Կենսօրգանական քիմիայի տարրեր. Կենսօրգանական քիմիայի զարգացման պատմություն

Բարեւ Ձեզ! Բժշկական համալսարանների շատ ուսանողներ այժմ ուսումնասիրում են կենսաօրգանական քիմիա, որը նաև հայտնի է որպես BOC:

Որոշ բուհերում այս առարկան ավարտվում է թեստով, մյուսներում՝ քննությամբ։ Երբեմն պատահում է, որ մի համալսարանում թեստը բարդությամբ համեմատելի է մյուսի քննության հետ:

Իմ համալսարանում կենսաօրգանական քիմիան ընդամենը քննություն էր առաջին կուրսի ամենավերջում ամառային նստաշրջանի ժամանակ: Ասեմ, որ ԲՕՀ-ն այն առարկաներից է, որոնք սկզբում սարսափեցնում են և կարող են ներշնչել միտքը՝ «անհնար է անցնել»։ Սա հատկապես ճիշտ է, իհարկե, օրգանական քիմիայի թույլ հիմք ունեցող մարդկանց համար (և, տարօրինակ կերպով, բժշկական համալսարաններում այդպիսի մարդիկ բավականին շատ են):

Տարբեր համալսարաններում կենսաօրգանական քիմիայի ուսումնասիրման ծրագրերը կարող են շատ տարբեր լինել, իսկ դասավանդման մեթոդները՝ առավել եւս:

Այնուամենայնիվ, ուսանողների համար պահանջները մոտավորապես նույնն են ամենուր: Շատ պարզ ասած, կենսաօրգանական քիմիան 5-ով անցնելու համար պետք է իմանաք մի շարք օրգանական նյութերի անվանումները, հատկությունները, կառուցվածքային առանձնահատկությունները և բնորոշ ռեակցիաները։

Մեր ուսուցչուհին՝ հարգված պրոֆեսորը, նյութը ներկայացրեց այնպես, կարծես յուրաքանչյուր աշակերտ դպրոցում լավագույնն է օրգանական քիմիայում (իսկ կենսաօրգանական քիմիան, ըստ էության, դպրոցական օրգանական քիմիայի բարդ դասընթաց է): Երևի ճիշտ էր իր մոտեցման մեջ, բոլորը պետք է բարձրանան և փորձեն լինել լավագույնը։ Սակայն դա հանգեցրեց նրան, որ որոշ ուսանողներ, ովքեր առաջին 2-3 դասերին նյութը մասամբ չէին հասկանում, կիսամյակի կեսերին ընդհանրապես դադարեցին ամեն ինչ հասկանալ:

Ես որոշեցի մեծ մասամբ գրել այս նյութը, քանի որ հենց այդպիսի ուսանող էի: Դպրոցում ես շատ էի սիրում անօրգանական քիմիա, բայց միշտ չէի աշխատում օրգանական քիմիայի հետ։ Նույնիսկ երբ պատրաստվում էի միասնական պետական ​​քննությանը, ես ընտրեցի անօրգանիկայի մասին իմ ողջ գիտելիքները ամրապնդելու ռազմավարությունը, միաժամանակ ամրացնելով միայն օրգանական հիմքը։ Ի դեպ, ինձ մոտ ներածական կետերով գրեթե շեղ ստացվեց, բայց դա արդեն այլ պատմություն է։

Իզուր չէի ասում դասավանդման մեթոդիկայի մասին, քանի որ մերն էլ էր շատ անսովոր։ Մեզ անմիջապես, գրեթե առաջին դասարանում, ցույց տվեցին ձեռնարկները, որոնց համաձայն պետք է թեստեր հանձնեինք, ապա՝ քննություն։

Կենսօրգանական քիմիա - թեստեր և քննություն

Ամբողջ դասընթացը բաժանված էր 4 հիմնական թեմաների, որոնցից յուրաքանչյուրն ավարտվեց ստուգողական դասով։ Մենք արդեն հարցեր ունեինք առաջին զույգերի չորս թեստերից յուրաքանչյուրի համար: Նրանք, իհարկե, վախեցրին, բայց միևնույն ժամանակ ծառայեցին որպես մի տեսակ քարտեզ, որի վրա կարելի էր շարժվել։

Առաջին թեստը բավականին տարրական էր. Այն նվիրված էր հիմնականում նոմենկլատուրային, տրիվիալ (կենցաղային) և միջազգային անվանումներին և, իհարկե, նյութերի դասակարգմանը։ Նաև այս կամ այն ​​ձևով ազդել են բուրավետության նշանները։

Առաջինից հետո երկրորդ փորձությունը շատ ավելի բարդ էր թվում։ Այնտեղ անհրաժեշտ էր նկարագրել այնպիսի նյութերի հատկությունները և ռեակցիաները, ինչպիսիք են կետոնները, ալդեհիդները, սպիրտները, կարբոքսիլաթթուները։ Օրինակ, ալդեհիդների առավել բնորոշ ռեակցիաներից մեկը արծաթի հայելային ռեակցիան է։ Բավականին գեղեցիկ տեսարան. Եթե ​​ցանկացած ալդեհիդին ավելացնեք Tollens-ի ռեագենտը, այսինքն՝ OH, ապա փորձանոթի պատին կտեսնեք հայելու նմանվող նստվածք, այն այսպիսի տեսք ունի.

Երկրորդի ֆոնի վրա երրորդ վարկանիշն այնքան էլ սարսափելի չէր թվում: Բոլորն արդեն սովոր են գրել ռեակցիաներ և մտապահել հատկությունները դասակարգումների միջոցով: Երրորդ դասակարգման մեջ խոսքը գնում էր երկու ֆունկցիոնալ խմբեր ունեցող միացությունների մասին՝ ամինոֆենոլներ, ամինալկոհոլներ, օքսոաթթուներ և այլն։ Յուրաքանչյուր տոմս պարունակում էր նաև առնվազն մեկ ածխաջրածին տոմս:

Կենսօրգանական քիմիայի չորրորդ փորձարկումը գրեթե ամբողջությամբ նվիրված էր սպիտակուցներին, ամինաթթուներին և պեպտիդային կապերին: Առանձնահատուկ ուշադրություն դարձրին այն հարցերը, որոնք պահանջում էին ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի հավաքում:

Ի դեպ, այսպիսի տեսք ունի ամինաթթուն. դուք կարող եք տեսնել ամինաթթուների խումբը (այս նկարում այն ​​դեղին է) և կարբոքսիլաթթվի խումբը (դա յասամանագույն է): Հենց այս դասի նյութերի հետ ես ստիպված էի զբաղվել չորրորդ մրցաշարային աղյուսակում:

Յուրաքանչյուր թեստ հանձնվել է գրատախտակին. ուսանողը պետք է, առանց հուշելու, գրի և բացատրի բոլոր անհրաժեշտ հատկությունները ռեակցիաների տեսքով: Օրինակ, եթե դուք անցնեք երկրորդ թեստը, ձեր տոմսի վրա ունեք սպիրտների հատկություններ: Ուսուցիչը ձեզ ասում է, - վերցրեք պրոպանոլ: Դուք գրում եք պրոպանոլի բանաձևը և 4-5 տիպիկ ռեակցիաները՝ նրա հատկությունները ցույց տալու համար: Կարող է էկզոտիկ լինել, ինչպես ծծումբ պարունակող միացությունները: Սխալը նույնիսկ մեկ ռեակցիայի արտադրանքի ինդեքսում հաճախ ինձ ուղարկում էր ուսումնասիրելու այս նյութը մինչև հաջորդ փորձը (որը մեկ շաբաթից էր): Վախկոտ? Դաժան? Իհարկե!

Այնուամենայնիվ, այս մոտեցումը շատ հաճելի կողմնակի ազդեցություն ունի. Հերթական սեմինարների ժամանակ դժվար էր։ Շատերը թեստեր են անցել 5-6 անգամ։ Բայց մյուս կողմից էլ քննությունը շատ հեշտ էր, քանի որ յուրաքանչյուր տոմսում 4 հարց էր։ Այսինքն՝ յուրաքանչյուրից արդեն սովորած և լուծված թեստ։

Ուստի ես նույնիսկ չեմ նկարագրի կենսաօրգանական քիմիայի քննությանը նախապատրաստվելու բարդությունները։ Մեր դեպքում ամբողջ նախապատրաստությունը հանգեցրեց նրան, թե ինչպես մենք պատրաստվեցինք հենց թեստերին: Ես վստահորեն հանձնեցի չորս թեստերից յուրաքանչյուրը. մինչ քննությունը, պարզապես նայեք ձեր սեփական նախագծերը, գրեք ամենահիմնական արձագանքները, և ամեն ինչ անմիջապես կվերականգնվի: Փաստն այն է, որ օրգանական քիմիան շատ տրամաբանական գիտություն է։ Պետք է անգիր հիշել ոչ թե ռեակցիաների հսկայական շարանը, այլ հենց մեխանիզմները:

Այո, ես նշում եմ, որ սա չի աշխատում բոլոր կետերի հետ: Սարսափելի անատոմիան չի կարող անցնել պարզապես նախորդ օրը ձեր գրառումները կարդալով: Մի շարք այլ իրեր նույնպես ունեն իրենց առանձնահատկությունները։ Նույնիսկ եթե ձեր բժշկական համալսարանում կենսաօրգանական քիմիան այլ կերպ է դասավանդվում, ձեզ հարկավոր է հարմարեցնել ձեր ուսուցումը և իրականացնել այն մի փոքր այլ կերպ, քան ես: Ամեն դեպքում, հաջողություն ձեզ, հասկացեք և սիրեք գիտությունը:

Պլան 1. Կենսօրգանական քիմիայի թեման և նշանակությունը 2. Օրգանական միացությունների դասակարգումը և անվանակարգը 3. Օրգանական մոլեկուլների ներկայացման եղանակները 4. Կենսօրգանական մոլեկուլների քիմիական կապը 5. Էլեկտրոնային ազդեցությունները. Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը մոլեկուլում 6. Քիմիական ռեակցիաների և ռեագենտների դասակարգում 7. Քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմների հայեցակարգը 2.

Կենսօրգանական քիմիայի առարկա 3 Կենսօրգանական քիմիան քիմիական գիտության անկախ բաժին է, որն ուսումնասիրում է օրգանական ծագման քիմիական միացությունների կառուցվածքը, հատկությունները և կենսաբանական գործառույթները, որոնք մասնակցում են կենդանի օրգանիզմների նյութափոխանակությանը:

Կենսօրգանական քիմիայի ուսումնասիրության օբյեկտներն են ցածր մոլեկուլային քաշի բիոմոլեկուլները և կենսապոլիմերները (սպիտակուցներ, նուկլեինաթթուներ և պոլիսախարիդներ), կենսակարգավորիչները (ֆերմենտներ, հորմոններ, վիտամիններ և այլն), բնական և սինթետիկ ֆիզիոլոգիապես ակտիվ միացությունները, ներառյալ թմրանյութերը և թունավոր ազդեցություն ունեցող նյութերը: Կենսամոլեկուլներ - կենսաօրգանական միացություններ, որոնք կենդանի օրգանիզմների մաս են կազմում և մասնագիտացված են բջջային կառուցվածքների ձևավորման և կենսաքիմիական ռեակցիաներին մասնակցելու համար, կազմում են նյութափոխանակության (նյութափոխանակության) և կենդանի բջիջների և ընդհանրապես բազմաբջիջ օրգանիզմների ֆիզիոլոգիական գործառույթները: 4 Կենսօրգանական միացությունների դասակարգում

Նյութափոխանակություն - քիմիական ռեակցիաների մի շարք, որոնք տեղի են ունենում մարմնում (in vivo): Նյութափոխանակությունը կոչվում է նաև նյութափոխանակություն: Նյութափոխանակությունը կարող է առաջանալ երկու ուղղությամբ՝ անաբոլիզմ և կատաբոլիզմ։ Անաբոլիզմը բարդ նյութերի օրգանիզմում համեմատաբար պարզ նյութերից սինթեզ է։ Այն ընթանում է էներգիայի ծախսումով (էնդոթերմիկ պրոցես)։ Կատաբոլիզմ - ընդհակառակը, բարդ օրգանական միացությունների տարրալուծումը ավելի պարզների: Այն անցնում է էներգիայի արտազատմամբ (էկզոտերմիկ պրոցես)։ Նյութափոխանակության գործընթացները տեղի են ունենում ֆերմենտների մասնակցությամբ։ Ֆերմենտները մարմնում կենսակատալիզատորների դեր են խաղում: Առանց ֆերմենտների կենսաքիմիական պրոցեսները կամ ընդհանրապես չէին ընթանա, կամ կշարունակվեին շատ դանդաղ, և օրգանիզմը չէր կարողանա պահպանել կյանքը: 5

Բիոէլեմենտներ. Կենսօրգանական միացությունների կազմը, բացի ածխածնի ատոմներից (C), որոնք կազմում են ցանկացած օրգանական մոլեկուլի հիմքը, ներառում է նաև ջրածին (H), թթվածին (O), ազոտ (N), ֆոսֆոր (P) և ծծումբ (S) . Այս կենսատարրերը (օրգանոգենները) խտացված են կենդանի օրգանիզմներում այն ​​քանակով, որը 200 անգամ գերազանցում է դրանց պարունակությունը անշունչ բնության օբյեկտներում: Այս տարրերը կազմում են կենսամոլեկուլների տարրական կազմի ավելի քան 99%-ը։ 6

Կենսօրգանական քիմիան առաջացել է օրգանական քիմիայի աղիքներից և հիմնված է նրա գաղափարների և մեթոդների վրա: Օրգանական քիմիայի զարգացման պատմության մեջ նշանակվում են հետևյալ փուլերը՝ էմպիրիկ, անալիտիկ, կառուցվածքային և ժամանակակից։ Էմպիրիկ է համարվում օրգանական նյութերի հետ մարդու առաջին ծանոթությունից մինչև 18-րդ դարի վերջը։ Այս ժամանակաշրջանի հիմնական արդյունքն այն է, որ մարդիկ գիտակցեցին տարերային վերլուծության և ատոմային և մոլեկուլային զանգվածների հաստատման կարևորությունը: Վիտալիզմի տեսություն՝ կյանքի ուժ (Բերցելիուս): Մինչեւ 19-րդ դարի 60-ական թվականները շարունակվել է վերլուծական շրջանը։ Այն նշանավորվեց նրանով, որ 19-րդ դարի առաջին քառորդի վերջից կատարվեցին մի շարք խոստումնալից հայտնագործություններ, որոնք ջախջախիչ հարված հասցրին կենսաբանական տեսությանը։ Այս շարքի առաջինը Բերցելիուսի աշակերտն էր՝ գերմանացի քիմիկոս Վյոլերը։ Նա կատարել է մի շարք հայտնագործություններ 1824 թվականին՝ օքսալաթթվի սինթեզը ցիանոգենից՝ (CN) 2 HOOS - COOH p. - միզանյութի սինթեզ ամոնիումի ցիանատից՝ NH 4 CNO NH 2 - C - NH 2 O 8

1853 թվականին Չ. Ջերարդը մշակեց «տեսակների տեսությունը» և այն օգտագործեց օրգանական միացությունների դասակարգման համար։ Ըստ Ջերարդի՝ ավելի բարդ օրգանական միացություններ կարող են ստացվել հետևյալ չորս հիմնական տիպի նյութերից. ածխաջրածինները սկսեցին վերագրվել մեթանի տեսակին HHHHHHH C 9

Օրգանական միացությունների կառուցվածքի տեսության հիմնական դրույթները (1861 թ.) 1) ատոմները մոլեկուլներում միացված են միմյանց քիմիական կապերով՝ ըստ իրենց վալենտության. 2) օրգանական նյութերի մոլեկուլներում ատոմները փոխկապակցված են որոշակի հաջորդականությամբ, որը որոշում է մոլեկուլի քիմիական կառուցվածքը (կառուցվածքը). 3) օրգանական միացությունների հատկությունները կախված են ոչ միայն դրանց բաղկացուցիչ ատոմների քանակից և բնույթից, այլև մոլեկուլների քիմիական կառուցվածքից. 4) օրգանական մոլեկուլներում առկա է փոխազդեցություն ատոմների միջև՝ և՛ միմյանց հետ կապված, և՛ չկապված. 5) նյութի քիմիական կառուցվածքը կարող է որոշվել նրա քիմիական փոխակերպումների ուսումնասիրության արդյունքում և, ընդհակառակը, նրա հատկությունները կարող են բնութագրվել նյութի կառուցվածքով. տասը

Օրգանական միացությունների կառուցվածքի տեսության հիմնական դրույթները (1861) Կառուցվածքային բանաձևը մոլեկուլում ատոմների կապերի հաջորդականության պատկերն է։ Մոլեկուլային բանաձևը CH 4 O կամ CH 3 OH է Կառուցվածքային բանաձևը Պարզեցված կառուցվածքի բանաձևերը երբեմն կոչվում են ռացիոնալ Մոլեկուլային բանաձև - օրգանական միացության բանաձև, որը ցույց է տալիս յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը մոլեկուլում: Օրինակ՝ C 5 H 12 - պենտան, C 6 H 6 - բենզին և այլն: տասնմեկ

Կենսօրգանական քիմիայի զարգացման փուլերը Որպես գիտելիքի առանձին ոլորտ, որը միավորում է մի կողմից օրգանական քիմիայի հայեցակարգային սկզբունքներն ու մեթոդաբանությունը, մյուս կողմից՝ մոլեկուլային կենսաքիմիան և մոլեկուլային դեղաբանությունը, կենսաօրգանական քիմիան ձևավորվել է քսաներորդ դարի տարիներին։ բնական նյութերի և կենսապոլիմերների քիմիայի զարգացումների հիմքը։ Ժամանակակից կենսաօրգանական քիմիան հիմնարար նշանակություն է ձեռք բերել Վ. Սթայնի, Ս. Մուրի, Ֆ. Սանգերի (ամինաթթուների կազմի վերլուծություն և պեպտիդների և սպիտակուցների առաջնային կառուցվածքի որոշում), Լ. Փոլինգի և Հ. Ասթբերիի (պարզաբանում) աշխատանքների շնորհիվ։ -խխունջի և -կառուցվածքի կառուցվածքի և դրանց նշանակության սպիտակուցային մոլեկուլների կենսաբանական գործառույթների իրականացման գործում), Է. Չարգաֆ (նուկլեինաթթուների նուկլեոտիդային կազմի առանձնահատկությունների վերծանում), Ջ. Վաթսոն, Ֆր. Կրիկ, Մ. Ուիլկինս, Ռ. Ֆրանկլին (ԴՆԹ-ի մոլեկուլի տարածական կառուցվածքի օրինաչափությունների որոշում), Գ.Կորանի (գենի քիմիական սինթեզ) և այլն։ տասնչորս

Օրգանական միացությունների դասակարգումն ըստ ածխածնի կմախքի կառուցվածքի և ֆունկցիոնալ խմբի բնույթի Օրգանական միացությունների հսկայական քանակությունը քիմիկոսներին դրդեց դասակարգել դրանք: Օրգանական միացությունների դասակարգումը հիմնված է երկու դասակարգման առանձնահատկությունների վրա. ); 2. Ցիկլային 2.1. Կարբոցիկլիկ (ալիցիկլային և արոմատիկ) 2.2. Հետերոցիկլիկ 15 Ացիկլային միացությունները կոչվում են նաև ալիֆատիկ։ Դրանք ներառում են բաց ածխածնային շղթայով նյութեր: Ացիկլային միացությունները բաժանվում են հագեցած (կամ հագեցած) C n H 2n + 2 (ալկաններ, պարաֆիններ) և չհագեցած (չհագեցած): Վերջիններս ներառում են ալկեններ C n H 2n, ալկիններ C n H 2n -2, ալկադիեններ C n H 2n -2։

16 Ցիկլային միացությունները պարունակում են օղակներ (ցիկլեր)՝ որպես իրենց մոլեկուլների մաս։ Եթե ​​ցիկլերի կազմը ներառում է միայն ածխածնի ատոմներ, ապա այդպիսի միացությունները կոչվում են կարբոցիկլիկ։ Իր հերթին, կարբոցիկլային միացությունները բաժանվում են ալիցիկլիկ և արոմատիկ: Ալիցիկլիկ ածխաջրածինները (ցիկլոալկաններ) ներառում են ցիկլոպրոպանը և նրա հոմոլոգները՝ ցիկլոբութանը, ցիկլոպենտանը, ցիկլոհեքսանը և այլն։ Եթե ​​ածխաջրածինից բացի ցիկլային համակարգում ներառված են նաև այլ տարրեր, ապա այդպիսի միացությունները դասակարգվում են որպես հետերոցիկլիկ։

Դասակարգումը ըստ ֆունկցիոնալ խմբի բնույթի Ֆունկցիոնալ խումբը որոշակի ձևով կապված ատոմ կամ ատոմների խումբ է, որի առկայությունը օրգանական նյութի մոլեկուլում որոշում է բնորոշ հատկությունները և դրա պատկանելությունը միացությունների այս կամ այն ​​դասին: . Ըստ ֆունկցիոնալ խմբերի քանակի և համասեռության՝ օրգանական միացությունները բաժանվում են միաձույլ, բազմաֆունկցիոնալ և հետերոֆունկցիոնալ։ Մեկ ֆունկցիոնալ խումբ ունեցող նյութերը կոչվում են մոնոֆունկցիոնալ, իսկ մի քանի նույնական ֆունկցիոնալ խմբերը՝ բազմաֆունկցիոնալ։ Մի քանի տարբեր ֆունկցիոնալ խմբեր պարունակող միացությունները հետերոֆունկցիոնալ են։ Կարևոր է, որ նույն դասի միացությունները խմբավորվեն հոմոլոգ շարքերում: Հոմոլոգ շարքը օրգանական միացությունների շարք է միևնույն ֆունկցիոնալ խմբերով և նույն տեսակի կառուցվածքով, հոմոլոգ շարքի յուրաքանչյուր ներկայացուցիչ նախորդից տարբերվում է հաստատուն միավորով (CH 2), որը կոչվում է հոմոլոգիական տարբերություն։ Հոմոլոգ շարքի անդամները կոչվում են հոմոլոգներ: 17

Անվանակարգային համակարգեր օրգանական քիմիայում՝ տրիվիալ, ռացիոնալ և միջազգային (IUPAC) Քիմիական նոմենկլատուրան առանձին քիմիական նյութերի, դրանց խմբերի և դասերի անվանումների ամբողջությունն է, ինչպես նաև դրանց անվանումները կազմելու կանոնները: Չնչին (պատմական) նոմենկլատուրան կապված է նյութերի ստացման գործընթացի հետ (պիրոգալոլ՝ գալիկաթթվի պիրոլիզի արտադրանք), ծագման աղբյուրը, որից այն ստացվել է (մորթաթթու) և այլն։ Բնական և հետերոցիկլիկ միացությունների (ցիտրալ, գերանիոլ, թիոֆեն, պիրոլ, քինոլին և այլն) քիմիայում լայնորեն կիրառվում են միացությունների տրիվիալ անվանումները, որը ստացվել է (մորթաթթու) և այլն։ Բնական և հետերոցիկլիկ միացությունների (ցիտրալ, գերանիոլ, թիոֆեն, պիրոլ, քինոլին և այլն) քիմիայում լայնորեն կիրառվում են միացությունների տրիվիալ անվանումները։ Ռացիոնալ նոմենկլատուրան հիմնված է օրգանական միացությունները հոմոլոգ շարքերի բաժանելու սկզբունքի վրա։ Որոշ հոմոլոգ շարքի բոլոր նյութերը համարվում են այս շարքի ամենապարզ ներկայացուցչի ածանցյալները՝ առաջինը կամ երբեմն երկրորդը։ Մասնավորապես, ալկաններն ունեն մեթան, ալկենները՝ էթիլեն և այլն։ Ռացիոնալ անվանացանկը հիմնված է օրգանական միացությունները հոմոլոգ շարքերի բաժանելու սկզբունքի վրա։ Որոշ հոմոլոգ շարքի բոլոր նյութերը համարվում են այս շարքի ամենապարզ ներկայացուցչի ածանցյալները՝ առաջինը կամ երբեմն երկրորդը։ Մասնավորապես, ալկաններն ունեն մեթան, ալկենները՝ էթիլեն եւ այլն։ տասնութ

Միջազգային նոմենկլատուրա (IUPAC). Ժամանակակից նոմենկլատուրայի կանոնները մշակվել են 1957 թվականին Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միության (IUPAC) 19-րդ համագումարում։ Ռադիկալ-ֆունկցիոնալ նոմենկլատուրա. Այս անվանումները հիմնված են ֆունկցիոնալ դասի անվան վրա (ալկոհոլ, եթեր, կետոն և այլն), որին նախորդում են ածխաջրածնային ռադիկալների անունները, օրինակ՝ ալիլքլորիդ, դիէթիլ եթեր, դիմեթիլ կետոն, պրոպիլ սպիրտ և այլն։ Փոխարինող նոմենկլատուրա. նոմենկլատուրայի կանոնները. Ծնողական կառուցվածք - մոլեկուլի կառուցվածքային հատված (մոլեկուլային ողնաշար), որը գտնվում է միացության անվան հիմքում, ատոմների հիմնական ածխածնային շղթան ալիցիկլիկ միացությունների համար, կարբոցիկլային միացությունների համար՝ ցիկլ: 19

Քիմիական կապը օրգանական մոլեկուլներում Քիմիական կապը արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների (ատոմների վալենտային էլեկտրոնների) և ատոմների միջուկների փոխազդեցության երևույթ է, որը որոշում է մոլեկուլի կամ բյուրեղի գոյությունն ամբողջությամբ։ Որպես կանոն, ատոմը, ընդունելով, նվիրելով էլեկտրոն կամ ձևավորելով ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ, ձգտում է արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կոնֆիգուրացիա ձեռք բերել, որը նման է իներտ գազերին: Օրգանական միացություններին բնորոշ են քիմիական կապերի հետևյալ տեսակները. - իոնային կապ - կովալենտային կապ - դոնոր - ընդունող կապ - ջրածնային կապ Կան նաև քիմիական կապերի մի քանի այլ տեսակներ (մետաղական, մեկ էլեկտրոն, երկու էլեկտրոն եռկենտրոն), բայց դրանք գործնականում չեն հանդիպում օրգանական միացություններում։ քսան

Օրգանական միացություններում կապերի տեսակները Օրգանական միացություններին առավել բնորոշ է կովալենտային կապը։ Կովալենտային կապը ատոմների փոխազդեցությունն է, որն իրականացվում է ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի ձևավորման միջոցով։ Այս տեսակի կապը ձևավորվում է ատոմների միջև, որոնք ունեն համեմատելի էլեկտրաբացասական արժեքներ: Էլեկտրոնեգատիվություն - ատոմի հատկություն, որը ցույց է տալիս այլ ատոմներից էլեկտրոններ դեպի իրեն դեպի իրեն քաշելու ունակությունը: Կովալենտային կապը կարող է լինել բևեռային կամ ոչ բևեռային: Ոչ բևեռային կովալենտային կապ է առաջանում նույն էլեկտրաբացասական արժեք ունեցող ատոմների միջև

Օրգանական միացություններում կապերի տեսակները Բևեռային կովալենտային կապ է ձևավորվում ատոմների միջև, որոնք ունեն տարբեր էլեկտրաբացասական արժեքներ: Այս դեպքում կապված ատոմները մասնակի լիցքեր են ձեռք բերում δ+δ+ δ-δ- Կովալենտային կապի հատուկ ենթատեսակ է դոնոր-ընդունող կապը։ Ինչպես նախորդ օրինակներում, փոխազդեցության այս տեսակը պայմանավորված է ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի առկայությամբ, սակայն վերջինս ապահովվում է կապը ձևավորող ատոմներից մեկով (դոնոր) և ընդունվում մեկ այլ ատոմի (ընդունողի) կողմից 24

Կապերի տեսակները օրգանական միացություններում Իոնային կապ է ձևավորվում ատոմների միջև, որոնք մեծապես տարբերվում են իրենց էլեկտրաբացասական արժեքներով: Այս դեպքում պակաս էլեկտրաբացասական տարրի (հաճախ մետաղի) էլեկտրոնն ամբողջությամբ անցնում է ավելի էլեկտրաբացասական տարրին։ Էլեկտրոնի այս անցումը առաջացնում է դրական լիցքի տեսք ավելի քիչ էլեկտրաբացասական ատոմում, իսկ բացասական լիցքը՝ ավելի էլեկտրաբացասական: Այսպիսով, առաջանում են հակառակ լիցք ունեցող երկու իոններ, որոնց միջև տեղի է ունենում էլեկտրավալենտային փոխազդեցություն։ 25

Օրգանական միացությունների կապերի տեսակները Ջրածնային կապը էլեկտրաստատիկ փոխազդեցություն է ջրածնի ատոմի, որը կապված է բարձր բևեռային կապով և թթվածնի, ֆտորի, ազոտի, ծծմբի և քլորի էլեկտրոնային զույգերի միջև: Այս տեսակի փոխազդեցությունը բավականին թույլ փոխազդեցություն է։ Ջրածնային կապը կարող է լինել միջմոլեկուլային և միջմոլեկուլային: Միջմոլեկուլային ջրածնային կապ (էթանոլի երկու մոլեկուլների փոխազդեցություն) Ներմոլեկուլային ջրածնային կապ սալիցիլալդեհիդում 26

Քիմիական կապը օրգանական մոլեկուլներում Քիմիական կապի ժամանակակից տեսությունը հիմնված է մոլեկուլի քվանտային մեխանիկական մոդելի վրա՝ որպես էլեկտրոններից և ատոմային միջուկներից բաղկացած համակարգի: Քվանտային մեխանիկական տեսության հիմնաքարը ատոմային ուղեծիրն է։ Ատոմային ուղեծրը տարածության այն հատվածն է, որտեղ էլեկտրոններ գտնելու հավանականությունը առավելագույնն է։ Այսպիսով, կապը կարող է դիտվել որպես ուղեծրերի փոխազդեցություն («համընկնող»), որոնք յուրաքանչյուրը կրում է մեկ էլեկտրոն հակառակ սպիններով: 27

Ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացում Համաձայն քվանտային մեխանիկական տեսության՝ ատոմի առաջացրած կովալենտային կապերի թիվը որոշվում է մեկէլեկտրոնային ատոմային օրբիտալների թվով (չզույգված էլեկտրոնների քանակով)։ Հիմնական վիճակում ածխածնի ատոմն ունի միայն երկու չզույգված էլեկտրոն, սակայն էլեկտրոնի հնարավոր անցումը 2s-ից 2pz-ի հնարավորություն է տալիս ձևավորել չորս կովալենտային կապեր։ Ածխածնի ատոմի վիճակը, որում այն ​​ունի չորս չզույգված էլեկտրոն, կոչվում է «գրգռված»։ Թեև ածխածնի ուղեծրերը անհավասար են, սակայն հայտնի է, որ ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացման արդյունքում կարող են ձևավորվել չորս համարժեք կապեր։ Հիբրիդացումն այն երևույթն է, երբ միևնույն ձևի և միևնույն թվով օրբիտալները ձևավորվում են մի քանի տարբեր ձևով և էներգիայի նման ուղեծրերից: 28

Ածխածնի ատոմի հիբրիդային վիճակները օրգանական մոլեկուլներում ԱՌԱՋԻՆ ՀԻԲՐԻԴԱԿԱՆ ՎԻՃԱԿԸ C ատոմը գտնվում է sp 3 հիբրիդացման վիճակում, կազմում է չորս σ-կապ, կազմում է չորս հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք գտնվում են քառաեդրոնի (վալենտական ​​անկյուն) σ-կապման տեսքով։ 31

Ածխածնի ատոմի հիբրիդային վիճակները օրգանական մոլեկուլներում ԵՐԿՐՈՐԴ ՀԻԲՐԻԴ ՎԻՃԱԿԸ C ատոմը գտնվում է sp 2 հիբրիդացման վիճակում, ձևավորում է երեք σ-կապ, ձևավորում է երեք հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք դասավորված են հարթ եռանկյունու տեսքով (վալենտական ​​անկյուն 120) σ-պարտատոմսեր π-կապ 32

Ածխածնի ատոմի հիբրիդային վիճակները օրգանական մոլեկուլներում ԵՐՐՈՐԴ ՀԻԲՐԻԴ ՎԻՃԱԿԸ C ատոմը գտնվում է sp-հիբրիդացման վիճակում, ձևավորում է երկու σ-կապ, ձևավորում է երկու հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք դասավորված են գծով (վալենտական ​​անկյուն 180) σ-կապեր π- պարտատոմսեր 33

Քիմիական կապերի բնութագրերը PAULING սանդղակ՝ F-4.0; O - 3,5; Cl - 3.0; N - 3.0; Br - 2,8; S - 2,5; C-2.5; Հ-2.1. տարբերություն 1.7

Քիմիական կապերի բնութագրերը Պարտատոմսերի բևեռացումը էլեկտրոնի խտության տեղաշարժն է արտաքին գործոնների ազդեցության տակ: Կապի բևեռայնությունը էլեկտրոնների շարժունակության աստիճանն է: Ատոմային շառավիղը մեծանալուն զուգահեռ մեծանում է էլեկտրոնների բևեռացման հնարավորությունը։ Հետևաբար, ածխածին-հալոգեն կապի բևեռացումն աճում է հետևյալ կերպ՝ C-F

էլեկտրոնային էֆեկտներ. Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը մոլեկուլում 39 Համաձայն ժամանակակից տեսական հասկացությունների՝ օրգանական մոլեկուլների ռեակտիվությունը կանխորոշված ​​է կովալենտային կապ ձևավորող էլեկտրոնային ամպերի տեղաշարժով և շարժունակությամբ։ Օրգանական քիմիայում առանձնանում են էլեկտրոնների տեղաշարժերի երկու տեսակ՝ ա) -կապերի համակարգում տեղի ունեցող էլեկտրոնային տեղաշարժեր, բ) -կապերի համակարգով փոխանցվող էլեկտրոնային տեղաշարժեր։ Առաջին դեպքում տեղի է ունենում այսպես կոչված ինդուկտիվ էֆեկտ, երկրորդում՝ մեզոմերիկ։ Ինդուկտիվ էֆեկտը էլեկտրոնի խտության վերաբաշխումն է (բևեռացում), որն առաջանում է կապերի համակարգում մոլեկուլի ատոմների միջև էլեկտրաբացասականության տարբերության հետևանքով: -բոնդերի աննշան բևեռացման պատճառով ինդուկտիվ էֆեկտը արագորեն մարում է և 3-4 կապից հետո գրեթե չի առաջանում։

էլեկտրոնային էֆեկտներ. Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը մոլեկուլում 40 Ինդուկտիվ էֆեկտի հայեցակարգը ներկայացրել է Կ. Ինգոլդը, նա նաև ներմուծել է նշանակումները. էլեկտրոնի խտության ավելացում փոխարինողի կողմից Դրական ինդուկտիվ ազդեցություն է դրսևորվում ալկիլային ռադիկալների կողմից (CH 3, C 2 H 5 - և այլն): Ածխածնի հետ կապված մյուս բոլոր փոխարինիչները ցուցադրում են բացասական ինդուկտիվ ազդեցություն:

էլեկտրոնային էֆեկտներ. Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը մոլեկուլում 41 Մեզոմերական էֆեկտը էլեկտրոնի խտության վերաբաշխումն է խոնարհված համակարգի երկայնքով: Կոնյուգացված համակարգերը ներառում են օրգանական միացությունների մոլեկուլներ, որոնցում կրկնակի և մեկ կապերը փոխարինվում են, կամ երբ ատոմը p- ուղեծրում էլեկտրոնների չկիսված զույգով տեղադրվում է կրկնակի կապի կողքին: Առաջին դեպքում տեղի է ունենում խոնարհում, իսկ երկրորդում՝ p, խոնարհում։ Խոնարհված համակարգերը գալիս են բաց և փակ շղթայի խոնարհմամբ: Նման միացությունների օրինակներ են 1,3-բուտադիենը և բենզինը: Այս միացությունների մոլեկուլներում ածխածնի ատոմները գտնվում են sp 2 հիբրիդացման վիճակում և ոչ հիբրիդային p-օրբիտալների պատճառով ձևավորում են կապեր, որոնք համընկնում են միմյանց և կազմում մեկ էլեկտրոնային ամպ, այսինքն՝ տեղի է ունենում կոնյուգացիա։

էլեկտրոնային էֆեկտներ. Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը մոլեկուլում 42 Գոյություն ունեն մեզոմերային էֆեկտի երկու տեսակ՝ դրական մեզոմերային էֆեկտ (+M) և բացասական մեզոմերային էֆեկտ (-M): Դրական մեզոմերային ազդեցություն են դրսևորում այն ​​փոխարինողները, որոնք p-էլեկտրոններ են նվիրաբերում խոնարհված համակարգին: Դրանք ներառում են՝ -O, -S -NH 2, -OH, -OR, Hal (հալոգեններ) և այլ փոխարինիչներ, որոնք ունեն բացասական լիցք կամ չբաշխված էլեկտրոններ: Բացասական մեզոմերային էֆեկտը բնորոշ է այն փոխարինողներին, որոնք հեռացնում են -էլեկտրոնի խտությունը խոնարհված համակարգից: Դրանք ներառում են տարբեր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմների միջև բազմաթիվ կապեր ունեցող փոխարինիչներ. - N0 2; -SO 3 H; >C=O; - COOH և ուրիշներ: Մեզոմերային էֆեկտը գրաֆիկորեն ներկայացված է թեքված սլաքով, որը ցույց է տալիս էլեկտրոնի տեղաշարժի ուղղությունը:Ի տարբերություն ինդուկտիվ էֆեկտի, մեզոմերային էֆեկտը չի մարվում: Այն ամբողջությամբ փոխանցվում է համակարգի միջոցով՝ անկախ ինտերֆեյսի շղթայի երկարությունից: C=O; - COOH և ուրիշներ: Մեզոմերային էֆեկտը գրաֆիկորեն ներկայացված է թեքված սլաքով, որը ցույց է տալիս էլեկտրոնի տեղաշարժի ուղղությունը:Ի տարբերություն ինդուկտիվ էֆեկտի, մեզոմերային էֆեկտը չի մարվում: Այն ամբողջությամբ փոխանցվում է համակարգի միջոցով՝ անկախ ինտերֆեյսի շղթայի երկարությունից»:>

Քիմիական ռեակցիաների տեսակները 43 Քիմիական ռեակցիան կարելի է համարել որպես ռեակտիվ նյութի և սուբստրատի փոխազդեցություն։ Կախված մոլեկուլներում քիմիական կապի խզման և ձևավորման եղանակից՝ օրգանական ռեակցիաները բաժանվում են. այսինքն՝ ձևավորվում են ռադիկալներ։ Հոմոլիտիկ խզումը տեղի է ունենում բարձր ջերմաստիճանի, լույսի քվանտի գործողության կամ կատալիզի ժամանակ:

Հետերոլիտիկ կամ իոնային ռեակցիաներն ընթանում են այնպես, որ ատոմներից մեկի մոտ մի զույգ կապող էլեկտրոն է մնում և առաջանում են իոններ։ Էլեկտրոնային զույգ ունեցող մասնիկը կոչվում է նուկլեոֆիլ և ունի բացասական լիցք (-): Առանց էլեկտրոնային զույգի մասնիկը կոչվում է էլեկտրոֆիլ և ունի դրական լիցք (+): 44 Քիմիական ռեակցիաների տեսակները

Քիմիական ռեակցիայի մեխանիզմը 45 Ռեակցիայի մեխանիզմը տարրական (պարզ) փուլերի ամբողջություն է, որոնք կազմում են տվյալ ռեակցիան։ Ռեակցիայի մեխանիզմը առավել հաճախ ներառում է հետևյալ փուլերը՝ ռեագենտի ակտիվացում՝ էլեկտրոֆիլ, նուկլեոֆիլ կամ ազատ ռադիկալի ձևավորմամբ։ Ռեակտիվն ակտիվացնելու համար, որպես կանոն, անհրաժեշտ է կատալիզատոր։ Երկրորդ փուլում ակտիվացված ռեագենտը փոխազդում է սուբստրատի հետ։ Այս դեպքում առաջանում են միջանկյալ մասնիկներ (միջանկյալներ)։ Վերջիններս ներառում են -կոմպլեքսներ, -կոմպլեքսներ (կարբոկացիաներ), կարբանիոններ, նոր ազատ ռադիկալներ։ Վերջնական փուլում որոշ մասնիկի երկրորդ փուլում ձևավորված միջանկյալ նյութի ավելացումը կամ տարանջատումը տեղի է ունենում ռեակցիայի վերջնական արտադրանքի ձևավորմամբ: Եթե ​​ակտիվացման ժամանակ ռեագենտը առաջացնում է նուկլեոֆիլ, ապա դրանք նուկլեոֆիլ ռեակցիաներ են: Դրանք նշվում են N - տառով (ցուցանիշում): Այն դեպքում, երբ ռեագենտը առաջացնում է էլեկտրոֆիլ, ռեակցիաները էլեկտրոֆիլ են (E): Նույնը կարելի է ասել ազատ ռադիկալների ռեակցիաների մասին (R):

Նուկլեոֆիլները ռեագենտներ են, որոնք ունեն բացասական լիցք կամ էլեկտրոնային խտությամբ հարստացված ատոմ. 1) անիոններ՝ OH -, CN -, RO -, RS -, Hal - և այլ անիոններ. 2) չեզոք մոլեկուլներ էլեկտրոնների չկիսված զույգերով՝ NH 3, NH 2 R, H 2 O, ROH և այլն. 3) էլեկտրոնի ավելցուկային խտությամբ մոլեկուլներ (ունենալով - կապեր). Էլեկտրոֆիլներ - ռեագենտներ, որոնք ունեն դրական լիցք կամ էլեկտրոնի խտությամբ սպառված ատոմ․ ; 2) դատարկ ուղեծրով չեզոք մոլեկուլներ՝ AlCl 3, FeBr 3, SnCl 4, BF 4 (Լյուիս թթուներ), SO 3; 3) ատոմի վրա սպառված էլեկտրոնային խտությամբ մոլեկուլներ. 46

49

50

51

52

, հակաբիոտիկներ, ֆերոմոններ, ազդանշանային նյութեր, բուսական ծագման կենսաբանորեն ակտիվ նյութեր, ինչպես նաև կենսաբանական գործընթացների սինթետիկ կարգավորիչներ (դեղորայք, թունաքիմիկատներ և այլն): Որպես ինքնուրույն գիտություն՝ այն ձևավորվել է 20-րդ դարի երկրորդ կեսին կենսաքիմիայի և օրգանական քիմիայի խաչմերուկում և կապված է բժշկության, գյուղատնտեսության, քիմիական, սննդի և մանրէաբանական արդյունաբերության գործնական խնդիրների հետ։

Մեթոդներ

Հիմնական զինանոցը օրգանական քիմիայի մեթոդներն են, կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ խնդիրների լուծման համար ներգրավված են տարբեր ֆիզիկական, ֆիզիկաքիմիական, մաթեմատիկական և կենսաբանական մեթոդներ:

Ուսումնասիրության առարկաներ

• Խառը տեսակի կենսապոլիմերներ
• բնական ազդանշանային նյութեր
• Բուսական ծագման կենսաբանական ակտիվ նյութեր
• Սինթետիկ կարգավորիչներ (դեղորայք, թունաքիմիկատներ և այլն):

Աղբյուրներ

• Օվչիննիկով Յու.Ա.. - Մ .: Կրթություն, 1987. - 815 էջ.
• Բենդեր Մ., Բերգերոն Ռ., Կոմիյամա Մ.
• Դուգաս Գ., Պենի Կ.Կենսօրգանական քիմիա. - Մ.: Միր, 1983:
• Տյուկավկինա Ն.Ա., Բաուկով Յու.Ի.

տես նաեւ

Գրեք ակնարկ «Կենսօրգանական քիմիա» հոդվածի վերաբերյալ

Կենսօրգանական քիմիան բնութագրող հատված

- Ma chere, il y a un temps pour tout, [Սիրելիս, ամեն ինչի ժամանակ կա,- ասաց կոմսուհին՝ ձեւանալով, որ խիստ է։ «Դու նրան անընդհատ փչացնում ես, Էլի», - ավելացրեց նա ամուսնուն:
- Bonjour, ma chere, je vous felicite, [Բարեւ, սիրելիս, շնորհավորում եմ քեզ],- ասաց հյուրը: - Quelle delicuse infant! [Ինչ սիրուն երեխա է։] - ավելացրեց նա՝ դառնալով դեպի մայրը։
Մուգ աչքերով, մեծ բերանով, տգեղ, բայց աշխույժ մի աղջիկ, իր մանկական բաց ուսերով, որոնք, կծկվելով, շարժվում էին արագ վազքից իր կորսաժի մեջ, իր սև գանգուրներով ետ թակած, նիհար մերկ ձեռքերով և փոքրիկ ոտքերով՝ ժանյակավոր տաբատներով և փոքր ոտքերով։ բաց կոշիկներ, այն քաղցր տարիքում էր, երբ աղջիկն այլևս երեխա չէ, իսկ երեխան դեռ աղջիկ չէ: Հեռանալով հորից՝ նա վազեց դեպի մայրը և, ուշադրություն չդարձնելով նրա խիստ դիտողությանը, կարմրած դեմքը թաքցրեց մոր մանթիլայի ժանյակի մեջ և ծիծաղեց։ Նա ծիծաղում էր ինչ-որ բանի վրա, կտրուկ խոսում էր փեշի տակից հանած տիկնիկի մասին։
«Տեսնու՞մ ես… Տիկնիկ… Միմի… Տես.
Իսկ Նատաշան այլեւս չէր կարողանում խոսել (նրան ամեն ինչ ծիծաղելի էր թվում): Նա ընկավ մոր վրա և պայթեց ծիծաղից այնքան բարձր ու աղմկոտ, որ բոլորը, նույնիսկ գլխավոր հյուրը, ծիծաղեցին իրենց կամքին հակառակ։
-Դե գնա, գնա քո հրեշի հետ: - ասաց մայրը՝ բարկացած ծաղրելով հեռու հրելով դստերը: «Սա իմ փոքրն է», - դիմեց նա հյուրին:
Նատաշան, մոր ժանյակավոր շարֆից մի պահ պոկելով դեմքը, ծիծաղի արցունքների միջից նայեց նրան ներքևից և նորից թաքցրեց դեմքը։
Հյուրը, հարկադրված հիանալով ընտանեկան տեսարանով, հարկ համարեց որոշակիորեն մասնակցել դրան։
«Ասա ինձ, սիրելիս», - ասաց նա, դառնալով Նատաշային, «ինչպես ունես այս Միմիին: Աղջիկ, չէ՞:
Նատաշային դուր չեկավ մանկական զրույցի նվաստացման տոնը, որով հյուրը դիմեց նրան։ Նա չպատասխանեց և լրջորեն նայեց հյուրին։
Մինչդեռ այս ամբողջ երիտասարդ սերունդը՝ Բորիսը՝ սպա, արքայադուստր Աննա Միխայլովնայի որդին, Նիկոլայը՝ ուսանող, կոմսի ավագ որդին, Սոնյան՝ կոմսի տասնհինգամյա զարմուհին, և փոքրիկ Պետրուշան՝ ամենափոքրը։ Որդին, բոլորը տեղավորվեցին հյուրասենյակում և, ըստ երևույթին, փորձեցին պահպանել պարկեշտության անիմացիայի և ուրախության սահմաններում, որոնք դեռ շնչում էին բոլոր հատկանիշներով: Ակնհայտ էր, որ այնտեղ, հետևի սենյակներում, որտեղից նրանք բոլորն այնքան արագ վազելով եկել էին, նրանք ավելի ուրախ խոսակցություններ էին վարում, քան այստեղ՝ քաղաքային բամբասանքների, եղանակի և կոմսուհի Ապրաքսինեի մասին։ [Կոմսուհի Ապրաքսինայի մասին։] Ժամանակ առ ժամանակ նրանք իրար էին նայում և հազիվ էին զսպում իրենց ծիծաղը։

Գրոդնո" href="/text/category/grodno/" rel="bookmark">Գրոդնոյի պետական ​​բժշկական համալսարան», քիմիական գիտությունների թեկնածու, դոցենտ;

«Գրոդնոյի պետական ​​բժշկական համալսարան» ուսումնական հաստատության ընդհանուր և կենսաօրգանական քիմիայի ամբիոնի դոցենտ, կենսաբանական գիտությունների թեկնածու, դոց.

Գրախոսներ.

«Գոմելի պետական ​​բժշկական համալսարան» ուսումնական հաստատության ընդհանուր և կենսաօրգանական քիմիայի բաժին;

– գլուխ «Բելառուսի պետական ​​բժշկական համալսարան» ուսումնական հաստատության կենսաօրգանական քիմիայի ամբիոն, բժշկական գիտությունների թեկնածու, դոցենտ։

«Գրոդնոյի պետական ​​բժշկական համալսարան» ընդհանուր և կենսաօրգանական քիմիայի ամբիոն

(01.01.01 արձանագրություն)

«Գրոդնոյի պետական ​​բժշկական համալսարան» ուսումնական հաստատության կենտրոնական գիտամեթոդական խորհուրդ

(01.01.01 արձանագրություն)

Բաժին Բժշկական կրթության համար Բելառուսի Հանրապետության բուհերի կրթական և մեթոդական ասոցիացիայի 1-ին բժշկական և հոգեբանական բիզնես.

(01.01.01 արձանագրություն)

Թողարկման պատասխանատու.

«Գրոդնոյի պետական ​​բժշկական համալսարան» ուսումնական հաստատության առաջին պրոռեկտոր, պրոֆեսոր, բժշկական գիտությունների դոկտոր

Բացատրական նշում

Ակադեմիական կարգապահության ուսումնասիրության արդիականությունը

«Կենսօրգանական քիմիա»

Կենսօրգանական քիմիան բնագիտական ​​հիմնարար գիտություն է: Կենսօրգանական քիմիան որպես ինքնուրույն գիտություն ձևավորվել է 20-րդ դարի 2-րդ կեսին օրգանական քիմիայի և կենսաքիմիայի խաչմերուկում։ Կենսօրգանական քիմիայի ուսումնասիրության արդիականությունը պայմանավորված է բժշկության և գյուղատնտեսության առջև ծառացած պրակտիկ խնդիրներով (վիտամիններ, հորմոններ, հակաբիոտիկներ, բույսերի աճի խթանիչներ, կենդանիների և միջատների վարքագծի կարգավորիչներ և այլ դեղամիջոցներ ստանալը), որոնց լուծումն անհնար է առանց օգտագործման։ կենսաօրգանական քիմիայի տեսական և գործնական ներուժի մասին։

Կենսօրգանական քիմիան մշտապես հարստացվում է բնական միացությունների մեկուսացման և մաքրման նոր մեթոդներով, բնական միացությունների և դրանց անալոգների սինթեզի մեթոդներով, միացությունների կառուցվածքի և կենսաբանական ակտիվության փոխհարաբերությունների մասին գիտելիքներով և այլն:

Բժշկական կրթության վերջին մոտեցումները՝ կապված դասավանդման վերարտադրողական ոճի հաղթահարման, ուսանողների ճանաչողական և հետազոտական ​​գործունեության ապահովման հետ, նոր հեռանկարներ են բացում ինչպես անհատի, այնպես էլ թիմի ներուժի իրացման համար։

Կարգապահության նպատակն ու խնդիրները

Թիրախ:Բժշկական կրթության համակարգում քիմիական կոմպետենտության մակարդակի ձևավորում, որն ապահովում է կենսաբժշկական և կլինիկական առարկաների հետագա ուսումնասիրությունը:

Առաջադրանքներ.

Ուսանողների կողմից օրգանական մոլեկուլների քիմիական փոխակերպումների տեսական հիմունքների յուրացում՝ կապված դրանց կառուցվածքի և կենսաբանական գործունեության հետ.

Ձևավորում. կյանքի գործընթացների մոլեկուլային հիմքի իմացություն;

Որպես դեղամիջոցներ գործող օրգանական միացությունների դասակարգման, կառուցվածքի և հատկությունների վրա կողմնորոշվելու հմտությունների զարգացում.

Քիմիական մտածողության տրամաբանության ձևավորում;

Որակական վերլուծության մեթոդների կիրառման հմտությունների զարգացում
օրգանական միացություններ;

Քիմիական գիտելիքներն ու հմտությունները, որոնք կազմում են քիմիական կոմպետենտության հիմքը, կնպաստեն շրջանավարտի մասնագիտական ​​կոմպետենտության ձևավորմանը։

Ակադեմիական կարգապահությունը յուրացնելու պահանջները

«Կենսօրգանական քիմիա» առարկայի բովանդակության յուրացման մակարդակի պահանջները որոշվում են ընդհանուր մասնագիտական ​​և հատուկ առարկաների ցիկլի առաջին փուլի բարձրագույն կրթության կրթական ստանդարտով, որը մշակվում է՝ հաշվի առնելով իրավասության պահանջները։ - հիմնված մոտեցում, որը ցույց է տալիս առարկայի նվազագույն բովանդակությունը՝ ընդհանրացված քիմիական գիտելիքների և հմտությունների տեսքով, որոնք կազմում են կենսաօրգանական իրավասությունը համալսարանի շրջանավարտ.

ա) ընդհանրացված գիտելիքներ.

- հասկանալ առարկայի էությունը որպես գիտություն և նրա հարաբերությունները այլ առարկաների հետ.

Նշանակություն նյութափոխանակության գործընթացները հասկանալու համար;

Օրգանական մոլեկուլների կառուցվածքի և ռեակտիվության միասնության հայեցակարգը.

Քիմիայի հիմնարար օրենքները, որոնք անհրաժեշտ են կենդանի օրգանիզմներում տեղի ունեցող գործընթացները բացատրելու համար.

Օրգանական միացությունների հիմնական դասերի քիմիական հատկությունները և կենսաբանական նշանակությունը.

բ) ընդհանրացված հմտություններ.

Կանխատեսել ռեակցիայի մեխանիզմը՝ հիմնվելով օրգանական մոլեկուլների կառուցվածքի և քիմիական կապերի խզման մեթոդների իմացության վրա.

Բացատրել ռեակցիաների նշանակությունը կենդանի համակարգերի աշխատանքի համար.

Ձեռք բերված գիտելիքներն օգտագործել կենսաքիմիայի, դեղագիտության և այլ առարկաների ուսումնասիրության մեջ:

Ակադեմիական կարգապահության կառուցվածքը և բովանդակությունը

Այս ծրագրում «կենսօրգանական քիմիա» առարկայի բովանդակության կառուցվածքը բաղկացած է գիտության ներածությունից և երկու բաժիններից, որոնք ընդգրկում են օրգանական մոլեկուլների ռեակտիվության ընդհանուր խնդիրները, ինչպես նաև հետերո- և բազմաֆունկցիոնալ միացությունների հատկությունները կյանքի գործընթացները. Յուրաքանչյուր բաժին բաժանված է թեմաների, որոնք դասավորված են հաջորդականությամբ, որն ապահովում է ծրագրային նյութի օպտիմալ ուսումնասիրությունն ու յուրացումը: Յուրաքանչյուր թեմայի համար ներկայացվում են ընդհանրացված գիտելիքներ և հմտություններ, որոնք կազմում են ուսանողների կենսաօրգանական իրավասության էությունը: Յուրաքանչյուր թեմայի բովանդակությանը համապատասխան՝ սահմանվում են իրավասություններին ներկայացվող պահանջները (ընդհանրացված գիտելիքների և հմտությունների համակարգի տեսքով), որոնց ձևավորման և ախտորոշման համար կարող են մշակվել թեստեր։

Դասավանդման մեթոդներ

Դասավանդման հիմնական մեթոդները, որոնք համարժեքորեն համապատասխանում են այս առարկայի ուսումնասիրության նպատակներին, հետևյալն են.

Բացատրություն և խորհրդատվություն;

Լաբորատոր դաս;

Խնդիրների վրա հիմնված ուսուցման տարրեր (ուսանողների կրթական և հետազոտական ​​աշխատանք);

Կենսօրգանական քիմիայի ներածություն

Կենսօրգանական քիմիան՝ որպես գիտություն, որն ուսումնասիրում է օրգանական նյութերի կառուցվածքը և դրանց փոխակերպումները՝ կապված կենսաբանական ֆունկցիաների հետ։ Կենսօրգանական քիմիայի ուսումնասիրության առարկաներ. Կենսօրգանական քիմիայի դերը ժամանակակից մոլեկուլային մակարդակում կենսաբանական և բժշկական գիտելիքների ընկալման գիտական ​​հիմքի ձևավորման գործում:

Օրգանական միացությունների կառուցվածքի տեսությունը և դրա զարգացումը ներկա փուլում: Օրգանական միացությունների իզոմերիզմը՝ որպես օրգանական միացությունների բազմազանության հիմք։ Օրգանական միացությունների իզոմերիզմի տեսակները.

Կենսաբժշկական վերլուծության համար կարևոր օրգանական միացությունների մեկուսացման և ուսումնասիրության ֆիզիկաքիմիական մեթոդներ.

Օրգանական միացությունների IUPAC սիստեմատիկ անվանացանկի հիմնական կանոնները՝ փոխարինող և ռադիկալ-ֆունկցիոնալ նոմենկլատուրա:

Օրգանական մոլեկուլների տարածական կառուցվածքը, դրա կապը ածխածնի ատոմի հիբրիդացման տեսակի հետ (sp3-, sp2- և sp-հիբրիդացում): ստերեոքիմիական բանաձևեր. կոնֆիգուրացիա և կոնֆորմացիա: Բաց շղթաների կոնֆորմացիաներ (պաշտպանված, խանգարված, փորված): Կոնֆորմացիաների էներգետիկ բնութագրերը. Նյումանի պրոյեկցիոն բանաձևերը. Շղթայի առանձին հատվածների տարածական կոնվերգենցիան կոնֆորմացիոն հավասարակշռության արդյունքում և որպես հինգ և վեցանդամ օղակների գերակշռող ձևավորման պատճառներից մեկը։ Ցիկլային միացությունների (ցիկլոհեքսան, տետրահիդրոպիրան) կոնֆորմացիաները։ Աթոռի և լոգանքի կոնֆորմացիաների էներգետիկ բնութագրերը. Սռնային և հասարակածային կապեր. Տարածական կառուցվածքի կապը կենսաբանական գործունեության հետ.

Իրավասությունների պահանջներ.

Իմանալ ուսումնասիրության առարկաները և կենսաօրգանական քիմիայի հիմնական խնդիրները,

· Կարողանալ դասակարգել օրգանական միացությունները՝ ըստ ածխածնային կմախքի կառուցվածքի և ֆունկցիոնալ խմբերի բնույթի, օգտագործել համակարգված քիմիական անվանացանկի կանոնները.

· Իմանալ օրգանական միացությունների իզոմերիզմի հիմնական տեսակները, կարողանալ միացության կառուցվածքային բանաձեւով որոշել իզոմերների հնարավոր տեսակները.

· Իմանալ ածխածնի ատոմային ուղեծրերի հիբրիդացման տարբեր տեսակները, ատոմի կապերի տարածական կողմնորոշումը, դրանց տեսակը և թիվը՝ կախված հիբրիդացման տեսակից.

· Իմանալ ցիկլային (աթոռ, լոգանքի կոնֆորմացիաներ) և ացիկլիկ (արգելափակված, շեղված, խավարված կոնֆորմացիաներ) մոլեկուլների կոնֆորմացիաների էներգետիկ բնութագրերը, կարողանալ դրանք ներկայացնել Նյումանի պրոյեկցիոն բանաձևերի միջոցով:

· Իմանալ տարբեր մոլեկուլներում առաջացող լարումների տեսակները (ոլորում, անկյունային, վան դեր Վալս), դրանց ազդեցությունը կոնֆորմացիայի և մոլեկուլի կայունության վրա:

Բաժին 1. Օրգանական մոլեկուլների ռեակտիվությունը ատոմների փոխադարձ ազդեցության արդյունքում, օրգանական ռեակցիաների մեխանիզմներ.

Թեմա 1. Կոնյուգացված համակարգեր, բուրավետություն, փոխարինիչների էլեկտրոնային ազդեցությունները

Կոնյուգացված համակարգեր և բուրավետություն: Խոնարհում (p, p - և p, p-conjugation): Կոնյուգացված բաց շղթայական համակարգեր՝ 1,3-դիեններ (բուտադիեն, իզոպրեն), պոլիեններ (կարոտինոիդներ, վիտամին A): Համակցված համակարգեր փակ շղթայով: Անուշաբույրություն. բուրավետության չափանիշներ, Հյուկելի անուշաբույրության կանոն: Բենզոիդ (բենզոլ, նաֆթալին, ֆենանտրոն) միացությունների բուրավետությունը: Խոնարհման էներգիա. Կարբո- և հետերոցիկլիկ արոմատիկ միացությունների թերմոդինամիկական կայունության կառուցվածքը և պատճառները: Հետերոցիկլիկ (պիրոլ, իմիդազոլ, պիրիդին, պիրիմիդին, պուրին) միացությունների բուրմունք: Պիրոլի և պիրիդինի ազոտի ատոմներ, p-չափազանց և p-դեֆիցիտի արոմատիկ համակարգեր:

Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը և դրա փոխանցման եղանակները օրգանական մոլեկուլներում: Էլեկտրոնների տեղակայումը որպես մոլեկուլների և իոնների կայունության բարձրացման գործոններից մեկը, դրա տարածվածությունը կենսաբանորեն կարևոր մոլեկուլներում (պորֆին, հեմ, հեմոգլոբին և այլն): Պարտատոմսերի բևեռացում. Փոխարինիչների էլեկտրոնային ազդեցությունը (ինդուկտիվ և մեզոմերական)՝ որպես էլեկտրոնային խտության անհավասար բաշխման և մոլեկուլում ռեակցիայի կենտրոնների առաջացման պատճառ։ Ինդուկտիվ և մեզոմերական էֆեկտներ (դրական և բացասական), դրանց գրաֆիկական նշանակումը օրգանական միացությունների կառուցվածքային բանաձևերում։ Էլեկտրոնների դոնոր և էլեկտրոն ընդունող փոխարինիչներ:

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ խոնարհման տեսակները եւ կարողանալ կապի կառուցվածքային բանաձեւով որոշել խոնարհման տեսակը.

· Իմանալ բուրավետության չափանիշները, կարողանալ կառուցվածքային բանաձեւով որոշել կարբո- եւ հետերոցիկլիկ մոլեկուլների անուշաբույր միացությունների պատկանելիությունը.

· Կարողանալ գնահատել ատոմների էլեկտրոնային ներդրումը մեկ խոնարհված համակարգի ստեղծման գործում, իմանալ պիրիդինի և պիրոլի ազոտի ատոմների էլեկտրոնային կառուցվածքը.

· Իմանալ փոխարինողների էլեկտրոնային ազդեցությունները, դրանց պատճառները և կարողանալ գրաֆիկորեն պատկերել դրանց գործողությունը:

· Կարողանալ փոխարինողներին դասակարգել որպես էլեկտրոն նվիրող կամ էլեկտրոն հանող փոխարինիչներ՝ ելնելով նրանց ինդուկտիվ և մեզոմերական ազդեցություններից:

· Կարողանալ կանխատեսել փոխարինողների ազդեցությունը մոլեկուլների ռեակտիվության վրա:

Թեմա 2. Ածխաջրածինների ռեակտիվություն. Ռադիկալների փոխարինման, էլեկտրոֆիլային ավելացման և փոխարինման ռեակցիաներ

Օրգանական միացությունների ռեակտիվության ընդհանուր օրինաչափությունները՝ որպես դրանց կենսաբանական գործունեության քիմիական հիմք: Քիմիական ռեակցիան որպես գործընթաց. Հասկացություններ՝ սուբստրատ, ռեագենտ, ռեակցիայի կենտրոն, անցումային վիճակ, ռեակցիայի արդյունք, ակտիվացման էներգիա, ռեակցիայի արագություն, մեխանիզմ։

Օրգանական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ արդյունքի (ավելացում, փոխարինում, վերացում, ռեդոքս) և ըստ մեխանիզմի՝ ռադիկալ, իոնային (էլեկտրաֆիլ, նուկլեոֆիլ), հետևողական։ Ռեակտիվների տեսակները՝ ռադիկալ, թթվային, հիմնային, էլեկտրոֆիլ, նուկլեոֆիլ: Կովալենտային կապերի հոմոլիտիկ և հետերոլիտիկ ճեղքում օրգանական միացություններում և առաջացած մասնիկներում՝ ազատ ռադիկալներ, կարբոկացիաներ և կարբանիոններ: Այս մասնիկների էլեկտրոնային և տարածական կառուցվածքը և դրանց հարաբերական կայունությունը որոշող գործոնները։

Ածխաջրածինների ռեակտիվություն. Ռադիկալ փոխարինման ռեակցիաներ. հոմոլիտիկ ռեակցիաներ, որոնք ներառում են sp3-հիբրիդացված ածխածնի ատոմի CH կապեր: Ռադիկալ փոխարինման մեխանիզմը ալկանների և ցիկլոալկանների հալոգենացման ռեակցիայի օրինակով։ Շղթայական գործընթացների հայեցակարգը. Տարածաշրջանային ընտրողականության հայեցակարգը.

Ազատ ռադիկալների առաջացման ուղիները՝ ֆոտոլիզ, ջերմոլիզ, ռեդոքս ռեակցիաներ։

Էլեկտրաֆիլային ավելացման ռեակցիաներ ( ԱԷ) չհագեցած ածխաջրածինների շարքում՝ հետերոլիտիկ ռեակցիաներ, որոնք ներառում են p կապեր sp2-հիբրիդացված ածխածնի ատոմների միջև։ Հիդրացիայի և հիդրոհալոգենացման ռեակցիաների մեխանիզմ: թթվային կատալիզ. Մարկովնիկովի կանոնը. Ստատիկ և դինամիկ գործոնների ազդեցությունը էլեկտրոֆիլ հավելման ռեակցիաների ռեգիոսելեկտիվության վրա: Դիենի ածխաջրածիններին և փոքր ցիկլերին (ցիկլոպրոպան, ցիկլոբութան) էլեկտրոֆիլ հավելումների ռեակցիաների առանձնահատկությունները։

Էլեկտրաֆիլային փոխարինման ռեակցիաներ ( ՍԵՀետերոլիտիկ ռեակցիաներ, որոնք ներառում են արոմատիկ համակարգի p-էլեկտրոնային ամպը: Արոմատիկ միացությունների հալոգենացման, նիտրացման, ալկիլացման ռեակցիաների մեխանիզմը՝ p - և ս- համալիրներ. Կատալիզատորի (Լյուիս թթու) դերը էլեկտրոֆիլ մասնիկի առաջացման գործում.

Արոմատիկ միջուկի փոխարինիչների ազդեցությունը միացությունների ռեակտիվության վրա էլեկտրաֆիլ փոխարինման ռեակցիաներում: Փոխարինիչների (I և II տեսակի կողմնորոշիչներ) ազդեցությունը.

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ սուբստրատ, ռեագենտ, ռեակցիայի կենտրոն, ռեակցիայի արտադրանք, ակտիվացման էներգիա, ռեակցիայի արագություն, ռեակցիայի մեխանիզմ հասկացությունները:

· Իմանա ռեակցիաների դասակարգումը ըստ տարբեր չափանիշների (վերջնական արդյունքով, կապերի խզման մեթոդով, ըստ մեխանիզմի) և ռեակտիվների տեսակների (ռադիկալ, էլեկտրոֆիլ, նուկլեոֆիլ).

· Իմանալ ռեագենտների էլեկտրոնային և տարածական կառուցվածքը և դրանց հարաբերական կայունությունը որոշող գործոնները, կարողանալ համեմատել նմանատիպ ռեակտիվների հարաբերական կայունությունը:

· Իմանալ ազատ ռադիկալների առաջացման ուղիները և ռադիկալների փոխարինման ռեակցիաների մեխանիզմը (ՌՌ) ալկանների և ցիկլոալականների հալոգենացման ռեակցիաների օրինակներով.

· Կարողանալ որոշել արմատական ​​փոխարինման ռեակցիաներում հնարավոր արգասիքների առաջացման վիճակագրական հավանականությունը և ռեգիոսելեկտիվ գործընթացի հնարավորությունը.

· Իմանալ էլեկտրոֆիլ հավելման (ԱԷ) ռեակցիաների մեխանիզմը հալոգենացման, հիդրոհալոգենացման և ալկենների հիդրացման ռեակցիաներում, կարողանալ որակապես գնահատել սուբստրատների ռեակտիվությունը՝ հիմնվելով փոխարինողների էլեկտրոնային ազդեցության վրա։

· Իմանալ Մարկովնիկովի կանոնը և կարողանալ որոշել խոնավացման և հիդրոհալոգենացման ռեակցիաների ռեգիոսելեկտիվությունը ստատիկ և դինամիկ գործոնների ազդեցության հիման վրա:

· Իմանալ կոնյուգացված դիենի ածխաջրածինների և փոքր ցիկլերի (ցիկլոպրոպան, ցիկլոբուտան) էլեկտրոֆիլ միացման ռեակցիաների առանձնահատկությունները:

· Իմանալ էլեկտրոֆիլ փոխարինման ռեակցիաների (ՍԷ) մեխանիզմը հալոգենացման, նիտրացման, ալկիլացման, արոմատիկ միացությունների ացիլացման ռեակցիաներում։

· Կարողանալ, հիմնվելով փոխարինողների էլեկտրոնային ազդեցության վրա, որոշել դրանց ազդեցությունը արոմատիկ միջուկի ռեակտիվության և կողմնորոշիչ գործողության վրա:

Թեմա 3. Օրգանական միացությունների թթու-հիմնային հատկությունները

Օրգանական միացությունների թթվայնությունը և հիմնարարությունը. Բրոնստեդի և Լյուիսի տեսությունները. Թթվային անիոնի կայունությունը թթվային հատկությունների որակական ցուցանիշ է։ Թթվային կամ հիմնային հատկությունների փոփոխության ընդհանուր օրինաչափություններ՝ կապված թթվային կամ հիմնային կենտրոնում ատոմների բնույթի հետ, այս կենտրոններում փոխարինողների էլեկտրոնային ազդեցությունները: Ջրածին պարունակող ֆունկցիոնալ խմբերով օրգանական միացությունների թթվային հատկությունները (ալկոհոլներ, ֆենոլներ, թիոլներ, կարբոքսիլաթթուներ, ամիններ, մոլեկուլների CH-թթվայնություն և կաբրիկացիաներ): p-հիմքերը և n- հիմքեր. Հետերոատոմներ պարունակող չեզոք մոլեկուլների հիմնական հատկությունները միայնակ զույգ էլեկտրոններով (ալկոհոլներ, թիոլներ, սուլֆիդներ, ամիններ) և անիոններ (հիդրօքսիդ, ալկօքսիդի իոններ, օրգանական թթուների անիոններ): Ազոտ պարունակող հետերոցիկլների թթու-հիմնային հատկությունները (պիրոլ, իմիդազոլ, պիրիդին): Ջրածնային կապը որպես թթու-բազային հատկությունների հատուկ դրսևորում:

Հիդրօքսիլ խումբ պարունակող միացությունների (միահիդրային և բազմահիդրային սպիրտներ, ֆենոլներ, կարբոքսիլաթթուներ) թթվային հատկությունների համեմատական ​​բնութագրերը. Ալիֆատիկ և արոմատիկ ամինների հիմնական հատկությունների համեմատական ​​բնութագրերը. Փոխարինողի էլեկտրոնային բնույթի ազդեցությունը օրգանական մոլեկուլների թթու-հիմնային հատկությունների վրա:

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ թթուների և հիմքերի սահմանումները՝ ըստ Բրոնստեդի պրոտոլիտիկ տեսության և Լյուիսի էլեկտրոնի տեսության:

· Իմանալ թթուների և հիմքերի Bronsted դասակարգումը կախված թթվային կամ հիմնային կենտրոնների ատոմների բնույթից:

· Իմանալ թթուների ամրության և դրանց համակցված հիմքերի կայունության վրա ազդող գործոնները, կարողանալ թթուների ամրության համեմատական ​​գնահատում կատարել՝ ելնելով դրանց համապատասխան անիոնների կայունությունից:

· Իմանալ Բրոնստեդ հիմքերի ամրության վրա ազդող գործոնները, կարողանալ հիմքերի ամրության համեմատական ​​գնահատում կատարել՝ հաշվի առնելով այս գործոնները.

· Իմանալ ջրածնային կապի պատճառները, կարողանալ ջրածնային կապի առաջացումը մեկնաբանել որպես նյութի թթու-բազային հատկությունների կոնկրետ դրսեւորում:

· Իմանալ օրգանական մոլեկուլներում keto-enol տավտոմերիզմի պատճառները, կարողանալ դրանք բացատրել միացությունների թթու-հիմնային հատկությունների տեսանկյունից՝ կապված դրանց կենսագործունեության հետ:

· Իմանալ և կարողանալ իրականացնել որակական ռեակցիաներ, որոնք թույլ են տալիս տարբերակել բազմահիդրիկ սպիրտները, ֆենոլները, թիոլները.

Թեմա 4. Ածխածնի քառանկյուն ատոմում նուկլեոֆիլ փոխարինման ռեակցիաները և մրցակցային վերացման ռեակցիաները

Նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաներ sp3-հիբրիդացված ածխածնի ատոմում. հետերոլիտիկ ռեակցիաներ՝ կապված ածխածին-հետերոատոմ կապի բևեռացման հետ (հալոգենի ածանցյալներ, սպիրտներ): Հեշտ և դժվարությամբ հեռանալ խմբերից. կապը խմբից դուրս գալու հեշտության և նրա կառուցվածքի միջև: Լուծողի, էլեկտրոնային և տարածական գործոնների ազդեցությունը միացությունների ռեակտիվության վրա մոնո և երկմոլեկուլային նուկլեոֆիլ փոխարինման ռեակցիաներում (SN1 և SN2): Նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաների ստերեոքիմիա.

Հալոգենի ածանցյալների հիդրոլիզի ռեակցիաները. Սպիրտների, ֆենոլների, թիոլների, սուլֆիդների, ամոնիակի, ամինների ալկիլացման ռեակցիաներ։ Թթվային կատալիզի դերը հիդրօքսիլ խմբի նուկլեոֆիլային փոխարինման մեջ. Հալոգենի ածանցյալներ, սպիրտներ, ծծմբական և ֆոսֆորական թթուների եթերներ՝ որպես ալկիլացնող նյութեր։ Ալկիլացման ռեակցիաների կենսաբանական դերը.

Մոնո և բիմոլեկուլային վերացման ռեակցիաներ (E1 և E2) (ջրազրկում, ջրահալոգենացում): CH-թթվայնության բարձրացում՝ որպես sp3-հիբրիդացված ածխածնի ատոմում նուկլեոֆիլային փոխարինման ուղեկցող վերացման ռեակցիաների պատճառ։

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ այն գործոնները, որոնք որոշում են ռեագենտների նուկլեոֆիլությունը, ամենակարևոր նուկլեոֆիլ մասնիկների կառուցվածքը.

· Իմանալ նուկլեոֆիլ փոխարինման ռեակցիաների ընդհանուր օրինաչափությունները հագեցած ածխածնի ատոմում, ստատիկ և դինամիկ գործոնների ազդեցությունը նյութի ռեակտիվության վրա նուկլեոֆիլ փոխարինման ռեակցիայում:

· Իմանալ մոնո- և երկմոլեկուլային նուկլեոֆիլային փոխարինման մեխանիզմները, կարողանալ մեխանիզմներից մեկով գնահատել ստերիկ գործոնների ազդեցությունը, լուծիչների ազդեցությունը, ստատիկ և դինամիկ գործոնների ազդեցությունը ռեակցիայի վրա:

· Իմանալ մոնո- և երկմոլեկուլային վերացման մեխանիզմները, նուկլեոֆիլ փոխարինման և վերացման ռեակցիաների մրցակցության պատճառները.

· Իմանալ Զայցևի կանոնը և կարողանալ որոշել անհամաչափ սպիրտների և հալոալկանների ջրազրկման և ջրահալոգենացման ռեակցիաներում հիմնական արտադրանքը:

Թեմա 5. Նուկլեոֆիլային ավելացման և փոխարինման ռեակցիաները ածխածնի եռանկյուն ատոմում

Նուկլեոֆիլային ավելացման ռեակցիաներ. հետերոլիտիկ ռեակցիաներ, որոնք ներառում են ածխածին-թթվածին p-կապեր (ալդեհիդներ, կետոններ): Կարբոնիլային միացությունների փոխազդեցության մեխանիզմը նուկլեոֆիլ ռեակտիվների (ջուր, սպիրտներ, թիոլներ, ամիններ) հետ։ Էլեկտրոնային և տարածական գործոնների ազդեցությունը, թթվային կատալիզի դերը, նուկլեոֆիլային ավելացման ռեակցիաների շրջելիությունը։ Հեմիացետալներ և ացետալներ, դրանց պատրաստում և հիդրոլիզ: Ացետալացման ռեակցիաների կենսաբանական դերը. Ալդոլի ավելացման ռեակցիաներ. հիմնական կատալիզ. Էնոլատ իոնի կառուցվածքը.

Նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաները կարբոքսիլաթթուների շարքում. Կարբոքսիլ խմբի էլեկտրոնային և տարածական կառուցվածքը: Նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաներ sp2-հիբրիդացված ածխածնի ատոմում (կարբոքսիլաթթուներ և դրանց ֆունկցիոնալ ածանցյալներ): Ակիլացնող նյութեր (թթու հալոգենիդներ, անհիդրիդներ, կարբոքսիլաթթուներ, էսթերներ, ամիդներ), դրանց ռեակտիվության համեմատական ​​բնութագրերը։ Ացիլացման ռեակցիաներ՝ անհիդրիդների, էսթերների, թիոեթերների, ամիդների առաջացում և դրանց հակադարձ հիդրոլիզի ռեակցիաներ։ Acetyl coenzyme A-ն բնական մակրոէերգիկ ացիլացնող նյութ է: Ակիլացման ռեակցիաների կենսաբանական դերը. Ֆոսֆորի ատոմներում նուկլեոֆիլային փոխարինման հայեցակարգը, ֆոսֆորիլացման ռեակցիաները:

Օրգանական միացությունների օքսիդացման և վերականգնողական ռեակցիաները: Օրգանական միացությունների ռեդոքս ռեակցիաների առանձնահատկությունը. Մեկ էլեկտրոնի փոխանցման, հիդրիդային իոնների փոխանցման հայեցակարգը և NAD + ↔ NADH համակարգի գործողությունը: Սպիրտների, ֆենոլների, սուլֆիդների, կարբոնիլային միացությունների, ամինների, թիոլների օքսիդացման ռեակցիաները։ Կարբոնիլային միացությունների, դիսուլֆիդների վերականգնման ռեակցիաներ։ Redox ռեակցիաների դերը կյանքի գործընթացներում.

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ կարբոնիլ խմբի էլեկտրոնային և տարածական կառուցվածքը, էլեկտրոնային և ստերիկ գործոնների ազդեցությունը օքսո խմբի ռեակտիվության վրա ալդեհիդներում և կետոններում:

· Իմանալ ջրի, սպիրտների, ամինների, թիոլների ալդեհիդներին և կետոններին նուկլեոֆիլ միացման ռեակցիաների մեխանիզմը, կատալիզատորի դերը.

· Իմանալ ալդոլի խտացման ռեակցիաների մեխանիզմը, այս ռեակցիայի մեջ միացության մասնակցությունը պայմանավորող գործոնները.

· Իմանալ մետաղների հիդրիդների հետ օքսո միացությունների վերականգնողական ռեակցիաների մեխանիզմը.

· Իմանալ կարբոքսիլաթթուների մոլեկուլներում առկա ռեակցիայի կենտրոնները: Կարողանալ կատարել կարբոքսիլաթթուների հզորության համեմատական ​​գնահատում` կախված ռադիկալի կառուցվածքից:

· Իմանալ կարբոքսիլային խմբի էլեկտրոնային և տարածական կառուցվածքը, կարողանալ համեմատական ​​գնահատել օքսո խմբի ածխածնի ատոմի կարողությունը կարբոքսիլաթթուներում և դրանց ֆունկցիոնալ ածանցյալներում (թթու հալոգենիդներ, անհիդրիդներ, էսթեր, ամիդներ, աղեր) ենթարկվում է նուկլեոֆիլային հարձակման.

· Իմանալ նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաների մեխանիզմը՝ օգտագործելով ացիլացման, էսթերֆիկացման, էսթերների, անհիդրիդների, թթու հալոգենիդների, ամիդների հիդրոլիզի օրինակներ:

Թեմա 6. Լիպիդներ, դասակարգում, կառուցվածք, հատկություններ

Լիպիդները սապոնացնող են և անասապոնիզացվող: չեզոք լիպիդներ. Բնական ճարպեր՝ որպես տրիացիլգլիցերինների խառնուրդ։ Հիմնական բնական բարձրագույն ճարպաթթուները, որոնք կազմում են լիպիդներն են՝ պալմիտիկ, ստեարիկ, օլեին, լինոլիկ, լինոլենիկ: Արախիդոնաթթու. Չհագեցած ճարպաթթուների առանձնահատկությունները, w-նոմենկլատուրա.

Բջջային թաղանթներում չհագեցած ճարպաթթվի բեկորների պերօքսիդ օքսիդացում: Մեմբրանների լիպիդային պերօքսիդացման դերը մարմնի վրա ճառագայթման ցածր դոզանների գործողության մեջ: Հակաօքսիդանտ պաշտպանական համակարգեր.

Ֆոսֆոլիպիդներ. Ֆոսֆատիկ թթուներ. Ֆոսֆատիդիլկոլամինները և ֆոսֆատիդիլսերինները (ցեֆալիններ), ֆոսֆատիդիլքոլինները (լեցիտինները) բջջային թաղանթների կառուցվածքային բաղադրիչներն են։ լիպիդային երկշերտ. Սֆինգոլիպիդներ, կերամիդներ, սֆինգոմիելիններ: Ուղեղի գլիկոլիպիդներ (ցերեբրոզիդներ, գանգլիոզիդներ):

Իրավասությունների պահանջներ.

Իմացեք լիպիդների դասակարգումը, դրանց կառուցվածքը:

· Իմանալ սապոնացնող լիպիդների՝ սպիրտների և բարձր ճարպաթթուների կառուցվածքային բաղադրիչների կառուցվածքը:

· Իմանալ պարզ և բարդ լիպիդների առաջացման և հիդրոլիզի ռեակցիաների մեխանիզմը.

· Իմանալ և կարողանալ որակական ռեակցիաներ իրականացնել չհագեցած ճարպաթթուների և յուղերի նկատմամբ:

· Իմանալ չապոնեցվող լիպիդների դասակարգումը, պատկերացում ունենալ տերպենների և ստերոիդների դասակարգման սկզբունքների, նրանց կենսաբանական դերի մասին։

· Իմանալ լիպիդների կենսաբանական դերը, դրանց հիմնական գործառույթները, պատկերացում ունենալ լիպիդային պերօքսիդացման հիմնական փուլերի և բջջի համար այդ գործընթացի հետևանքների մասին:

Բաժին 2. Օրգանական մոլեկուլների ստերեոիզոմերիզմ. Բազմաֆունկցիոնալ և հետերոֆունկցիոնալ միացություններ, որոնք ներգրավված են կենսական գործընթացներում

Թեմա 7. Օրգանական մոլեկուլների ստերեոիզոմերիզմ

Ստերեոիզոմերիզմ ​​կրկնակի կապ ունեցող միացությունների շարքում (p-diastereomerism): Չհագեցած միացությունների ցիս- և տրանս-իզոմերիզմ: E, Z-ը p-դիաստերեոմերների նշումն է: p-դիաստերեոմերների համեմատական ​​կայունություն.

քիրալային մոլեկուլներ. Ածխածնի ասիմետրիկ ատոմը որպես քիրալության կենտրոն։ Քիրալության մեկ կենտրոնով մոլեկուլների ստերեոիզոմերիզմ ​​(ենանտիոմերիզմ)։ օպտիկական ակտիվություն. Ֆիշերի պրոյեկցիոն բանաձևեր. Գլիցերալդեհիդը որպես կոնֆիգուրացիայի ստանդարտ, բացարձակ և հարաբերական կոնֆիգուրացիա: D, ստերեոքիմիական անվանացանկի L-համակարգ: R, S-համակարգ ստերեոքիմիական նոմենկլատուրայի. Ռացեմիկ խառնուրդներ և դրանց տարանջատման մեթոդներ.

Երկու կամ ավելի քիրալության կենտրոններով մոլեկուլների ստերեոիզոմերիզմ։ Էնանտիոմերներ, դիաստերեոմերներ, մեզոֆորմներ:

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ ստերեոիզոմերիզմի պատճառները ալկենների և դիենների ածխաջրածինների շարքում:

· Կարողանալ չհագեցած միացության կրճատ կառուցվածքային բանաձեւով որոշել p-դիաստերեոմերների գոյության հնարավորությունը, տարբերակել ցիս-տրանս-իզոմերները, գնահատել դրանց համեմատական ​​կայունությունը.

· Իմանալ մոլեկուլների համաչափության տարրերը, օրգանական մոլեկուլում քիրալության առաջացման անհրաժեշտ պայմանները.

· Իմանալ և կարողանալ պատկերել էնանտիոմերները՝ օգտագործելով Ֆիշերի պրոյեկցիոն բանաձևերը, հաշվարկել սպասվող ստերեոիզոմերների քանակը՝ հիմնվելով մոլեկուլում քիրալ կենտրոնների քանակի վրա, բացարձակ և հարաբերական կոնֆիգուրացիայի որոշման սկզբունքներին, ստերեոքիմիական անվանացանկի D-, L-համակարգին:

· Իմանալ ռասեմատների առանձնացման ուղիները, ստերեոքիմիական անվանացանկի R, S համակարգի հիմնական սկզբունքները.

Թեմա 8. Ալիֆատիկ, արոմատիկ և հետերոցիկլիկ շարքերի ֆիզիոլոգիապես ակտիվ բազմաֆունկցիոնալ միացություններ.

Բազմաֆունկցիոնալությունը, որպես կենսագործունեության գործընթացներում ներգրավված օրգանական միացությունների բնորոշ հատկանիշներից մեկը և լինել դեղերի կարևորագույն խմբերի հիմնադիրները: Առանձնահատկություններ ֆունկցիոնալ խմբերի փոխադարձ ազդեցության մեջ՝ կախված նրանց հարաբերական գտնվելու վայրից:

Պոլիհիդրիկ սպիրտներ՝ էթիլեն գլիկոլ, գլիցերին։ Անօրգանական թթուներով (նիտրոգլիցերին, գլիցերին ֆոսֆատներ) պոլիհիդրային սպիրտների եթերներ։ Դիհիդրիկ ֆենոլներ՝ հիդրոքինոն: Դիատոմային ֆենոլների օքսիդացում. Hydroquinone-quinone համակարգ. Ֆենոլները որպես հակաօքսիդանտներ (ազատ ռադիկալների մաքրող նյութեր): Տոկոֆերոլներ.

Երկբազային կարբոքսիլաթթուներ՝ օքսալային, մալոնիկ, սուկինին, գլյուտարային, ֆումարային: Սուկինինաթթվի փոխակերպումը ֆումարաթթվի՝ որպես կենսաբանորեն կարևոր ջրազրկման ռեակցիայի օրինակ։ Դեկարբոքսիլացման ռեակցիաները, դրանց կենսաբանական դերը.

Ամինային սպիրտներ՝ ամինոէթանոլ (կոլամին), քոլին, ացետիլխոլին։ Ացետիլխոլինի դերը սինապսներում նյարդային ազդակների քիմիական փոխանցման գործում. Ամինոֆենոլներ՝ դոֆամին, նորէպինեֆրին, էպինեֆրին: Այս միացությունների և դրանց ածանցյալների կենսաբանական դերի հայեցակարգը: 6-հիդրօքսիդոպամինի և ամֆետամինների նեյրոտոքսիկ ազդեցությունները.

Հիդրոքսի և ամինաթթուներ: Ցիկլիզացման ռեակցիաներ՝ տարբեր գործոնների ազդեցությունը ցիկլի ձևավորման գործընթացի վրա (համապատասխան կոնֆորմացիաների իրականացում, ստացված ցիկլի չափը, էնտրոպիայի գործակիցը)։ Լակտոններ. լակտամներ. Լակտոնների և լակտամների հիդրոլիզ. Բ-հիդրոքսի և ամինաթթուների վերացման ռեակցիա.

Ալդեգիդո - և keto թթուներ `պիրուվիկ, ացետոքացախ, օքսալոքացախ, ա-կետոգլուտարիկ: Թթվային հատկություններ և ռեակտիվություն: B-keto թթուների դեկարբոքսիլացման և a-keto թթուների օքսիդատիվ դեկարբոքսիլացման ռեակցիաները. ացետոքացախային էսթեր, կետո-էնոլ տաուտոմերիզմ: «Կետոնային մարմինների» ներկայացուցիչներ՝ b-hydroxybutyric, b-ketobutyric թթուներ, ացետոն, դրանց կենսաբանական և ախտորոշիչ նշանակությունը։

Բենզոլային շարքի հետերոֆունկցիոնալ ածանցյալները որպես դեղամիջոցներ: Սալիցիլաթթու և դրա ածանցյալները (ացետիլսալիցիլաթթու):

Para-aminobenzoic թթու և դրա ածանցյալները (անեստեզին, նովոկաին): p-aminobenzoic թթվի կենսաբանական դերը. Սուլֆանիլաթթուն և դրա ամիդը (streptocide):

Հետերոցիկլներ մի քանի հետերոատոմներով: Պիրազոլ, իմիդազոլ, պիրիմիդին, պուրին: Պիրազոլոն-5-ը ոչ թմրամիջոցների ցավազրկողների հիմքն է: Barbituric թթու և դրա ածանցյալները. Հիդրօքսիպուրիններ (հիպոքսանտին, քսանտին, միզաթթու), նրանց կենսաբանական դերը. Հետերոցիկլներ մեկ հետերոատոմով: Պիրոլ, ինդոլ, պիրիդին: Պիրիդինի կենսաբանորեն կարևոր ածանցյալներն են նիկոտինամիդը, պիրիդոքսալը, իզոնիկոտինաթթվի ածանցյալները։ Նիկոտինամիդը NAD+ կոֆերմենտի կառուցվածքային բաղադրիչն է, որը որոշում է նրա մասնակցությունը OVR-ում:

Իրավասությունների պահանջներ.

· Կարողանալ դասակարգել հետերֆունկցիոնալ միացություններն ըստ բաղադրության և փոխադարձ դասավորության:

· Իմանալ ամինաթթուների և հիդրօքսի թթուների հատուկ ռեակցիաները a, b, g - ֆունկցիոնալ խմբերի դասավորության հետ:

· Իմանալ կենսաբանական ակտիվ միացությունների առաջացմանը տանող ռեակցիաները՝ խոլին, ացետիլխոլին, ադրենալին:

· Իմանալ կետո-ենոլային տավտոմերիզմի դերը keto թթուների (պիրուվիկ, օքսալոքացախային, ացետոքացախային) և հետերոցիկլիկ միացությունների (պիրազոլ, բարբիթուրաթթու, պուրին) կենսագործունեության դրսևորման մեջ.

· Իմանալ օրգանական միացությունների ռեդոքս փոխակերպումների մեթոդները, ռեդոքս ռեակցիաների կենսաբանական դերը դիատոմային ֆենոլների, նիկոտինամիդի կենսագործունեության դրսևորման, կետոնային մարմինների առաջացման գործում.

Թեմա9 . Ածխաջրեր, դասակարգում, կառուցվածք, հատկություններ, կենսաբանական դեր

Ածխաջրեր, դրանց դասակարգումը հիդրոլիզի հետ կապված: Մոնոսախարիդների դասակարգում. Ալդոզներ, կետոզներ՝ տրիոզներ, տետրոզներ, պենտոզներ, հեքսոզներ։ Մոնոսախարիդների ստերեոիզոմերիզմ. D - և ստերեոքիմիական անվանացանկի L շարքեր: Բաց և ցիկլային ձևեր. Fisher բանաձեւերը եւ Haworth բանաձեւերը: Ֆուրանոզներ և պիրանոզներ, a - և b-անոմերներ: Ցիկլո-օքսո-տաուտոմերիզմ. Մոնոսախարիդների պիրանոզային ձևերի կոնֆորմացիաները. Պենտոզների (ռիբոզ, քսիլոզ) ամենակարևոր ներկայացուցիչների կառուցվածքը. հեքսոզա (գլյուկոզա, մանոզա, գալակտոզա, ֆրուկտոզա); դեզօքսի շաքարներ (2-դեօքսիռիբոզ); ամինաշաքարներ (գլյուկոզամին, մանոսամին, գալակտոզամին):

Մոնոսախարիդների քիմիական հատկությունները. Նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաներ, որոնք ներառում են անոմերական կենտրոն: O - և N-glycosides. գլիկոզիդների հիդրոլիզ. Մոնոսաքարիդների ֆոսֆատներ. Մոնոսախարիդների օքսիդացում և նվազեցում: Ալդոզների հատկությունների նվազեցում. Գլիկոնիկ, գլիկարիկ, գլյուկուրոնաթթուներ:

Օլիգոսաքարիդներ. Դիսաքարիդներ՝ մալտոզա, ցելոբիոզա, կաթնաշաքար, սախարոզա: Կառուցվածք, ցիկլօքսո-տաուտոմերիզմ։ Հիդրոլիզ.

Պոլիսաքարիդներ. Պոլիսաքարիդների ընդհանուր բնութագրերը և դասակարգումը. Հոմո- և հետերոպոլիսաքարիդներ. Հոմոպոլիսաքարիդներ՝ օսլա, գլիկոգեն, դեքստրաններ, ցելյուլոզա: Առաջնային կառուցվածք, հիդրոլիզ: Երկրորդական կառուցվածքի հայեցակարգը (օսլա, բջջանյութ):

Իրավասությունների պահանջներ.

Իմացեք մոնոսաքարիդների դասակարգումը (ըստ ածխածնի ատոմների քանակի, ֆունկցիոնալ խմբերի կազմի), կարևորագույն մոնոսաքարիդների բաց և ցիկլային ձևերի կառուցվածքը (ֆուրանոզա, պիրանոզ), դրանց հարաբերակցությունը ստերեոքիմիական D- և L- շարքերի. նոմենկլատուրա, կարողանալ որոշել հնարավոր դիաստերեոմերների թիվը, վերաբերել ստերեոիզոմերներին դիաստերեոմերներին, էպիմերներին, անոմերներին:

· Իմանալ մոնոսաքարիդների ցիկլման ռեակցիաների մեխանիզմը, մոնոսաքարիդային լուծույթների մուտառոտացիայի պատճառները.

· Իմանալ մոնոսաքարիդների քիմիական հատկությունները. ռեդոքս ռեակցիաներ, O- և N-գլիկոզիդների առաջացման և հիդրոլիզի ռեակցիաներ, էսթերֆիկացման ռեակցիաներ, ֆոսֆորիլացում:

· Կարողանալ որակական ռեակցիաներ իրականացնել դիոլի բեկորի և մոնոսաքարիդների վերականգնող հատկությունների առկայության վրա.

· Իմանալ դիսաքարիդների դասակարգումը և դրանց կառուցվածքը, գլիկոզիդային կապ ձևավորող ածխածնի անոմեր ատոմի կազմաձևը, դիսաքարիդների տավտոմերային փոխակերպումները, դրանց քիմիական հատկությունները, կենսաբանական դերը:

· Իմանալ պոլիսախարիդների դասակարգումը (կապված հիդրոլիզի հետ, ըստ մոնոսաքարիդների բաղադրության), հոմոպոլիսախարիդների ամենակարևոր ներկայացուցիչների կառուցվածքը, գլիկոզիդային կապ ձևավորող ածխածնի անոմեր ատոմի կազմաձևը, դրանց ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները և կենսաբանական դերը. . Իմացեք հետերոպոլիսաքարիդների կենսաբանական դերը:

Թեմա 10.ա- Ամինաթթուներ, պեպտիդներ, սպիտակուցներ. Կառուցվածք, հատկություններ, կենսաբանական դեր

Սպիտակուցներ և պեպտիդներ կազմող ա-ամինաթթուների կառուցվածք, անվանակարգ, դասակարգում: Ա-ամինաթթուների ստերեոիզոմերիզմ.

Օքսո թթուներից ա-ամինաթթուների ձևավորման կենսասինթետիկ ուղիներ՝ ռեդուկցիոն ամինացում և տրանսամինացիոն ռեակցիաներ։ Հիմնական ամինաթթուներ.

Ա-ամինաթթուների քիմիական հատկությունները որպես հետերոֆունկցիոնալ միացություններ. Ա-ամինաթթուների թթու-բազային հատկությունները. Իզոէլեկտրական կետ, ա-ամինաթթուների տարանջատման մեթոդներ։ Ներհամալիր աղերի առաջացում. Էսթերիֆիկացման, ացիլացման, ալկիլացման ռեակցիաներ։ Փոխազդեցություն ազոտաթթվի և ֆորմալդեհիդի հետ, այդ ռեակցիաների նշանակությունը ամինաթթուների վերլուծության համար։

g-Aminobutyric թթուն CNS-ի արգելակող նեյրոհաղորդիչ է: L-տրիպտոֆանի, սերոտոնինի հակադեպրեսանտ ազդեցությունը որպես քնի նյարդային հաղորդիչ: Գլիկինի, հիստամինի, ասպարտիկ և գլուտամինաթթուների միջնորդական հատկությունները:

Ա-ամինաթթուների կենսաբանական կարևոր ռեակցիաները. Դեամինացման և հիդրօքսիլացման ռեակցիաներ: Ա-ամինաթթուների դեկարբոքսիլացում - կենսագեն ամինների և կենսակարգավորիչների (կոլամին, հիստամին, տրիպտամին, սերոտոնին.) ձևավորման ճանապարհ Պեպտիդներ: Պեպտիդային կապի էլեկտրոնային կառուցվածքը: Պեպտիդների թթվային և ալկալային հիդրոլիզ: Ամինաթթուների կազմի ստեղծում ժամանակակից ֆիզիկական և քիմիական մեթոդներով (Սանգերի և Էդմանի մեթոդները): Նեյրոպեպտիդների հայեցակարգը.

Սպիտակուցների առաջնային կառուցվածքը. Մասնակի և ամբողջական հիդրոլիզ: Երկրորդական, երրորդական և չորրորդական կառույցների հայեցակարգը:

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ բնական ամինաթթուների, էական ամինաթթուների D- և L-ստերեոքիմիական շարքին պատկանող a-ամինաթթուների կառուցվածքը, ստերեոքիմիական դասակարգումը.

· Իմանալ ա-ամինաթթուների սինթեզի եղանակները in vivo և in vitro, իմանալ թթու-բազային հատկությունները և ամինաթթուները իզոէլեկտրական վիճակի տեղափոխելու եղանակները.

· Իմանալ ա-ամինաթթուների քիմիական հատկությունները (ռեակցիաները ամինո- և կարբոքսիլ խմբերի վրա), կարողանալ որակական ռեակցիաներ իրականացնել (քսանտոպրոտեին, Сu (OH) 2-ով, նինհիդրին):

Իմանալ պեպտիդային կապի էլեկտրոնային կառուցվածքը, սպիտակուցների և պեպտիդների առաջնային, երկրորդային, երրորդային և չորրորդական կառուցվածքը, իմանալ, թե ինչպես որոշել ամինաթթուների կազմը և ամինաթթուների հաջորդականությունը (Սանգերի մեթոդ, Էդմանի մեթոդ), կարողանալ իրականացնել բիուրետ ռեակցիա պեպտիդների և սպիտակուցների համար:

· Իմանալ պեպտիդների սինթեզի մեթոդի սկզբունքը՝ օգտագործելով ֆունկցիոնալ խմբերի պաշտպանությունն ու ակտիվացումը։

Թեմա 11. Նուկլեոտիդներ և նուկլեինաթթուներ

Նուկլեինային հիմքեր, որոնք կազմում են նուկլեինաթթուները: Պիրիմիդինային (ուրացիլ, թիմին, ցիտոսին) և պուրինային (ադենին, գուանին) հիմքերը, դրանց բուրավետությունը, տավտոմերային փոխակերպումները։

Նուկլեոզիդներ, դրանց առաջացման ռեակցիաները. Նուկլեինային բազայի միացման բնույթը ածխաջրային մնացորդի հետ. գլիկոզիդային կենտրոնի կոնֆիգուրացիա: Նուկլեոզիդների հիդրոլիզ.

Նուկլեոտիդներ. Նուկլեինաթթուներ կազմող մոնոնուկլեոտիդների կառուցվածքը. Անվանակարգ. Նուկլեոտիդների հիդրոլիզ.

Նուկլեինաթթուների առաջնային կառուցվածքը. Ֆոսֆոդիստերային կապ. Ռիբոնուկլեինային և դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուներ: ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդային կազմը. Նուկլեինաթթուների հիդրոլիզ.

ԴՆԹ-ի երկրորդական կառուցվածքի հայեցակարգը. Ջրածնային կապերի դերը երկրորդական կառուցվածքի առաջացման գործում. Նուկլեինային հիմքերի փոխլրացում.

Դեղեր, որոնք հիմնված են փոփոխված նուկլեինային հիմքերի վրա (5-ֆտորուրացիլ, 6-մերկապտոպուրին): Քիմիական նմանության սկզբունքը. Քիմիական նյութերի և ճառագայթման ազդեցության տակ նուկլեինաթթուների կառուցվածքի փոփոխություններ. Ազոտային թթվի մուտագեն ազդեցություն:

Նուկլեոզիդային պոլիֆոսֆատներ (ADP, ATP), դրանց կառուցվածքի առանձնահատկությունները, որոնք թույլ են տալիս կատարել մակրոէերգիկ միացությունների և ներբջջային կենսակարգավորիչների գործառույթները։ Կառուցվածքը cAMP - ներբջջային «միջանկյալ» հորմոնների.

Իրավասությունների պահանջներ.

· Իմանալ պիրիմիդինային և պուրինային ազոտային հիմքերի կառուցվածքը, դրանց տավտոմերային փոխակերպումները.

· Իմանալ N-գլիկոզիդների (նուկլեոզիդների) առաջացման ռեակցիաների մեխանիզմը և դրանց հիդրոլիզը, նուկլեոզիդների անվանակարգը.

· Իմանալ բնական և սինթետիկ նուկլեոզիդ-հակաբիոտիկների հիմնարար նմանություններն ու տարբերությունները ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի մաս կազմող նուկլեոզիդների համեմատ:

· Իմանալ նուկլեոտիդների առաջացման ռեակցիաները, նուկլեինաթթուները կազմող մոնոնուկլեոտիդների կառուցվածքը, դրանց անվանակարգը.

· Իմանալ նուկլեոզիդ ցիկլո- և պոլիֆոսֆատների կառուցվածքը, նրանց կենսաբանական դերը:

· Իմանալ ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի նուկլեոտիդային կազմը, ֆոսֆոդիստերային կապի դերը նուկլեինաթթուների առաջնային կառուցվածքի ստեղծման գործում:

· Իմանալ ջրածնային կապերի դերը ԴՆԹ-ի երկրորդական կառուցվածքի առաջացման, ազոտային հիմքերի փոխլրացման, փոխլրացնող փոխազդեցությունների դերը ԴՆԹ-ի կենսաբանական ֆունկցիայի մեջ:

Իմացեք մուտացիաներ առաջացնող գործոնները և դրանց գործողության սկզբունքը:

Տեղեկատվական մաս

Մատենագիտություն

Հիմնական:

1. Ռոմանովսկի, կենսաօրգանական քիմիա. դասագիրք 2 մասից /. - Մինսկ՝ BSMU, 20-ական թթ.

2. Ռոմանովսկի, կենսաօրգանական քիմիայի սեմինարին. դասագիրք / խմբագրված: - Մինսկ: BSMU, 1999. - 132 p.

3. Tyukavkina, N. A., Կենսօրգանական քիմիա. դասագիրք /,. - Մոսկվա: Բժշկություն, 1991. - 528 p.

Լրացուցիչ:

4. Օվչիննիկով, քիմիա՝ մենագրություն / .

- Մոսկվա: Կրթություն, 1987. - 815 էջ.

5. Պոտապով, դասագիրք /. - Մոսկվա:

Քիմիա, 1988. - 464 էջ.

6. Ռայլս, Ա. Օրգանական քիմիայի հիմունքներ. դասագիրք / A. Rice, K. Smith,

Ռ. Ուորդ. - Մոսկվա: Միր, 1989. - 352 էջ.

7. Թեյլոր, Գ. Օրգանական քիմիայի հիմունքներ. դասագիրք / G. Taylor. -

Մոսկվա: Միրս.

8. Terney, A. Ժամանակակից օրգանական քիմիա. դասագիրք 2 հատորով /

Ա.Տերնի. - Մոսկվա: Միր, 1981. - 1310 էջ.

9. Տյուկավկինա, կենսաօրգանական լաբորատոր հետազոտությունների համար

քիմիա՝ դասագիրք / [եւ ուրիշներ]; խմբագրել է N.A.

Տյուկավկինա. - Մոսկվա: Բժշկություն, 1985. - 256 էջ.

10. Tyukavkina, N. A., Կենսօրգանական քիմիա. Դասագիրք ուսանողների համար

բժշկական ինստիտուտներ / , . -Մոսկվա.

Կենսօրգանական քիմիան գիտություն է, որն ուսումնասիրում է կենսագործունեության մեջ ներգրավված նյութերի կառուցվածքն ու հատկությունները՝ անմիջականորեն կապված նրանց կենսաբանական ֆունկցիաների իմացության հետ։

Կենսօրգանական քիմիան գիտություն է, որն ուսումնասիրում է կենսաբանորեն կարևոր միացությունների կառուցվածքը և ռեակտիվությունը։ Կենսօրգանական քիմիայի առարկան կենսապոլիմերներն ու կենսակարգավորիչներն են և դրանց կառուցվածքային տարրերը։

Կենսապոլիմերները ներառում են սպիտակուցներ, պոլիսախարիդներ (ածխաջրեր) և նուկլեինաթթուներ։ Այս խումբը ներառում է նաև լիպիդներ, որոնք ՀՄԿ չեն, բայց սովորաբար կապված են մարմնի այլ կենսապոլիմերների հետ:

Կենսակարգավորիչները միացություններ են, որոնք քիմիապես կարգավորում են նյութափոխանակությունը: Դրանք ներառում են վիտամիններ, հորմոններ, բազմաթիվ սինթետիկ միացություններ, այդ թվում՝ բուժիչ նյութեր։

Կենսօրգանական քիմիան հիմնված է օրգանական քիմիայի գաղափարների և մեթոդների վրա։

Առանց օրգանական քիմիայի ընդհանուր օրենքների իմացության, դժվար է ուսումնասիրել կենսաօրգանական քիմիան: Կենսօրգանական քիմիան սերտորեն կապված է կենսաբանության, կենսաբանական քիմիայի և բժշկական ֆիզիկայի հետ:

Օրգանիզմում տեղի ունեցող ռեակցիաների ամբողջությունը կոչվում է նյութափոխանակությունը.

Նյութափոխանակության գործընթացում ձևավորված նյութերը կոչվում են. մետաբոլիտներ.

Նյութափոխանակությունն ունի երկու ուղղություն.

Կատաբոլիզմը բարդ մոլեկուլների բաժանումն է ավելի պարզ մոլեկուլների:

Անաբոլիզմը ավելի պարզ նյութերից բարդ մոլեկուլների սինթեզման գործընթաց է՝ էներգիայի ծախսով։

Կենսասինթեզ տերմինն օգտագործվում է IN VIVO (մարմնի մեջ), IN VITRO (մարմնից դուրս) քիմիական ռեակցիայի առնչությամբ:

Կան հակամետաբոլիտներ՝ մետաբոլիտների մրցակիցներ կենսաքիմիական ռեակցիաներում։

Խոնարհումը որպես մոլեկուլների կայունության բարձրացման գործոն: Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը օրգանական միացությունների մոլեկուլներում և դրա փոխանցման եղանակները

Դասախոսության պլան.

Խոնարհումը և դրա տեսակները.

p, p - խոնարհում,

r,p - խոնարհում:

Խոնարհման էներգիա.

Կոնյուգացված բաց միացումային համակարգեր.

Վիտամին A, կարոտիններ.

Կոնյուգացիա ռադիկալների և իոնների մեջ:

Համակցված համակարգեր փակ շղթայով: Արոմատիկություն, բուրավետության չափանիշներ, հետերոցիկլիկ անուշաբույր միացություններ:

Կովալենտային կապ՝ ոչ բևեռային և բևեռային:

Ինդուկտիվ և մեզոմերային էֆեկտներ. EA-ն և ED-ը փոխարինողներ են:

Օրգանական քիմիայում քիմիական կապերի հիմնական տեսակը կովալենտային կապերն են։ Օրգանական մոլեկուլներում ատոմները միացված են s և p կապերով։

Օրգանական միացությունների մոլեկուլների ատոմները միացված են կովալենտային կապերով, որոնք կոչվում են s և p կապեր։

Մեկ s - կապը SP 3 - հիբրիդացված վիճակում բնութագրվում է l - երկարությամբ (С-С 0,154 նմ) E-էներգիա (83 կկալ / մոլ), բևեռականություն և բևեռացում: Օրինակ:

Կրկնակի կապը բնորոշ է չհագեցած միացություններին, որոնցում, բացի կենտրոնական s-կապից, կա նաև s-կապին ուղղահայաց համընկնումը, որը կոչվում է π-կապ):

Կրկնակի կապերը տեղայնացված են, այսինքն՝ էլեկտրոնի խտությունը ծածկում է կապված ատոմների միայն 2 միջուկը։

Ամենից հաճախ մենք կզբաղվենք խոնարհվածհամակարգեր։ Եթե ​​կրկնակի կապերը փոխարինվում են միայնակ կապերով (իսկ ընդհանուր դեպքում կրկնակի կապի հետ կապված ատոմն ունի p-օրբիտալ, ապա հարևան ատոմների p-օրբիտալները կարող են համընկնել միմյանց հետ՝ ձևավորելով ընդհանուր p-էլեկտրոնային համակարգ)։ Նման համակարգերը կոչվում են խոնարհված կամ տեղաբաշխված . Օրինակ՝ բութադիեն-1,3

p, p - կոնյուգացիոն համակարգեր

Բութադիենի բոլոր ատոմները գտնվում են SP 2 հիբրիդացված վիճակում և գտնվում են նույն հարթության վրա (Pz-ը հիբրիդային ուղեծր չէ): Рz - ուղեծրերը զուգահեռ են միմյանց: Սա պայմաններ է ստեղծում նրանց փոխադարձ համընկնման համար։ Pz ուղեծրի համընկնումը տեղի է ունենում C-1-ի և C-2-ի և C-3-ի և C-4-ի, ինչպես նաև C-2-ի և C-3-ի միջև, այսինքն՝ կա. տեղայնացվածկովալենտային կապ. Սա արտացոլվում է մոլեկուլում կապի երկարության փոփոխությամբ: C-1-ի և C-2-ի միջև կապի երկարությունը մեծանում է, իսկ C-2-ի և C-3-ի միջև կրճատվում է մեկ կապի համեմատ:

l-C -C, 154 նմ լ C=C 0,134 նմ

l С-N 1,147 նմ l С \u003d O 0,121 նմ

r, p - խոնարհում

p, π զուգակցված համակարգի օրինակ է պեպտիդային կապը:

r, p - կոնյուգացիոն համակարգեր

C=0 կրկնակի կապը երկարանում է մինչև 0,124 նմ՝ 0,121 սովորական երկարության դիմաց, իսկ C-N կապը դառնում է ավելի կարճ և դառնում 0,132 նմ՝ սովորական դեպքում 0,147 նմ համեմատ: Այսինքն՝ էլեկտրոնների տեղակայման գործընթացը հանգեցնում է կապերի երկարությունների հավասարեցմանը և մոլեկուլի ներքին էներգիայի նվազմանը։ Այնուամենայնիվ, ρ,p - խոնարհումը տեղի է ունենում ացիկլիկ միացություններում, ոչ միայն այն ժամանակ, երբ փոփոխական = կապեր են մեկ C-C կապերով, այլ նաև երբ փոփոխվում են հետերոատոմի հետ.

Կրկնակի կապի մոտ կարող է լինել X ատոմ, որն ունի ազատ p-օրբիտալ։ Ամենից հաճախ դրանք O, N, S հետերոատոմներն են և նրանց p-օրբիտալները, փոխազդում են p-կապերի հետ՝ ձևավորելով p, p-կոնյուգացիա։

Օրինակ:

CH 2 \u003d CH - O - CH \u003d CH 2

Խոնարհումը կարող է իրականացվել ոչ միայն չեզոք մոլեկուլներում, այլև ռադիկալների և իոնների մեջ.

Ելնելով վերը նշվածից՝ բաց համակարգերում խոնարհումը տեղի է ունենում հետևյալ պայմաններում.

Համակցված համակարգին մասնակցող բոլոր ատոմները գտնվում են SP 2 - հիբրիդացված վիճակում:

Pz - բոլոր ատոմների ուղեծրերը ուղղահայաց են s-կմախքի հարթությանը, այսինքն, դրանք զուգահեռ են միմյանց:

Երբ ձևավորվում է միաձուլված բազմակենտրոն համակարգ, կապի երկարությունները հավասարվում են: Չկան «մաքուր» միայնակ և կրկնակի կապեր:

Խոնարհված համակարգում p-էլեկտրոնների տեղակայումը ուղեկցվում է էներգիայի արտազատմամբ։ Համակարգը տեղափոխվում է ավելի ցածր էներգիայի մակարդակ, դառնում է ավելի կայուն, ավելի կայուն: Այսպիսով, կոնյուգացված համակարգի ձևավորումը բութադիենի դեպքում՝ 1,3, հանգեցնում է էներգիայի արտազատման 15 կՋ/մոլի չափով։ Կոնյուգացիայի շնորհիվ է, որ մեծանում է ալիլ տիպի իոնային ռադիկալների կայունությունը և դրանց առատությունը բնության մեջ։

Որքան երկար է խոնարհման շղթան, այնքան մեծ է դրա ձևավորման էներգիայի ազատումը:

Այս երեւույթը բավականին տարածված է կենսաբանորեն կարեւոր միացություններում։ Օրինակ:

Մենք անընդհատ կհանդիպենք կենսաօրգանական քիմիայի ընթացքում մոլեկուլների, իոնների, ռադիկալների թերմոդինամիկական կայունության հարցերին, որոնք ներառում են մի շարք իոններ և բնության մեջ լայնորեն տարածված մոլեկուլներ: Օրինակ:

Կոնյուգացված փակ միացումային համակարգեր

Բուրավետություն. Ցիկլային մոլեկուլներում, որոշակի պայմաններում, կարող է առաջանալ կոնյուգացված համակարգ։ p, p - խոնարհված համակարգի օրինակ է բենզոլը, որտեղ p - էլեկտրոնային ամպը ծածկում է ածխածնի ատոմները, նման համակարգը կոչվում է. անուշաբույր.

Բենզոլում կոնյուգացիայի արդյունքում էներգիայի ստացումը 150,6 կՋ/մոլ է։ Հետևաբար, բենզոլը ջերմային կայուն է մինչև 900 o C ջերմաստիճան:

Փակ էլեկտրոնային օղակի առկայությունը ապացուցվել է NMR-ի միջոցով: Եթե ​​բենզոլի մոլեկուլը դրվում է արտաքին մագնիսական դաշտում, ապա առաջանում է ինդուկտիվ օղակաձեւ հոսանք։

Այսպիսով, Հյուկելի կողմից ձևակերպված անուշաբույրության չափանիշը հետևյալն է.

մոլեկուլն ունի ցիկլային կառուցվածք.

բոլոր ատոմները գտնվում են SP 2 - հիբրիդացված վիճակում;

կա 4n + 2 էլեկտրոն պարունակող p-էլեկտրոնային համակարգ, որտեղ n-ը ցիկլերի թիվն է։

Օրինակ:

Կենսօրգանական քիմիայի մեջ առանձնահատուկ տեղ է զբաղեցնում հարցը հետերոցիկլիկ միացությունների բուրմունք.

Հետերոատոմներ պարունակող ցիկլային մոլեկուլներում (ազոտ, ծծումբ, թթվածին) առաջանում է մեկ p-էլեկտրոնային ամպ՝ ածխածնի և հետերոատոմային ատոմների p-օրբիտալների մասնակցությամբ։

Հնգանդամ հետերոցիկլիկ միացություններ

Անուշաբույր համակարգ ձևավորվում է 4 p-օրբիտալ C-ի և հետերոատոմի մեկ ուղեծրի փոխազդեցությունից, որն ունի 2 էլեկտրոն։ Վեց p - էլեկտրոններ ձևավորում են անուշաբույր կմախք: Նման զուգակցված համակարգը էլեկտրոնային եղանակով ավելորդ է: Պիրոլում N ատոմը գտնվում է SP 2 հիբրիդացված վիճակում։

Պիրոլը կենսաբանորեն կարևոր շատ նյութերի մի մասն է: Չորս պիրոլի օղակները ձևավորում են պորֆին. անուշաբույր համակարգ 26 p-էլեկտրոններով և բարձր խոնարհման էներգիայով (840 կՋ / մոլ)

Պորֆինի կառուցվածքը հեմոգլոբինի և քլորոֆիլի մի մասն է

Վեցանդամ հետերոցիկլիկ միացություններ

Այս միացությունների մոլեկուլներում արոմատիկ համակարգը ձևավորվում է ածխածնի ատոմների հինգ p-օրբիտալների և ազոտի ատոմի մեկ p-օրբիտալների փոխազդեցությունից: Երկու էլեկտրոններ երկու SP 2 - ուղեծրերի վրա ներգրավված են օղակի ածխածնի ատոմների հետ s - կապերի ձևավորման մեջ: Մեկ էլեկտրոնով P-օրբիտալը ներառված է անուշաբույր կմախքի մեջ։ SP 2 - էլեկտրոնների միայնակ զույգ ունեցող ուղեծրը գտնվում է s-կմախքի հարթությունում:

Պիրիմիդինում էլեկտրոնի խտությունը տեղափոխվում է N, այսինքն՝ համակարգը սպառվում է p-էլեկտրոններով, այն էլեկտրոնների պակաս ունի։

Շատ հետերոցիկլիկ միացություններ կարող են պարունակել մեկ կամ ավելի հետերոատոմներ:

Պիրոլի, պիրիմիդինի, պուրինի միջուկները կենսաբանորեն ակտիվ մոլեկուլների մի մասն են։

Ատոմների փոխադարձ ազդեցությունը օրգանական միացությունների մոլեկուլներում և դրա փոխանցման եղանակները

Ինչպես արդեն նշվեց, օրգանական միացությունների մոլեկուլներում կապերն իրականացվում են s և p կապերի շնորհիվ, էլեկտրոնի խտությունը հավասարապես բաշխվում է կապված ատոմների միջև միայն այն դեպքում, երբ այդ ատոմները նույնն են կամ մոտ են էլեկտրաբացասականությամբ: Նման կապերը կոչվում են ոչ բևեռային.

CH 3 -CH 2 → CI բևեռային կապ

Ավելի հաճախ օրգանական քիմիայում մենք գործ ունենք բևեռային կապերի հետ։

Եթե ​​էլեկտրոնի խտությունը տեղափոխվում է ավելի էլեկտրաբացասական ատոմ, ապա այդպիսի կապը կոչվում է բևեռային: Ելնելով կապի էներգիայի արժեքներից՝ ամերիկացի քիմիկոս Լ. Փոլինգը առաջարկել է ատոմների էլեկտրաբացասականության քանակական բնութագիրը։ Ստորև ներկայացված է Պաուլինգի սանդղակը:

Na Li H S C J Br Cl N O F

0,9 1,0 2,1 2,52,5 2,5 2,8 3,0 3,0 3,5 4,0

Տարբեր հիբրիդացման վիճակներում ածխածնի ատոմները տարբերվում են էլեկտրաբացասականությամբ։ Հետևաբար, s - SP 3 և SP 2 հիբրիդացված ատոմների միջև կապը բևեռային է

Ինդուկտիվ ազդեցություն

Էլեկտրոնների խտության փոխանցումը էլեկտրաստատիկ ինդուկցիայի մեխանիզմով s-կապերի շղթայի երկայնքով կոչվում է. ինդուկցիայի միջոցով, ազդեցությունը կոչվում է ինդուկտիվև նշվում է J-ով: J-ի գործողությունը, որպես կանոն, քայքայվում է երեք կապերից հետո, սակայն սերտորեն բաժանված ատոմները զգում են մոտակա դիպոլի բավականին ուժեղ ազդեցություն:

Փոխարինիչները, որոնք տեղափոխում են էլեկտրոնային խտությունը s - կապերի շղթայի երկայնքով իրենց ուղղությամբ, ցույց են տալիս -J - ազդեցություն և հակառակը +J ազդեցություն:

Մեկուսացված p - կապը, ինչպես նաև բաց կամ փակ կոնյուգացված համակարգի մեկ p - էլեկտրոնային ամպը հեշտությամբ կարող են բևեռացվել EA և ED փոխարինողների ազդեցության տակ: Այս դեպքերում ինդուկտիվ ազդեցությունը փոխանցվում է p-կապին, հետևաբար նշանակում է Jp:

Մեզոմերիկ էֆեկտ (կոնյուգացիոն էֆեկտ)

Էլեկտրոնների խտության վերաբաշխումը խոնարհված համակարգում փոխարինողի ազդեցության տակ, որը հանդիսանում է այս խոնարհված համակարգի անդամ, կոչվում է. մեզոմերային ազդեցություն(M-էֆեկտ):

Որպեսզի փոխարինողն ինքնին մտնի խոնարհված համակարգ, այն պետք է ունենա կամ կրկնակի կապ (p, p - խոնարհում) կամ հետերոատոմ էլեկտրոնների միայնակ զույգով (r, p - խոնարհում): M - ազդեցությունը փոխանցվում է զուգակցված համակարգի միջոցով առանց թուլացման:

Փոխարինիչները, որոնք նվազեցնում են էլեկտրոնի խտությունը խոնարհված համակարգում (էլեկտրոնների խտությունը իրենց ուղղությամբ տեղաշարժված) ցուցադրում են -M էֆեկտը, իսկ փոխարինողները, որոնք բարձրացնում են էլեկտրոնի խտությունը խոնարհված համակարգում, դրսևորում են +M էֆեկտը։

Փոխարինիչների էլեկտրոնային ազդեցությունները

Օրգանական նյութերի ռեակտիվությունը մեծապես կախված է J և M ազդեցությունների բնույթից։ Էլեկտրոնային էֆեկտների գործողության տեսական հնարավորությունների իմացությունը հնարավորություն է տալիս կանխատեսել որոշակի քիմիական գործընթացների ընթացքը։

Օրգանական միացությունների թթու-հիմնային հատկությունները Օրգանական ռեակցիաների դասակարգում.

Դասախոսության պլան

Սուբստրատի, նուկլեոֆիլ, էլեկտրոֆիլ հասկացությունը:

Օրգանական ռեակցիաների դասակարգում.

շրջելի և անշրջելի

ռադիկալ, էլեկտրոֆիլ, նուկլեոֆիլ, սինխրոն։

մոնո- և երկմոլեկուլային

փոխարինման ռեակցիաներ

ավելացման ռեակցիաներ

վերացման ռեակցիաներ

օքսիդացում և նվազեցում

թթու-բազային փոխազդեցություններ

Ռեակցիաները լինում են ռեգիոսելեկտիվ, քիմոսելեկտիվ, ստերեոսելեկտիվ։

Էլեկտրաֆիլային հավելումների ռեակցիաներ. Մորկովնիկովի կանոն, հակաՄորկովնիկովի հավելում.

Էլեկտրաֆիլային փոխարինման ռեակցիաները՝ 1-ին և 2-րդ տեսակի կողմնորոշիչներ.

Օրգանական միացությունների թթու-բազային հատկությունները.

թթվայնությունը և հիմնայնությունը՝ ըստ Bronsted-ի

Լյուիսի թթվայնությունը և հիմնայինությունը

Կոշտ և փափուկ թթուների և հիմքերի տեսություն.

Օրգանական ռեակցիաների դասակարգում

Օրգանական ռեակցիաների համակարգվածությունը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել այդ ռեակցիաների բազմազանությունը համեմատաբար փոքր թվով տեսակների։ Օրգանական ռեակցիաները կարելի է դասակարգել.

նկատմամբ: շրջելի և անշրջելի

ենթաշերտի և ռեագենտի կապերի փոփոխության բնույթով:

սուբստրատ- մոլեկուլ, որն ապահովում է ածխածնի ատոմ նոր կապ ստեղծելու համար

Ռեակտիվ- Սուբստրատի գործող միացություն.

Ըստ ենթաշերտի և ռեագենտի կապերի փոփոխության բնույթի՝ ռեակցիաները կարելի է բաժանել.

արմատական ​​Ռ

էլեկտրոֆիլ Է

նուկլեոֆիլ N(Y)

համաժամանակյա կամ համակարգված

SR ռեակցիաների մեխանիզմը

Ընդունելը

շղթայի աճ

շղթայի ընդմիջում

ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄԸ ՎԵՐՋՆԱԿԱՆ ԱՐԴՅՈՒՆՔՈՎ

Ռեակցիայի վերջնական արդյունքի հետ համապատասխանությունը հետևյալն է.

Ա) փոխարինման ռեակցիաներ

Բ) ավելացման ռեակցիաներ

Բ) վերացման ռեակցիաներ

Դ) վերադասավորումներ

Դ) օքսիդացում և նվազեցում

Ե) թթու-բազային փոխազդեցություններ

Արձագանքները նաև հետևյալն են.

Տարածաշրջանային ընտրովի- ցանկալի է հոսել մի քանի ռեակցիայի կենտրոններից մեկով:

Քիմոսելեկտիվ- ռեակցիայի նախընտրելի ընթացքը՝ ըստ հարակից ֆունկցիոնալ խմբերից մեկի.

ստերեո ընտրովի- մի քանի ստերեոիզոմերներից մեկի նախընտրելի ձևավորումը.

Ալկենների, ալկանների, ալկադիենների, արենների և հետերոցիկլիկ միացությունների ռեակտիվությունը

Օրգանական միացությունների հիմքը ածխաջրածիններն են։ Մենք կդիտարկենք միայն այն ռեակցիաները, որոնք իրականացվել են կենսաբանական պայմաններում և, համապատասխանաբար, ոչ թե բուն ածխաջրածինների, այլ ածխաջրածնային ռադիկալների մասնակցությամբ։

Չհագեցած ածխաջրածինները ներառում են ալկեններ, ալկադիեններ, ալկիններ, ցիկլոալկեններ և արոմատիկ ածխաջրածիններ։ Նրանց համար π-ի միավորող սկիզբը էլեկտրոնային ամպն է։ Դինամիկ պայմաններում օրգանական միացությունները նույնպես հակված են հարձակման E+-ի կողմից

Այնուամենայնիվ, ալկինների և արենների փոխազդեցության ռեակցիաները ռեակտիվների հետ հանգեցնում են տարբեր արդյունքների, քանի որ այս միացություններում π-էլեկտրոնային ամպի բնույթը տարբեր է՝ տեղայնացված և տեղայնացված։

Ռեակցիայի մեխանիզմների դիտարկումը կսկսվի A E ռեակցիաներով: Ինչպես գիտենք, ալկենները փոխազդում են դրա հետ

Հիդրացիոն ռեակցիայի մեխանիզմ

Մարկովնիկովի կանոնի համաձայն՝ HX ընդհանուր բանաձևով միացությունների ավելացում ասիմետրիկ կառուցվածքի չհագեցած ածխաջրածիններին, ջրածնի ատոմը կցվում է ամենաջրածնային ածխածնի ատոմին, եթե փոխարինողը ԷԴ է։ Հակամարկովնիկովի հավելման դեպքում ջրածնի ատոմն ավելացվում է ամենաքիչ հիդրոգենացվածին, եթե փոխարինողը EA է:

Էլեկտրաֆիլային փոխարինման ռեակցիաները արոմատիկ համակարգերում ունեն իրենց առանձնահատկությունները։ Առաջին առանձնահատկությունն այն է, որ թերմոդինամիկորեն կայուն արոմատիկ համակարգի հետ փոխազդեցության համար անհրաժեշտ են ուժեղ էլեկտրոֆիլներ, որոնք սովորաբար առաջանում են կատալիզատորների միջոցով:

S E արձագանքման մեխանիզմ

ԿՈՂՄՆԱՎՈՐՈՂ ԱԶԴԵՑՈՒԹՅՈՒՆ
ՊԱՏԳԱՄԱՎՈՐ

Եթե ​​անուշաբույր միջուկում կա որևէ փոխարինող, ապա դա անպայմանորեն ազդում է օղակի էլեկտրոնային խտության բաշխման վրա։ ED - փոխարինիչներ (1-ին շարքի կողմնորոշիչներ) CH 3, OH, OR, NH 2, NR 2 - հեշտացնում են փոխարինումը չփոխարինված բենզոլի համեմատ և ուղղորդում են մուտքային խումբը դեպի օրթո- և պարա-դիրքորոշում: Եթե ​​ED փոխարինողներն ուժեղ են, ապա կատալիզատոր չի պահանջվում, այս ռեակցիաներն ընթանում են 3 փուլով։

EA - փոխարինիչներ (երկրորդ տեսակի կողմնորոշիչ նյութեր) խանգարում են էլեկտրոֆիլ փոխարինման ռեակցիաներին՝ համեմատած չփոխարինված բենզոլի հետ: SE ռեակցիան ընթանում է ավելի ծանր պայմաններում, մուտքային խումբը մտնում է մետա դիրք: II տիպի փոխարինիչները ներառում են.

COOH, SO 3 H, CHO, հալոգեններ և այլն:

SE ռեակցիաները բնորոշ են նաև հետերոցիկլիկ ածխաջրածիններին։ Պիրոլը, ֆուրանը, թիոֆենը և դրանց ածանցյալները պատկանում են π-ավելորդ համակարգերին և բավականին հեշտությամբ մտնում են SE ռեակցիաներ։ Դրանք հեշտությամբ հալոգենացվում են, ալկիլացվում, ացիլացվում, սուլֆոնացված, նիտրացված։ Ռեակտիվներ ընտրելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել դրանց անկայունությունը խիստ թթվային միջավայրում, այսինքն՝ թթվաֆոբիկությունը:

Պիրիդինը և պիրիդինի ազոտի ատոմ ունեցող այլ հետերոցիկլիկ համակարգեր π-բավարար համակարգեր չեն, դրանք շատ ավելի դժվար է մտնել SЕ ռեակցիաների մեջ, մինչդեռ մուտքային էլեկտրոֆիլը զբաղեցնում է β դիրքը ազոտի ատոմի նկատմամբ:

Օրգանական միացությունների թթվային և հիմնական հատկությունները

Օրգանական միացությունների ռեակտիվության ամենակարևոր կողմերը օրգանական միացությունների թթու-բազային հատկություններն են։

Թթվայնությունը և հիմնականությունընաև կարևոր հասկացություններ, որոնք որոշում են օրգանական միացությունների ֆունկցիոնալ ֆիզիկաքիմիական և կենսաբանական հատկություններից շատերը: Թթվային և հիմքային կատալիզը ամենատարածված ֆերմենտային ռեակցիաներից մեկն է: Թույլ թթուները և հիմքերը կենսաբանական համակարգերի ընդհանուր բաղադրիչներն են, որոնք կարևոր դեր են խաղում նյութափոխանակության և դրա կարգավորման գործում:

Օրգանական քիմիայում գոյություն ունեն թթուների և հիմքերի մի քանի հասկացություններ: Բրոնստեդի թթուների և հիմքերի տեսությունը ընդհանուր առմամբ ընդունված է անօրգանական և օրգանական քիմիայում։ Ըստ Բրոնսթեդի՝ թթուները նյութեր են, որոնք կարող են պրոտոն նվիրել, իսկ հիմքերը՝ նյութեր, որոնք կարող են ընդունել պրոտոն։

Թթվայնությունը ըստ Bronsted-ի

Սկզբունքորեն, օրգանական միացությունների մեծ մասը կարելի է համարել թթուներ, քանի որ օրգանական միացություններում H-ը կապված է C, N O S-ի հետ։

Օրգանական թթուները համապատասխանաբար բաժանվում են C - H, N - H, O - H, S-H - թթուների:

Թթվայնությունը գնահատվում է որպես Ka կամ - lg Ka = pKa, որքան փոքր է pKa, այնքան ուժեղ է թթուն:

Օրգանական միացությունների թթվայնության քանակական գնահատականը որոշված ​​չէ բոլոր օրգանական նյութերի համար: Ուստի կարևոր է զարգացնել տարբեր թթվային տեղամասերի թթվային հատկությունների որակական գնահատում անցկացնելու կարողությունը: Դրա համար օգտագործվում է ընդհանուր մեթոդաբանական մոտեցում.

Թթվի ուժը որոշվում է անիոնի (կոնյուգատ հիմքի) կայունությամբ։ Որքան կայուն է անիոնը, այնքան ուժեղ է թթուն:

Անիոնի կայունությունը որոշվում է մի շարք գործոնների համակցությամբ.

տարրի էլեկտրաբացասականությունը և բևեռացումը թթվային կենտրոնում:

անիոնում բացասական լիցքի տեղակայման աստիճանը.

թթվային կենտրոնի հետ կապված ռադիկալի բնույթը:

լուծողական ազդեցություն (լուծիչ ազդեցություն)

Հերթով դիտարկենք այս բոլոր գործոնների դերը.

Տարրերի էլեկտրաբացասականության ազդեցությունը

Որքան էլեկտրաբացասական է տարրը, այնքան լիցքը ավելի տեղայնացված է, և որքան կայուն է անիոնը, այնքան ուժեղ է թթունը:

C (2.5) N (3.0) O (3.5) S (2.5)

Հետեւաբար, թթվայնությունը փոխվում է CH շարքում< NН < ОН

SH-թթուների համար գերակշռում է մեկ այլ գործոն՝ բևեռացում:

Ծծմբի ատոմն ավելի մեծ է և ունի դատարկ d ուղեծրեր։ հետևաբար, բացասական լիցքը ի վիճակի է տեղակայվել մեծ ծավալով, ինչը հանգեցնում է անիոնի ավելի կայունության:

Թիոլները, որպես ավելի ուժեղ թթուներ, փոխազդում են ալկալիների, ինչպես նաև ծանր մետաղների օքսիդների և աղերի հետ, մինչդեռ սպիրտները (թույլ թթուները) կարող են արձագանքել միայն ակտիվ մետաղների հետ։

Տոլի համեմատաբար բարձր թթվայնությունը օգտագործվում է բժշկության մեջ, դեղերի քիմիայում։ Օրինակ:

Օգտագործվում է As, Hg, Cr, Bi թունավորումների համար, որոնց գործողությունը պայմանավորված է մետաղների կապակցմամբ և նրանց օրգանիզմից հեռացնելով։ Օրինակ:

Թթվային կենտրոնում նույն ատոմով միացությունների թթվայնությունը գնահատելիս որոշիչ գործոնը անիոնում բացասական լիցքի տեղակայումն է։ Անիոնի կայունությունը զգալիորեն մեծանում է զուգակցված կապերի համակարգի երկայնքով բացասական լիցքի տեղակայման հնարավորության հայտնվելուն զուգընթաց։ Ֆենոլներում թթվայնության զգալի աճը, համեմատած սպիրտների հետ, բացատրվում է մոլեկուլի համեմատ իոններում տեղակայման հնարավորությամբ։

Կարբոքսիլաթթուների բարձր թթվայնությունը պայմանավորված է կարբոքսիլատ անիոնի ռեզոնանսային կայունությամբ

Լիցքի տեղաբաշխումը նպաստում է էլեկտրոն քաշող փոխարինիչների (EA) առկայությանը, դրանք կայունացնում են անիոնները՝ դրանով իսկ բարձրացնելով թթվայնությունը։ Օրինակ, փոխարինողի ներմուծումը EA մոլեկուլ

Փոխարինողի և լուծիչի ազդեցությունը

ա - հիդրօքսի թթուներն ավելի ուժեղ թթուներ են, քան համապատասխան կարբոքսիլաթթուները:

ED - փոխարինիչներ, ընդհակառակը, իջեցնում են թթվայնությունը: Լուծիչներն ավելի մեծ ազդեցություն ունեն անիոնների կայունացման վրա, որպես կանոն, լիցքի տեղակայման ցածր աստիճանով փոքր իոնները ավելի լավ են լուծվում։

Լուծման ազդեցությունը կարելի է հետևել, օրինակ, շարքում.

Եթե ​​թթվային կենտրոնում գտնվող ատոմը դրական լիցք է կրում, դա հանգեցնում է թթվային հատկությունների ավելացման:

Հարց հանդիսատեսին. ո՞ր թթունը՝ քացախային, թե պալմիտիկ C 15 H 31 COOH, պետք է ավելի ցածր pKa արժեք ունենա:

Եթե ​​թթվային կենտրոնում գտնվող ատոմը դրական լիցք է կրում, դա հանգեցնում է թթվային հատկությունների ավելացման:

Կարելի է նշել էլեկտրոֆիլ փոխարինման ռեակցիայի ժամանակ առաջացած բարդույթի ուժեղ CH- թթվայնությունը σ:

Հիմնականությունը ըստ Bronsted-ի

Պրոտոնի հետ կապ ստեղծելու համար հետերոատոմում պահանջվում է չբաշխված էլեկտրոնային զույգ,

կամ լինել անիոններ: Կան p-հիմքեր և

π-հիմքեր, որտեղ հիմնարարության կենտրոնն է

տեղայնացված π-կապերի էլեկտրոններ կամ խոնարհված համակարգի π-էլեկտրոններ (π-բաղադրիչներ)

Հիմքի ուժը կախված է նույն գործոններից, ինչ թթվայնությունը, սակայն դրանց ազդեցությունը հակառակ է։ Որքան մեծ է ատոմի էլեկտրաբացասականությունը, այնքան այն ավելի ուժեղ է պահում էլեկտրոնների միայնակ զույգը, և այնքան քիչ հասանելի է այն պրոտոնի հետ կապվելու համար: Այնուհետև, ընդհանուր առմամբ, նույն փոխարինող ունեցող n-հիմքերի ուժը փոխվում է շարքում.

Օրգանական միացություններից ամիններն ու սպիրտներն ունեն ամենաբարձր հիմնականությունը.

Հանքային թթուներով օրգանական միացությունների աղերը շատ լուծելի են։ Շատ դեղամիջոցներ օգտագործվում են աղերի տեսքով:

Թթու-բազային կենտրոն մեկ մոլեկուլում (ամֆոտերիկ)

Ջրածնային կապերը որպես թթու-բազային փոխազդեցություն

Բոլոր α-ամինաթթուների համար գերակշռում են կատիոնային ձևերը խիստ թթվային և անիոնային ձևերի մեջ խիստ ալկալային միջավայրերում:

Թույլ թթվային և հիմնային կենտրոնների առկայությունը հանգեցնում է թույլ փոխազդեցությունների՝ ջրածնային կապերի։ Օրինակ՝ փոքր մոլեկուլային քաշ ունեցող իմիդազոլը ջրածնային կապերի առկայության պատճառով ունի բարձր եռման կետ։

Ջ.Լյուիսն առաջարկել է թթուների և հիմքերի ավելի ընդհանուր տեսություն՝ հիմնված էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքի վրա։

Լյուիս թթուները կարող են լինել ատոմ, մոլեկուլ կամ կատիոն, որն ունի դատարկ ուղեծր, որն ընդունակ է ընդունել զույգ էլեկտրոններ կապ ստեղծելու համար:

Լյուիս թթուների ներկայացուցիչներն են D.I պարբերական համակարգի II և III խմբերի տարրերի հալոգենիդները։ Մենդելեևը.

Լյուիսի հիմքերը ատոմ, մոլեկուլ կամ անիոն են, որոնք ունակ են նվիրաբերել զույգ էլեկտրոններ։

Լյուիսի հիմքերը ներառում են ամիններ, սպիրտներ, եթերներ, թիոլներ, թիոեթերներ և π կապեր պարունակող միացություններ։

Օրինակ, հետևյալ փոխազդեցությունը կարող է ներկայացվել որպես Լյուիս թթուների և հիմքերի փոխազդեցություն

Լյուիսի տեսության կարևոր հետևանքն այն է, որ ցանկացած օրգանական նյութ կարող է ներկայացվել որպես թթու-բազային համալիր։

Օրգանական միացություններում ներմոլեկուլային ջրածնային կապերը շատ ավելի հազվադեպ են առաջանում, քան միջմոլեկուլայինները, բայց դրանք նաև առաջանում են կենսաօրգանական միացություններում և կարող են համարվել որպես թթու-բազային փոխազդեցություններ։

«Կոշտ» և «փափուկ» հասկացությունները նույնական չեն ուժեղ և թույլ թթուների և հիմքերի հետ: Սրանք երկու անկախ հատկանիշներ են. LCMO-ի էությունն այն է, որ կոշտ թթուները փոխազդում են կոշտ հիմքերի հետ, իսկ փափուկ թթուները՝ փափուկ հիմքերի հետ:

Համաձայն Պիրսոնի կոշտ և փափուկ թթուների և հիմքերի սկզբունքի (HMCA) Լյուիս թթուները բաժանվում են կոշտ և փափուկ: Կոշտ թթուները փոքր չափերով, մեծ դրական լիցքով, բարձր էլեկտրաբացասականությամբ և ցածր բևեռացմամբ ընդունող ատոմներ են:

Փափուկ թթուներ - մեծ չափի ընդունող ատոմներ փոքր դրական լիցքով, ցածր էլեկտրաբացասականությամբ և բարձր բևեռացմամբ.

LCMO-ի էությունն այն է, որ կոշտ թթուները փոխազդում են կոշտ հիմքերի հետ, իսկ փափուկ թթուները՝ փափուկ հիմքերի հետ: Օրինակ:

Օրգանական միացությունների օքսիդացում և վերականգնում

Redox ռեակցիաները կարևոր նշանակություն ունեն կենսական գործընթացների համար: Նրանց օգնությամբ մարմինը բավարարում է իր էներգետիկ կարիքները, քանի որ օրգանական նյութերի օքսիդացման ժամանակ էներգիան ազատվում է։

Մյուս կողմից, այս ռեակցիաները ծառայում են սնունդը բջջի բաղադրիչների վերածելուն։ Օքսիդացման ռեակցիաները նպաստում են դետոքսիկացմանը և օրգանիզմից դեղերի արտազատմանը:

Օքսիդացում - ջրածնի հեռացման գործընթացը բազմակի կապի կամ նոր ավելի բևեռային կապերի ձևավորմամբ

Վերականգնումը օքսիդացման հակառակ գործընթացն է:

Օրգանական սուբստրատների օքսիդացումն այնքան հեշտ է ընթանում, այնքան ուժեղ է էլեկտրոններ նվիրելու նրա միտումը:

Օքսիդացումը և վերականգնումը պետք է դիտարկվեն միացությունների որոշակի դասերի առնչությամբ:

C-H կապերի օքսիդացում (ալկաններ և ալկիլներ)

Ալկանների ամբողջական այրման արդյունքում առաջանում են CO 2 և H 2 O, մինչդեռ ջերմությունն ազատվում է: Դրանց օքսիդացման և նվազեցման այլ եղանակներ կարող են ներկայացվել հետևյալ սխեմաներով.

Հագեցած ածխաջրածինների օքսիդացումն ընթանում է կոշտ պայմաններում (քրոմի խառնուրդը տաք է), ավելի մեղմ օքսիդացնող նյութերը չեն գործում դրանց վրա։ Օքսիդացման միջանկյալ արտադրանքներն են սպիրտները, ալդեհիդները, կետոնները, թթուները։

R-O-OH հիդրոպերօքսիդները C-H կապերի օքսիդացման ամենակարևոր միջանկյալ արտադրանքն են մեղմ պայմաններում, մասնավորապես in vivo-ում:

Ֆերմենտային հիդրօքսիլացումը մարմնում C-H կապերի օքսիդացման կարևոր ռեակցիան է։

Օրինակ կարող է լինել սպիրտների արտադրությունը սննդի օքսիդացումից: Մոլեկուլային թթվածնի և դրա ակտիվ ձևերի շնորհիվ: իրականացվում է in vivo.

Ջրածնի պերօքսիդը կարող է ծառայել որպես հիդրոքսիլ նյութ մարմնում:

Ավելորդ պերօքսիդը պետք է կատալազով քայքայվի ջրի և թթվածնի:

Ալկենների օքսիդացումը և վերականգնումը կարող են ներկայացվել հետևյալ փոխակերպումներով.

Ալկենների վերականգնում

Արոմատիկ ածխաջրածինների օքսիդացում և վերականգնում

Բենզոլը չափազանց դժվար է օքսիդանալ նույնիսկ ծանր պայմաններում՝ համաձայն սխեմայի.

Օքսիդացման ունակությունը նկատելիորեն մեծանում է բենզոլից նաֆթալինի, իսկ հետագայում՝ անտրացենի:

ED փոխարինիչները հեշտացնում են անուշաբույր միացությունների օքսիդացումը: EA - խանգարում է օքսիդացմանը: Բենզոլի վերականգնում.

C 6 H 6 + 3H 2

Արոմատիկ միացությունների ֆերմենտային հիդրօքսիլացում

Ալկոհոլի օքսիդացում

Ածխաջրածինների համեմատ սպիրտները օքսիդացվում են ավելի մեղմ պայմաններում։

Օրգանիզմում դիոլների ամենակարևոր ռեակցիան քինոն-հիդրոքինոնային համակարգում փոխակերպումն է

Էլեկտրոնների փոխանցումը սուբստրատից դեպի թթվածին իրականացվում է մետախոնդրիայում։

Ալդեհիդների և կետոնների օքսիդացում և նվազեցում

Օրգանական միացությունների ամենահեշտ օքսիդացող դասերից մեկը

2H 2 C \u003d O + H 2 O CH 3 OH + HCOOH-ը հատկապես հեշտությամբ հոսում է լույսի ներքո

Ազոտ պարունակող միացությունների օքսիդացում

Ամինները բավականին հեշտությամբ օքսիդանում են, օքսիդացման վերջնական արտադրանքը նիտրոմիացություններ են:

Ազոտ պարունակող նյութերի սպառիչ կրճատումը հանգեցնում է ամինների առաջացմանը։

Ամինային օքսիդացում in vivo

Թիոլների օքսիդացում և նվազեցում

Օրգանական միացությունների O-B հատկությունների համեմատական ​​բնութագրերը.

Թիոլները և 2-ատոմային ֆենոլները ամենահեշտ օքսիդանում են։ Ալդեհիդները հեշտությամբ օքսիդանում են։ Ալկոհոլներն ավելի դժվար են օքսիդանում, իսկ առաջնայինն ավելի հեշտ է, քան երկրորդականը: Կետոնները դիմացկուն են օքսիդացմանը կամ օքսիդանում են մոլեկուլի ճեղքումով:

Ալկինները հեշտությամբ օքսիդանում են նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում։

Sp3 հիբրիդացված վիճակում ածխածնի ատոմներ պարունակող միացությունները, այսինքն՝ մոլեկուլների հագեցած բեկորները, ամենադժվարն են օքսիդացնել։

ED - փոխարինիչները հեշտացնում են օքսիդացումը

EA - խանգարում է օքսիդացմանը:

Պոլի- և հետերոֆունկցիոնալ միացությունների առանձնահատուկ հատկությունները.

Դասախոսության պլան

Պոլի- և հետերֆունկցիոնալությունը որպես օրգանական միացությունների ռեակտիվությունը մեծացնող գործոն:

Պոլի- և հետերոֆունկցիոնալ միացությունների առանձնահատուկ հատկությունները.

ներմոլեկուլային աղերի ամֆոտերիկ ձևավորում.

γ, δ, ε հետերոֆունկցիոնալ միացությունների ներմոլեկուլային ցիկլացում։

միջմոլեկուլային ցիկլացում (լակտիդներ և դեկետոպիպիրոզիններ)

քելացիա.

վերացման ռեակցիաներ բետա-հետերոֆունկցիոնալ

կապեր.

keto-enol տավտոմերիզմ. Ֆոսֆոենոլպիրվատ, ինչպես

մակրոէերգիկ միացություն.

դեկարբոքսիլացում.

ստերեոիզոմերիզմ

Պոլի- և հետերֆունկցիոնալությունը, որպես հիդրօքսի-, ամինո- և օքսո թթուների հատուկ հատկությունների առաջացման պատճառ:

Մոլեկուլում մի քանի նույնական կամ տարբեր ֆունկցիոնալ խմբերի առկայությունը կենսաբանորեն կարևոր օրգանական միացությունների բնորոշ հատկանիշն է։ Մոլեկուլում կարող են լինել երկու կամ ավելի հիդրօքսիլ խմբեր, ամինո խմբեր, կարբոքսիլ խմբեր։ Օրինակ:

Կյանքում ներգրավված նյութերի կարևոր խումբը հետերոֆունկցիոնալ միացություններն են, որոնք ունեն տարբեր ֆունկցիոնալ խմբերի զույգ-զույգ համակցություն։ Օրինակ:

Ալիֆատիկ միացություններում վերը նշված բոլոր ֆունկցիոնալ խմբերը ցուցադրում են EA բնույթ: Միմյանց վրա ազդեցության շնորհիվ նրանց ռեակտիվությունը փոխադարձաբար ուժեղանում է։ Օրինակ, օքսո թթուներում էլեկտրոֆիլությունը ուժեղանում է երկու կարբոնիլ ածխածիններից յուրաքանչյուրի կողմից մյուս ֆունկցիոնալ խմբի -J-ի ազդեցության տակ, ինչը հանգեցնում է նուկլեոֆիլ ռեակտիվների կողմից հարձակման ավելի հեշտ ընկալմանը:

Քանի որ I էֆեկտը մեռնում է 3–4 կապերից հետո, կարևոր հանգամանք է ածխաջրածնային շղթայում ֆունկցիոնալ խմբերի տեղակայման մոտիկությունը։ Հետերոֆունկցիոնալ խմբերը կարող են տեղակայվել միևնույն ածխածնի ատոմում (α - տեղակայում), կամ ածխածնի տարբեր ատոմներում՝ և՛ հարևան (β դիրք), և՛ միմյանցից ավելի հեռու (γ, դելտա, էպսիլոն) տեղանքում։

Յուրաքանչյուր հետերոֆունկցիոնալ խումբ պահպանում է իր ռեակտիվությունը, ավելի ճիշտ, հետերոֆունկցիոնալ միացությունները մտնում են, այսպես ասած, «կրկնակի» թվով քիմիական ռեակցիաների մեջ: Հետերոֆունկցիոնալ խմբերի բավական սերտ փոխադարձ դասավորվածության դեպքում տեղի է ունենում նրանցից յուրաքանչյուրի ռեակտիվության փոխադարձ ուժեղացում:

Մոլեկուլում թթվային և հիմնային խմբերի միաժամանակյա առկայության դեպքում միացությունը դառնում է ամֆոտեր։

Օրինակ՝ ամինաթթուներ։

Հետերոֆունկցիոնալ խմբերի փոխազդեցությունը

Գերոֆունկցիոնալ միացությունների մոլեկուլը կարող է պարունակել խմբեր, որոնք կարող են փոխազդել միմյանց հետ։ Օրինակ, ամֆոտերային միացություններում, ինչպես α-ամինաթթուներում, հնարավոր է ներքին աղերի առաջացում։

Հետևաբար, բոլոր α-ամինաթթուները հայտնաբերված են կենսաբևեռային իոնների տեսքով և շատ լուծելի են ջրում։

Բացի թթու-բազային փոխազդեցություններից, հնարավոր են դառնում այլ տեսակի քիմիական ռեակցիաներ։ Օրինակ, S N ռեակցիաները SP 2-ում ածխածնի ատոմի հիբրիդն են կարբոնիլ խմբում՝ ալկոհոլի խմբի հետ փոխազդեցության, էսթերների ձևավորման, կարբոքսիլ խմբի ամինո խմբի հետ (ամիդների առաջացում):

Կախված ֆունկցիոնալ խմբերի փոխադարձ դասավորությունից՝ այդ ռեակցիաները կարող են տեղի ունենալ ինչպես մեկ մոլեկուլի ներսում (ներմոլեկուլային), այնպես էլ մոլեկուլների միջև (միջմոլեկուլային)։

Քանի որ ռեակցիան առաջացնում է ցիկլային ամիդներ՝ էսթերներ։ ապա ցիկլերի թերմոդինամիկական կայունությունը դառնում է որոշիչ գործոն։ Այս առումով վերջնական արտադրանքը, որպես կանոն, պարունակում է վեց անդամից կամ հինգ անդամից բաղկացած ցիկլեր։

Ներմոլեկուլային փոխազդեցության ժամանակ հինգ կամ վեց անդամանոց էսթերի (ամիդային) ցիկլ ձևավորելու համար հետերոֆունկցիոնալ միացությունը մոլեկուլում պետք է ունենա գամմա կամ սիգմա դասավորվածություն։ Հետո դասարանում