1_Карбоновые кислоты. Карбоновые кислоты и их гетерофункциональные производные гидрокси и оксокарбоновые кислоты
 Скачать 5.62 Mb.
|
КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ : ГИДРОКСИ- И ОКСОКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫКлассификация Карбоновыми кислотами называются соединения, содержащие карбоксильную группу —СООН. 1. По числу карбоксильных групп : моно- , дикарбоновые кислоты и т.д. 2. В зависимости от строения радикала: - алифатические предельные (ациклические, циклические ) - непредельные (содержат одну или несколько кратных связей) - ароматические (карбо- и гетероароматические) 3. В связи с присутствием в радикале других функциональных групп: - гидроксикарбоновые (содержат одну или несколько гидроксильных групп) - оксокарбоновые (содержат карбонильную группу - альдегидную или кетоновую) - аминокислоты (содержат одну или несколько аминогрупп). МОНОКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫПОВТОРИТЬ! ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАСтроение карбоксильной группыРадикалы Нуклеофильные центры Электрофильные центры Взаимодействие с Me; MeхOy; Me(OH)y; солями слабых кислот: Na + Na Na2O NaOH Na2CO3 H2 H2O H2O H2O + CO2 + Кислотные свойства КК Реакции ацилирования - это замещение любого атома или группы атомов на ацил. В зависимости от атома к которому присоединяют ацил различают C-, N-, O-, S- ацилирование Ацилирование – реакция SN по карбонильному углеродному атому, с образованием связи между ацильным остатком и нуклеофилом. ацильный остаток 1. Галогенацилирование. + PCl5 + POCl3 + HCl Cl + SOCl2 + SO2 + HCl Хлорангидрид (ацилхлорид) Cl Образование галогенангидридов карбоновых кислот + + HCl Уксусный ангидрид Cl 2. О-ацилирование карбоновых кислот. t + P2О5 + 2НPO3 2 Образование ангидридов карбоновых кислот Реакция этерификации (образование сложных эфиров) 3. О-ацилирование спиртов. Образование амидов карбоновых кислот 4. N-ацилирование аминов. Реакция образования амидов играет большую роль в организме: за счет этой реакции происходит обезвреживание токсичного аммиака. (этанамид, амид уксусной кислоты) 5. S-Ацилирование тиолов. В метаболизме карбоновых кислот большую роль играет их способность при участии АТФ ацилировать кофермент А* Кофермент А -сложное соединение, содержащее остаток 2-аминоэтантиола HS-CH2-CH2-NH-, пантотеновую кислоту (витамин В3) и фосфатное производное аденозина. HS-CH2-CH2-NH | Н О ОН | НО ─ Р ─ ОН ║ О НО ─ Остаток аденина Остаток рибозы Фосфатные группы С жирными кислотами кофермент А, за счет тиольной группы (—SH), образует сложные тиоэфиры, называемые ацилкоферментами А (ацил-КоА или RCOSKoA): Например, при участии уксусной кислоты образуется ацетилконфермент А (ацетил-КоА) или + + АТФ АМФ ФФ SКoA H-SКoA + H2O + АТФ АМФ ФФ Реакции с участием радикалов монокарбоновых кислот Галогенирование насыщенных алифатических кислот (реакция Гелля—Фольгарда—Зелинского) ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫВ живом мире наибольшее значение имеют: Диссоциируют ступенчато. Сила уменьшается Кислотные свойства значительно выше, чем монокарбоновых, из-за электроноакцепторного влияния второй –СООН группы. 1. Дают два ряда солей: Дикарбоновые кислоты обладают неспецифическими свойствами, реакции могут протекать с участием одной или двух функциональных групп. Кальциевые соли щавелевой кислоты малорастворимы- они являются причиной образования оксалатных камней в почках и мочевом пузыре. 2. Образуют функциональные производные – полные и неполные эфиры (амиды): Специфические свойства 1. Первые два гомолога дикарбоновых кислот легко декарбоксилируются – отщепляют СО2 2. Янтарная и глутаровая кислоты с более длинной цепью изгибаются и при нагревании не декарбоксилируются, а происходит внутримолекулярное ацилирование, с образованием циклических ангидридов. 3. Дикарбоновые кислоты являются бидентатными лигандами и легко образуют прочные хелатные комплексы: Непредельные дикарбоновые кислоты Простейшими с одной двойной связью, являются малеиновая и фумаровая кислоты: Малеиновая к-та менее устойчива, при нагревании и действии радикалобразующих веществ (иода, оксида азота, азотистой к-ты) превращается в фумаровую. t По химическим свойствам отличаются от предельных способностью присоединять галогены, галогенводороды, водород и т.д. Только малеиновая кислота способна давать циклический ангидрид (вследствие близкого расположения -СООН). ГИДРОКСИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫСоединения, молекулы которых содержат и спиртовые и карбоксильные группы. Наиболее значимыми являются: Специфические свойства 1. α-Гидроксикислоты дегидратируются межмолекулярно, с образованием циклических сложных эфиров (лактидов) β-Гидроксикислоты дегидратируются внутримолекулярно, с образованием непредельных кислот. γ и δ-гидроксикислоты из-за близости –ОН и СООН – групп легко дегидратируются с образованием циклических внутренних сложных эфиров - лактонов 2. Внутримолекулярная Ox/Red дисмутация α-гидроксикислот приводит к образованию муравьиной к-ты и альдегида или кетона: Лимонная к-та АРОМАТИЧЕСКИЕАРОМАТИЧЕСКИЕ и ГЕТЕРОАРОМАТИЧЕСКИЕ карбоновые кислоты Бензойная кислота Применяют при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, а её натриевую соль — как отхаркивающее средство. Обезвреживание бензойной кислоты глицинтрансфераза По скорости образования и выделения гиппуровой кислоты с мочой после приема бензойной кислоты судят о функции печени и ее роли в обезвреживании токсичных продуктов. n-аминобензойная кислота (витамин В10) - участвует: в усвоении белка, в выработке красных кровяных телец; - активизирует: кишечную микрофлору, синтез интерферона; - повышает эффективность витамина С; - препятствует образованию тромбов; - антиоксидант и др. Местноанестезирующие средства: АНЕСТЕЗИН ФЕНОКИСЛОТЫ Обладает более кислотными свойства, чем ее мета- и пара-изомеры. о-гидроксибензойная кислота (салициловая кислота) Салициловая кислота оказывает жаропонижающее, антигрибковое и болеутоляющее действие. Сильные кислоты. Проявляют свойства фенолов и кислот. фенилсалицилат (Салол) метилсалицилат салицилат натрия ацетилсалициловая кислота (аспирин) Некоторые производные салициловой кислоты как лекарственные средства Написать самостоятельно реакции их получения Препараты (кроме салола) оказывают анальгетическое, жаропонижающее и противовоспалительное действие. Салол - дезинфицирующее средство при кишечных заболеваниях. В кислой среде не гидролизуется, используют как материал для защитных оболочек лекарственных средств. Никотиновая кислота (витамин РР, витамин В3) Никотинамид В организме никотиновая кислота превращается в никотинамид, который связывается с коферментами НАД и НАДФ, переносящими водород, участвует в метаболизме белков, жиров, аминокислот, пуринов, тканевом дыхании. ОКСОКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫЯвляются естественными продуктами обмена веществ. Обладают свойствами, характерными для кислот, альдегидов и кетонов. Данные кислоты в организме образуются при окислении соответствующих гидроксикарбоновых кислот с помощью дегидрогеназ с окисленной формой конфермента НАД+: Внутримолекулярная дисмутация Реакция декарбоксилирования Реакция декарбонилирования Пировиноградная к-та В отличие от α-оксокарбоновых к-т, декарбоксилирование β-оксокарбоновых к-т протекает легче (даже при комнатной температуре). In vivo эта реакция протекает в присутствии фермента декарбоксилазы и соответствующего кофермента. Образующийся “активный ацетальдегид” далее окисляется в в ацетилкофермент А. Пировиноградная кислота является одним из промежуточных продуктов молочнокислого и спиртового брожения углеводов, ее соли называют пируватами. ПВК легко декарбоксилируется при нагревании с разбавленной Н2SO4 ОКСОКИСЛОТЫ. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ. Реакции восстановления Гидрирование Трансаминирование О2 Основной метод биосинтеза α-аминокислот из α-оксокислот. α-оксокислота α-аминокислота Реакции комплексообразования Оксокарбоновые к-ты являются активными ди- и полидентатными лигандами и образуют устойчивые хелаты с ионами-комплексообразователями: На данных реакциях основано применение оксокарбоновых кислот для приготовления лекарственных препаратов для вывода ионов металлов-токсикантов из организма. «КЕТОНОВЫЕ» ТЕЛА. «Кетоновые» или «ацетоновые» образуются in vivo в процессе метаболизма высших жирных кислот. Процесс образования кетоновых тел активируется при сахарном диабете и голодании.
Лекарственные средства на основе гетерофункциональных соединений Производные салициловой кислоты Производные сульфаниловой кислоты Салициловая кислота Аспирин (ацетилсалициловая кислота) Пара-аминосалициловая кислота Сульфаниловая кислота Сульфаниламид Замешенный сульфаниламид Сульфазин Альбуцид Сульфатиазол ВЫСШИЕ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ- это КК с числом углеродных атомов больше 10. насыщенные мононенасыщенные полиненасыщенные Пальмитиновая к-та С15Н31СООН Стеариновая к-та С17Н35СООН Олеиновая к-та С17Н33СООН Линолевая к-та С17Н31СООН Линоленовая к-та С17Н29СООН Арахидоновая к-та С19Н31COOH ЖИДКИЕ ТВЕРДЫЕ Изомерия ненасыщенных жирных кислот Высший карбоновые кислоты проявляют свойства низших карбоновых кислот. Ненасыщенные легко вступают в реакции по кратным связям. Ненасыщенные ВКК значительно легче окисляются в организме и могут ограничивать в нем свободнорадикальное окисление. При полном гидрировании превращаются в предельные: |