Гетерофункциональные соединения

• 1 слайд

  Лекция по ХИМИИ
  тема:
  
  Гетерофункциональные соединения
  
  
  
  КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
  КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ
  Краснодар 2014
  

• 2 слайд

  Классификация органических соединений (по строению углеродного скелета)
  

• 3 слайд

  Функциональная группа –
  это атом или группа атомов, определяющие принадлежность соединения к определённому классу и ответственные за его химические свойства
  

• 4 слайд

  Функциональные группы
  Соединения с одной функциональной группой называют монофункциональными
  Соединения с несколькими одинаковым функциональными группами называют полифункциональными
  Соединения с несколькими разными функциональными группами называют гетерофункциональными
  
  
  СН3ОН, СН3СООН
  NH2СН2СН2ОН NH2СН2СООН
  метиловый уксусная
  спирт кислота
  (аминоспирт) (аминокислота)
  этаноламин (коламин) глицин
  глицерин
  

• 5 слайд

  Старшинство функциональных групп
  Убывание старшинства
  
  

• 6 слайд

  Гетерофункциональные соединения – органические полифункциональные вещества, содержащие различные функциональные группы
  

• 7 слайд

  
  Наиболее частые сочетания:
  гидроксикислоты
  
  аминокислоты
  
  кетокислоты
  (оксокислоты)
  
  альдегидоспирты
  
  аминоспирты
  
  
  

• 8 слайд

  Взаимное расположение функциональных групп
  молочная кислота β-гидроксимасляная
  (лактат) кислота
  α β
  

• 9 слайд

  Взаимное влияние функциональных групп
  (α-расположение)
  
  − внутримолекулярные реакции идут слабо, т.к.
  трёхчленные циклы не устойчивы;
  − межмолекулярные реакции:
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 10 слайд

  Реакция разложения лимонной кислоты
  Взаимное влияние функциональных групп
  (α-расположение)
  
  НСООН
  

• 11 слайд

  Взаимное влияние функциональных групп
  (β-расположение)
  
  При β-расположении идут реакции элиминирования:
  Н2О
  СО2
  кетоновые тела
  

• 12 слайд

  Взаимное влияние функциональных групп
  (β-расположение)
  Для ацетоуксусной кислоты (АУК) и её эфиров характерна кето-енольная таутомерия
  Реакции для обнаружения енольной формы:
  c КМnO4 или НОBr на “=” связь
  с FeCl3 на фрагмент
  

• 13 слайд

  Взаимное влияние функциональных групп
  (γ,δ-расположение)
  При γ,δ-расположении идут
  внутримолекулярные реакции (Е) дегидратации:
  

• 14 слайд

  β-лактамные антибиотики
  общая структура
  пенициллинов
  общая структура
  цефалоспоринов
  

• 15 слайд

  Аминоспирты –
  органические гетерофункциональные соединения, содержащие амино- (─NH2) и гидроксильную (─OH) группы
  

• 16 слайд

  Аминоспирты
  этаноламин (коламин)
  холин
  

• 17 слайд

  Химические свойства холина
  1. Реакция окисления
  

• 18 слайд

  Химические свойства холина
  2. Реакция ацилирования
  

• 19 слайд

  Аминофенолы
  дофамин
  норадреналин
  адреналин
  

• 20 слайд

  Аминокислоты –
  это производные карбоновых кислот, у которых один атом водорода замещён на ─NH2 группу.
  Это гетерофункциональные соединения, общая формула которых:
  
  
  
  В состав белков организма человека входят только α-амино-кислоты
  

• 21 слайд

  Классификация аминокислот
  По природе радикала:
  
  алифатические (15)
  циклические (5): пролин не является
  ароматическим
  
  ароматические
  
  
  карбоциклические гетероциклические
  (тир, фен) (гис, три)
  

• 22 слайд

  Классификация аминокислот
  Нейтральные (моноамино-монокарбоновые: ала, вал, гли и др.)
  Кислые (моноаминодикарбоновые: глу, асп)
  Основные (диаминомонокарбоновые: лиз, арг)
  Серудодержащие (цис, мет)
  Гидроксиаминокислоты (тре, сер, тир)
  По характеру функциональных групп в радикале аминокислот:
  

• 23 слайд

  Классификация аминокислот
  По характеру радикала:
  

• 24 слайд

  Аминокислоты
  гли
  ала
  сер
  цис
  тир
  вал
  лей
  илей
  три
  мет
  заменимые незаменимые
  
  глу
  глн
  асп
  асн
  про
  гис
  тре
  фен
  лиз
  арг
  Классификация аминокислот
  

• 25 слайд

  Ионизация аминокислот
  В водной среде функциональные группы аминокислот ионизируются:
  рН = 7
  ИЭТ
  ИЭС
  Н+
  рН < 7
  рН > 7
  ОН─
  2
  ─ это состояние молекулы, при котором её суммарный заряд равен нулю.
  ─ это значение рН, при котором наблюдается ИЭС.
  ИЭТ
  ИЭС
  

• 26 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакционные центры аминокислот
  1
  2
  3
  

• 27 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по карбоксильной группе
  1. Реакция декарбоксилирования
  

• 28 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по карбоксильной группе
  2. Реакция этерификации (защита ─СООН группы при синтезе пептидов вне организма)
  

• 29 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по карбоксильной группе
  3. Реакция с РСl5 (активация ─СООН группы)
  

• 30 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по карбоксильной группе
  4. Реакция с NH3 (связывание токсичного NH3 в организме)
  

• 31 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по аминогруппе аминокислот
  1. Реакции дезаминирования:
  а) восстановительное
  

• 32 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по аминогруппе аминокислот
  1. Реакции дезаминирования:
  б) внутримолекулярное
  2
  

• 33 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по аминогруппе аминокислот
  1. Реакции дезаминирования:
  в) гидролитическое
  

• 34 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по аминогруппе аминокислот
  1. Реакции дезаминирования:
  г) окислительное
  

• 35 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по аминогруппе аминокислот
  2. Реакция дезаминирования in vivo:
  В организме идёт окислительное дезаминирование глу, т.к. активен фермент глутаматдегидрогеназа
  глутамат-дегидрогеназа
  глу
  имино-глутаровая кислота
  α-кето-глутаровая кислота
  

• 36 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по аминогруппе аминокислот
  2. Реакция трансаминирования :
  
  аминокислота кетокислота
  

• 37 слайд

  Образование пептидной связи
  Химические свойства аминокислот
  аминокислота1
  аминокислота2
  дипептид
  

• 38 слайд

  пед
  

• 39 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по радикалам аминокислот
  Реакции окисления цистеина
  цистеин цистеин цистин
  цистеин сульфоцистеин таурин
  1.
  2.
  

• 40 слайд

  Химические свойства аминокислот
  Реакции по радикалам аминокислот
  Реакция гидроксилирования пролина
  

• 41 слайд

  Качественные реакции на аминокислоты
  нингидриновая реакция основана на обнаружении α-NH2-групп – фиолетовый цвет
  реакция хелатообразования с ионами меди – синий цвет
  ксантопротеиновая реакция основана на обнаружении ароматического ядра – жёлтый цвет
  реакция Миллона основана на обнаружении фенольной группы у тирозина – красный цвет
  реакция Фоля основана на обнаружении НS-группы цистеина – чёрный цвет
  
  не специфичны, т.к. основаны на обнаружение фрагментов, которые входят и в состав других соединений
  

• 42 слайд

  Реакция хелатообразования
  α-аминокислота
  Внутрикомплексная соль меди (II)
  с α-аминокислотой
  
  

• 43 слайд

  Оксо(кето)кислоты –
  органические гетерофункциональные соединения, содержащие карбоксильную (─СООН) и карбонильную- ( ) группы
  
  

• 44 слайд

  Кетокислоты –
  ПВК ЩУК α-КГ
  пировиноградная щавелевоуксусная α-кетоглутаровая
  кислота (пируват) кислота (оксалоацетат) кислота
  (α-кетоглутарат)
  

• 45 слайд

  Кето(оксо)кислоты –
  

• 46 слайд

  α-оксокислоты
  пируват фосфоенолпируват
  (пировиноградная кислота, α-оксопропановая)
  

• 47 слайд

  Ацетоуксусная кислота
  α-оксокислоты