Насичені одноатомні спирти.

Склад і будова молекул спиртів. Як уже зазначалось, молекули органічних сполук, крім атому Карбону і Гідрогену, можуть містити атоми Оксигену.

Уявімо, що в молекулі метану один атом Гідрогену заміщений гідроксильною групою. Хімічна будова такої сполуки — метанолу — виражається структурною формулою:

СН3—ОН, або СН3ОН

Заміщуючи атом Гідрогену в молекулі етану, дістанемо сполуку етанол такої хімічної будови:

СН3—СН2—ОН, або С2Н5ОН

У цих сполуках вуглеводневі радикали метил —СН3 й етил —С2Н5 з'єднані з гідроксильною групою —ОН. Наявність останньої є ознакою класу органічних речовин, що називаються спиртами.

Застосування метанолу та етанолу. Метанол був уперше добутий у XVII столітті, а вивчений у першій половині ХІХ ст. Його називають ще деревним спиртом за першим із відомих методів добування, а саме — шляхом сухої перегонки деревини. Метиловий спирт широко застосовується для добування формальдегіду, необхідного для виробництва пластмас. Він використовується як розчинник та для багатьох органічних синтезів. Перспективним є використання метанолу як пального для двигунів, оскільки додавання його до бензину підвищує октанове число і знижує утворення шкідливих речовин у вихлопних газах.

Етиловий спирт – багатотоннажний продукт хімічної промисловості. За об’ємом виробництва він посідає перше місце серед інших органічних продуктів. У великих кількостях його використовують для добування синтетичного каучуку і виробництва пластмас.

Етанол використовується як розчинник для виготовлення одеколонів, парфумів, лаків. Його застосовують для добування багатьох органічних речовин: діетилового етеру, барвників, харчової оцтової кислоти, бездимного пороху тощо.

Але треба пам’ятати, що метанол і етанол є отруйними речовинами. Етиловий спирт для організму людини є наркотиком. У невеликих дозах він спричинює сп’яніння, у великих – навіть смерть. Зловживання алкогольними напоями викликає стрну хворобу – алкоголізм.

Гліцерин.

Склад і будова молекули гліцерину. Крім одноатомних спиртів, тобто тих, що містять у молекулі одну функціональну групу, існують багатоатомні спирти, до складу яких входять дві і більше гідроксильні групи. До них належить гліцерин — трьохатомний спирт. Структурна формула гліцерину

Фізичні властивості гліцерину. Це густа сиропоподібна рідина без запаху і кольору, солодка на смак, добре розчинна у воді. Властивості гліцерину відображає його назва «олійний цукор», вживана у XVIII ст., коли гліцерин було добуто вперше з маслинової олії.

Застосування гліцерину. Гліцерин — продукт, що має широке застосування. Завдяки гігроскопічності він використовується в парфумерії та фармації як зм'якшувальний засіб або основа мазей, добавка до мила, у харчовій промисловості — як добавка до напоїв. У шкіряному виробництві та текстильній промисловості — для обробки пряжі і шкіри з метою їх пом'якшення та надання еластичності. З гліцерину добувають вибухову речовину нітрогліцерин, що використовується для виготовлення динаміту Спиртовий розчин нітрогліцерину має судинорозширювальну дію й у вигляді ліків використовується при серцевих захворюваннях.

Фенол.

Склад і будова молекули фенолу. У разі, коли гідроксильна група сполучена безпосередньо з бензольним ядром, утворюється сполука фенол, представник класу фенолів.

Фізичні властивості фенолу. Фенол — кристалічна речовина, безбарвна, має характерний запах. У разі зберігання в нещільно закритому посуді внаслідок окиснення набуває рожевого кольору. Фенол — низькоплавна речовина ( +42°С).

Застосування фенолу. Фенол було вперше виділено з кам'яновугільної смоли в першій половині XIX ст. Його застосування тісно пов'язане з розвитком синтетичної органічної хімії. Фенол є вихідною речовиною для виробництва барвників, лікувальних препаратів, пластичних мас, вибухових речовин.

Фенол має антисептичні властивості, які були виявлені ще у другій половині XIX ст. Вони зумовлюють використання його розчину (5%-го) для знезаражування приміщень, хірургічних інструментів, його добавляють до деяких сортів мила, ним протравлюють деревину, щоб запобігти її гниттю.

Разом з тим це токсична речовина, що може спричинити опіки шкіри. Оскільки фенол є продуктом коксохімічної промисловості, то вкупі з іншими промисловими викидами він потрапляє у стічні води, тим самим забруднює навколишнє середовище.

Альдегіди

Склад і будова молекул альдегідів. До класу альдегідів належать речовини, у молекулах яких функціональна альдегідна група сполучена з вуглеводневим радикалом (у

найпростішої з цих речовин — з атомом Гідрогену)

Застосування оцтового альдегіду. Реакції окиснення зумовлюють застосування цієї сполуки для добування оцтової кислоти. У невеликих кількостях оцтовий альдегід утворюється під час обміну речовин в організмі людини, зокрема в результаті метаболізму алкоголю. Надлишок ацетальдегіду шкідливий і викликає неприємні відчуття, що використовується з метою лікування алкоголізму.

Насичені одноосновні корбонові кислоти.

Склад і будова молекул карбононих кислот. Характерний запах столового оцту відомий усім. Він зумовлений оцтовою кислотою. Оцтова кислота належить до класу карбонових кислот.

Карбоновими кислотами називаються органічні сполуки, в молекулах яких вуглеводневий ради- кал сполучений із функціональною карбоксильною групою

Застосування оцтової кислоти. Оцтова кислота у вигляді винного оцту відома людям здавна, оскільки утворюється в результаті оцтовокислого бродіння (скисання) вина. Проте виділили її в чистому вигляді лише у VIII ст. На початку XIX ст. було визначено склад оцтової кислоти, а її структурну формулу було запропоновано в середині XIX ст.

У великих кількостях оцтова кислота використовується в органічному синтезі, під час виробництва лікарських препаратів, штучного волокна, хімічних засобів захисту рослин. Вона має широке застосування і як розчинник. У харчовій промисловості застосовується як консервувальний засіб та смакова приправа.

Екстери.

Застосування естерів. Як правило, естери мають приємний запах і завдяки цьому використовуються в парфумерній та харчовій промисловості. Наприклад, метиловий естер масляної кислоти має запах яблук, а пентиловий естер (від пентанолу) оцтової кислоти пахне бананами.

З цих та інших естерів виготовляють есенції, які додають до прохолодних напоїв, цукерок, кремів, парфумерних та косметичних виробів. Оскільки крім природних запашних речовин використовуються і синтетичні, естери добувають у промисловості v великій кількості.

Жири. Мило.

Склад і будова молекул жирів. Естери можуть утворюватися най різноманітнішими карбоновими кислотами і спиртами. Але найбільше значення мають ті, що утворені трьохатомним спиртом гліцерином і вищими карбоновими кислотами.

Целюлоза

Целюлоза — полісахарид, волокниста речовина, головна складова частина оболонки рослинних клітин.

Застосування. Значення целюлози дуже велике, достатньо вказати, що велика кількість бавовняного волокна йде на виробництво бавовняно-паперових тканин. З целюлози виробляють папір і картон, а шляхом хімічної переробки — цілий ряд різноманітних продуктів: штучне волокно, пластичні маси, лаки, бездимний порох, етиловий спирт.

Білки.

Білки́ — складні високомолекулярні природні органічні речовини, що складаються з амінокислот, сполучених пептидними зв'язками.

Використання людиною. Білки надходять в організм разом з їжею й служать основним джерелом амінокислот. Обов'язкове використання білків у їжі обумовлене потребою в незамінних амінокислотах, які не можуть синтезуватися людиною з інших речовин. Травлення починається з кислотної денатурації білків у шлунку — необхідної стадії для кулінарно неопрацьованої їжі. Денатуровані білки стають субстратом для протеаз, спочатку в шлунку, а потім у слаболужньому середовищі тонкого кишечнику. Продукти протеазного розщеплення — короткі пептиди й амінокислоти усмоктуються ентероцитами розташованими в епітелії тонкого кишечнику. Основним транспортером ди- і трипептидів служить мембранний білок Pept1, через який проходить 65—80% усіх усмоктуваних людиною амінокислот. Активний перенос пептидів білком Pept1 здійснюється за рахунок одночасного транспорту протонів. Pept1 перебуває у дванадцятипалій і порожній кишках, і, меншою мірою, у клубовій кишці. Pept1 був виявлений у товстому кишечнику тільки у новонароджених. Інші 20—35% амінокислот всмоктуються ентероцитами за допомогою набору амінокислотних транспортерів різної специфічності. Увесь процес усмоктування білкових продуктів триває близько чотирьох годин.

В ентероцитах частина пептидів розщеплюється до окремих амінокислот. Потім амінокислоти й пептиди переправляються транспортерами через протилежну мембрану й розносяться по всьому тілу з потоком крові. Амінокислотне харчування інших кліток організму відбувається за допомогою мембранних транспортерів амінокислот, а також заковтування й протеазного розщеплення зовнішніх білків і пептидів. Для запобігання надлишкових втрат амінокислот з організму в нирках відбувається усмоктування пептидів і амінокислот із крові в цілому схоже на усмоктування цих речовин у тонкому кишечнику.

Суміш для нарощування м'язів (США) містить білки молочної сироватки.

Регуляція транспорту й метаболізму амінокислот — складний, ще не досить вивчений процес. У ньому беруть участь різні системи організму, у тому числі нервова система, що відповідає за формування відчуття голоду й ситості в головному мозку. Інтерес до механізму білкового травлення проявляють не тільки фізіологи й дієтологи. У медичній практиці виникають питання, пов'язані з персональною алергією до деяких білків. У складніших випадках розробляються спеціальні білкові дієти. У деяких випадках використовують суміші чистих амінокислот. Пептидні транспортери травної системи й нирок активно вивчаються фармакологами, оскільки ряд ліків всмоктується й утримується в організмі за рахунок Pept білків. Білкові й амінокислотні суміші викликають інтерес у спортсменів з метою нарощування м'язів. Слід зазначити, що засвоювання чистих амінокислот організмом сильно відрізняється від звичайного переварювання різноманітних білків їжі.

Значна кількість досліджень у медицині направлена на використання білків в якості терапевтичних препаратів та засобів діагностики захворювань. Фармацевтичне застосування білків почалося з природних білків отриманих з різноманітних живих організмів. Нові препарати створюються штучно, рекомбінантними методами або за допомогою проектування білків. Біофармацевтичні препарати, що знаходять широке використання, включають білки крові (наприклад, для лікування гемофілії), тромболітичні ферменти, гормони, цитокіни та фактори росту, білки імунної системи (інтерферони і антитіла, що використовуються для лікування інфекційних захворювань та деяких видів раку) і вакцини.

Прагнення до перемоги будь-якою ціною штовхає деяких спортсменів, культуристів та спецназівців до вживання білкових ліків, що сприяють витривалісті та росту м'язів. Найпопулярнішими є еритропоетин та гормон росту людини. Вживання цих препаратів заборонено в багатьох змаганнях, але скандали з відомими спортсменами з'являються щороку. Фармацевтичні білки, як і інші ліки, можуть являти загрозу здоров'ю.

Серед всіх білків в харчовій промисловості активно використовуються численні ферменти. Так, у пекарській промисловисті використовуються альфа-амілаза і протеази; у пивоварінні використовуються численні ферменти ячменю (амілаза, глюканази, протеази); целюлази і пектинази використовуються для освітлення соків; хімозин, ліпаза і лактаза використовуються для виготовлення кисломолочних продуктів; а папаїн застосовується для пом'якшення м'ясних продуктів. Для виготовлення крохмалю використовують амілазу і глюкоамілазу, а для виготовлення папіру — целюлази і ксиланазу. Також протео- і ліполітичні ферменти часто дадаються до миючих засобів.

Іншим використанням білків є використання фібрилярних білків для виготовлення волокон, що використовуються, зокрема, в текстильній промисловисті[73]. Інші застосування включають використання білків у ряді технологічних процесів в хімічній промисловості, створення біосенсорів та інші.