1 Лекция 3 -II Карбоновые кислоты и их

Скачать презентацию 1 Лекция 3 -II Карбоновые кислоты и их Скачать презентацию 1 Лекция 3 -II Карбоновые кислоты и их

3.2._karbonovye_k-ty.ppt

  • Размер: 6.8 Мб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 106

Описание презентации 1 Лекция 3 -II Карбоновые кислоты и их по слайдам

1 Лекция 3 -II Карбоновые кислоты и их функциональные производные. Хроматографические методы исследования Кафедра1 Лекция 3 -II Карбоновые кислоты и их функциональные производные. Хроматографические методы исследования Кафедра общей и медицинской химии

2 Карбоновые кислоты  – органические соединения, содержащие СООН- карбоксильную группу. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА2 Карбоновые кислоты – органические соединения, содержащие СООН- карбоксильную группу. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ. классификация карбоновых кислот: а) по строению углеводородного радикала: — предельные (уксусная, стеариновая) — непредельные (акриловая, олеиновая, линолевая) — ароматические (бензойная, фенилуксусная) — гетероциклические (никотиновая) — алициклические б) по числу карбоксильных групп: — монокарбоновые (муравьиная) — дикарбоновые (щавелевая) — поликарбоновые (аконитовая)

3 Формула Номенклатура Кислота Соль и эфир Ацил ( RCO) HCOOH Т ривиальная муравьиная3 Формула Номенклатура Кислота Соль и эфир Ацил ( RCO) HCOOH Т ривиальная муравьиная кислота форми ат форм ил Систематическая заместительная ИЮПАК метановая метан оат метан оил CH 3 COOH Тривиальная уксусная кислота ацет ат ацет ил ИЮПАК этановая этан оат этан о ил CH 3 CH 2 COOH Тривиальная пропионовая пропион ат пропион ил ИЮПАК пропановая пропан оат пропан оил. Предельные монокарбоновые кислоты

4 CH 3 (CH 2 ) 2 COOH Тривиальная масляная бутир ат бутир ил4 CH 3 (CH 2 ) 2 COOH Тривиальная масляная бутир ат бутир ил ИЮПАК бутановая бутан оат бутан оил CH 3 (CH 2 ) 3 COOH Тривиальная валериановая валер ат валер ил ИЮПАК пентановая пентан оат пентан оил CH 3 (CH 2 ) 4 COOH Тривиальная капроновая капрон ат капрон ил ИЮПАК гексановая гексан оат гексан оил. Предельные монокарбоновые кислоты

Высшие предельные карбоновые кислоты C 15 H 31 COOH  CH 3 (CH 2Высшие предельные карбоновые кислоты C 15 H 31 COOH CH 3 (CH 2 )14 COOH 1. Тривиальная номенклатура — пальмитиновая , соли- пальмитаты , ацил- пальмитоил 2. Систематическая заместительная номенклатура- ИЮПАК — гексадекановая

C 17 H 35 COOH  CH 3 (CH 2 )16 COOH 1. ТривиальнаяC 17 H 35 COOH CH 3 (CH 2 )16 COOH 1. Тривиальная номенклатура — стеариновая , соли- стеараты , ацил -стеароил 2. Систематическая заместительная н-ра ИЮПАК- октадекановая 6 Высшие предельные карбоновые кислоты

7 Формула Номенклатура Кислота Соль и эфир Ацил ( RCO) HOOC – COOH Тривиальная7 Формула Номенклатура Кислота Соль и эфир Ацил ( RCO) HOOC – COOH Тривиальная щавелевая оксалат оксалил Систематическая заместительная ИЮПАК этандиовая HOOC – CH 2 – COOH Тривиальная малоновая малонат малонил ИЮПАК пропандиовая HOOC – (CH 2 ) 2 –COOH Тривиальная янтарная сукцинат сукцинил ИЮПАК бутандиовая HOOC – (CH 2 ) 3 –COOH Тривиальная глутаровая глутарат глутарил ИЮПАК пентандиовая HOOC – (CH 2 ) 4 –COOH Тривиальная адипиновая адипинат адипинил ИЮПАК гександиовая 7 Предельные дикарбоновые кислоты

8 Формула Номенклатура Кислота Соль и эфир Ацил ( RCO) CH 2 = CH8 Формула Номенклатура Кислота Соль и эфир Ацил ( RCO) CH 2 = CH – COOH Тривиальная акриловая акрилат акрилил Систематическая заместительная ИЮПАК пропеновая пропеноат пропеноил CH 2 = CH –CH 2 — COOH Тривиальная винилуксусная винилацетат винилацетил ИЮПАК бутен-3 -овая CH 3 — CH = CH- COOH Тривиальная кротоновая кротонат кротонил ИЮПАК Транс — бутен-3 -овая CH 3 — CH = CH- COOH Тривиальная изокротоновая изокротонат изокротонил ИЮПАК Цис- бутен-3 -овая СН 2 =С(СН 3 )СООН Тривиальная метакриловая метакрилат метакрилил ИЮПАК 2 метилпропеновая 8 Непредельные монокарбоновые кислоты

Высшие непредельные монокарбоновые кислоты С 17 Н 33 СООН – олеиновая, соли- олеаты ,Высшие непредельные монокарбоновые кислоты С 17 Н 33 СООН – олеиновая, соли- олеаты , ацил — олеоил 99 С 17 Н 31 СООН – линолевая (две двойные связи у 9, 12 атомов С, (Двойная связь у 9 атома С, цис-кислота)

10 Высшие непредельные монокарбоновые кислоты С 17 Н 29 СООН – линоленовая  (три10 Высшие непредельные монокарбоновые кислоты С 17 Н 29 СООН – линоленовая (три двойные связи у 9, 12, 15 атомов С, цис-кислота)

11 Непредельные  дикарбоновые кислоты 11 Транс- бутендиовая Цис-бутендиовая 11 Непредельные дикарбоновые кислоты 11 Транс- бутендиовая Цис-бутендиовая

12 Ароматическая монокарбоновая кислота Бензойная кислота 12 12 Ароматическая монокарбоновая кислота Бензойная кислота

13 Ароматические дикарбоновые кислоты. COOH COOH о-фталевая кислота 1, 2 -бензолдикарбоновая м-фталевая кислота 1,13 Ароматические дикарбоновые кислоты. COOH COOH о-фталевая кислота 1, 2 -бензолдикарбоновая м-фталевая кислота 1, 3 -бензолдикарбоновая п-фталевая кислота 1, 4 — — бензолдикарбоновая

14   ПРИРОДА ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ + 1+ 2 RCH 2 C O OH14 ПРИРОДА ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ + 1+ 2 RCH 2 C O OH H Nu Nu X

ГRCH 2 C O OH 15 Декарбоксилирование в карбоновых кислотах + 1+ 2 ГRCH 2 C O OH 15 Декарбоксилирование в карбоновых кислотах + 1+ 2 15 Н

Природа химической связи в муравьиной кислоте 16 Природа химической связи в муравьиной кислоте

17 Большинство химических реакций карбоновых кислот можно разделить на 4 типа: I. Реакции, связанные17 Большинство химических реакций карбоновых кислот можно разделить на 4 типа: I. Реакции, связанные с разрывом связи О-Н — кислотные свойства, образование солей. II. Реакции S N – образование сложных эфиров, амидов, ангидридов и т. д. — функциональных производных карбоновых кислот III. Реакции декарбоксилирования (потеря СО 2 ) IV. Реакции с участием R ( особенно по α -С атому )

18 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ карбоксилат - ион   -   18 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ карбоксилат — ион — Кислотные свойства Карбоновые кислоты- слабые электролиты, но обладают более высокой кислотностью , чем спирты и фенолы Причина болеее высокой кислотности-образование стабильного карбоксилат-иона: связи и заряды в нем выравнены.

19 Кислотные свойства карбоновых кислот.  1. В монокарбоновых кислотах на кислотность влияют заместители19 Кислотные свойства карбоновых кислот. 1. В монокарбоновых кислотах на кислотность влияют заместители в углеводородном радикале: ЭА – усиливают , ЭД – ослабляют кислотность.

20 C   C Cl Cl Cl O OH- I эффект трихлоруксусная кислота20 C C Cl Cl Cl O OH- I эффект трихлоруксусная кислота р. К = 0, 66 > CH 3 C O OH + I эффект уксусная кислота р. К = 4, 75 > CH 3 CCOOH CH 3 + I эффект триметилуксусная кислота р. К = 5, 03 ЭА ЭД

212.  Ароматические кислоты обладают большими кислотными  свойствами, чем алифатические из-за участия –212. Ароматические кислоты обладают большими кислотными свойствами, чем алифатические из-за участия – СООН – группы в р – сопряжении с электронами бензольного кольца. C O OH C O O-+ H+ бензоат — ионр. К= 4,

3. Дикарбоновые (двухосновные) кислоты более сильные, чем монокарбоновые из-за влияния второй СООН группы щавелевая3. Дикарбоновые (двухосновные) кислоты более сильные, чем монокарбоновые из-за влияния второй СООН группы щавелевая кислота, этандиовая 2 -ая СООН группа обладает – I эффектом, увеличивает кислотность Н в 1 -ой СООН , по сравнению с CH 3 COOH р. К= 1, 27 (р. К CH 3 COOH =4, 75)

Щавелевая кислота накапливается, когда листья стареют, в молодых листьях ее не- много Оксалатные камниЩавелевая кислота накапливается, когда листья стареют, в молодых листьях ее не- много Оксалатные камни в почках Щавелевая кислота и ее соли токсичны

малоновая кислота, пропандиовая р. К=2, 86  кислотность меньше , чем у щавелевой кислотымалоновая кислота, пропандиовая р. К=2, 86 кислотность меньше , чем у щавелевой кислоты , так как 2 СООН группы разделены Малоновая кислота участвует в синтезе барбитуратов HOOC – (CH 2 ) 2 –COOH янтарная кислота р. К=4, 21 24 Чем дальше СООН – группы друг от друга, тем меньше их взаимное влияние. HOOC – CH 2 –COOH

Янтарная кислота  оказывает мощное оздоровительное действие на организм Используется против старения кожи ПолучаетсяЯнтарная кислота оказывает мощное оздоровительное действие на организм Используется против старения кожи Получается в результате переработки натурального янтаря Содержится в небольших количествах- в сыре, кисломолочных продуктах и морепродуктах

26 C H 3 C O O HNa ( C H 3 C O26 C H 3 C O O HNa ( C H 3 C O O ) 2 C a + H 2 O + CO 2 Ca. O CH 3 COONa -H 2 O Cu(OH)2 ( C H 3 C O O ) 2 C u Na. HCO 3 -H 2 O CH 3 COONa. Образование солей КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Ледяная уксусная кислота (концентрация близка к 100) Действие уксусной кислоты на биологические ткани зависитЛедяная уксусная кислота (концентрация близка к 100%) Действие уксусной кислоты на биологические ткани зависит от ее концентрации . Опасная концентрация — свыше 30% Безводная СН 3 СООН при 15 С переходит в кристаллическое состояние, похожее на лед

28 II.  Реакции S N – образование функциональных производных При замещении группы ОН28 II. Реакции S N – образование функциональных производных При замещении группы ОН в карбоновых кислотах образуются соединения с общей формулой функциональные производные RC O X Все функциональные производные вступают в реакции S N , превращаясь друг в друга. RC O Г Галогенангидрид OR Сложный эфир OCOR Ангидрид NH 2 Амид NH-C-NH 2 || O Уреид

29 Общая схема механизма реакций нуклеофильного замещения S NR C O X + -29 Общая схема механизма реакций нуклеофильного замещения S NR C O X + — + Nu -R C Nu O — X — х —

301. Сложные эфиры.  Образование сложных эфиров – реакция этерификации! Реагент – спирты ROH301. Сложные эфиры. Образование сложных эфиров – реакция этерификации! Реагент – спирты ROH (CH 3 OH, C 2 H 5 OH и т. д. ) Условие – кислая среда, Н + , реакция обратимая. CH 3 C O OH + C 2 H 5 O H H+ **

31 М е х а н и з м  р е а к31 М е х а н и з м р е а к ц ии этерификации S NCH 3 C O + H + OH этилацетат этилэтаноат

32 Гидролиз в кислой среде протекает обратимо , в щелочной- необратимо. Причина необратимого гидролиза-32 Гидролиз в кислой среде протекает обратимо , в щелочной- необратимо. Причина необратимого гидролиза- в образовании стабильного карбоксилат-иона CH 3 C O OC 2 H 5 + H 2 O, H+ Na. OH CH 3 COONa + C 2 H 5 OH CH 3 COOH + C 2 H 5 OH

33 Механизм кислотного гидролиза. CH 3  C O OC 2 H 5 +33 Механизм кислотного гидролиза. CH 3 C O OC 2 H 5 + H + CH 3 C O OH C 2 H 5 + H 2 O CH 3 C O OH O C 2 H 5 HH — C 2 H 5 OH — H+ CH 3 C O OH

Механизм щелочного гидролиза Причина необратимости гидролиза в щелочной среде - образование стабильного карбоксилат –Механизм щелочного гидролиза Причина необратимости гидролиза в щелочной среде — образование стабильного карбоксилат – иона.

35 СЛОНЫЕ ЭФИРЫ в природе и нашей жизни Распространены в живой природе – входят35 СЛОНЫЕ ЭФИРЫ в природе и нашей жизни Распространены в живой природе – входят в состав цветов, ягод, фруктов, определяя аромат. пентилацетат – банановый этилбутират – абрикосовый бензилацетат – жасминовый этилбутаноат- ананасовый

36 Когда число атомов С в исходных карбоновой кислоте и спирте не превышает 6–36 Когда число атомов С в исходных карбоновой кислоте и спирте не превышает 6– 8, соответствующие сложные эфиры представляют собой бесцветные маслянистые жидкости, чаще всего с фруктовым запахом. Они составляют группу фруктовых эфиров. Бутилацетат- грушевый аромат Метилбутират-ябло чный Этилизовалерат-м алиновый

37 Если в образовании сложного эфира участвует ароматический спирт (содержащий ароматическое ядро), то такие37 Если в образовании сложного эфира участвует ароматический спирт (содержащий ароматическое ядро), то такие соединения обладают, как правило, цветочным запахом. Бензилацетат-жасминовый Некоторые из них вначале были выделены из растений, а позже синтезированы искусственно.

38 Многие лекарственные препараты – это сложные эфиры.      фенилсалицилат38 Многие лекарственные препараты – это сложные эфиры. фенилсалицилат салол OH C O OC 6 H

Диметилфталаты - сложные эфиры о-фталевой кислоты. спасают от клеща спасают от комаров (репелленты) 39Диметилфталаты — сложные эфиры о-фталевой кислоты. спасают от клеща спасают от комаров (репелленты)

Но фталаты – вредные составляющие косметических средств 40 Но фталаты – вредные составляющие косметических средств

41 Применение сложных эфиров 41 Применение сложных эфиров

422. Тиоэфиры. Образование тиоэфиров.  Реакции карбоновых кислот могут проходить с R – SH422. Тиоэфиры. Образование тиоэфиров. Реакции карбоновых кислот могут проходить с R – SH — тиолами, в результате чего образуются тиоэфиры. Они играют важную роль в метаболизме. CH 3 C O SKo. A CH 3 C O Он называется коферментом ацетилирования, так как участвует в переносе на спирты, амины. Наиболее важный из них ацетилкофермент АКарбоновые кислоты ацилируют Ко. А SH с образованием тиоэфиров

43 Н А П Р И М Е Р : CH 3  C43 Н А П Р И М Е Р : CH 3 C O SKo. A + R OH CH 3 C + HSKo. A OR O H O CH 2 N CH 3 OH COCH 3 — х о л и н С помощью Ко. А производится биосинтез жирных кислот, гормонов, а в некоторых микроорганизмах- антибиотиков. В организме таким образом превращается холин в ацетилхолин

443. Галогенангидриды.  Образование  галогенангидридов. 100 o C +  HCl + 443. Галогенангидриды. Образование галогенангидридов. 100 o C + HCl + SO 2 пропионилхлорид Х — галоген. Получаются при действии на карбоновые кислоты Р Cl 5 , SOCl 2 , PBr 3 –сильно полярных реагентов HCI c карбоновыми кислотами не взаимодействует!

45 Хлорангидриды или ацилхлориды простых карбоновых кислот – жидкости, часто лакриматоры (вызывают слёзы ).45 Хлорангидриды или ацилхлориды простых карбоновых кислот – жидкости, часто лакриматоры (вызывают слёзы ). Хлорангидрид уксусной кислоты

46 Свойства и значение галогенангидридов 1) ГИДРОЛИЗ  (необратим) – энергично взаимодействуют с водой46 Свойства и значение галогенангидридов 1) ГИДРОЛИЗ (необратим) – энергично взаимодействуют с водой (это необходимо учитывать при хранении реактивов ). Ацилхлориды проявляют лакриматорные свойства из-за гидролиза до HCI и карбоновой кислоты, который происходит на слизистых оболочках глаз и дыхательных путей

472) Участие в реакциях ацилирования (введение RCO )   а) в ароматическое кольцо472) Участие в реакциях ацилирования (введение RCO ) а) в ароматическое кольцо б) в амины и аминокислоты для защиты NH 2 CH 3 C + HCl O Cl NH 2 + NH C CH 3 O ацетанилид Амин превратился в амид и потерял свои основные свойства Галогенангидриды обладают самой большой ацилирующей способностью среди функциональных производных карбоновых кислот!

48 Ряд по убыванию ацилирующей способности (по реакционной способности в реакциях S N )48 Ряд по убыванию ацилирующей способности (по реакционной способности в реакциях S N ) > > >R R O C C O O R O C O R RC O OH > Максимальная ацилирующая сособность Минимальная ацилирующая способность

49

50

514.  Амиды.  Образование амидов. CH 3   CH 2  514. Амиды. Образование амидов. CH 3 CH 2 C + NH 3 CH 3 CH 2 C O OH O ONH 4 t — H 2 O CH 3 CH 2 C NH 2 O бутират аммония бутирамид 1 спо c об получения амидов — карбоновая кислота + NH 3 Сначала образуется бутират аммония (аммонийная соль). Затем при нагревании отщепляется вода 51 Н

2 способ получения амидов - ацилирование аммиака (аминирование ацилхлоридов) Масляная кислота бутирамид 52 2 способ получения амидов — ацилирование аммиака (аминирование ацилхлоридов) Масляная кислота бутирамид

53 Амиды содержат амидную группировку , которая встречается в пептидах и белках!C O N53 Амиды содержат амидную группировку , которая встречается в пептидах и белках!C O N H H За счет р — сопряжения неподеленной пары азота и π -связи в С=О групп: а) геометрия пептидной связи близка к плоской б) основные свойства азота понижены по сравнению с аминами

54 Химические свойства амидов 1)  Слабокислые свойства амид натрия ацетамид N – натрий54 Химические свойства амидов 1) Слабокислые свойства амид натрия ацетамид N – натрий ацетамид

552) Образование нитрилов. CH 3   C NH 2 O t P 2552) Образование нитрилов. CH 3 C NH 2 O t P 2 O 5 CH 3 C N + H 2 O этанонитрил CH 3 C + NH 2 OH 2 O HCl H 2 O, Na. OH CH 3 COOH + NH 4 Cl CH 3 COONa + NH 4 OH ацетонитрил 3) Гидролиз протекает только в жестких условиях, при кипячении

56 Мочевина –диамид угольной кислоты. HO   C   OH O 56 Мочевина –диамид угольной кислоты. HO C OH O Функции угольной кислоты в организме: — входит в состав буферных систем организма, — участвует в щелочно – кислотном равновесии (процесс дыхания), — входит в состав лекарственных препаратов. гидроксимуравьиная угольная кислота Н 2 СО

57 Производные угольной кислоты хлормуравьиная кислота карбаминовая кислота 57 Производные угольной кислоты хлормуравьиная кислота карбаминовая кислота

58 Уретаны – эфиры карбаминовой кислоты. Оказывают психотропное действие.    NH 258 Уретаны – эфиры карбаминовой кислоты. Оказывают психотропное действие. NH 2 COC 2 H 5 O этилуретан мепротан. Некоторые из них оказывают снотворное действие, применяются при нервно-психических заболеваниях, используются как транквилизаторы.

59 Свойства мочевины 1) Гидролиз мочевины  а) ферментативно протекает в живом организме- in59 Свойства мочевины 1) Гидролиз мочевины а) ферментативно протекает в живом организме- in vivo б )кислотный или щелочной ( Н + , ОН — , t ) — in vitro. NH 2 C O NH 2+H 2 ONH 3+CO 2 уреаза Фридрих Вёлер — автор первого в истории химии органического синтеза

602)Основные свойства  ( центр основности – Кислород ,  а не азот )602)Основные свойства ( центр основности – Кислород , а не азот ) гидрохлорид мочевины пептидная связь биурет. NH 2 C O NH 2+HCl. NH 2 C OH NH 2 Cl** ** — NH 2 C O NH 2+NH 2 C O NH 2 t=150 C -NH 3 NH 2 C O NH 23) При медленном нагревании до 150 о мочевина образует биурет и аммиак +

Биуретовая  реакция служит для обнаружения пептидных связей в пептидах и белках. При взаимодействииБиуретовая реакция служит для обнаружения пептидных связей в пептидах и белках. При взаимодействии биурета в щелочных растворах с ионами меди ( II ) наблюдается фиолетовое окрашивание, принадлежащее хелатному комплексу.

625. Уреиды.  Образование уреидов. уреид  - бромизовалерьяновой кислоты. Важными производными карбоновых кислот,625. Уреиды. Образование уреидов. уреид — бромизовалерьяновой кислоты. Важными производными карбоновых кислот, содержащими остаток мочевины в качестве заместителя Х, являются уреиды. Некоторые уреиды кислот, замещенных в α-положении на галоген, применяются как снотворные средства: уреид α-бромизовалериановой кислоты, или бромурал (т. пл. 154).

63 Большое значение имеют циклические уреиды малоновой кислоты – барбитураты!  CH 2 C63 Большое значение имеют циклические уреиды малоновой кислоты – барбитураты! CH 2 C C O O OC 2 H 5 + C O H 2 N — 2 C 2 H 5 OH C N C CH 2 O OO H диэтилмалонат барбитуровая кислота

- - 64 Барбитуровая кислота существует в двух формах: триоксоформа и тригидроксоформа. Так как— — 64 Барбитуровая кислота существует в двух формах: триоксоформа и тригидроксоформа. Так как атомы водорода в СН 2 – группе обладают кислотными свойствами – триоксо- форма переходит в тригидроксоформу в результате лактим-лактамной и кето-енольной таутомерии. C N H C N C C O OO H H H C N C CH H OH HOOH — триоксоформа тригидроксоформа

65 Лекарственные препараты (барбитураты ) 65 Лекарственные препараты (барбитураты )

66 Действие на организм • Барбитуровая кислота не оказывает ни снотворного ни наркотического действия;66 Действие на организм • Барбитуровая кислота не оказывает ни снотворного ни наркотического действия; этой способностью обладают её производные. • Барбитураты оказывают тормозящие влияние на ЦНС и используются в медицине в качестве успокаивающих средств, снотворных, противосудорожных средств( бензонал, бензобамил) и средств для наркоза( гексенал, тиопенталнатрий)

67 • Сон вызываемый барбитуратами отличаетс я от естественного сна. Они облегчают засыпание ,67 • Сон вызываемый барбитуратами отличаетс я от естественного сна. Они облегчают засыпание , но укорачивают фазу интенсивного сна. • В механизме действия барбитуратов играет роль их влияние на метаболические процессы мозга и на синоптическую передачу нервных импульсов, оказывают стимулирующие влияние на систему тормозного медиатора – ГАМК (гамма-аминомаслянной кислоты).

68    Барбитураты длительного действия (8 -12 ч) Барбитал  ( веронал68 Барбитураты длительного действия (8 -12 ч) Барбитал ( веронал ) Фенобарбитал (люминал) Вызывает глубокий, устойчивый сон. Побочные явления: слабость, тошнота, рвота, головная боль; препарат вызывает привыкание. Оказывает успокаивающее, снотворное и выраженное противосудорожное действие. Применяют при бессоннице, повышенной возбудимости, эпилепсии, хорее, Побочные явления: головная боль, нарушения походки. H NH N O O O C 2 H 5 C 6 H

696.  ОБРАЗОВАНИЕ АНГИДРИДОВ ( RCO ) 2 OC C O O OH OH696. ОБРАЗОВАНИЕ АНГИДРИДОВ ( RCO ) 2 OC C O O OH OH t P 2 O 5 C C O O O+ H 2 O О- фталевая кислота о – фталевый ангидрид. Ангидриды образуются за счет отщепления молекулы воды от двух молекул карбоновых кислот: либ о одинаковых, либо разных — тогда получаются смешанные ангидриды

ОБРАЗОВАНИЕ АНГИДРИДОВ ( RCO ) 2 OC   C HH CCOO OHHO toОБРАЗОВАНИЕ АНГИДРИДОВ ( RCO ) 2 OC C HH CCOO OHHO to — H 2 O C C HH CCOO O малеиновая кислота малеиновый ангидрид. Малеиновый ангидрид образуется в результате внутримолекулярной дегидратации малеиновой кислоты, которая протекает в относительно мягких условиях

71 III РЕАКЦИИ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ Реакции декарбоксилирования характерны для карбоновых кислот, имеющих заместители с –71 III РЕАКЦИИ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ Реакции декарбоксилирования характерны для карбоновых кислот, имеющих заместители с – I эффектом (или ЭА) R C RH + CO 2 O H O XX где Х – электроноакцепторный заместитель Способность к декарбоксилированию зависит от строения радикала : 1) в кислотах с обычным предельным радикалом декарбоксилирование протекает с трудом. 2) наличие электроноакцепторного заместителя в радикале о блегчает процесс декарбоксилирования.

72 а) СС l 3 – COO  H трихлоруксусная   кислота. CH72 а) СС l 3 – COO H трихлоруксусная кислота. CH 3 COO H CO 2 + CH 3 C O H O t пировиноградная кислота э таналь CO 2 + CHCl 3 t хлороформ

73 б ) реакции декарбоксилирования в дикарбоновых кислотах  протекают при температуре 1)HOOC 73 б ) реакции декарбоксилирования в дикарбоновых кислотах протекают при температуре 1)HOOC COO H 160 -180 o t H 2 SO 4 (k) CO 2 + HCOOH CO + CO 2 + H 2 O HOOC CH 2 COO H CO 2 + CH 3 COOH 140 -160 o щавелевая кислота малоновая кислота лабораторный способ получения НСООН 2)

74 в) дегидратация (янтарная и глутаровая кислоты )CH 2   C O O74 в) дегидратация (янтарная и глутаровая кислоты )CH 2 C O O O (CH 2)2 CH 2 C C OH OH O O t = 300 o — H 2 O — CO 2 CO янтарная кислота циклический ангидрид янтарной кислоты адипиновая кислота циклопентанон устойчивый пятичленный циклг) декарбоксилирование и дегидратация ( адипиновая кислота )

75 IV.  Реакции в радикале 1. Для предельных карбоновых кислот  характерны реакции75 IV. Реакции в радикале 1. Для предельных карбоновых кислот характерны реакции радикального замещения S R (в α -положении ). Условия – Cl 2 , h или Br 2 , P красный. CH 3 CH 2 COOH + Cl 2 CH 3 CH COOH + HCl Cl Br ÑH 3 CH 2 COOH + Br 2 CH 3 CH 2 CH COOHHBr+ h P красныйпропионовая кислота бутановая кислота — хлорпропионовая кислота — бромбутановая кислота

762. Для не предельных карбоновых кислот  характерны реакции  -  электрофильного присоединения762. Для не предельных карбоновых кислот характерны реакции — электрофильного присоединения А Е Присоединение к атому углерода в и положении происходит против правила Марковникова. ( смещение электронной плотности из-за — сопряжения ) CH 2 COOH + HBr CH 3 + — CH 2 CH COOH Br. CH 3 3 2 1 + — 3 -бром-2 -метилпропановая кислотаметилпропеновая кислота

77 Присоединение к атому углерода в  и положении происходит по правилу Марковникова (нет77 Присоединение к атому углерода в и положении происходит по правилу Марковникова (нет — сопряжения). CH 2 COOH + HBr CH 3 CH 2 COOH Br — + Бутен -3 -овая кислота 3 -бромбутановая кислота

783. Для ароматических кислот  – характерны реакции электрофильного замещения S E  в783. Для ароматических кислот – характерны реакции электрофильного замещения S E в бензольном кольце. Замещение происходит в мета-положении. бензойная кислота 3 -бромбензойная кислота

Непредельные дикарбоновые кислоты 79 Непредельные дикарбоновые кислоты

80 НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ 1) Фумаровая – trans – бутендиовая , распространена в природе.80 НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ ДИКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ 1) Фумаровая – trans – бутендиовая , распространена в природе. Участвует в цикле трикарбоновы х кислот, являясь промежуточным звеном. Получается в организме из янтарной и затем при гидратации образует яблочную. HOOCCH 2 COOH H HOOCCHCHCOOH E 2 HOOCCHCHCOOHHOOCCHCH 2 OH COOH E + Н 2 Оянтарная кислота фумаровая кислота яблочная кислота 2) Малеиновая кислота – cis- бутендиовая – менее устойчивая, легко превращается в малеиновый ангидрид.

81 Геометрическая изомерия(цис-, транс) имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение, например,81 Геометрическая изомерия(цис-, транс) имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение, например, в медицине : Трудно излечимое кожное заболевание псориаз (чешуйчатый лишай) оказалось нарушением обмена веществ, при котором нарушена изомеризация малеиновой кислоты в фумаровую. Последняя (в виде эфиров) оказалась весьма полезной при лечении псориаза.

 Для анализа и идентификации карбоновых кислот и их функциональных производных используются методы: Для анализа и идентификации карбоновых кислот и их функциональных производных используются методы: • Электронной спектроскопии. • ИК-спектроскопии • Спектроскопия ЯМР • Хроматография Хроматографические методы исследования • Хроматограф газовый входит в состав лабораторного комплекса и осуществляет хроматографический анализ сложных веществ. 82 Хроматографические методы исследования

83 Высокоэффективная жидкостная хроматография является незаменимым методом при проведении исследований в различных областях органической,83 Высокоэффективная жидкостная хроматография является незаменимым методом при проведении исследований в различных областях органической, физической и аналитической химии, биохимии и фармакологии. Жидкостную хроматографию можно использовать для разделения веществ, которые растворимы в каком-либо растворителе, таких как нуклеотиды, нуклеозиды, антибиотики, витамины, пищевые добавки, косметические средства, лекарственные препараты, гигиенические средства, продукты органического синтеза, пестициды, биологические жидкости и т. д.

Хроматограмма сока черники 84 Хроматограмма сока черники

Хроматограмма стандартного раствора модельной смеси органических кислот 85 Хроматограмма стандартного раствора модельной смеси органических кислот

Хроматограмма гидролизата рибонуклеиновой кислоты 86 Определяемые компоненты: цитидин-5'-фосфат уридин-5'-фосфатгуанозин аденозин-5'-фосфат цитидин-3'-фосфатуридин-3'-фосфат аденозин-3'-фосфат гуанозин-3'-фосфат Хроматограмма гидролизата рибонуклеиновой кислоты 86 Определяемые компоненты: цитидин-5′-фосфат уридин-5′-фосфатгуанозин аденозин-5′-фосфат цитидин-3′-фосфатуридин-3′-фосфат аденозин-3′-фосфат гуанозин-3′-фосфат

87 Наряду с газовой хроматографией жидкостная хроматография - самый востребованный метод анализа во всем87 Наряду с газовой хроматографией жидкостная хроматография — самый востребованный метод анализа во всем мире

88 Жиры. Фосфолипиды  Липиды – большая и довольно разнообразная группа веществ,  выполняющая88 Жиры. Фосфолипиды Липиды – большая и довольно разнообразная группа веществ, выполняющая чрезвычайно важные функции в организме: — Липиды – структурные компоненты клеточных мембран — Выполняют защитную функцию — В форме липидов транспортируется и запасается энергетическое топливо

89 В молекулах липидов присутствуют одновременно полярные  (гидрофильные) и неполярные (гидрофобные) группировки. 89 В молекулах липидов присутствуют одновременно полярные (гидрофильные) и неполярные (гидрофобные) группировки. Дифильная структура позволяет им осуществлять свои функции на границе раздела фаз. Классифицируют липиды по способности гидролизоваться – омыляемые (подвергающиеся гидролизу) и неомыляемые (не гидролизующиеся). В свою очередь омыляемые липиды делятся на простые и сложные. О М Ы Л Я Е М Ы Е Л И П И Д Ы простые сложные (жиры, масла) (фосфолипиды) продукты гидролиза : глицерин, высшие карбоновые кислоты, аминоспирты, фосфорная кислота

90 Жиры, масла По химическому составу жиры и масла – сложные эфиры, образованные глицерином90 Жиры, масла По химическому составу жиры и масла – сложные эфиры, образованные глицерином и высшими карбоновыми кислотами. Высшие карбоновые кислоты : предельные С 15 Н 31 СООН – пальмитиновая С 17 Н 35 СООН – стеариновая – cis – изомеры ( all cis ) С 17 Н 33 СООН – олеиновая С 17 Н 31 СООН – линолевая С 17 Н 29 СООН — линоленовая. O 9 COOH 910 9, 12 9101213 9, 12, 15 91215 Непредельные кислоты

91 Значение жирных кислот липидов Особо следует подчеркнуть роль полиненасыщенных линолевой и линоленовой кислот91 Значение жирных кислот липидов Особо следует подчеркнуть роль полиненасыщенных линолевой и линоленовой кислот как соединений, незаменимых для человека (в организме они не могут быть синтезированы и должны поступать с пищей в количестве около 5 г в сутки). Эти кислоты содержатся в основном в растительных маслах. Они способствуют снижению содержания в крови холестерина – одного из факторов развития атеросклероза, для профилактики и лечения которого применяется линетол – смесь этиловых эфиров высших жирных непредельных кислот льняного масла.

92

93     ОБЩАЯ ФОРМУЛА Если в триацилглицерине преобладают высшие предельные (насыщенные)93 ОБЩАЯ ФОРМУЛА Если в триацилглицерине преобладают высшие предельные (насыщенные) карбоновые кислоты –это твердые жиры животного происхождения; если – непредельные (ненасыщенные) – это жидкие жиры. Их называют маслами. Они имеют растительное происхождение. CH 2 O C R 1 CH O C R 2 CH 2 O C R 3 O O Oтриацилглицерин (ид) R C O ацилы высших карбоновых кислот

94 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИРОВ Из химических свойств особенно интересны гидрирование  (присоединение) по двойной94 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИРОВ Из химических свойств особенно интересны гидрирование (присоединение) по двойной связи жидких жиров и гидролиз жиров. 1) Гидрирование или гидрогенизация для получения твердых жиров из масел 2) Гидролиз имеет большое значение в технологических и биохимических процессах При гидролизе фосфолипидов получается больше веществ, чем при гидролизе жиров: кроме высших карбоновых кислот и глицерина, образуются Н 3 РО 4 и аминоспирты, то есть 4 типа разных веществ.

951) Гидрирование или гидрогенизация - для получения твердых жиров из масел триолеилглицерин тристеароилглицерин 951) Гидрирование или гидрогенизация — для получения твердых жиров из масел триолеилглицерин тристеароилглицерин

962) Гидролиз имеет большое значение в технологических и биохимических процессах. Щелочной гидролиз - омыление962) Гидролиз имеет большое значение в технологических и биохимических процессах. Щелочной гидролиз — омыление тристеарин + Н 2 О + Н+ ОН ( Na. OH ) (H 2 SO 4 ) 3 С 17 Н 35 СООН 3 С 17 Н 35 СОО Na + стеарат натрия + CH 2 OH CH 2 OH Прибор для гидролиза жиров

97 ФОСФОЛИПИДЫ При гидролизе фосфолипидов кроме высших карбоновых кислот и глицерина образуются Н 397 ФОСФОЛИПИДЫ При гидролизе фосфолипидов кроме высших карбоновых кислот и глицерина образуются Н 3 РО 4 и аминоспирты , . Структурной основой фосфолипидов является фосфатидная кислота: ацилы, остатки высших карбоновых кислот (предельных или непредельных) — остаток Н 3 РО 4 — Н 2 РО 3 — В молекуле существует три сложноэфирные связи. Если остаток Н 3 РО 4 в свою очередь проэтерифицирован аминоспиртом , то получается еще одна сложноэфирная связь, а соединение называется фосфатидом (так как аминоспиртов, участвующих в образовании фосфолипидов несколько, то они образуют несколько типов соединений). CH 2 CH CH 2 O O O C C P O OH OH R 1 R

981) Коламин  НО – СН 2 – NH 2  -  образует981) Коламин НО – СН 2 – NH 2 — образует фосфатидилколамины (аминоэтанол) (коламинкефалины) образует сложноэфирную связь с фосфатидной кислотой 2) Серин НО – СН 2 – СН – СООН — фосфатидилсерины NH 2 ( серинкефалины) 3 ) Холин [ НО – СН 2 – N(CH 3 )3 ]+ ОН- — фосфатидилхолин гидроксид (2 -гидроксиэтилтриметиламмония) (лецитины)Аминоспирты, входящие в состав фосфолипидов

99 Молекулярная модель фосфолипида. Молекулы фосфолипидов имеют полярную (то есть гидрофильную, хорошо растворимую) группу99 Молекулярная модель фосфолипида. Молекулы фосфолипидов имеют полярную (то есть гидрофильную, хорошо растворимую) группу на одном конце молекулы и длинный гидрофобный хвост.

100 Структура фосфатидилколаминов   CH 2  O  C   R100 Структура фосфатидилколаминов CH 2 O C R 1 CH O C R 2 CH 2 O P O CH 2 O NH 3 CH 2 O O O + H 2 O OH- H+ CH 2 OH + R 1 COOH R 2 COOH + H 3 PO 4 + HOCH 2 NH 2 глицерин + коламин + соли кислот Образовалась внутренняя соль основный центркислотный центр

101 Структура фосфатидилсеринов 101 Структура фосфатидилсеринов

102 Структура лецитинов (фосфатидилхолинов) - OH - 102 Структура лецитинов (фосфатидилхолинов) — OH —

103 Фосфатидилхолины Наиболее распространенные глицерофосфолипиды – это фосфатидилхолины (лецитины). Лецитины - сложные эфиры глицерина103 Фосфатидилхолины Наиболее распространенные глицерофосфолипиды – это фосфатидилхолины (лецитины). Лецитины — сложные эфиры глицерина с фосфорилхолином и двумя остатками жирных кислот, из которых одна — ненасыщенная; содержатся во всех клетках, преимущественно в биологических мембранах, участвуя в процессах переноса через них различных веществ.

104

Строение клеточной мембраны 105 Строение клеточной мембраны

106 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! 106 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!