Полезные материалы за все 6 курсов / Ответы к занятиям, экзаменам / Химия лекции

Для гидроксипуринов возможна лактим – лактамная таутомерия, однако в кристаллическом состоянии они существуют преимущественно в лактамной форме. У ксантинов возможна также миграция атома водорода между атомами азота в положениях 7 и 9 имидазольного кольца.

Мочевая к-та плохо растворима в воде и содержится в моче человека и млекопитающих в незначительных количествах. При некоторых нарушениях обмена вещ-в мочевая к-та и ее соли (ураты) откладываются в виде так называемых камней.

В медицине находят применение N – метилированные ксантины, т.е. производные, содержащие две или три метильные группы у атомов азота: теофиллин, теобромин и кофеин:

Теофиллин содержится в листьях чая, теобромин – в бобах какао, кофеин

– в листьях чая и зернах кофе, откуда эти вещ-ва и извлекаются. Теофиллин и теобромин обладают мочегонным действием, кофеин стимулирует ЦНС.

Используемая литература:

1.Биоорганическая химия: учебник / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков, С.Э. Зурабян. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 416 с.;

2.Органическая химия: учеб. Пособие для вузов/ А.М. Ким. – 4-е изд., испр. И доп. – Новосибирск: Сиб. Унив. Изд-во, 2004. – 844 с.

3. Оптическая изометрия (обладают все АК, кроме глицина). Отнесение к D- и L-ряду проводят по аналогии с глицериновым альдегидом по расположению Н и –NH2 гр.

Во всех случаях, когда -АК содержит два и более асимметрических атомов углерода, конфигурацию ее определяют, исходя из -углеродного атома.

В организме обычно имеются L-, - и алло-формы. В составе белков АК находятся только в L-форме. D-АК встречаются в антибиотиках (грамицидин).

Классификация

По числу –NH2, –COOH групп, а также в зависимости от R- АК подразделяют на: моноаминокарбоновые, моноаминодикарбоновые, диаминокарбоновые, ароматические и гетероциклические.

3/*0з-

CH2 CH COOH

Триптофан,-индолилаланин, 3-индолил-2-аминопропановая к-та

Кроме вышесказанного выделяют также окси- и серусодержащие АК:

CH2 CH COOH

CH2 CH COOH

OH NH2 SH NH2

Серин-амино- - оксипропионовая к-та

Живые организмы различаются по своей способности синтезировать АК. АК, не синтезируемые в организме, наз-ся незаменимыми. Это гетероциклические и разветвленные АК.

Химические свойства

I. Кислотно-оснóвные

АК за счет –I группы –NH2 являются более сильными к-тами, чем соответствующие им карбоновые к-ты и более слабыми основаниями, чем амины.

-АК являются амфотерными соединениями, т.к. содержат в одной молекуле –NH2 гр., обусловливающую оснóвные св-ва и –СOOH – кислотные. Поэтому в зависимости от среды АК могут существовать в р-ре в виде катионов или анионов. В кислой среде протонируется –NH2 гр., в щелочной – –COOH гр. превращается в анион –СОО− . В среде близкой к нейтральной АК существует в виде диполярного иона:

R CH COO-

NH3+

Диполярный ион

Значение рН р-ра, при котором АК имеет равное количество положительных и отрицательных зарядов, наз-ся изоэлектрической точкой (ИЭТ). Заряд белковой молекулы определяется суммой ионогенных групп –NH3+ и –COO–.

Изображение АК в неионизированной форме является упрощенным.

АК, как амфотерные соединения, образуют соли как с к-тами, так и с основаниями:

NH2

Соль АК

COO NH2

R CH Cu HC CH3 H2N OOC

Хелатная соль меди (II) синего цвета

II. Р-ции по –СООН группе

АК могут диссоциировать, образовывать соли, сложные эфиры, ангидриды, амиды, хлорангидриды.

Метиловый эфир АК

Эта р-ция используется как “защитная” в синтезе белков и пептидов.

III. Р-ции по –NH2 группе

а) Р-ция солеобразования (см.выше) б) Р-ция с HNO2

Эта р-ция дезаминирования in vitro. По количеству выделившегося азота определяют кол-во АК (метод Ван-Слайка).

в) Хлорангидриды и ангидриды к-т образуют с АК ацилпроизводные (подобно аминам и мочевине):

Эта р-ция используется для “защиты” –NH2 гр. в синтезе белков и пепти-

дов.

г) Р-ция с формальдегидом

При взаимодействии с альдегидами -АК, подобно первичным аминам, образуют основания Шиффа. Для аналитических целей применяется р-ция - АК с формальдегидом, останавливающаяся на стадии N-гидроксиметильного производного АК (гидроксиметильной наз-ся гр. –СН2ОН):

N-гидроксиметильное производное АК

Последняя р-ция лежит в основе метода формольного титрования. Сами АК вследствие амфотерности не могут быть оттированы щелочью. N-гидросиметильные производные АК содержат свободную –СООН гр. и могут быть определены количественно титрованием щелочью.

IV. Отношение АК к нагреванию

а) -АК при нагревании могут отщеплять одну или две молекулы воды. При отщеплении одной молекулы воды образуются дипептиды:

Дипептид обладает способностью взаимодействовать с новой молекулой АК с образованием трипептида, тетрапептида и полипептида. Последний является основой белковых молекул. Название ди– и полипептидов строится по названиям тех к-т, из которых они образуются. Поэтому АК, участвующая в образовании пептида имеет окончание –ИЛ, а концевая АК, сохранившая гр. – СООН – полное название:

Используется сокращенная запись полипептида с указанием концевых групп и названий АК первыми тремя буквами русского или латинского алфавита:

СН3–СН=СН–СООН-Аминомасляная к-та

в) -АК образуют лактамы:

V. Р-ции дезаминирования:

В организме человека и животных под действием различных ферментов происходят процессы дезаминирования. Во всех случаях гр. -NH2 освобождается в виде NH3, а продуктами дезаминирования могут быть жирные к-ты, окси- и кеток-ты. При этом окислительное дезаминирование преобладает :

а) Окислительное дезаминирование

в) Гидролитическое

Оксик-та

г) Внутримолекулярное

Карбоновые к-ты in vitro декарбоксилируются в очень жестких условиях. Введение в -положение ЭА групп -NH2, /\ C = O , –ОН способствует стабилиза-

ции карбоаниона и поэтому такие замещеные к-ты очень легко декарбоксилируются:

В лабораторных условиях АК легко декарбоксилируются в щелочной среде. В организме -АК декарбоксилируются под действием фермента декарбоксилазы: