диоксид углерода и воду.
В водном растворе H2CO3 заметно диссоциирована. Угольная кислота и гидрокарбонат-ион НСО3- составляют буферную систему, играющую определяющую роль в поддержании постоянного значения концентрации ионов водорода в крови. Диоксид углерода (углекислый газ) СО2 — участник многих важных реакций‚ карбоксилирования и декарбоксилирования in vivo и in vitro. Карбоксилирование возможно в тех случаях, когда в реакцию с диоксидом углерода вступают соединения с частичным отрицательным зарядом на атоме углерода. Реакция диоксида углерода с ацилкоферментом А, приводящая in vivo к образованию малонилкофермента А. Подобно самой угольной кислоте, в свободном виде известны и некоторые ее производные: хлоругольная (хлоромуравьиная) кислота СlСООН и карбаминовая кислота (моноамид) Н2NСООН. Однако их сложные эфиры вполне стабильные соединения. Для синтеза производных угольной кислоты может быть использован ее дихлорангидрид — фосген СОСl2, легко образующийся при взаимодействии монооксида углерода с хлором на свету. Фосген — чрезвычайно ядовитый газ. В первую мировую войну он применялся в качестве боевого отравляющего вещества. Некоторые эфиры хлоругольной кислоты, в частности бензиловый (карбобензоксихлорид) С6Н5-СН2-О-С(О)Сl и трет-бутиловый (третбутоксикарбонилхлорид) (СН3)3-С-О-С(О)Сl, широко применяются в синтезе пептидов. Этиловый эфир хлоромуравьиной кислоты при реакции с аммиаком образует этиловый эфир карбаминовой кислоты Н2N-СОО-С2Н5. Эфиры карбаминовой кислоты имеют общее название — уретаны. Мочевина (карбамид) Н2N-С(О)-NН2 — диамид угольной кислоты — важнейший азотсодержащий конечный продукт обмена веществ у человека (с мочой выделяется около 20-30 г мочевины в сутки). В промышленности мочевину получают из аммиака и диоксида углерода при повышенном давлении и температуре (180— 230°С, 150—200 атм). Мочевина обладает основными свойствами и образует соли с одним эквивалентом кислоты (протонирование происходит по атому кислорода). Некоторые из солей, например оксалат и нитрат, плохо растворимы в воде. Кислоты и щелочи при нагревании вызывают гидролиз мочевины; ферментативно она гидролизуется под действием уреазы.
При медленном нагревании до температуры 150—160°С мочевина разлагается с выделением аммиака и образованием биурет.
При взаимодействия биурета в щелочных растворах с ионами меди(II) наблюдается характерное фиолетовое окрашивание, обусловленное образованием хелатного комплекса (биуретовая реакция).
Остаток биурета в хелатном комплексе имеет имидную структуру. Важными производными карбоновых кислот, содержащими остаток мочевины в качестве заместителя, являются уреиды. По аналогии с амидами кислот и аминокислотами различают уреиды кислот и уреидокислоты.
Широкое распространение в качестве лекарственных средств, действующих на центральную нервную систему, получили циклические уреиды малоновой кислоты — барбитураты.
Иминомочевина (гуанидин) — азотистое производное мочевины — является сильным основанием, поскольку ее сопряженная кислота — катион гуанидиния — стабилизирован за счет сопряжения.
