Свойства биоорганических соединений»

Теория Бренстеда-Лоури позволяет рассматривать большинство биоорганических соединений с позиций кислотно-основных свойств. В первую очередь, это касается полимеров белков, аминокислот, азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, биоактивных карбоновых кислот и их гетерофункциональных производных гидрокси – и оксокислот. Все вышеуказанные соединения изменяют внутреннюю среду организма, поэтому кровь, лимфа, слюна, моча и другие внеклеточные и внутриклеточные жидкости обладают буферной емкостью как в отношении кислот, так и оснований. В норме рН крови может изменяться в пределах 7,4 ± 0, 05. Накопление в составе крови 2-гидроксипропановой кислоты(молочной кислоты, лактата) сопровождается снижением значения рН – развивается ацидоз(его называют в медицине как «лактацидоз»). При заболеваниях печени возможно нарушение синтеза мочевины из аммиака, в крови накапливается аммиак, рН крови смещается в щелочную сторону, возникает алкалоз(алкали – араб- щелочь). Для обозначения увеличения содержания аммиака в крови в клинике используют термин «аммониемия, или «гипераммониемия».

Для проверки усвоения темы рекомендуем выполнить задания:

1.

Сравните основность атомов азота в молекуле гистамина и запишите реакцию взаимодействия самого сильного основного центра с хлороводородной кислотой.

2. Составьте диаграммы распределения электронной плотности и сравните кислотность

двух природных соединений: 2-аминоэтанола-1(коламина) и 2-аминоэтантиола-1 (меркамина).

Коламин входит в состав сложных липидов- фосфолипидов, в частности, кефалина. Меркамин использовался как лекарство -противолучевое средство-радиопротектор. Оба вещества образуются в клетках человека. Какое из этих соединений образует соль при взаимодействии с гидроксидом калия?

НО - СН ₂– СН₂ - NН ₂ НS- СН₂ –СН₂- N Н₂

коламин меркамин

3. Составьте диаграммы распределения электронной плотности и сравните кислотность двух природных соединений: коламина и холина. Холин в нейронах превращается в ацетилхолин и является медиатором парасимпатической нервной системы и встречается в некоторых отделах симпатической нервной системы. Какое из этих двух соединений образует соль при взаимодействии с кислотой? Объясните наличие положительного заряда на атоме азота в холине.

+

НО - СН ₂– СН₂ - NН ₂ НО - СН ₂– СН₂ – N(СН ₃) ₃

коламин холин

4. Сравните основные свойства метиламина и аммиака; пиридина и анилина. Напишите реакции образования хлороводородных солей аммиака, метиламина. анилина и пиридина.

5. Сравните кислотные свойства этанола и фенола. Объясните причину отличия кислотных свойств.

6. 2, 4, 6- тринитрофенол (пикриновая кислота) образует соли с аминами и аминокислотами. Используется в анализе аминокислот.. Значение рК_а равно 1, 02. Можно ли сделать вывод, что нитрогруппы обладают сильным акцепторным

действием?

7. Посмотрите в таблице значение рК_а бензойной кислоты.

Кислотные свойства 4- замещенных бензойной кислоты зависят от природы заместителя. Значение рК_а 4-гидроксибензойной кислоты равно 4, 58, а 4-метилбензойной кислоты 4,34. Каким эффектом обладают эти две группы: донорным или акцепторным? Какая из двух групп оказывает большее влияние?

Информация

В таблице приведены значения величин рК_а и рК_в, которые помогут подтвердить основные положения о влиянии заместителей на кислотно-основные свойства. Эта таблица нужна также при изучении последующих тем.