Ключевые слова к теме
Исходный уровень знаний для усвоения темы
Содержание лекции
ИЗОМЕРИЯ БИООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ЛЕКЦИЯ 3
3.1. Виды изомерии
3.2. Структурная изомерия
3.2.1. Изомерия скелета
3.2.2. Изомерия положения
3.3. Динамическая изомерия
3.3.1. Кето-енольная таутомерия
3.3.2 Лактим-лактамная таутомерия
3.4. Пространственная изомерия
3.4.1. Геометрическая изомерия
3.4.2. Оптическая(зеркальная) изомерия
3.4.3. Пространственное строении шестичленных циклов
3.4.4. медико-биологическое значение стереоизомерии
3.5. Приложение. Немного истории
Положение теории Бутлерова о взаимосвязи порядка соединения атомов и свойств органического соединения, понятие «изомерия», «изомеры», виды изомерии, тетрагональный (тетраэдрический) и тригональный атомы углерода, пространственная ориентация орбиталей атома углерода в состоянии гибридизации С sp3 и С sp2, плоско-поляризованный луч света.
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
|
|
3.1. Виды изомерии
Изомерия - явление, заключающееся в существовании нескольких соединений одинакового состава С х Н y Оz N p , но отличающихся по своим физическим и химическим свойствам (isos – греч - равный, одинаковый, подобный).
Такие вещества называются изомерами. Изомерия является одной из причин существования множества органических соединений.
Известны 2 основных вида изомерии: структурная и пространственная.
3.2. Структурная изомерия.
Можно выделить 2 вида структурной изомерии: статическую и динамическую
Различают несколько видов структурной изомерии статического характера (термин статическая означает, что превращение в другую изомерную форму возможно только в процессе химической реакции изомеризации)
3.2.1. Изомерия скелета
1. Вещества разных классов образуются за счет изменения порядка соединения атомов
С2 Н 5 N О2
СН3 – СН2 – NО2 нитроэтан
NH2 – CH2 – COОН аминоуксусная кислота
С2 Н6 О
СН3 О СН3 диметиловый эфир
С2 Н5 О Н этанол
2. Возможна изомерия скелета веществ одного класса (алканы, алкены- линейные, разветвленные, циклоалканы- изомеры отличаются размером цикла)
Изомерия цепи алканов начинается с бутана, а алкенов – с бутена.
Алкан состава С 13 Н28 имеет 802 изомера.
. В химических процессах in vitro превращение линейных алканов в нелинейные под действием высокой температуре и специфических катализаторов используется в производстве высококачественного бензина.
|
|
Изомеризация углеродного скелета и превращение нелинейного соединения в линейное
возможно в весьма ограниченном круге биохимических реакций, в которых
обязательно участвует витамин В 12.
Важным биохимическим превращением является реакция изомеризации активной
формы (тиоэфира) метилмалоновой кислоты в активную форму сукцинилКоА
(тиоэфир янтарной кислоты). - макроэргическое соединение)
СН 3 — СН –СООН
| —> НООС-СН2 –СН2 -СО SKoA
СО SKoA
МетилмалонилКоэнзим А сукцинилКоэнзим А
3.2.2. Изомерия положения:
- функциональных групп,
- двойной связи.
Этот вид изомерии важен для понимания свойств биоорганических соединений, создания лекарственных препаратов, которые могут выполнять роль синергистов или антагонистов по отношению к природным соединениям.
Синергисты - действуют в одном направлении(например, возмещают недостаток природного биологически активного соединения), активируют биологические процессы.
Антагонисты (или антиметаболиты) – действуют в противоположном направлении, тормозят биологические процессы.
Например, в составе белка находятся только те природные аминокислот, у которых аминогруппа находится в положении -2 (так называемое α -положение).
а - положение
СН3 - СН - COOH СН 2 - СН 2- COOH
| |
NH2 NH2
2-аминопропановая кислота 3-аминопропановая кислота
входит в состав белка не входит в состав белка
(аланин) (ß -аланин)
Природная ненасыщенная олеиновая кислота С 17 Н 35 СООН содержит двойную связь между атомами 9,10. Ее изомеры, отличающиеся расположением двойной связи, не образуются в природных условиях, in vivo.
3.3. Динамическая изомерия.
Ах, все равно»- быстро сказала Алиса-
«Только, знаете, так неприятно
все время меняться»
Л. Кэрролл. «Алиса в стране чудес»
Примером динамической изомерии является таутомерия.