Номенклатура. Изомерия

Лекция

Оксиоксосоединения.

К оксиоксосоединениям относятся УВ, содеражцие одновременно –ОН и –С=О группы:

 

 оксиальдегид     оксикетон

 

По взаимному расположению этих групп они делятся на α -, β-,γ -, δ-оксиальдегиды и оксикетоны.

 

      

 

По количеству –ОН групп - на моно - и полиоксиоксосоединения. Простейшие:

 

 глицериновый альдегид    диоксиацетон

 салициловый альдегид   

 

Методы получения

Обычными методами из соединений, которые уже имеют-ОН или-С=О.

1) Окисление многоатомных спиртов (гликолей, глицеринов):

 

з

общий метод для оксиоксосоединений

 

2) Восстановление дикарбонильных соединений:

 

 

3) Гидролиз α-галогенкарбонильных соединений:

 

 

4) Из неенолизующих альдегидов (типа бензоиновой конденсации), (Ю.Либих, Ф.Воолер, 1834р.):

 

 

5) Ацилоиновая конденсация – мелкоизмельченный  Na в инертной атмосфере:

 

 

Механизм:

 

Этим методом получают циклические оксиоксосоединения:

 

 

Альдольная конденсация:

 

 

Физические свойства

 

Бесцветные жидкости или желтоватые с приятным запахом. Бензоины -кристаллические вещества. –ОН кислотность > R-ОН кислотность.

 

Химические свойства

1. Реакции восстановления-окисления:

 

 

[O] – J₂/H₂O, Br₂/H₂O, Ag(NH₃)₂OH;

[H] – LiAlH₄, H₂/Ni.

 

2. Кето-енольная таутомерия (действие щелочи):

 

3. Образование циклических полуацеталей:

α-межмолекулярные

 

2,5-диокси-1,4-диоксан

 

 

γ-(δ-)-внутримолекулярные

 

2-окситетрагидрофуран

 

4. Реакция Реймера-Тимана:

 

 

Механизм:

 

5. Ацилирование (по –ОН группе):

 

 

6 Реакция с фенилгидразином (по –С=О группе):

 

Углеводы

Углеводы – группа природных веществ, обладающая свойствами,  близкими к оксиоксосоединениям.

Сn(Н₂О)n, С₆Н₁₂О₆; С₁₂Н₂₂О₁₁.

Углеводы– 80% сухого остатка растений и 20% животных. Углеводы синтезируются растениями из неорганических соединений (СО₂ та Н₂О).

Класс органических соединений получил название "Углеводы" потому, что в молекулярной формуле многих из них C_n(H₂O)_n соотношение атомов водорода и кислорода такое же, как в молекуле воды. В живых организмах углеводы выполняют роль источника энергии для жизнедеятельности, строительного материала растений (клетчатка), входят в состав молекул генетического аппарата нуклеиновых кислот.

 

 

Классификация

Углеводы

 

                         Моносахариды                  Полисахариды

 

                                              Сахароподобные              Несахароподобные

                                              (олигосахариды)                (полисахариды)

 

Моно- и олигосахариды хорошо растворяются в воде.

Полисахариды (несахароподобные) имеют большую М.м., поэтому, если растворяются в воде, то образуют лишь коллоидные растворы.

 

Моносахариды

Классификация

 

По количеству атомов С в молекуле и наличии  –С=О и –СН=О групп углеводы делят на:

 

С₄Н₈О₄

(тетрозы)         альдозы                               кетозы

                

 

С₅Н₁₀О₅

(пентозы)

                

С₆Н₁₂О₆

(гексозы)

         

 

гептозы, октозы и т.д.

 

Моносахариды – это полиоксиальдегиды или полиоксикетоны.

 

Номенклатура. Изомерия

 

Низшие углеводы называются сахарами, соединения сложной структуры – сахаридами. По правилам номенклатуры название углеводов оканчивается частицей "-оза". В классе углеводов широко применяются тривиальные названия: рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, целлюлоза, крахмал и т.д.

Молекулы моносахаридов оптически активны (хиральные), имеют по несколько С^*. 2ⁿ – количество оптических изомеров (стереомеров). Направление вращения плоскости поляризации света  обозначают знаками – «+» или «–»; буквами D- или L- обозначают принадлежность данного моносахарида к D - или L-ряду, сравнивая расположение заместителей у последнего асимметричного атома С с глицериновым альдегидом (глицероза):

 

21=2   22=4   23=8   24=16

 

Каждое вещество в этом ряду, начиная с глицеринового альдегида (глицероза), при введении еще одного С, присоединением НСN, может дать два оптических изомера (диастереомера):

 

Продолжение следует