Здавалка
Главная | Обратная связь

Кислотно-основные свойства биоорганических соединений



Таблица 4

Название Структурная формула  
  Органические кислоты рКа
Муравьиная кислота НСООН 3, 75
Уксусная кислота С Н3 -СООН 4. 76
Щавелевая кислота НООС-СООН 1,23
Малоновая кислота НООС-СН2 -СООН 2, 8
Янтарная кислота НООС-СН2-СН2-СООН 4, 17
Бензойная кислота С6 Н5 -СООН 4, 19
Фумаровая кислота Малеиновая кислота НООССН=СН СООН 3, 02 1, 92
Метанол С Н3 -ОН 15,5
Этанол С 2 Н5 -ОН 16, 0
Фенол С6 Н5 -ОН 10, 0
  Органические основания рК b
Аммиак NH3 4.75
Метиламин 3 -NH 2 3,36
Этиламин С2 Н5 - NH2 3,33
Анилин С6 Н5 - NH2 9,38
Пиридин С5 Н5 N 8,96
Мочевина NH2 -С( О ) - NH2 13,9

 

анилин фенол бензойная кислота

Раздел 4. Изомерия биоорганических соединений

Исходный уровень знаний для усвоения темы основан на школьных программах органической химии, физики (темы электромагнитные явления, оптика), разделах 1, 2, 3 данного пособия.

Виды изомерии органических соединений, пространственная ориентация орбиталей атома углерода в состоянии гибридизации С sp3 и С sp2 , , плоско-поляризованный луч света, понятия « изомерия», « изомеры», «тетрагональный (тетраэдрический) и тригональный» атомы углерода,

Для усвоения темы и приобретения компетенции по данному разделу надо знать:

- виды изомерии,

- геометрическую изомерию на примерах бутена -2, бутендиовой и кротоновой кислот,

таутомерные кето-енольные превращения на примерах ацетальдегида, ацетона, 3-оксобутановой, пировиноградной, оксобутандиовой кислот,

-таутомерные лактим-лактамные превращения на примерах урацила, тимина, цтозина, гуанина,

- признаки оптически активных (хиральных) соединений, стереорядов.

- правила составления формул стереоизомеров в проекциях Фишера.

- определения энантиомер, диастереомер

- оптическую изомерию на примерах глицеринового альдегида, молочной, яблочной, винной кислот в проекциях Фишера.

 

Ключевые слова

Ахиральный центр, диастереомер, енол , изомер изомерия , конфигурация , конформация, конформер , лактам , лактим, мезо-форма , поляриметр , проекция Фишера, равновесие прототропное , рацемат , стереоизомер (геометрический, оптический), стереоряд, центр хиральный, энантиомер

 

Содержание раздела (Дидактические единицы)

4.1. Виды изомерии (структурная, пространственная, статическая, динамическая)

4.2. Структурная изомерия: межклассовая, внутри одного класса (углеродной цепи, размера цикла, положения функциональной группы). Изомерия карбонильной группы (альдегид, кетон). Изомерия аминогруппы (первичный, вторичный, третичный амины).

4.3. Динамическая прототропная изомерия (таутомерия). Виды таутомерии: кето-енольная, лактим-лактамная. Роль СН – кислотного центра в образовании енольной формы.

4.3.1. Кето-енольная таутомерия на примере ацетальдегида, ацетона, пировиноградной (2-оксопропановой кислоты), щавелевоуксусной (2-оксобутандиовой), ацетоуксусной (3-оксобутановой).

Сравнение устойчивости енольных форм ацетоуксусной кислоты. Сравнение устойчивости енольных форм пировиноградной и щавелевоуксусной кислот между собой. Фосфоенолпируват – макроэргическое соединение.

4.3.2. Лактим-лактамная таутомерия на примере азотистых оснований нуклеиновых кислот (урацила, тимина, гуанина, гипоксантина ) и пептидной группы белка.

4.4.Пространственная изомерия (стереоизомерия).

4.4.1. Пространственная геометрическая (цис-, транс-изомерия).

Примеры: бутен-2, бутендиовые кислоты (фумаровая, малеиновая).

4.4.2. Пространственная изомерия циклогексановых структур

( кресло, ванна ) - присутствие в природных веществах (холестерин, стероидные гормоны, циклические формы моносахаров)

4.4.3. Оптическая изомерия. Хиральный атом углерода. Стереоряды ( D, L). Определение стереоряда. Абсолютный знак вращения. Оксикислотный ключ Розанова. Определение числа стереоизомеров по количеству хиральных центров N = 2n. Энантиомеры, диастереомеры. Рацемическая смесь.

Примеры: глицериновый альдегид, молочная, 2-аминопропановая,

яблочная, 3-гидроксимасляная, винная кислоты.

 

 

Приложение. Основы теории.

Изомерия

Структурная Стерео ( пространственная )

- скелета - геометрическая (цис-, транс)

- размера цикла - оптическая (зеркальная)

- положения кратной связи

- положения функциональной

группы

- строения функциональной

группы

- прототропная( таутомерия)

 

Особого внимания заслуживает прототропная таутомерия, важная для биологических систем.

Прототропная изомерия (таутомерия): кето-енольная и лактим- лактаминая.

 

- С – СН2 - ↔ - C = CH - С- NH ↔ - C = N -

|| | || |

O OH O OH

кето-форма енольная форма лактамная форма лактимная форма

 

Енольная форма пировиноградной кислоты в растительных и животных клетках образует фосфорный эфир - фосфоенолпируват,который является высокоэнергетическим (макроэргическим) соединением. Энергия макроэргической связи в нем выше по сравнению с АТФ. Это соединение служит для образования АТФ, реакция относится к необратимым.

СООН

| + АДФ —> АТФ + СН 3— С — СООН

C ~ ОРО3Н2 ||

|| О пировиноградная кислота

СН2

фосфоенолпируват (~ обозначение макроэргической связи)

название значка «тильда»

 

Енольные формы кетокислот дают качественную реакцию аналогичную фенолу с хлоридом железа (+3). На этом основано экспресс - определение в моче новорожденных фенилпировиноградной кислоты (2-оксо - 3-фенилпропановой) для обнаружения фенилкетонурии - наследственной патологии обмена фенилаланина.

Для образования комплементарных пар: аденин- тимин, гуанин – цитозин, азотистые основания: соединения ( Г, Ц, Т ) должны иметь лактамное строение.

На рисунках приведены структурные формулы азотистых оснований в лактамной форме.

 

 

Тимин Цитозин Гуанин

 

Стереоизомерия.

Стереоизомерия шестичленных циклов на примере циклогексана

Конформация кресло (а), конформация ванна( б)

Стереоряды. Графическое изображение.

       
   
 
 

 

 








©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.