- •Введение
- •Электронное строение элементов-органогенов. Химическая связь в органических молекулах
- •Химическая связь в органических молекулах
- •Классификация химических реакций. Химические свойства алканов, алкенов и алкадиенов
- •Реакционная способность алканов
- •Реакционная способность алкенов
- •Химические свойства алкенов
- •Общий механизм реакций электрофильного присоединения
- •Реакции электрофильного присоединения к несимметричным алкенам
- •Реакции присоединения к алкадиенам
- •Сопряжённые системы. Ароматичность. Электронные эффекты. Реакции электрофильного замещения в бензоле и его производных
- •Химические свойства бензола
- •Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений. Электронные эффекты
- •Реакции электрофильного замещения в нафталине
- •Реакции окисления гомологов бензола
- •Химические свойства галогеналканов, спиртов и фенолов
- •Медико-биологическое значение галогеналканов
- •Спирты и фенолы
- •Медико-биологическое значение спиртов и фенолов
- •Кислотные и основные свойства органических соединений. Реакционная способность аминов
- •Кислоты Бренстеда
- •Основания Бренстеда
- •Реакционная способность оксосоединений
- •Классификация и номенклатура оксосоединений
- •Названия алифатических альдегидов
- •Реакционные центры в молекулах оксосоединений
- •Примеры реакций нуклеофильного присоединения
- •Медико-биологическое значение альдегидов и кетонов
- •Химические свойства карбоновых кислот и их функциональных производных
- •Названия предельных алифатических монокарбоновых кислот
- •Реакционные центры в молекулах карбоновых кислот
- •Кислотные свойства карбоновых кислот
- •Реакции нуклеофильного замещения
- •Реакции карбоновых кислот по радикалу
- •Названия насыщенных алифатических дикарбоновых кислот
- •Медико-биологическое значение карбоновых кислот и их производных
- •Гетерофункциональные соединения алифатического ряда – метаболиты и биорегуляторы
- •Аминоспирты
- •Аминокислоты
- •Гидроксикислоты (оксикислоты)
- •Оксокислоты
- •Медико-биологическое значение гетерофункциональных производных карбоновых кислот
- •Оптическая изомерия
- •Стереоизомерия молекул с несколькими центрами хиральности
- •Стереоизомерия и биологическая активность
- •Гетерофункциональные производные бензольного ряда
- •Производные сульфаниловой кислоты
- •Сульфаниламидные препараты
- •Салициловая кислота и ее производные
- •Гетероциклические соединения. Производные пятичленных гетероциклов
- •Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом
- •Свойства пиррола и его производных
- •Свойства фурана и его производных
- •Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами
- •Шестичленные гетероциклические соединения
- •Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами
- •Углеводы. Моносахариды
- •Цикло-оксо-таутомерия моносахаридов
- •Углеводы. Ди- и полисахариды
- •Природные α-аминокислоты. Пептиды, белки
- •Строение и классификация природных α-аминокислот
- •Стереоизомерия α-аминокислот
- •Химические свойства
- •Реакции α-аминокислот in vivo
- •Нуклеиновые кислоты
- •Нуклеиновые основания
- •Нуклеозиды
- •Названия нуклеозидов
- •Нуклеотиды
- •Нуклеиновые кислоты
- •Омыляемые липиды
- •Фосфолипиды
- •Неомыляемые липиды
- •Алкалоиды
- •Литература
- •Оглавление
- •305041, Г. Курск, ул. К. Маркса, 3.
- •305041, Г. Курск, ул. К. Маркса, 3. Заказ № 313.
Аминокислоты
Аминокислоты – гетерофункциональные соединения, содержащие амино- и карбоксильную группу. По их взаимному расположению аминокислоты классифицируют на α-, β-, γ-, δ-, ε- аминокислоты. Например:
Аминокислоты обладают всеми свойствами карбоновых кислот - они способны образовывать соли, сложные эфиры и другие функциональные производные:
Аминокислоты проявляют также свойства аминов (основные свойства, способность к реакциям ацилирования и алкилирования):
Амфотерность аминокислот приводит к тому, что они могут существовать в виде внутренних солей:
Специфические свойства аминокислот зависят от взаимного расположения амино- и карбоксильной групп.
α-Аминокислоты вступают в реакции декарбоксилирования при нагревании с гидроксидом бария с образованием соответствующих аминов, например:
Сходным образом декарбоксилирование природных α-аминокислот протекает и in vivo с участием ферментов, например, при декарбоксилировании серина образуется коламин:
Другим специфическим свойством α-аминокислот является их способность к образованию межмолекулярных циклических амидов (дикетопиперазинов):
Так как дикетопиперазины фактически являются амидами, они способны к гидролизу и в кислой, и в щелочной среде.
Характерной особенностью β-аминокислот являются реакции внутримолекулярного элиминирования: при нагревании они отщепляют молекулу аммиака. Например, при нагревании β-аминомасляной кислоты образуется кротоновая (бутен-2-овая) кислота:
Способность к этой реакции связана с подвижностью протона водорода при α-углеродном атоме из-за электроноакцепторного влияния двух функциональных групп.
За счет существования молекул γ-аминокислот в клешневидной конформации функциональные группы оказываются пространственно сближенными, и между ними может происходить взаимодействие с образованием циклического внутримолекулярного амида (лактама):
Пятичленные циклы устойчивы, поэтому реакция протекает достаточно легко.
Как амиды лактамы подвергаются гидролизу и в кислой, и в щелочной среде:
Некоторые природные соединения и синтетические лекарственные средства содержат в своей структуре лактамный цикл. Например, четырехчленный β-лактамный цикл присутствует в молекулах пенициллинов. Из-за его способности к гидролизу, что приводит к потере биологической активности, пенициллины не стерилизуют в водных растворах.
Гидроксикислоты (оксикислоты)
Примерами гидроксикислот являются:
Для гидроксикислот характерны свойства карбоновых кислот и спиртов. Как карбоновые кислоты они образуют соли и сложные эфиры:
Как спирты оксикислоты способны к реакциям окисления и ацилирования:
Специфические свойства α-оксикислот. α-Оксикислоты при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты разлагаются с образованием карбонильных соединений и муравьиной кислоты. Например:
Другим специфическим свойством α-оксикислот является их способность к реакциям образования межмолекулярных циклических сложных эфиров – лактидов:
Лактиды способны к гидролизу и в кислой, и в щелочной среде.
Для β-оксикислот характерны реакции внутримолекулярного элиминирования, при нагревании они отщепляют воду:
γ-Оксикислоты способны к реакциям внутримолекулярной этерификации, приводящим к образованию циклических сложных эфиров, например,
Как сложные эфиры лактоны гидролизуются и в кислой, и в щелочной среде:
Примерами многоосновных оксикислот являются яблочная (соли – малаты), винная (соли – тартраты) и лимонная (соли – цитраты) кислоты:
Как дикарбоновая кислота, винная кислота дает два ряда солей – кислые и средние, причем кислая калиевая соль нерастворима в воде, а средняя – растворима.
На этом основано качественное определение винной кислоты.
Второй качественной реакцией винной кислоты является ее взаимодействие с гидроксидом меди (II). Это реакция на диольный фрагмент молекулы (происходит растворение голубого осадка Cu(OH)2 с образованием ярко-синего раствора:
Как α-оксикислота лимонная кислота разлагается при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты, давая ацетондикарбоновую (3-оксопентандиовую) кислоту и муравьиную кислоту. Для β-кетонокислот характерны реакции декарбоксилирования, поэтому ацетондикарбоновая кислота превращается в ацетон:
Ацетон можно обнаружить с помощью иодоформной пробы (см. стр. 85).