2015-10-22
2193
ЦЕЛЬ: Изучить строение, химические свойства гетерофункциональных соединений: аминоспиртов, гидроксикислот, аминокислот, оксокислот, которые проявляют выраженное биологическое действие и являются предшественниками биосинтеза ряда физиологически значимых соединений.
ЗНАТЬ:
1. Классификация и важнейшие представители природных соединений, включающих две и более характеристических групп (аминоспирты, катехоламины, гидрокси-, оксо- и аминокислоты).
2. Классифиция амино- оксо- и гидроксикислот в зависимости от взаимного расположения характеристических групп (a-, b-, g-, d- производные). Биологическое значение амино- оксо- и гидроксикислот.
3. Пути биосинтеза некоторых биоорганических соединений: этаноламина (коламина), холина, ацетилхолина, катехоламинов (дофамина, адреналина, норадреналина).
4. Описание центров основности, кислотности у амино- гидрокси-, и оксокислот.
5. Кето-енольная таутомерия (обратимая миграция атома водорода) у пировиноградной, ацетоуксусной кислоты, ацетилКоА.
6. Образование внутренней соли (бетаиновой структуры) у аминокислот.
7. Пространственное строение биоорганических соединений. Основы стереоизомерии амино- и гидроксикислот..
8. Общие и специфические свойства гетерофункциональных соединений.
9. Структура и применение в медицине функциональных производных п-аминофенола, п-аминобензойной кислоты, салициловой и п-аминосалициловой кислот, сульфаниловой кислоты.
УМЕТЬ:
1. Приводить схемы специфических реакций:
- образования лактидов и дикетопиперазинов для a-гидрокси- и a-аминокислот соответственно;
- элиминирования для b-гидрокси- и b-аминокислот;
- образования лактонов и лактамов для g-гидрокси- и g-аминокислот соответственно.
2. Представлять схему синтеза ацетилхолина, адреналина на основе коламина и фенилаланина соответственно.
3. Определять кислотно-основные центры в гетерофункциональных соединениях.
4. Приводить реакции алкилирования, ацилирования, окислительного гидроксилирования, декарбоксилирования с участием гетерофункциональных соединений.
5. Показывать кето-енольную таутомерию на примере пировиноградной, ацетоуксусной кислоты, ацетилКоА.
6. Осуществлять схемы синтеза синтетических лекарственных препаратов на основе производных бензола.
ВЛАДЕТЬ: навыкамипроведения специфических реакций с участиемгетерофункциональных соединений.
Обучающие упражнения
Задание 1 Приведите формулы и систематические названия простейших гидрокси- и аминокислот.
Ответ: Старшей является карбокси-группа, которая определяет нумерацию углеводородной цепи. Младшие группы (гидрокси- и амино-) обозначаются префиксами, перед которыми ставится цифра, обозначающая их положение в цепи. Получаем:
Гликолевая (2-гидроксиэтановая к-та) Молочная (2-гидроксипропановая к-та)
Глицин (2-амино-этановая кислота) α-аланин (2-аминопропановая к-та)
Задание 2. Привести формулы систематические названия этаноламина (коламина) (I) и холина (II). Этаноламин и холин входят в структуру и определяют названия фосфолипидов (фосфатидилэтаноламина и фосфатидилхолина).являются предшественниками биосинтеза нейромедиатора - ацетилхолина.
Ответ: Старшей характеристической группой является гидрокси-группа, она определяет нумерацию углеродных атомов в соединении, для ее обозначения используется суффикс –ол. Для обозначения младшей группы используется префикс - амино-, группа называется первой (по алфавиту) с цифрой 2, указывающей ее положение в цепи. Получаем: 2-амино-этанол.
У холина в отличие от этаноламина амино-группа проалкилирована и замещена тремя метильными группами. В этом случае замещенная группа находится в виде соли аммония (является катионом) и обозначается как N,N,N-триметиламино.
(I) 2-аминоэтанол (II) N,N,N-триметиламиноэтанол
Задание 3. Привести реакции гликолевой кислоты со спиртом и аммиаком.
Ответ: Взаимодействие происходит как по амино, так и по карбоксильной группе с образованием замещенного сложного эфира и амида.
Этиловый эфир 2-этоксиэтановой к-ты
Амид 2-аминоэтановой к-ты
Задание 4 Привести реакцию ацилирования гликолевой кислоты.
Ответ. Ацилирование может быть проведено с использованием уксусного ангидрида или хлористого ацетила по схеме:
В условиях организма ацилирование осуществляется с помощью ацетилкоэнзима А или ацетилдифосфата
Задание 5. Приведите реакцию дегидратации яблочной кислоты, приводящую к образованию в организме фумаровой кислоты.
Ответ:
З адание 6. Написать схему синтеза ацетилхолина согласно схеме:
Ответ: Расшифровка цепочки превращений, приводящей к образованию ацетилхолина, приведена ниже. Продукт А- эпоксиэтан, В-этаноламин, С-холин, D- ацетилхолин. Ацетилхолин участвует в проведении нервных импульсов, определяет когнитивные способности организма (способность к обучению, запоминанию).
Задание 7. Приведите последовательность биохимических превращений, приводящих к биосинтезу ацетилхолина.
| S-аденозилметионин |
| -СO2 |
Ответ:
| S-аденозилметионин |
Серин- незаменимая аминокислота.
Этаноламин (коламин) - один из важнейших аминоспиртов - входит в структуру фосфолипидов, лекарственных средств.
Холин - витаминоподобное вещество, регулирующее жировой обмен.
Ацетилхолин - нейромедиатор, участвует в передаче нервного импульса, определяет когнитивные способности организма.
Задание 8. Написать реакции внутри- и межмолекулярной конденсации a, b и g аминокислот.
Ответ:
а) a-аминокислоты при нагревании претерпевают межмолекулярную дегидратацию, при этом от двух молекул кислоты отщепляются две молекулы воды:
дикетопиперазин
б) b-аминокислоты при нагревании отщепляют аммиак с образованием непредельных кислот:
β-аминомасляная кислота кротоновая кислота
в) g - аминокислоты претерпевают внутримолекулярную дегидратацию:
γ-аминомасляная кислота бутиролактон или пирралидон-2
