2 курс / Биохимия / Теоретические_основы_органической_химии_учебно_–_методическое_пособие

т.к. алкоксикарбонильная группа старшая. Поскольку в главную цепь вошло шесть атомов углерода и связи одинарные, основой для названия эфира будет название алкана с тем же числом атомов углерода - гексан. Перед названием ос-

новы приставками укажем наличие радикалов и ладших функциональных групп

(двух метильных радикалов и карбонильной группы) и цифрами – их положение в главной цепи. Для карбоновых кислот и их производных характерно окончание

–овая и слово кислота, которые в случае производных используется в родитель-

ном падеже. Тип производного (эфир) и название радикала, образующего это производное (метил) указываем перед названием кислоты, причем к названию радикала добавляем окончание –овый. Получаем:

метиловый эфир 2,5 - диметил - 3 -оксогексановой кислоты

4)

В данном случае старшей функциональной группой будет альдегидная, ее название обозначается суффиксом –аль. Выбираем главную цепь, содержащую альдегидную группу, и нумеруем ее, начиная с атома углерода альдегидной группы, т.к. она старшая. Так как в главную цепь входит семь атомов углерода и двойная связь, то корень будет гепт- , суффикс -ен, после которого цифрой ука-

зываем положение двойной связи. Перед названием основы перечислим назва-

ния заместителей и младших функциональных групп и укажем их положение в главной цепи. Получаем:

2 - бром - 6 - гидрокси - 4 - этилгептен - 2 - аль

11

II. Напишите структурные формулы следующих органических соединений:

1)Глутаминовая кислота, применяемая для лечения центральной нерв-

ной системы, по номенклатуре ИЮПАК имеет название 2 – аминопентан-

диовая кислота. Напишите структурную формулу данной кислоты.

1.Основой для названия данной кислоты является название предельного углеводорода «пентан», следовательно, главная цепь содержит 5 ато-

мов углерода и не содержит кратных связей:

2.Окончание «-диовая» и слово «кислота» означает наличие двух карбок-

сильных групп:

3.Приставка «амино-» свидетельствует о наличии группы NH2-, а цифра

«2» перед ней – о том, что эта группа находится у второго атома угле-

рода:

4.Допишем недостающие атомы водорода, чтобы атомы углерода были четырехвалентными и получим окончательную формулу глутаминовой ислоты:

2) Напишите формулу 2-метил-3-оксобутановой кислоты.

1.Основой для названия данной кислоты является название предельного углеводорода «бутан», следовательно, главная цепь содержит 4 атома углерода и не содержит кратных связей:

12

2.Окончание «-овая» и слово «кислота» означает наличие карбоксиль-

ной группы:

O 1 2 3 4

C C C C

HO

3.Приставки «2-метил-» и «3-оксо-» означают, что у второго атома уг-

лерода находится метильный радикал, а у третьего - карбонильная группа:

C C C C

HO O

4.Допишем недостающие атомы водорода, чтобы атомы углерода были четырехвалентными и получим окончательную формулу 2-метил-3-

оксобутановой кислоты:

Упражнения для самостоятельной работы студентов

1.Определите, имеются ли ошибки в названиях нижеприведенных со-

единений:

а) 4 – метил – 4 - оксипентанон -2

CH3

CH3 C CH2 C CH3

CH3 O

б) 2 – хлор – 3 – метил –6 – этилгексановая кислота

13

в) 6 – метил- 3 - этил –2 –оксогептандиол - 4,8.

2.Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 5-амино-7-гидрокси-4-метилгептановая кислота;

б) 2-нитро-4-этилпентандиовая кислота;

в) 3-гидрокси-3-карбоксипентандиовая кислота;

г) 3,5-дихлорциклогексанол-1;

д) 2,4-диоксогексановая кислота;

ж) 2-амино-3-меркаптопропановая кислота;

з) 4-метилпентен-3-аль;

и) 2,3,4,5,6-пентагидроксигексаналь;

к) этиловый эфир бутен-2-овой кислоты;

л) хлорангидрид 3,3-дихлорпропановой кислоты.

3.Назовите по номенклатуре ИЮПАК следующие соединения:

а)

б)

в)

14

г)

HO CH2 C CH CH CH CH2 OH

O OH OH OH

д)

O

CH2 CH C

NH2 OH

Рекомендуемая литература:

1.Биоорганическая химия. Учебник. /Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И., С.Э. Зурабян. – М: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 416 стр., ил.

Глава 1, стр. 13-28

2.Биоорганическая химия: руководство к практическим занятиям: учеб. Пособие для студентов мед. Вузов / по ред. Н.А. Тюкавкина – М.: ГЭОТАР-

Медиа, 2010. – 168 с.

3.Химия: учебник.-2-ое изд., испр. и доп./С.А. Пузаков – М: ГЭОТАР - Ме-

диа, 2006.-640 стр.

Глава 5, стр. 57-58

15

2.ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗОМЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПОЛИ-, ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель занятия: сформировать у студентов представление о пространствен-

ном строении органических соединений и его взаимосвязи со свойствами (в

том числе и биологическими).

Студент должен знать:

-сущность явления изомерии;

-виды структурной и пространственной изомерии;

-сущность явления оптической изомерии;

-особенности строения и различия в свойствах структурных изомеров,

таутомеров, энантиомеров и диастереомеров.

Студент должен уметь:

-определять вид структурной и пространственной изомерии;

-определять асимметрический атом в соединении;

-определять число и природу пространственных изомеров;

-определять конфигурацию стереоизомеров по D,L-системе

Изомерия – явление, характерное почти исключительно для органиче-

ских соединений. Сущность этого явления заключается в существовании изоме-

ров.

Изомеры – это вещества, имеющие одинаковый количественный и

качественный состав, но разное строение и, как следствие, разные свойства.

Существует два типа изомерии – структурная и пространственная.

16

2.1. Структурная изомерия

Структурная изомерия – вид изомерии, при котором изомеры разли-

чаются химическим строением (то есть порядком или последовательностью соединения атомов в молекуле).

Структурная изомерия делится на следующие виды:

1. Изомерия углеродного скелета – изомеры различаются порядком со-

единения атомов углерода в углеродной цепи.

2. Изомерия положения кратной связи – двойная или тройная связь в изо-

мерах находится у различных атомов углерода.

3. Изомерия положения функциональной группы – функциональная группа находится у различных атомов углерода.

4. Изомерия числа и природы заместителей – изомеры принадлежат одно-

му классу органических соединений, но различаются числом и характером за-

местителей, связанных с функциональной группой.

17

совершают колебания только в одной плоскости, перпендикулярной направле-

нию движения луча. При прохождении через оптически активное вещество плоскость поляризации света поворачивается на определенный угол влево или вправо. Таким образом, оптическая активность – это способность вещества

вращать плоскость поляризации света.

Оптическая активность органических соединений чаще всего связана с

наличием в их составе асимметрического атома углерода. Асимметрическим

называется атом углерода, связанный с четырьмя различными заместите-

лями. Например, асимметрическим является обозначенный звездочкой атом уг-

лерода в молочной кислоте:

H O

CH3 C C

OH OH

Четыре различных заместителя могут располагаться в пространстве вокруг асимметрического атома углерода двумя способами. Эти два способа относятся друг к другу как предмет и его зеркальное отражение, но при наложении они не совпадают:

Объекты, несовместимые со своим зеркальным отражением, называются

хиральными (от греческого слова χειρ – рука), а асимметрический атом углеро-

да – хиральным центром.

Пространственные изомеры, которые относятся друг к другу как предмет и несовместимое с ним зеркальное отражение, называются энантиомерами или

оптическими антиподами. Способ расположения в пространстве заместителей

19

вокруг асимметрического атома углерода называется конфигурацией энантио-

мера.

Энантиомеры обладают одинаковыми физическими (температура плавле-

ния, температура кипения, растворимость и т.д.) и химическими (одинаково реа-

гируют с неорганическими и большинством органических веществ) свойствами.

Это объясняется тем, что, поскольку энантиомеры являются зеркальными ко-

пиями друг друга, взаимное влияние атомов в их молекулах одинаково. Разли-

чаются энантиомеры только по отношению к плоскополяризованному свету.

Один из энантиомеров вращает плоскость поляризации света вправо, а другой – на такой же угол влево. Правовращающий изомер обозначается знаком (+), лево-

вращающий – знаком (−). Знак вращения энантиомера определяется только экс-

периментально с помощью прибора, который называется поляриметром.

Смесь равных количеств энантиомеров называется рацемической смесью.

Такая смесь оптически неактивна (не вращает плоскость поляризации света).

Таким образом, оптическая изомерия – вид пространственной изоме-

рии, зависящий от различного расположения в пространстве четырех за-

местителей у асимметрического атома углерода, и характеризующийся тем,

что изомеры относятся друг к другу как предмет и зеркальное отражение.

Конфигурацию энантиомеров на плоскости изображают с помощью фор-

мул Фишера. Формулы Фишера изображают следующим образом: главная уг-

леродная цепь располагается вертикально, асимметрические атомы углерода, как правило, не изображаются, а подразумеваются в месте перекрещивания связей.

Считается, что заместители, связи к которым направлены вертикально, находят-

ся за плоскостью рисунка, а заместители, связи к которым направлены горизон-

тально, находятся перед плоскостью рисунка.

20