Ответы по химии!

• Название: Ответы по химии!
• Анкор: Otvety_na_ekzamen_po_khimii.doc
• Дата: 02.05.2017
• Размер: 1.34 Mb.
• Имя файла: Otvety_na_ekzamen_po_khimii.doc
• Тип: Документы; #6436
• страница: 5 из 6

51 ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Гетерофункциональными называют соединения, в молекулах которых имеются различные функциональные группы.

Таблица 9.1.Наиболее распространенные сочетания функциональных групп в биологически важных алифатических соединениях

среди гетерофункциональных соединений в природных объектах наиболее распространены аминоспирты, аминокислоты, гидроксикарбонильные соединения, а также гидрокси- и оксокислоты (табл. 9.2).

. Аминоспирты

Аминоспиртами называют соединения, содержащие в молекуле одновременно амино- и гидроксигруппы.

Аминофенолы

        C₆H₄(NH₂)OH, органические соединения; кристаллы. Известны три изомера А.: о-

А. амфотерны и образуют соли как с кислотами, так и щелочами. Общий способ получения А. — восстановление соответствующих нитрозо- или нитрофенолов:

        

         Изомеры (мета (См. Мета-, орто-, пара-)- и пара (См. Мета-, орто-, пара-)-) применяют в производстве сернистых и некоторых других красителей (например, коричневых красителей для меха). n-Аминофенол и его производные, например Метол, — широко распространённыеПроявляющие вещества в фотографии

52 а)

Гидроксикислоты – гетерофункциональные 
соединения, содержащие карбоксильную и гидроксильную группы. По взаимному 
расположению функциональных групп различают a -,b -, g - и т.д. гидроксикислоты.

Аминокисло́ты (аминокарбо́новые кисло́ты) — органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы.

Лактоны - циклические эфиры карбоновых кислот. Применяют в органическомсинтезе, как душистые и лекарственные вещества .
ЛАКТАМЫ (от лат. lac, род. падеж lactis - молоко), внутренние амиды аминокислот, содержащие в цикле группировку —С(О) — NR—, где R-H или орг. Радикал

Бета-лактамные антибиотики (β-лактамные антибиотики, β-лактамы) — группа антибиотиков, которые объединяет наличие в структуре β-лактамного кольца.

Винная кислота — распространённое природное соединение. В значительном количестве она содержится в кислом соке многих фруктов, например, в виноградном соке. Соли винной кислоты — тартраты

Лимонная кислота, являясь главным промежуточным продуктом метаболического цикла трикарбоновых кислот, играет важную роль в системе биохимических реакций клеточного дыхания множества организмов.

52 б) Оксокислоты-адельгидо- и кетонокислоты

Оксикислоты (оксикарбоновые кислоты, гидроксикарбоновые кислоты) — карбоновые кислоты, в которых одновременно содержатсякарбоксильная и гидроксильная группы, например молочная кислота: СН₃-СН(ОН)-СООН. Оксикислоты проявляют все свойства, характерные для кислот (диссоциация, образование солей, сложных эфиров и т. д.), и свойства, характерные для спиртов (окисление, образование простых эфиров и т. д.).

АЛЬДЕГИДОКИСЛОТЫ, органических соединения, в молекулах которых, наряду с карбоксильной группой — СООН, содержится альдегидная группа — СНО. Обладают свойствами кислот и альдегидов. Вступают в реакции присоединения, образуют соли, эфиры, легко окисляются с образованием дикарбоксильных кислот. А. встречаются в природных продуктах. В виноградных ягодах и вине найдены глиоксилевая, глюкуроновая, галактуроновая кислоты

Кетонокислоты

(кетокислоты) — кислоты двойственной функции, характеризующиеся, помимо содержания кислотной группы карбоксила COOH, присутствием кетонной группы — карбонила CO. К. можно производить от альдегидов или кетонов, замещая карбоксилом водород альдегидной группы или водород в переменной кетонов. Благодаря присутствию карбоксила и карбонила К. совмещают свойства кислот и кетонов (см.). По числу имеющихся карбонилов К. делятся на моно— и дикетоны, а по числу карбоксилов на одно— и более основные, кроме того, отличают предельные и непредельные К., а также рядов жирного и ароматического

53 гетерофункциональные производные бензольного ряда как лекарственные средства

Салициловая (о-гидроксибензойная) кислота относится к фенолокислотам. Как соединение с орто-положением функциональных групп она легко декарбоксилируется при нагревании с образованием фенола. Салициловая кислота растворима в воде, является более сильной кислотой, чем бензойная (рКа = 4,17). Повышенная устойчивость салицилат-иона объясняется обрСалициловая кислота дает интенсивное окрашивание с хлоридом железа (III), что обусловлено наличием свободной фенольной гидроксильной группы.

Она обладает антиревматическим, жаропонижающим и антигрибковым действием, но поскольку является сильной кислотой, применяется только наружно. Внутрь применяют ее производные – соли или эфиры.

Аминобензойные кислоты — производные бензойной кислоты, в которой один из атомов водорода бензольного кольца замещен аминогруппой (формула H₂N·C₆H₄COOH). Различают о-, м- и п-аминобензойные кислоты.
о-Аминобензойная, или антраниловая кислота — кристаллы сладкого вкуса, t°пл 145°, интенсивно флюоресцирующие; получают из фталимида действием гипохлорита натрия в щелочной среде. Производное о-А. к. 3-оксиантраниловая кислота является промежуточным продуктом в синтезе никотиновой кислоты из триптофана в животных организмах. Являясь нормальным продуктом обмена, о-А. к. тем не менее обладает канцерогенными свойствами. Производные антраниловой кислоты используют в химической и парфюмерной промышленности.
п-Аминобензойная кислота (ПАБК) — желтоватые кристаллы, с t°пл 186—187°, слабо растворимые в воде (0,34%), хорошо в спирте, эфире, уксусной кислоте (7—11%). Известны многочисленные производные ПАБК, например анестезин, новокаин, дикаин.
В природных продуктах встречается в свободном и связанном виде; является составной частью молекулы витаминов группы фолиевой кислоты.
Явлений недостаточности у человека и животных не отмечено, потому ПАБК не считается витамином. ПАБК — незаменимый ростовой фактор для многих микроорганизмов. Ростовое действие подавляется сульфаниламидными препаратами, на чем и основано их широкое применение в лечебной практике. Токсичностью ПАБК не обладает.

Сульфаниловая кислота (парааминобензолсульфокислота, n-аминобензолсульфокислота, 4-аминофенолсульфоновая кислота, анилин-4-сульфоновая кислота) — внутренняя соль, формула которой C₆H₇NO₃S, структурная NH₂—C₆H₄—SO₃H. Представляет собой белые до серого цвета кристаллы, разлагающиеся при 280—300 °C, ограниченно растворимые в воде (1 г в 100 г при 20 °C). Сульфаниловая кислота — внутренняя соль, в которой аминогруппа нейтрализована остатком сульфокислоты, поэтому она не образует солей с минеральными кислотами, но её сульфогруппа может быть нейтрализована щелочами. Сульфаниловую кислоту получают из анилина; нагреванием анилинсульфата C₆H₅NH₂×H₂SO₄ при 180—200 °C. Лучшим техническим методом получения сульфаниловой кислоты является нагревание моносульфата анилина в течение 8 часов при 180 °C. Сульфаниловая кислота образуется также при кипячении анилина с 2 весовыми частями олеума в течение нескольких минут, однако при этом происходит сильное разложение. Сульфаниловая кислота образуется вместе с другими соединениями при действии на анилин этилового эфира хлорсульфоновой кислоты. Её можно получить также нагреванием анилиновой соли этилсерной кислоты Сульфаниловая кислота используется как аналитический реагент. Применяется в синтезе красителей. В лаборатории сульфаниловую кислоту используют для определения нитритов и обнаружения некоторых металлов (осмия, рутения и др.). Применение в медицине нашёл амид сульфаниловой кислоты: H₂N—C₆H₄—SO₂NH₂, сульфаниламид, называемый белым стрептоцидом, и некоторые его производные (альбуцид,сульгин, сульфидин, сульфадимезин, сульфазол).

54 Гетероциклическими называют циклические органические соединения, в состав цикла которых, помимо атомов углерода, входят один или несколько атомов других элементов (гетероатомов).

Гетероциклические соединения очень разнообразны. Их классифицируют согласно следующим структурным признакам:

•  природа гетероатома;

•  число гетероатомов;

•  размер цикла;

•  степень насыщенности.

В зависимости от природы гетероатома различают, в частности, азот-, кислород-, серосодержащие гетероциклические соединения. Гетероциклы с этими гетероатомами наиболее важны в связи с их биологической ролью.

По числу гетероатомов гетероциклические соединения подразделяют на гетероциклы с одним, двумя и т. д. гетероатомами. При этом гетероатомы могут быть как одинаковыми, так и разными.

Гетероциклы могут быть ароматическими, насыщенными и ненасыщенными.

13.1.2. Номенклатура

Названия ароматических гетероциклов, как правило, тривиальные, и они приняты номенклатурой ИЮПАК

13.2.1. Ароматические свойства

Пиридин по электронному строению напоминает бензол. Все атомы углерода и атом азота находятся в состоянии sp²-гибридизации, и все σ-связи (C-C, C-N и C-H) лежат в одной плоскости (рис. 13.1, а). Из трех гибридных орбиталей атома азота две участвуют в образовании

Пиррол также относится к ароматическим соединениям. Атомы углерода и азота в нем, как и в пиридине, находятся в состоянии sp2-гибридизации. Однако в отличие от пиридина атом азота в пирроле имеет иную электронную конфигурацию (рис. 13.2, а, б).



Атом азота в таком электронном состоянии получил название пиррольного.

Шестиэлектронное облако в пирроле благодаря р,п-сопряжению делокализовано на пяти атомах цикла, поэтому пиррол представляет собой π-избыточную систему.

. В имидазоле и пиразоле два атома азота вносят разный вклад в образование делокализованного электронного облака: пиррольный атом азота поставляет пару и-электронов, а пиридиновый - один p-электрон.



Ароматичностью обладает также пурин, представляющий собой конденсированную систему двух гетероциклов - пиримидина и имидазола.



Гетероциклические ароматические соединения обладают высокой термодинамической устойчивостью. Неудивительно, что именно они служат структурными единицами важнейших биополимеров - нуклеиновых кислот.

13.2.2. Кислотно-основные и нуклеофильные свойства

. Пиридин является основанием и с сильными кислотами образуетпиридиниевые соли, подобные аммониевым солям.



Аналогично основные свойства проявляют и другие гетероциклы, содержащие пиридиновый атом азота. Так, имидазол и пиразол образуют соли с минеральными кислотами за счет пиридинового атома азота.



Пиррольный атом азота в молекулах имидазола, пиразола и, естественно, самого пиррола не склонен связывать протон, так как его неподеленная пара электронов является частью ароматического секстета. В результате пиррол практически лишен основных свойств.

В то же время пиррольный атом азота может служить центром кислотности.

Таким образом, имидазол и пиразол могут проявлять как основные, так и кислотные свойства, т. е. являются амфотернымисоединениями.

Гетероциклы, содержащие пиридиновый атом азота, проявляют и нуклеофильные свойства, т. е. способность атаковать атом углерода, несущий частичный положительный заряд (электрофильный центр). Так, взаимодействие пиридина с галогеноалканами приводит к образованию алкилпиридиниевых солей.

в основе структуры гема и хлорофиллов лежит  тетрапиррольная система порфина.



Пиразол. Производные пиразола в природе не обнаружены. Наиболее известным производным пиразола являетсяпиразолон, одна из изомерных форм которого приведена ниже. На основе пиразолона созданы анальгетические средства -анальгин, бутадион и др.



13.5.1. Гидроксипурины

Гипоксантин (6-гидроксипурин), ксантин (2,6-дигидроксипурин) и мочевая кислота (2,6,8-тригидроксипурин) образуются в организме при метаболизме нуклеиновых кислот. Ниже они изображены в лактамной форме, в которой находятся в кристаллическом состоянии.



Мочевая кислота - конечный продукт метаболизма пуриновых соединений в организме. Она выделяется с мочой в количестве 0,5-1 г/сут. Мочевая кислота двухосновна, плохо растворима в воде, но легко растворяется в щелочах, образуя соли с одним или двумя эквивалентами щелочи (приведено вероятное строение солей).

Соли мочевой кислоты называют уратами. При некоторых нарушениях в организме они откладываются в суставах, например при подагре, а также в виде почечных камней.


55.Фолиевая кислота, биотин, тиамин. Понятие о строении и биологической роли. Представление об алкалоидах и антибиотиках

Фо́лиевая кислота́-водорастворимый витамин, необходимый для роста и развития кровеносной и иммунной систем. Наряду с фолиевой кислотой к витаминам относятся и её производные, в том числе ди-, три-, полиглутаматы и другие. Все такие производные вместе с фолиевой кислотой объединяются под названием фолацин.

Недостаток фолиевой кислоты может вызвать мегалобластную анемию у взрослых, а при беременности повышает риск развития дефектов нервной трубки.

Животные и человек не синтезируют фолиевую кислоту, а получают её вместе с пищей, либо благодаря синтезу микрофлорой кишечника. Фолиевая кислота в значимых количествах содержится в зелёных овощах с листьями, в некоторых цитрусовых, в бобовых, в хлебе из муки грубого помола, дрожжах, печени, входит в состав мёда. Во многих странах законодательство обязывает производителей мучных продуктов обогащать зерна фолиевой кислотой.

Фолиевая кислота необходима для создания и поддержания в здоровом состоянии новых клеток, поэтому её наличие особенно важно в периоды быстрого развития организма — на стадии раннего внутриутробного развития и в раннем детстве.
Биоти́н (витамин Н, витамин B7, кофермент R) — водорастворимый витамин группы В. Биотин является кофактором в метаболизме жирных кислот, лейцина и в процессе глюконеогенеза.
Биотин в продуктах.

Наиболее богаты биотином дрожжи, томаты, шпинат, соя, яичный желток, грибы, печень.

Эффекты биотина
Биотин входит в состав ферментов, регулирующих белковый и жировой обмен, обладает высокой активностью. С участием биотина протекают реакции активирования и переноса СО2.

Физиологические функции

У человека биотин играет важную роль в углеводном и жировом обмене.

Строение
В природных продуктах помимо свободного биотина обнаружены еще три его формы: биоцитин (e-биотинил-Ь-лизин), d- и l-сульфоксиды биотина. Значение этих веществ в качестве заменителей биотина для человека не известно, хотя они поддерживают пролиферацию некоторых микроорганизмов.


Тиамин (витамин B1) - водорастворимый витамин.

Известный как витамин B1 тиамин играет важную роль в процессах метаболизма углеводов и жиров. Вещество необходимо для нормального протекания процессов роста и развития и помогает поддерживать надлежащую работу сердца, нервной и пищеварительной систем. Тиамин, являясь водорастворимым соединением, не запасается в организме и не обладает токсическими свойствами.

Значение тиамина в спорте

Тиамин - это один из важнейших витаминов в бодибилдинге и других видах спорта, который участвует в синтезе протеина и мышечном росте. Тиамин требуется для формирования гемоглобина, который входит в состав эритроцитов, таким образом, достаточное поступление тиамина обеспечивает кислородный транспорт к мышцам.
Что еще более интересно, тиамин, по данным исследований, является одним из немногих витаминов, который повышает производительность при дополнительном приеме в виде добавок. Тиамин увеличивает теплопродукцию, интенсивность и продолжительность тренировки и, как следствие, повышает расход жира и калорий.