ПАВ вызывают положительную адсорбцию, так как они не растворяются в жидком адсорбенте, а концентрируются в поверхностном слое

ПАВ принимают участие во многих физиологических процессах в организме. Большинство веществ в составе живого организма являются ПАВ. Типичными ПАВ являются высокомолекулярные жирные кислоты.

Поверхностно неактивные вещества – ПНВ - это растворы электролитов, они характеризуются большим поверхностным натяжением, отношение Dd/DC больше нуля, следовательно величина адсорбции меньше нуля.

Эти вещества растворяются во всем объеме адсорбента, а не в поверхностном слое.

Адсорбция на твердых адсорбентах (твердое вещество-жидкость, твердое вещество-газ).

 

Абсорбция – это процесс сорбции, который сопровождается самопроизвольной диффузией вещества по всему объему сорбента.

Ионообменная адсорбция – это процесс адсорбции, при котором адсорбент и раствор омениваются между собой эквивалентным количествомодноименно заряженных ионов. Применение в медицине: -очитска воды, антмбиотиков, белков, витаминов

-извлечение лекарственных веществ из растений

- предупреждение свертываемости крови

-нормализация ионного баланса в организме

Хроматография – это физико – химическй метод разделения, анализа и исследования веществ исмесей, который

-основан на распределении веществ между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых является неподвижной, а другая- подвижной

-представляет собой многократно повторяющиеся процессы сорбции и десорбции. Применение в биологии и медицине: - для удаления токсических веществ из слоя жидкостей

-очистка лекарственных препаратов

-установление качества лекарственных препаратов

-биохимические анализы для изучения белковых веществ, для определения в крови летучих веществ, определения скорости кровотока в легких

 

 

2) Гетероциклическими соединениями называются соединения, в цикле которых кроме атомов углерода содержатся другие атомы (N, O, S), называемые гетероатомами. Обобщенно можно констатировать, что ненасыщенные пяти- и шестичленные гетероциклы обладают ароматическими свойствами и способны вступать в реакции электрофильного замещения подобно аренам и их производным. Однако, по мере накопления в гетероциклеэлектроотрицательныхгетероатомов, напр., у шестичленных гетероциклов с двумя атомами азота, способность вступать в реакции электрофильного замещения резко падает, но одновременно возрастает способность к реакциям нуклеофильного замещения.

Многочисленные гетероциклические соединения играют важную роль в биологии, медицине и сельском хозяйстве. Они входят в состав важнейших природных продуктов: красящих веществ крови и растений (гемина и хлорофилла), нуклеиновых кислот, многих витаминов, антибиотиков и алкалоидов (к алкалоидам относятся гетероциклические азотсодержащие вещества растительного происхождения; значительная часть алкалоидов является биологически активными соединениями).

Классификация гетероциклических соединений основана на двух признаках:

1. число атомов в гетероцикле (трех-, четырех-, пяти-, шестичленные гетероциклические соединения);

2. число гетероатомов (один, два и более).

Пятичленныегетероциклы с одним гетероатомом: пиррол, фуран, тиофен. Пиррол, фуран и тиофен относятся к так называемым п-избыточным гетероциклам, т.е. соединениям с повышенной электронной плотностью внутри кольца. Поэтому они обладают повышенной склонностью вступать в реакции электрофильного замещения по сравнению с бензолом.

Пятичленные с двумя и более гетероатомами: имидазол, пиразол, оксазол, тиазол.

Шестичленные с одним гетероатомом: пиридин, хинолин, изохинолин, акридин.

Шестичленные с 2мя гетероатомами: пиримидин

Важную группу азотсодержащих природных веществ составляют так называемые тетрапиррольные соединения, т.е. соединения, в состав которых входят четыре пиррольных кольца. Четыре пиррольных кольца образуют циклическую сопряженную систему, называемую порфином, которая входит в состав хлорофилла, гемоглобина, цитохромов.

Состав гемоглобина

Гемоглобин эритроцитов состоит из а) гема и б) растворимого в воде белка глобина.

Производные порфиринов, содержащие ион двухвалентного железа, называются геммами.

Пиридин. За счет атома азота пиридин проявляет основные свойства. Ядро пиридина содержится в молекулах некоторых алкалоидов - никотина, витамина "РР".

Никотиновая кислота и ее амид (никотинамид) получили известность как две формы витамина РР, применяющегося в медицине для лечения пеллагры. Никотинамид является составной частью ферментных систем, ответственных за окислительно-восстановительные процессы в организме, а диэтиламид никотиновой кислоты (кордиамин) служит эффективным стимулятором ЦНС.

Наиболее известным производным пиразола является пиразолон – 5. Для этого соединения предполагается наличие таутомерного равновесия между гидрокси и оксоформами. На основании пиразолона-5 созданы известные лекарственные средства: антипирин, амидопирин, анальгин. Антипирин и амидопирин широко применяются в медицине как жаропонижающие, болеутоляющие и успокаивающие средства. Анальгин по активности превосходит амидопирин и антипирин.

Алкалоидами называются гетероциклические азотсодержащие основания растительного происхождения, обладающие выраженным физиологическим действием. Производные пиридина-никотин, тропана – кокаин, пуриновых – кофеин.

 

Билет 6

1.Электродный потенциал – это скачок потенциала, возникающий на границе раздела фаз металл-раствор в результате протекания окислительно – восстановительных реакций на межфазной границе, сопровождаемых переходом катионов металла через нее.

Окислительно-восстановительный потенциал – потенциал который возникает на границе электропроводник – раствор, содержащей сопряженную окисл-востановит пару, в результате протекания окислит-востановит реакций на межфазной границе за счет перехода через нее электронов. Для измерения электродного потенциала нужно собрать гальванический элемент, состоящий из электрода определения и электрода сравнения. Электроды сравнения: нормальный водородный, каломельный, хлорсеребряный. Электроды определения(их потенциал зависит от концентрации ионов водорода или от рН): нестандартный водородный, хингидронный, стеклянный.

Диффузный потенциал – это скачок потенциала, возникающий на границераздела фаз раствор- раствор в результате направленного перехода ионов через границу раздела с разной скоростью.

Мембранный потенциал – это скачок потенциала, возникающий на границе раздела фаз мембрана – раствор вследствие избирательной проницаемости мембраны.

Ионоселективный электрод - это электрохимическая система, разделенная на две части мембраной, избирательно чувствительной к определенному виду ионов.

Потенциометрическое титрование – это метод определения точки эквивалентности путем измерения ЭДС гальванического элемента в процессе хим реакции между определяемым ионом и подходящим титрантом.

Методом потенциометрии определяют: рН биологических жидкостей и тканей, концентрацию ионов в биожидкостях, концентрацию ферментов и субстратов в тканях, концентрацию токсичных ионов в продуктах питания и биосредах, константу ионизации слабых электролитов (нуклеиновых кислот, белков), константу нестойкости биокомплексов.

 

2.

2) Олигосахариды иначе называются сахароподобными сложными углеводами, т.к. это кристаллические вещества, легко растворимые в воде, часто обладающие сладким вкусом.

В зависимости от числа молекул моносахаридов, образующихся при их гидролизе, олигосахариды подразделяют на дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т.д.

Дисахариды – природные вещества, которые находятся в плодах, овощах и образуются при частичном гидролизе полисахаридов. Существуют также и синтетические методы их получения.

В клетках и биологических жидкостях дисахариды находятся как в свободном виде, так и в составе смешанных углевод-белковых комплексов.

Все дисахариды строятся как гликозиды, т.е. молекула воды выделяется при взаимодействии двух ОН-групп молекул моносахаридов с обязательным участием полуацетального (гликозидного) гидроксила.

По строению и по химическим свойствам дисахариды делят на два типа.

Соединения первого типа – это дисахариды, образующиеся за счет выделения воды из полуацетального гидроксила одной молекулы моносахарида и одного из спиртовых гидроксилов другой.

Эти сахариды имеют один полуацетальный гидроксил. По свойствам они аналогичны моносахаридам, в частности, они могут восстанавливать такие окислители, как оксиды серебра и меди, и поэтому их называют восстанавливающими дисахаридами. Дисахарид восстанавливающего типа рассматривают как моносахарид, в котором один спиртовой атом водорода замещен гликозильным остатком.

Соединения второго типа образуются так, что вода выделяется за счет полуацетальных гидроксилов обоих моносахаридов. В дисахаридах этого типа нет полуацетального гидроксила, и они называются невосстанавливающими дисахаридами.

Благодаря наличию в молекулах дисахаридов этого типа полуацетального гидроксила они так же, как моносахариды, способны к таутомерным превращениям. Это проявляется в мутаротации растворов (изменение оптической активности, т.е. угла вращения плоскости поляризации света, с течением времени).

Важнейшие из восстанавливающих дисахаридов – мальтоза и лактоза.

Мальтоза (солодовый сахар) представляет собой замещеннуюD-глюкозу, содержащую в положении 4 остаток a,D-глюкопиранозы, и поэтому мальтоза называется 4-(a,D-глюкопиранозил)-D-глюкозой. Для мальтозы возможны циклические (a, b) и открытая (оксикарбонильная) таутомерные формы.

Мальтоза (солодовый сахар) широко распространена в растительных и животных организмах. В промышленности её получают неполным гидролизом крахмала ферментами, содержащимися в солоде, т.е. в проросших зернах злаков. Мальтоза выделена в кристаллическом состоянии, она хорошо растворима в воде, сбраживается дрожжами. В результате гидролиза мальтоза расщепляется на две молекулы глюкозы.

Лактоза (молочный сахар) представляет собой замещенную D-глюкозу, содержащую в положении 4 остаток b,D-галактопиранозы, а именно 4-(b,D-галактопиранозил)-D-глюкозу, содержит b-гликозидную связь. При гидролизе лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу.

Лактозу получают из молока: в коровьем молоке содержится до 5% лактозы, женское молоко содержит до 8,5% лактозы. В женском молоке лактоза связана с сиаловой кислотой, которая подавляет рост кишечных болезнетворных бактерий. С этим связаны целебные свойства грудного молока.

Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Названия возникли в связи с её получением либо из сахарной свеклы, либо из сахарного тростника. Тростниковый сахар был известен за много столетий до нашей эры. Лишь в середине XVIII века этот дисахарид был обнаружен в сахарной свекле и только в начале XIX века он был получен в производственных условиях. Сахароза очень распространена в растительном мире. Листья и семена всегда содержат небольшие количества сахарозы. Она содержится также в плодах (абрикосах, персиках, грушах, ананасах). Её много в кленовом и пальмовом соках, кукурузе. Это наиболее известный и широко применяемый сахар.

В состав сахарозы входят разные молекулы моносахаридов:

1. a,D-глюкопираноза,

2. b,D-фруктофураноза;

тип связи 1,2-гликозидная

Оба моносахарида присутствуют в построении молекул сахарозы своими полуацетальными гидроксилами, т.е. у нее нет свободного полуацетального гидроксила.

Будучи по своему строению гликозидами, дисахариды в присутствии кислот или ферментов легко гидролизуются с образование двух молекул моносахаридов.

Полисахариды - это высокомолекулярные углеводы, по химической природе относящиеся к полигликозидам, т.е. продуктам поликонденсации моносахаридов, связанные между собой гликозидными связями.

По составу полисахариды делят на

1. гомополисахариды - биополимеры, образованные из остатков одного моносахарида;

2. гетерополисахариды, образованные из остатков разных моносахаридов.

Все они имеют общее название: гликаны.

Гомополисахариды.

К биологически важным относятся крахмал, гликоген, клетчатка, состоящая из остатков глюкозы.

Крахмал - это смесь двух полисахаридов: амилозы и амилопектина в соотношении 10-20% к 80-90%.

Макромолекула амилозы свёрнута в спираль, во внутренний канал которой могут проникать молекулы небольших размеров, образуя комплексы, которые называются «соединения включения». Например, комплекс амилазы с йодом имеет синее окрашивание.

Амилопектин - это гомополисахарид разветвлённой структуры, в составе которого линейная цепь a-D-глюкопиранозных остатков построена за счёт a(1®4) гликозидных связей, а элементы разветвления формируются за счёт a(1®6)гликозидных связей.

Свойства крахмала.

Крахмал - это белое аморфное вещество, синтезируемое в растениях в процессе фотосинтеза и запасающееся в клубнях и семенах. Биохимическое превращение сводится к его гидролизу. Гидролиз в живом организме начинается в ротовой полости под действием a-амилазы слюны, где крахмал расщепляется до декстринов. Гидролиз продолжается в тонкой кишке под действием a-амилазы поджелудочной железы и заканчивается образованием молекул глюкозы.

Качественным реактивом на крахмал и продукты гидролиза является раствор йода. С крахмалом он образует комплекс тёмно-синего цвета. С декстринами - от фиолетового до красно-бурого цвета. Мальтоза и глюкоза раствором йода не окрашиваются.

Гликоген или животный крахмал.

Гликоген является структурным и функциональным аналогом крахмала. Он содержится во всех животных тканях, особенно много в печени (до 20%) и мышцах (до 4%).

С раствором йода гликоген даёт окрашивание от винно-красного до бурого цвета.

Клетчатка или целлюлоза.

Клетчатка - это структурныйгомополисахарид растительного происхождения, являющийся основой опорных тканей растений. Структурной единицей клетчатки является b,D-глюкопираноза, звенья которой связаны b(1®4) гликозидными связями. Из сложных углеводов только клетчатка не расщепляется в тонком кишечнике из-за отсутствия некоторых ферментов; в толстом кишечнике она частично гидролизуется под действием ферментов микроорганизмов. В процессе пищеварения клетчатка выполняет роль балластного вещества, улучшая перистальтику кишечника.

Гетерополисахариды.

Гиалуроновая кислота.

Она является полисахаридом соединительной ткани. Её макромолекула строится из остатков дисахаридов, соединённых b(1®4) гликозидными связями.

барьерная функция, обеспечивающая непроницаемость соединительной ткани для болезнетворных бактерий. В комплексе с полипептидами гиалуроновая кислота входит в состав стекловидного тела глаза, суставной жидкости, хрящевой ткани.

 

Билет 7

1 вопрос.

Биогенные элементы – это элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности клеток организма в целом. Биогенные элементы - химические элементы, играющие существенную роль в составе живых организмов: О, Н, Са, Mg, С, Na, Fe. Из этих элементов кислород составляет 70% массы организмов, углерод - 18, а водород - 10%. Биогенным является весь кислород атмосферы. Р, Са, К, S, С, N обладают меньшей миграционной способностью, чем остальные, входящие в организмы элементы.

*биогенные s элементы располагаются в 1А и 2А группах переодической системы Менделеева. Содержат на внешней оболочке атома:

-по одному s электрону (Н),(Na) (K) 1А группа ПС

-или по два s электрона (Mg) (Ca) 2А группа ПС

Натрий и калий: ионы натрия и калия распределены по всему организму человека, причем ионы натрия входят преимущественно в состав межклеточных жидкостей, ионы Хлорид натрия (NaCl) - раствор хлорида натрия (0,9% - физиологический раствор) применяется для внутривенных вливаний при больших кровопотерях.
Сульфат натрия – Na2SO4 ∙ 10H2O (глауберова соль) – бесцветные прозрачные кристаллы горьковато – соленого вкуса. В медицине эта соль применяется как слабительное средство и как противоядие при отравлении солями бария и свинца, с которыми дает нерастворимые осадки BaSO4 и РвSO4:
Ацетат калияСН3СООК – кристаллический порошок белого цвета, легко расплывается на воздухе, является мочегонным средством, хорошо действует при сердечных и почечных отеках.
*биогенные р элементы располагаются в главных подгруппах 3-7 групп периодической системы (3А-7А)

-содержат на внешней оболочке атома от 1 до 6 электронов

-валентными являются не только р электроны, но и s-электроны внешнего уровня

-сумма числа валентных электронов (от ns² np¹ до ns² np⁵)соответствует номеру группы и высшей степени окисления.

(С) 2р² (Si) 3p² 4А группа ПС

(N) 2p³ (P)3p³ 5А группа ПС

(О)2р⁴ (S)3p⁴ 6Агруппа ПС

Основной (фактически единственной) функцией кислорода является его участие как окислителя в окислительно-восстановительных реакциях в организме. Благодаря наличию кислорода, организмы всех животных способны утилизировать (фактически «сжигать») различные вещества (углеводы, жиры, белки) с извлечением определенной энергии «сгорания» для собственных нужд. В покое организм взрослого человека потребляет 1,8-2,4 г кислорода в минуту.

Озонотерапия — это метод, который оказывает влияние на перенос кислорода в ткани при помощи озона.   Применение кислорода весьма многообразно. Его применяю для интенсификации химических процессовво многих производствах (например, в производстве серной и азотной кислот.) Кислород используют в медицине при затрудненном дыхании.

Бактерицидное действие озона связано с его высоким окислительным потенциалом и легкостью его диффузии через клеточные оболочки микробов. Он окисляет органические вещества микробной клетки и приводит ее к гибели

Перекись водорода - бесцветная вязкая жидкость с металлическим привкусом. С водой смешивается в любых соотношениях. Пергидроль - 30% перекись водорода, из нее готовят 3 и 6% рабочие растворы. Водные растворы бесцветны, лишены запаха и не оказывают токсического действия на животных в концентрациях до 3% включительно.

Бактерицидные свойства йода (J2) широко используют в пищевой санитарии для обработки поверхности производственных емкостей, оборудования и тары. Йод плохо растворяется в воде (0,03% при 293 К), но хорошо растворяется в растворе йодида калия (KJ), а также спирте, эфире и других органических растворителях. Растворы йода обладают сильным бактерицидным и спороцидным действием

Фторид (Fluoride) – это ион фтора. Все органические и неорганические соединения, содержащие фтор – это и есть фториды, речь о которых пойдет в этой статье. Фтор – это газ, и в природе он находится чаще всего в соединениях с другими веществами, например как фтористый кальций (CaF)или фтористый натрий (NaF). Фторид может доставить серьезные проблемы здоровью даже при употреблении в малых дозах, которые имеются в зубной пасте или фторированной воде.Флюороз – хроническая интоксикация фтором. Бывает двух видов: зубной и скелетный, выражается в страшных симптомах.

Среди многих химических элементов, которые слагают разнообразные горные породы и минералы, входят в состав морских и пресных вод, содержатся в тканях животных и клетках растений, важное место занимают фтор, хлор, бром и йод. Представители одного химического "семейства" - галогенов,- эти четыре элемента активно взаимодействуют с различными металлами, образуя соли (отсюда возникло их название "галогены" - рождающие соли), бурно реагируют с водородом, вступают в реакцию с углеродом, кремнием и другими металлоидами. Распыленные в земной коре в ничтожных количествах, они, тем не менее, играют огромную роль в развитии живой природы. Неизмеримо велика роль галогенов и в современной технике. Нет почти ни одной отрасли промышленности, в которой не применялись бы те или иные соединения этих элементов. Нужны они в химическом, пищевом, металлургическом, холодильном, стекольном, текстильном, красильном, фармацевтическом, бумажном производствах и т. д.

*Биогенные d элементы

Располагаются в побочных подгруппах 1- 8 групп, в больших периодах между sи pэлементами

Заполняют орбиталипредвнешнегоd слоя

На внешнем слое находится 1-2 s электрона.

(Cr)3d⁵4s¹ (Co)3d⁷4s² (Mo)4d⁵5s¹

(Fe)3d⁶4s² (Cu)3d¹⁰4s¹

(Mn)3d⁵4s² (Zn)3d¹⁰4s²

Биологическое значение:

Хром- микроэлемент (содержание в организме 10̄⁵ -10̄⁴%)

Топография: Металический хром нетоксичен. Соединения Cr(3) и Cr(5)токсичны,опасны для здоровья

Биологическая роль хрома:

*участвуют в обмене углеводов(усиливает активность инсулина)

*участвуют в обмене белков(входит в активный центр фермента трепсина)

Недостаток вызывает:повышение содержания сахара в крови и моче, повышение холестерина в моче, увеличение атеросклеротических бляшек в аорте, нарушение центральной нервной системы, задержку роста, снижение числа сперматозоидов и их оплодотворяющей способности.

Соединения хрома (6)вызывают:общую интоксикацию организма, повреждение клетки печени и почек,развитие злокачественных образований.

Марганец относится к эссенциальным (жизненно важным) микроэлементам.
Его содержание в организме взрослого человека составляет 12-20 мг.
Наибольшие концентрации марганца наблюдают в головном мозге, печени, почка, поджелудочной железе.Биологическая роль марганца

o активирует или входит в состав многих ферментов

o является катализатором некоторых реакций в организме человека

o участвует в синтезе белка, нуклеиновых кислот, нейромедиаторов

o участвует в обмене инсулина, гормонов щитовидной железы

 

Железо необходимо для нормального кроветворения и тканевого дыхания:

а) данный микроэлемент входит в состав гемоглобина эритроцитов, доставляющего кислород к органам и тканям;

б) входит в состав миоглобина мышц, обеспечивающего тканевое дыхание мускулатуры Человека;

в) является составной частью ферментов, участвующих в дыхательных процессах.