Bioorganik kimyo nima. Bioorganik kimyo fanining predmeti

1-MA'RUZA

Bioorganik kimyo (BOK), uning tibbiyotdagi ahamiyati

HOC - organizmdagi organik moddalarning biologik funktsiyasini o'rganadigan fan.

BOH 20-asrning 2-yarmida paydo bo'lgan. Uni o'rganish ob'ektlari biopolimerlar, bioregulyatorlar va individual metabolitlardir.

Biopolimerlar barcha organizmlarning asosi bo'lgan yuqori molekulyar tabiiy birikmalardir. Bular peptidlar, oqsillar, polisaxaridlar, nuklein kislotalar (NA), lipidlar va boshqalar.

Bioregulyatorlar metabolizmni kimyoviy tartibga soluvchi birikmalardir. Bular vitaminlar, gormonlar, antibiotiklar, alkaloidlar, dorilar va boshqalar.

Biopolimerlar va bioregulyatorlarning tuzilishi va xossalarini bilish biologik jarayonlarning mohiyatini tushunishga imkon beradi. Shunday qilib, oqsillar va NA larning tuzilishini o'rnatish matritsa oqsillari biosintezi va NA ning genetik ma'lumotni saqlash va uzatishdagi roli haqida g'oyalarni ishlab chiqish imkonini berdi.

BOX fermentlar, dorilar, ko'rish, nafas olish, xotira, asab o'tkazuvchanligi, mushaklarning qisqarishi va boshqalarning ta'sir qilish mexanizmini o'rnatishda muhim rol o'ynaydi.

HOCning asosiy muammosi birikmalarning tuzilishi va ta'sir qilish mexanizmi o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlashdir.

BOX organik kimyo materialiga asoslangan.

ORGANIK KIMYO

Bu uglerod birikmalarini o'rganadigan fan. Hozirda ~16 million organik moddalar mavjud.

Organik moddalarning xilma-xilligi sabablari.

1. C atomlarining o‘zaro va D.Mendeleyev davriy sistemasining boshqa elementlari bilan birikmalari. Bunday holda, zanjirlar va tsikllar hosil bo'ladi:

To'g'ri zanjir Tarmoqli zanjir

Tetraedral planar konfiguratsiya

C atomining C atomi konfiguratsiyasi

2. Gomologiya - o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan moddalarning mavjudligi, bu erda gomologik qatorning har bir a'zosi oldingisidan bir guruh bilan farq qiladi.
–CH 2 –. Masalan, to'yingan uglevodorodlarning gomologik qatori:

3. Izomeriya - sifat va miqdoriy tarkibi bir xil, ammo tuzilishi boshqacha bo'lgan moddalarning mavjudligi.

A.M. Butlerov (1861) organik birikmalar tuzilishi nazariyasini yaratdi, u hozirgi kungacha organik kimyoning ilmiy asosi bo'lib xizmat qilmoqda.

Organik birikmalar tuzilishi nazariyasining asosiy tamoyillari:

1) molekulalardagi atomlar valentligiga muvofiq bir-biri bilan kimyoviy bog'lar orqali bog'langan;

2) organik birikmalar molekulalaridagi atomlar bir-biriga ma'lum ketma-ketlikda bog'langan bo'lib, bu molekulaning kimyoviy tuzilishini belgilaydi;

3) organik birikmalarning xossalari nafaqat ularning tarkibidagi atomlarning soni va tabiatiga, balki molekulalarning kimyoviy tuzilishiga ham bog'liq;

4) molekulalarda bir-biriga bog'langan va bir-biriga bevosita bog'liq bo'lmagan atomlarning o'zaro ta'siri mavjud;

5) moddaning kimyoviy tuzilishini uning kimyoviy o'zgarishlarini o'rganish orqali aniqlash mumkin va aksincha, uning xususiyatlarini moddaning tuzilishi bilan tavsiflash mumkin.

Keling, organik birikmalar tuzilishi nazariyasining ba'zi qoidalarini ko'rib chiqaylik.

Strukturaviy izomeriya

U baham ko'radi:

1) zanjir izomeriyasi

2) Ko'p bog'lanish va funksional guruhlar pozitsiyasining izomeriyasi

3) Funksional guruhlarning izomeriyasi (sinflararo izomeriya)

Nyuman formulalari

Siklogeksan

"Kreslo" shakli "vanna" dan ko'ra baquvvatroq foydalidir.

Konfiguratsiya izomerlari

Bu stereoizomerlar bo'lib, ularning molekulalari kosmosda konformatsiyalarni hisobga olmagan holda atomlarning turli xil joylashishiga ega.

Simmetriya turiga ko'ra barcha stereoizomerlar enantiomerlar va diastereomerlarga bo'linadi.

Enantiomerlar (optik izomerlar, oyna izomerlari, antipodlar) molekulalari bir-biri bilan ob'ekt va mos kelmaydigan oyna tasviri sifatida bog'langan stereoizomerlardir. Bu hodisa enantiomerizm deb ataladi. Enantiomerlarning barcha kimyoviy va fizik xususiyatlari bir xil, ikkitadan tashqari: qutblangan yorug'lik tekisligining aylanishi (polarimetr qurilmasida) va biologik faollik. Enantiomeriyaning shartlari: 1) S atomi sp 3 gibridlanish holatida; 2) hech qanday simmetriyaning yo'qligi; 3) assimetrik (xiral) S atomining mavjudligi, ya'ni. atomga ega to'rtta turli o'rinbosarlar.

Ko'pgina gidroksi va aminokislotalar yorug'lik nurlarining qutblanish tekisligini chapga yoki o'ngga aylantirish qobiliyatiga ega. Bu hodisa optik faollik deb ataladi va molekulalarning o'zi optik faoldir. Yorug'lik nurining o'ngga og'ishi "+" belgisi bilan belgilanadi, chapga - "-" va burilish burchagi darajalarda ko'rsatiladi.

Molekulalarning mutlaq konfiguratsiyasi murakkab fizik-kimyoviy usullar bilan aniqlanadi.

Optik faol birikmalarning nisbiy konfiguratsiyasi glitseraldegid standarti bilan taqqoslash yo'li bilan aniqlanadi. Dekstrorotator yoki levorotator glitseraldegid konfiguratsiyasiga ega bo'lgan optik faol moddalar (M.Rozanov, 1906) D- va L-seriyali moddalar deb ataladi. Bitta birikmaning o'ng va chap izomerlarining teng aralashmasi rasemat deb ataladi va optik jihatdan faol emas.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, yorug'likning aylanish belgisini moddaning D va L seriyalariga tegishliligi bilan bog'lash mumkin emas, u faqat asboblar - polarimetrlarda eksperimental tarzda aniqlanadi. Masalan, L-laktik kislotaning aylanish burchagi +3,8 o, D-laktik kislota -3,8 o.

Enantiomerlar Fisher formulalari yordamida tasvirlangan.

L qator D qator

Enantiomerlar orasida optik faollikka ega bo'lmagan simmetrik molekulalar bo'lishi mumkin va ular mezoizomerlar deb ataladi.

Masalan: Vino uyi

D – (+) – qator L – (–) – qator

Mezovinnaya k-ta

Racemate - uzum sharbati

Ko'zgu izomerlari bo'lmagan, bir nechta, lekin barcha assimetrik C atomlarining konfiguratsiyasida farq qiladigan, turli fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan optik izomerlar s- deyiladi. di-A-stereoizomerlar.

p-diastereomerlar (geometrik izomerlar) molekulada p-bog'iga ega bo'lgan stereomerlardir. Ular alkenlarda, toʻyinmagan yuqori karbonat kislotalarda, toʻyinmagan dikkarbon kislotalarda uchraydi.

Organik moddalarning biologik faolligi ularning tuzilishi bilan bog'liq.

Masalan:

Cis-butenedik kislota, Trans-butenedik kislota,

malein kislotasi - fumar kislotasi - toksik bo'lmagan,

organizmda juda zaharli

Barcha tabiiy to'yinmagan yuqori uglerod birikmalari cis-izomerlardir.

2-MA'RUZA

Konjugatsiya tizimlari

Eng oddiy holatda, konjugatsiyalangan tizimlar o'zgaruvchan juft va bitta bog'lanishli tizimlardir. Ular ochiq yoki yopiq bo'lishi mumkin. Ochiq sistema dien uglevodorodlarida (HC) uchraydi.

Misollar:

CH 2 = CH – CH = CH 2

Butadien-1, 3

Xloratin

CH 2 = CH - Cl

Bu erda p-elektronlarning p-elektronlari bilan konjugasiyasi sodir bo'ladi. Bu turdagi konjugatsiya p, p-konjugatsiya deb ataladi.

Yopiq tizim aromatik uglevodorodlarda uchraydi.

C 6 H 6

Benzol

Xushbo'ylik

Bu aromatik birikmalarning turli xususiyatlarini o'z ichiga olgan tushunchadir. Aromatiklik shartlari: 1) tekis yopiq halqa, 2) barcha C atomlari sp 2 gibridlanishda, 3) barcha halqa atomlarining yagona konjugatsiyalangan sistemasi hosil bo‘ladi, 4) Gyukkel qoidasi bajariladi: “4n+2 p-elektronlar ishtirok etadi. konjugatsiya, bu erda n = 1, 2, 3...”

Aromatik uglevodorodlarning eng oddiy vakili benzoldir. U aromatiklikning barcha to'rtta shartini qondiradi.

Gyukkel qoidasi: 4n+2 = 6, n = 1.

Molekuladagi atomlarning o'zaro ta'siri

1861 yilda rus olimi A.M. Butlerov: "Molekulalardagi atomlar bir-biriga o'zaro ta'sir qiladi" degan pozitsiyani ifoda etdi. Hozirgi vaqtda bu ta'sir ikki yo'l bilan uzatiladi: induktiv va mezomer effektlar.

Induktiv ta'sir

Bu elektron ta'sirning s-bog' zanjiri orqali uzatilishi. Ma'lumki, turli xil elektronegativlik (EO) bo'lgan atomlar orasidagi bog'lanish qutblangan, ya'ni. ko'proq EO atomiga o'tdi. Bu atomlarda samarali (haqiqiy) zaryadlarning (d) paydo bo'lishiga olib keladi. Ushbu elektron siljish induktiv deb ataladi va I harfi va o'q ® bilan belgilanadi.

, X = Hal -, HO -, HS -, NH 2 - va boshqalar.

Induktiv ta'sir ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Agar X o'rnini bosuvchi kimyoviy bog'lanish elektronlarini H atomiga qaraganda kuchliroq tortsa, u holda - I. I(H) = O ko'rsatadi. Bizning misolimizda X ko'rsatadi - I.

Agar X o'rnini bosuvchi H atomidan kuchsizroq bog'lanish elektronlarini tortsa, u holda u +I ni ko'rsatadi. Barcha alkillar (R = CH 3 -, C 2 H 5 - va boshqalar), Me n + eksponat + I.

Mezomerik effekt

Mezomerik effekt (konjugatsiya effekti) - p-bog'larning konjugatsiyalangan tizimi orqali uzatiladigan o'rinbosarning ta'siri. M harfi va egri o'q bilan belgilanadi. Mezomerik effekt "+" yoki "-" bo'lishi mumkin.

Yuqorida p, p va p, p konjugatsiyaning ikki turi borligi aytilgan.

Konjugatsiyalangan tizimdan elektronlarni tortadigan o'rinbosar -M ni ko'rsatadi va elektron qabul qiluvchi (EA) deb ataladi. Bular dublga ega bo'lgan o'rinbosarlardir

aloqa va boshqalar.

Konjugatsiyalangan tizimga elektron beradigan o'rinbosar +M ni ko'rsatadi va elektron donor (ED) deb ataladi. Bular yolg'iz elektron juftiga ega bo'lgan yagona bog'li o'rinbosarlar (va hokazo).

1-jadval O'rinbosarlarning elektron effektlari

Deputatlar	C 6 H 5 -R dagi orientantlar	I	M
Alk (R-): CH 3 -, C 2 H 5 -...	Birinchi turdagi orientantlar: ED o'rinbosarlarini orto- va para-pozitsiyalarga to'g'ridan-to'g'ri	+
– H 2 , –NR, –NR 2	–	+
– N, – N, – R	–	+
-H L	–	+
3-MA'RUZA Kislotalik va asoslilik Organik birikmalarning kislotalilik va asosliligini tavsiflash uchun Bronsted nazariyasidan foydalaniladi. Ushbu nazariyaning asosiy qoidalari: 1) Kislota - proton beruvchi zarracha (H + donor); Baza protonni qabul qiluvchi zarrachadir (H+ qabul qiluvchi). 2) Kislotalik har doim asoslar mavjudligi bilan tavsiflanadi va aksincha. A – H + : B Û A – + B – H + asos CH 3 COOH + NOH Û CH 3 COO – + H 3 O + Assets Basic Conjugate Conjugate asos HNO 3 + CH 3 COOH Û CH 3 COOH 2 + + NO 3 - Aktivlar Asosiy konjugat konjugati asos Bronsted kislotalar 3) Bronsted kislotalar kislota markaziga qarab 4 turga bo'linadi: SN birikmalari (tiollar), OH birikmalari (spirtli ichimliklar, fenollar, uglerod birikmalari), NH birikmalari (aminlar, amidlar), SN to-siz (UV). Bu qatorda yuqoridan pastgacha kislotalik pasayadi. 4) birikmaning mustahkamligi hosil bo'lgan anionning barqarorligi bilan belgilanadi. Anion qanchalik barqaror bo'lsa, ta'sir shunchalik kuchli bo'ladi. Anionning barqarorligi butun zarracha (anion) bo'ylab "-" zaryadining delokalizatsiyasiga (tarqalishiga) bog'liq. “-” zaryadi qanchalik delokalizatsiyalangan bo'lsa, anion shunchalik barqaror va zaryad kuchliroq bo'ladi. To'lovni delokalizatsiya qilish quyidagilarga bog'liq: a) geteroatomning elektromanfiyligi (EO) bo'yicha. Geteroatomning EO qanchalik ko'p bo'lsa, tegishli ta'sir shunchalik kuchli bo'ladi. Masalan: R – OH va R – NH 2 Spirtli ichimliklar aminlarga qaraganda kuchliroqdir, chunki EO (O) > EO (N). b) geteroatomning qutblanish qobiliyatiga. Geteroatomning polarizatsiyasi qanchalik katta bo'lsa, mos keladigan kuchlanish kuchliroq bo'ladi. Masalan: R – SH va R – OH Tiollar spirtli ichimliklarga qaraganda kuchliroqdir, chunki S atomi O atomiga qaraganda ko'proq qutblangan. v) o'rnini bosuvchi R ning tabiati (uning uzunligi, konjugatsiyalangan tizimning mavjudligi, elektron zichligi delokalizatsiyasi). Masalan: CH 3 – OH, CH 3 – CH 2 – OH, CH 3 – CH 2 – CH 2 – OH Kislotalik<, т.к. увеличивается длина радикала Xuddi shu kislota markazi bilan spirtlar, fenollar va karbonatlarning kuchi bir xil emas. Masalan, CH 3 – OH, C 6 H 5 – OH, Sizning kuchingiz kuchayadi Fenollar -OH guruhining p, p-konjugasiyasi (+M) tufayli spirtlarga qaraganda kuchliroq birikmalardir. O-H aloqasi fenollarda ko'proq qutblangan. Fenollar hatto tuzlar bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin (FeC1 3) - fenollarga sifatli reaktsiya. Uglerod bir xil R o'z ichiga olgan spirtlar bilan solishtirganda, ular kuchliroq, chunki O-H aloqasi > C = O guruhining -M ta'siri tufayli sezilarli darajada qutblangan: Bundan tashqari, karboksilat anioni karboksil guruhidagi p, p-konjugatsiya tufayli spirt anioniga qaraganda ancha barqarordir. d) o'rinbosarlarning radikalga kiritilishidan. EA o'rnini bosuvchi moddalar kislotalikni oshiradi, ED o'rnini bosuvchi moddalar kislotalikni kamaytiradi. Masalan: r-Nitrofenol r-aminofenoldan kuchliroq, chunki -NO2 guruhi - EA. CH 3 – COOH CCl 3 – COOH pK 4,7 pK 0,65 Trichloroasetik kislota EA sifatida - I Cl atomlari tufayli CH 3 COOH dan ko'p marta kuchliroqdir. Chumoli kislotasi H–COOH CH 3 ning +I guruhi - sirka kislotasi tufayli CH 3 COOH dan kuchliroqdir. e) erituvchining tabiati bo'yicha. Agar erituvchi H + protonlarini yaxshi qabul qiluvchi bo'lsa, u holda kuch sizga nisbatan ortadi va aksincha. Bronsted asoslari 5) Ular quyidagilarga bo'linadi: a) p-asoslar (bir nechta bog'langan birikmalar); b) n-asoslar (atomli ammoniy asoslari, oksoniy o'z ichiga olgan atom, sulfoniy o'z ichiga olgan atom) Bazaning mustahkamligi hosil bo'lgan kationning barqarorligi bilan belgilanadi. Kation qanchalik barqaror bo'lsa, asos shunchalik kuchli bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, bazaning kuchi kattaroq bo'lsa, H + tomonidan hujum qilingan erkin elektron juftiga ega bo'lgan geteroatom (O, S, N) bilan bog'lanish kuchsizroq bo'ladi. Kationning barqarorligi anionning barqarorligi bilan bir xil omillarga bog'liq, ammo teskari ta'sirga ega. Kislotalikni oshiradigan barcha omillar asoslikni kamaytiradi. Eng kuchli asoslar aminlardir, chunki azot atomi O ga nisbatan kam EO ga ega. Shu bilan birga ikkilamchi aminlar birlamchidan kuchli asoslar, uchinchi darajali aminlar protonning N ga kirishiga toʻsqinlik qiluvchi sterik omil tufayli ikkilamchi aminlar kuchsizroqdir. Aromatik aminlar alifatiklarga qaraganda kuchsizroq asoslardir, bu +M guruhi -NH2 bilan izohlanadi. Konjugatsiyada ishtirok etuvchi azotning elektron jufti faol bo'lmaydi. Konjugatsiyalangan tizimning barqarorligi H + qo'shilishini qiyinlashtiradi. Karbamid NN 2 –SO– NN 2 tarkibida EA guruhi > C = O bo'lib, u asosiy xossalarini sezilarli darajada kamaytiradi va karbamid moddaning faqat bir ekvivalenti bilan tuzlar hosil qiladi. Shunday qilib, modda qanchalik kuchli bo'lsa, u shakllantiradigan poydevor kuchsizroq bo'ladi va aksincha. Spirtli ichimliklar Bular bir yoki bir nechta H atomlari -OH guruhi bilan almashtirilgan uglevodorod hosilalari. Tasnifi: I. OH guruhlari soniga koʻra bir atomli, ikki atomli va koʻp atomli spirtlar ajratiladi: CH 3 -CH 2 -OH Etanol Etilen glikol Glitserin II. R tabiatiga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi: 1) cheklovchi, 2) cheklanmagan, 3) tsiklik, 4) aromatik. 2) CH 2 = CH-CH 2 -OH Allil spirti 3) Toʻyinmagan siklik spirtlarga quyidagilar kiradi: retinol (A vitamini) va xolesterin Inozitol vitaminga o'xshash modda

III. Gr pozitsiyasiga ko'ra. –OH birlamchi, ikkilamchi va uchinchi darajali spirtlarni ajratadi.

IV. C atomlarining soniga ko'ra, past molekulyar og'irlik va yuqori molekulyar og'irlik farqlanadi.

CH 3 –(CH 2) 14 –CH 2 –OH (C 16 H 33 OH) CH 3 – (CH 2) 29 – CH 2 OH (C 31 H 63 OH)

Setil spirti miritsil spirti

Setil palmitat spermatsetiyaning asosidir, asalari mumi tarkibida miritsil palmitat mavjud.

Nomenklatura:

Trivial, ratsional, MN (ildiz + oxiri "ol" + arab raqami).

Izomerizm:

zanjirlar, gr pozitsiyalari -Oh, optik.

Spirtli ichimliklar molekulasining tuzilishi

CH kislota Nu markazi

Elektrofil markaz kislotali

asosiylik markazi markazi

Oksidlanish eritmalari

1) Spirtli ichimliklar kuchsiz kislotalardir.

2) Spirtli ichimliklar zaif asoslardir. Ular faqat kuchli kislotalardan H + qo'shadilar, lekin ular Nu dan kuchliroqdir.

3) –I taʼsir etaman gr. –OH qo‘shni uglerod atomida H ning harakatchanligini oshiradi. Uglerod d+ (elektrofil markaz, S E) ni oladi va nukleofil hujum markaziga aylanadi (Nu). C-O bog'i H-O bog'iga qaraganda osonroq uziladi, shuning uchun S N reaktsiyalari spirtlarga xosdir. Ular, qoida tariqasida, kislotali muhitda borishadi, chunki... kislorod atomining protonlanishi uglerod atomining d+ ni oshiradi va aloqani uzishni osonlashtiradi. Bu turga efirlar va galogen hosilalarini hosil qilish uchun eritmalar kiradi.

4) Elektron zichligining radikaldagi H dan siljishi CH-kislota markazining paydo bo'lishiga olib keladi. Bunday holda, oksidlanish va yo'q qilish jarayonlari mavjud (E).

Jismoniy xususiyatlar

Pastki spirtlar (C 1 – C 12) suyuqliklar, yuqori spirtlar esa qattiq moddalardir. Spirtlarning ko'pgina xususiyatlari H-bog'larning hosil bo'lishi bilan izohlanadi:

Kimyoviy xossalari

I. Kislota-asos

Spirtli ichimliklar kuchsiz amfoter birikmalardir.

2R–OH + 2Na ® 2R–ONa + H 2

Spirtli ichimliklar

Spirtli ichimliklar oson gidrolizlanadi, bu spirtlarning suvga qaraganda kuchsizroq kislotalar ekanligini ko'rsatadi:

R–ona + NON ® R–ON + NaON

Spirtli ichimliklardagi asosiy markaz O geteroatomidir:

CH 3 -CH 2 -OH + H + ® CH 3 -CH 2 - -H ® CH 3 -CH 2 + + H 2 O

Agar eritma vodorod galogenidlari bilan kelsa, u holda galoid ioni qo'shiladi: CH 3 -CH 2 + + Cl - ® CH 3 -CH 2 Cl

HC1 ROH R-COOH NH 3 C 6 H 5 ONa

C1 - R-O - R-COO - NH 2 - C 6 H 5 O -

Bunday eritmalardagi anionlar "-" zaryad yoki yolg'iz elektron juftligi tufayli nukleofillar (Nu) vazifasini bajaradi. Anionlar spirtlarning o'ziga qaraganda kuchliroq asoslar va nukleofil reagentlardir. Shuning uchun amalda efirlar va efirlarni olish uchun spirtlarning o'zlari emas, balki alkogolatlar qo'llaniladi. Agar nukleofil boshqa spirt molekulasi bo'lsa, u karbokatsiyaga qo'shiladi:

Eter

CH 3 -CH 2 + + ® CH 3 -CH 2 + - - H CH 3 -CH 2 -O-R

Bu alkillanish eritmasi (molekulaga alkil R ning kiritilishi).

O'rnini bosuvchi -OH gr. halogenda PCl 3, PCl 5 va SOCl 2 ta'sirida mumkin.

Uchinchi darajali spirtlar bu mexanizm bilan osonroq reaksiyaga kirishadi.

S E ning spirt molekulasiga nisbatan nisbati organik va mineral birikmalar bilan efirlarning hosil bo'lish nisbati:

R – O N + H O – R – O – + H 2 O

Ester

Bu asillanish jarayoni - molekulaga asilni kiritish.

CH 3 -CH 2 -OH + H + CH 3 -CH 2 - -H CH 3 -CH 2 +

H 2 SO 4 dan ortiq va efirlar hosil bo'lganidan yuqori harorat bilan katalizator qayta tiklanadi va alken hosil bo'ladi:

CH 3 -CH 2 + + HSO 4 - ® CH 2 = CH 2 + H 2 SO 4

E eritmasi uchinchi darajali spirtlar uchun osonroq, ikkilamchi va birlamchi spirtlar uchun qiyinroq, chunki keyingi hollarda kamroq barqaror kationlar hosil bo'ladi. Bu tumanlarda A. Zaytsev qoidasiga amal qilinadi: “Spirtli ichimliklarni suvsizlantirish jarayonida H atomi H atomlari kamroq boʻlgan qoʻshni C atomidan ajralib chiqadi”.

CH 3 -CH = CH -CH 3

Butanol-2

Tanadagi gr. –OH H 3 PO 4 bilan efirlarni hosil qilish orqali oson chiqib ketadiganga aylanadi:

CH 3 -CH 2 -OH + HO–PO 3 H 2 CH 3 -CH 2 -ORO 3 H 2

IV. Oksidlanish eritmalari

1) Birlamchi va ikkilamchi spirtlar CuO, KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 eritmalari qizdirilganda tegishli karbonil o'z ichiga olgan birikmalar hosil qilish uchun oksidlanadi:

3)

Nitrogliserin rangsiz yog'li suyuqlikdir. Suyultirilgan spirtli eritmalar shaklida (1%) angina pektorisi uchun ishlatiladi, chunki qon tomirlarini kengaytiruvchi ta'sirga ega. Nitrogliserin kuchli portlovchi moddadir, u zarba yoki qizdirilganda portlashi mumkin. Bunday holda, suyuq modda egallagan kichik hajmda bir zumda juda katta hajmdagi gazlar hosil bo'ladi, bu esa kuchli portlash to'lqinini keltirib chiqaradi. Nitrogliserin dinamit va porox tarkibiga kiradi.

Pentitol va geksitol vakillari ksilitol va sorbitol bo'lib, ular navbati bilan ochiq zanjirli penta- va olti atomli spirtlardir. -OH guruhlari to'planishi shirin ta'mning paydo bo'lishiga olib keladi. Ksilitol va sorbitol diabetga chalinganlar uchun shakar o'rnini bosuvchi moddalardir.

Glitserofosfatlar fosfolipidlarning tarkibiy qismlari bo'lib, umumiy tonik sifatida ishlatiladi.

Benzil spirti

Izomerlarni joylashtirish

, antibiotiklar, feromonlar, signal beruvchi moddalar, o'simlik kelib chiqishining biologik faol moddalari, shuningdek, biologik jarayonlarning sintetik regulyatorlari (dorilar, pestitsidlar va boshqalar). Mustaqil fan sifatida u 20-asrning 2-yarmida biokimyo va organik kimyo chorrahasida shakllangan va tibbiyot, qishloq xoʻjaligi, kimyo, oziq-ovqat va mikrobiologiya sanoatlarining amaliy muammolari bilan bogʻliq.

Usullari

Asosiy arsenal organik kimyo usullaridan iborat bo'lib, strukturaviy va funktsional muammolarni hal qilish uchun turli xil fizik, fizik-kimyoviy, matematik va biologik usullar qo'llaniladi.

O'rganish ob'ektlari

• Aralash biopolimerlar
• Tabiiy signal moddalari
• O'simliklarning biologik faol moddalari
• Sintetik regulyatorlar (dorilar, pestitsidlar va boshqalar).

Manbalar

• Ovchinnikov Yu.A.. - M.: Ta'lim, 1987. - 815 b.
• Bender M., Bergeron R., Komiyama M.
• Dugas G., Penni K. Bioorganik kimyo. - M.: Mir, 1983 yil.
• Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I.

Shuningdek qarang

"Bioorganik kimyo" maqolasiga sharh yozing

Bioorganik kimyoni tavsiflovchi parcha

"Ma chere, il y a un temps pour tout, [Azizim, hamma narsaning vaqti bor", dedi grafinya o'zini qattiqqo'l qilib. "Sen uni ozor qilyapsan, Elie", deb qo'shib qo'ydi u eriga.
“Bonjour, ma chere, je vous felicite, [Salom, azizim, sizni tabriklayman”, dedi mehmon. - Quelle delicuse enfant! "Qanday yoqimli bola!" - deb qo'shib qo'ydi u onasiga o'girilib.
Ko‘zlari qora, og‘zi katta, xunuk, lekin jonli qiz, bolalarcha ochiq yelkalari, tez yugurishdan ko‘nigida qimirlagan, qop-qora jingalaklari orqaga bukilgan, ingichka yalang qo‘llari va kichkina oyoqlari to‘rli pantalonlar va ochiq tufli, men o'sha shirin yoshda edimki, qiz endi bola emas, bola esa hali qiz emas. U otasidan yuz o'girib, onasiga yugurdi va uning qattiq so'zlariga e'tibor bermay, qizarib ketgan yuzini onasining mantillasining to'rlariga yashirdi va kulib yubordi. U nimadir ustidan kulib, etagidan chiqarib olgan qo‘g‘irchoq haqida keskin gapirardi.
– Qarang?... Qo‘g‘irchoq... Mimi... Qarang.
Va Natasha endi gapira olmadi (unga hamma narsa kulgili tuyuldi). U onasining ustiga yiqilib, shunchalik baland va baland kulib yubordiki, hamma, hatto birinchi mehmon ham, ularning xohishiga qarshi kulib yubordi.
- Xo'sh, boring, jinningiz bilan boring! – dedi onasi jahl bilan qizini itarib yuborgandek. "Bu mening eng kichigim", dedi u mehmonga.
Natasha yuzini onasining to'rli ro'molidan bir daqiqaga uzoqroq tutib, ko'z yoshlari bilan pastdan unga qaradi va yana yuzini yashirdi.
Oilaviy manzaraga qoyil qolishga majbur bo‘lgan mehmon unda qandaydir ishtirok etishni zarur deb hisobladi.
- Ayting-chi, azizim, - dedi u Natashaga o'girilib, - bu Mimiga qanday munosabatdasiz? Qizim, to'g'rimi?
Mehmonning unga murojaat qilgan bolalarcha suhbatga bo'ysunish ohangi Natashaga yoqmadi. U javob bermadi va mehmonga jiddiy qaradi.
Shu bilan birga, barcha yosh avlod: Boris - ofitser, malika Anna Mixaylovnaning o'g'li, Nikolay - talaba, grafning katta o'g'li, Sonya - grafning o'n besh yoshli jiyani va kichkina Petrusha - kenja o'g'li, Hammasi mehmon xonasiga joylashdi va, shekilli, ularning har bir xususiyatidan nafas oladigan jonlanish va xushchaqchaqlikni odob chegaralarida saqlashga harakat qildi. U yerda, orqa xonalarda, hammalari tez yugurishayotgan joyda, shahar g'iybati, ob-havo va kontesse Apraksine haqida bu yerdan ko'ra ko'proq qiziqarli suhbatlar o'tkazayotgani aniq edi. [grafinya Apraksina haqida.] Ular ba'zan bir-birlariga ko'z yugurtirib, kulishdan o'zlarini arang tiya olishardi.

Grodno" href="/text/category/grodno/" rel="bookmark">Grodno davlat tibbiyot universiteti, kimyo fanlari nomzodi, dotsent;

“Grodno davlat tibbiyot universiteti” ta’lim muassasasi “Umumiy va bioorganik kimyo” kafedrasi dotsenti, biologiya fanlari nomzodi, dotsent

Taqrizchilar:

“Gomel davlat tibbiyot universiteti” ta’lim muassasasining umumiy va bioorganik kimyo kafedrasi;

– bosh "Belarus davlat tibbiyot universiteti" ta'lim muassasasining bioorganik kimyo kafedrasi, tibbiyot fanlari nomzodi, dotsent.

"Grodno davlat tibbiyot universiteti" ta'lim muassasasining umumiy va bioorganik kimyo kafedrasi

(2001 yil 1 yanvardagi bayonnoma)

"Grodno davlat tibbiyot universiteti" ta'lim muassasasining markaziy ilmiy-uslubiy kengashi

(2001 yil 1 yanvardagi bayonnoma)

Belarusiya Respublikasi universitetlarining tibbiy ta'lim bo'yicha o'quv-uslubiy birlashmasining 1-tibbiy-psixologik ishlar ixtisosligi bo'limi

(2001 yil 1 yanvardagi bayonnoma)

Chiqarish uchun javobgar:

“Grodno davlat tibbiyot universiteti” ta’lim muassasasi birinchi prorektori, professor, tibbiyot fanlari doktori

Tushuntirish eslatmasi

O'quv fanini o'rganishning dolzarbligi

"Bioorganik kimyo"

Bioorganik kimyo fundamental tabiiy fandir. Bioorganik kimyo mustaqil fan sifatida 20-asrning 2-yarmida organik kimyo va biokimyo chorrahasida paydo boʻldi. Bioorganik kimyoni o'rganishning dolzarbligi tibbiyot va qishloq xo'jaligi oldida turgan amaliy muammolar (vitaminlar, gormonlar, antibiotiklar, o'simliklarning o'sish stimulyatorlari, hayvonlar va hasharotlar xatti-harakatlarini regulyatorlari va boshqa dori vositalarini olish) bilan bog'liq bo'lib, ularni qo'llamasdan hal qilish mumkin emas. bioorganik kimyoning nazariy va amaliy imkoniyatlari.

Bioorganik kimyo doimiy ravishda tabiiy birikmalarni ajratib olish va tozalashning yangi usullari, tabiiy birikmalar va ularning analoglarini sintez qilish usullari, birikmalarning tuzilishi va biologik faolligi o'rtasidagi bog'liqlik haqidagi bilimlar va boshqalar bilan boyitib boriladi.

O'qitishda reproduktiv uslubni bartaraf etish, talabalarning bilim va tadqiqot faolligini ta'minlash bilan bog'liq tibbiy ta'limning so'nggi yondashuvlari shaxs va jamoaning salohiyatini ro'yobga chiqarish uchun yangi istiqbollarni ochadi.

O`quv fanining maqsadi va vazifalari

Maqsad: tibbiy ta'lim tizimida kimyoviy kompetentsiya darajasini shakllantirish, biotibbiyot va klinik fanlarni keyingi o'rganishni ta'minlash.

Vazifalar:

Organik molekulalarning tuzilishi va biologik faolligi bilan bog'liq holda kimyoviy o'zgarishlarning nazariy asoslarini o'zlashtirgan talabalar;

Shakllantirish: hayot jarayonlarining molekulyar asoslarini bilish;

Dori vositalari vazifasini bajaradigan organik birikmalarning tasnifi, tuzilishi va xossalari bo'yicha harakat qilish ko'nikmalarini rivojlantirish;

Kimyoviy fikrlash mantig'ini shakllantirish;

Sifatli tahlil usullaridan foydalanish malakalarini shakllantirish
organik birikmalar;

Kimyoviy kompetentsiyaning asosini tashkil etuvchi kimyoviy bilim va ko'nikmalar bitiruvchining kasbiy kompetensiyasini shakllantirishga yordam beradi.

O'quv fanini o'zlashtirishga qo'yiladigan talablar

“Bioorganik kimyo” fanining mazmunini o‘zlashtirish darajasiga qo‘yiladigan talablar oliy ta’limning umumkasbiy va maxsus fanlar siklining birinchi bosqichidagi ta’lim standarti bilan belgilanadi, u talablarni hisobga olgan holda ishlab chiqiladi. Universitet bitiruvchisining bioorganik kompetentsiyasini tashkil etuvchi umumlashtirilgan kimyoviy bilim va ko'nikmalar shaklida fanning minimal mazmunini belgilaydigan kompetentsiyaga asoslangan yondashuv:

a) umumlashtirilgan bilimlar:

- fan sifatidagi fanning mohiyatini va uning boshqa fanlar bilan aloqalarini tushunish;

Metabolik jarayonlarni tushunishdagi ahamiyati;

Organik molekulalarning tuzilishi va reaktivligining birligi haqida tushuncha;

Tirik organizmlarda sodir bo'ladigan jarayonlarni tushuntirish uchun zarur bo'lgan kimyoning asosiy qonunlari;

Organik birikmalarning asosiy sinflarining kimyoviy xossalari va biologik ahamiyati.

b) umumlashtirilgan malakalar:

Organik molekulalarning tuzilishi va kimyoviy bog`lanish usullarini bilish asosida reaksiya mexanizmini bashorat qilish;

Tirik tizimlar faoliyati uchun reaksiyalarning ahamiyatini tushuntiring;

Olingan bilimlardan biokimyo, farmakologiya va boshqa fanlarni o'rganishda foydalaning.

O‘quv fanining tuzilishi va mazmuni

Ushbu dasturda "Bioorganik kimyo" fanining mazmuni tarkibi fanga kirish va organik molekulalarning reaktivligining umumiy masalalarini, shuningdek, getero- va polifunksional birikmalarning xossalarini o'z ichiga olgan ikkita bo'limdan iborat. hayotiy jarayonlar. Har bir bo'lim dastur materialini optimal o'rganish va o'zlashtirishni ta'minlaydigan ketma-ketlikda joylashgan mavzularga bo'lingan. Har bir mavzu bo'yicha talabalarning bioorganik kompetentsiyasining mohiyatini tashkil etuvchi umumlashtirilgan bilim va ko'nikmalar taqdim etiladi. Har bir mavzu mazmuniga muvofiq, kompetentsiyalarga qo'yiladigan talablar (umumlashtirilgan bilim va ko'nikmalar tizimi shaklida) belgilanadi, ularni shakllantirish va tashxislash uchun testlar ishlab chiqilishi mumkin.

O'qitish usullari

Ushbu fanni o'rganish maqsadlariga etarli darajada javob beradigan asosiy o'qitish usullari quyidagilardir:

Tushuntirish va maslahat;

Laboratoriya darsi;

Muammoli ta'lim elementlari (talabalarning o'quv va tadqiqot ishlari);

Bioorganik kimyoga kirish

Bioorganik kimyo - organik moddalarning tuzilishi va ularning biologik funktsiyalar bilan bog'liq holda o'zgarishini o'rganadigan fan. Bioorganik kimyoning o'rganish ob'ektlari. Biologik va tibbiy bilimlarni zamonaviy molekulyar darajada idrok etishning ilmiy asoslarini shakllantirishda bioorganik kimyoning roli.

Organik birikmalarning tuzilishi nazariyasi va uning hozirgi bosqichda rivojlanishi. Organik birikmalarning izomeriyasi organik birikmalarning xilma-xilligi uchun asos sifatida. Organik birikmalarning izomeriyasi turlari.

Biomedikal tahlil uchun muhim bo'lgan organik birikmalarni ajratish va o'rganishning fizik-kimyoviy usullari.

Organik birikmalar uchun IUPAC tizimli nomenklaturasining asosiy qoidalari: almashtirish va radikal-funktsional nomenklatura.

Organik molekulalarning fazoviy tuzilishi, uning uglerod atomining duragaylanish turi (sp3-, sp2- va sp-gibridlanish) bilan bogʻliqligi. Stereokimyoviy formulalar. Konfiguratsiya va moslashtirish. Ochiq zanjirlarning konformatsiyasi (yopilgan, inhibe qilingan, egilgan). Konformatsiyalarning energiya xarakteristikalari. Nyumanning proyeksiya formulalari. Zanjirning ma'lum bo'limlarining fazoviy yaqinligi konformatsion muvozanat natijasida va besh va olti a'zoli tsikllarning ustun shakllanishining sabablaridan biri sifatida. Siklik birikmalarning konformatsiyasi (siklogeksan, tetrahidropiran). Kreslo va vanna konformatsiyasining energiya xarakteristikalari. Eksenel va ekvatorial aloqalar. Fazoviy tuzilish va biologik faollik o'rtasidagi bog'liqlik.

Vakolat talablari:

· Bioorganik kimyo fanining o‘quv ob’yektlari va asosiy vazifalarini bilish;

· Organik birikmalarni uglerod skeletining tuzilishi va funksional guruhlar tabiatiga ko‘ra tasniflay olish, tizimli kimyoviy nomenklatura qoidalaridan foydalana olish.

· Organik birikmalar izomeriyasining asosiy turlarini bilish, birikmaning tuzilish formulasidan foydalanib, mumkin bo‘lgan izomer turlarini aniqlay olish.

· Uglerod atom orbitallarining gibridlanish turlarini, atom bog‘lanishlarining fazoviy yo‘nalishini, duragaylanish turiga qarab ularning turi va sonini bilish.

· Tsiklik (stul, vanna konformatsiyasi) va asiklik (inhibe qilingan, qiya, tutilgan konformatsiyalar) molekula konformatsiyasining energiya xarakteristikalarini bilish, ularni Nyuman proyeksiya formulalari yordamida tasvirlay olish.

· Har xil molekulalarda yuzaga keladigan kuchlanish turlarini (burilish, burchak, van der-vaals), ularning konformatsiya va umuman molekula barqarorligiga ta’sirini bilish.

1-bo'lim. Atomlarning o'zaro ta'siri natijasida organik molekulalarning reaktivligi, organik reaksiyalar mexanizmlari.

Mavzu 1. Konjugatsiyalangan tizimlar, aromatiklik, o'rinbosarlarning elektron effektlari

Konjugatsiyalangan tizimlar va aromatiklik. Konjugatsiya (p, p- va p, p-konjugatsiya). Konjugatsiyalangan ochiq zanjirli tizimlar: 1,3-dienlar (butadien, izopren), polienlar (karotinoidlar, A vitamini). Birlashtirilgan yopiq elektron tizimlar. Aromatiklik: aromatiklik mezonlari, Gyukkelning aromatiklik qoidasi. Benzenoid (benzol, naftalin, fenantren) birikmalarining aromatikligi. Konjugatsiya energiyasi. Karbo- va geterosiklik aromatik birikmalarning tuzilishi va termodinamik barqarorligi sabablari. Geterotsiklik (pirol, imidazol, piridin, pirimidin, purin) birikmalarining aromatikligi. Pirol va piridin azot atomlari, p-ortiqcha va p-kamiy aromatik tizimlar.

Atomlarning o'zaro ta'siri va uning organik molekulalarda o'tish usullari. Elektronlarning delokalizatsiyasi molekulalar va ionlarning barqarorligini oshiruvchi omillardan biri sifatida uning biologik muhim molekulalarda (porfin, gem, gemoglobin va boshqalar) keng tarqalganligi. Ulanishlarning polarizatsiyasi. Elektron zichligining notekis taqsimlanishi va molekulada reaktsiya markazlarining paydo bo'lishining sababi sifatida o'rinbosarlarning elektron ta'siri (induktiv va mezomer). Induktiv va mezomer effektlar (ijobiy va manfiy), organik birikmalarning struktura formulalarida ularning grafik belgilanishi. Elektron beruvchi va elektron tortib oluvchi o'rinbosarlar.

Vakolat talablari:

· Konjugatsiya turlarini bilish va birikmaning tuzilish formulasidan kelib chiqib, kelishik turini aniqlay olish.

· Aromatiklik mezonlarini bilish, tuzilish formulasi yordamida karbo- va geterotsiklik molekulalarning aromatik birikmalarini aniqlay olish.

· Yagona konjugatsiyalangan sistemani yaratishda atomlarning elektron hissasini baholay olish, piridin va pirrol azot atomlarining elektron tuzilishini bilish.

· O'rinbosarlarning elektron effektlarini, ularning paydo bo'lish sabablarini bilish va ularning ta'sirini grafik tarzda tasvirlay olish.

· O‘rinbosarlarni ko‘rsatadigan induktiv va mezomer effektlari asosida elektron beruvchi yoki elektron tortib oluvchi deb tasniflay olish.

· O'rinbosarlarning molekulalarning reaktivligiga ta'sirini oldindan aytib bera olish.

Mavzu 2. Uglevodorodlarning reaktivligi. Radikal almashtirish, elektrofil qo'shilish va almashtirish reaktsiyalari

Organik birikmalarning reaktivligining umumiy qonuniyatlari ularning biologik faoliyatining kimyoviy asosi sifatida. Kimyoviy reaksiya jarayon sifatida. Tushunchalar: substrat, reagent, reaksiya markazi, o‘tish holati, reaksiya mahsuloti, aktivlanish energiyasi, reaksiya tezligi, mexanizm.

Organik reaksiyalarni natija (qo'shish, almashtirish, yo'q qilish, redoks) va mexanizmi bo'yicha tasnifi - radikal, ion (elektrofil, nukleofil), kelishilgan. Reaktivlar turlari: radikal, kislotali, asosli, elektrofil, nukleofil. Organik birikmalar va hosil bo'lgan zarrachalardagi kovalent bog'larning gomolitik va geterolitik ajralishi: erkin radikallar, karbokatsiyalar va karbanionlar. Bu zarrachalarning elektron va fazoviy tuzilishi va ularning nisbiy barqarorligini belgilovchi omillar.

Uglevodorodlarning reaktivligi. Radikal almashtirish reaktsiyalari: sp3-gibridlangan uglerod atomining CH-bog'lari ishtirokidagi gomolitik reaktsiyalar. Alkanlar va sikloalkanlarning galogenlanish reaktsiyasi misolida radikal almashtirish mexanizmi. Zanjirli jarayonlar haqida tushuncha. Regioselektivlik tushunchasi.

Erkin radikallarning hosil bo'lish yo'llari: fotoliz, termoliz, oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari.

Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari ( A.E.) toʻyinmagan uglevodorodlar qatorida: sp2-gibridlangan uglerod atomlari orasidagi p-bogʻlar ishtirokidagi geterolitik reaksiyalar. Gidratsiya va gidrogalogenlanish reaksiyalarining mexanizmi. Kislota katalizi. Markovnikov qoidasi. Elektrofil qo'shilish reaktsiyalarining regioselektivligiga statik va dinamik omillarning ta'siri. Dien uglevodorodlari va kichik sikllarga (siklopropan, siklobutan) elektrofil qo'shilish reaktsiyalarining xususiyatlari.

Elektrofil almashtirish reaktsiyalari ( SE): aromatik tizimning p-elektron buluti ishtirokidagi geterolitik reaksiyalar. Aromatik birikmalarning galogenlanish, nitrlanish, alkillanish reaksiyalari mexanizmi: p - va s- komplekslar. Elektrofil zarracha hosil bo'lishida katalizatorning (Lyuis kislotasi) roli.

Aromatik halqadagi o'rinbosarlarning elektrofil o'rnini bosish reaktsiyalarida birikmalarning reaktivligiga ta'siri. O'rinbosarlarning yo'naltiruvchi ta'siri (birinchi va ikkinchi turdagi orientantlar).

Vakolat talablari:

· Substrat, reagent, reaksiya markazi, reaksiya mahsuloti, aktivlanish energiyasi, reaksiya tezligi, reaksiya mexanizmi tushunchalarini bilish.

· Reaksiyalarning turli mezonlar bo‘yicha tasnifini (yakuniy natija bo‘yicha, bog‘lanishning uzilish usuli, mexanizmi bo‘yicha) va reaktivlar turlarini (radikal, elektrofil, nukleofil) bilish.

· Reagentlarning elektron va fazoviy tuzilishini va ularning nisbiy barqarorligini belgilovchi omillarni bilish, bir xil turdagi reagentlarning nisbiy barqarorligini taqqoslay olish.

· Alkanlar va sikloalakanlarning galogenlanish reaksiyalari misollaridan foydalanib, erkin radikallarning hosil bo‘lish usullarini va radikal o‘rinbosarlik reaksiyalari (SR) mexanizmini bilish.

· Radikal almashtirish reaksiyalarida yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan mahsulotlarning hosil bo‘lishining statistik ehtimolligini va jarayonning regioselektiv yuzaga kelish imkoniyatlarini aniqlay olish.

· Alkenlarni galogenlash, gidrogalogenlash va gidratlanish reaksiyalarida elektrofil qo‘shilish (AE) reaksiyalarining mexanizmini bilish, o‘rinbosarlarning elektron ta’siri asosida substratlarning reaktivligini sifat jihatidan baholay olish.

· Markovnikov qoidasini bilish va statik va dinamik omillar ta’siri asosida gidratlanish va gidrogalogenlanish reaksiyalarining regioselektivligini aniqlay olish.

· Konjugatsiyalangan dien uglevodorodlariga elektrofil qo‘shilish reaksiyalari va kichik sikllarning (siklopropan, siklobutan) xususiyatlarini bilish.

· Aromatik birikmalarning galogenlanish, nitrlanish, alkillanish, atsillanish reaksiyalarida elektrofil o`rinbosar reaksiyalarining (SE) mexanizmini bilish.

· O'rinbosarlarning elektron ta'siridan kelib chiqib, ularning aromatik halqaning reaktivligiga ta'siri va yo'naltiruvchi ta'sirini aniqlay olish.

Mavzu 3. Organik birikmalarning kislota-asos xossalari

Organik birikmalarning kislotaligi va asosligi: Bronsted va Lyuis nazariyalari. Kislota anionining barqarorligi kislotali xususiyatlarning sifat ko'rsatkichidir. Kislotali yoki asosli markazdagi atomlarning tabiati bilan bog'liq holda kislotali yoki asosli xususiyatlarning o'zgarishining umumiy qonuniyatlari, bu markazlardagi o'rinbosarlarning elektron ta'siri. Vodorod o'z ichiga olgan funktsional guruhlar (spirtlar, fenollar, tiollar, karboksilik kislotalar, aminlar, molekulalarning CH-kislotaligi va kabrik kationlar) bo'lgan organik birikmalarning kislotali xususiyatlari. p-asoslari va n- asoslar. Yagona juft elektronlar (spirtlar, tiollar, sulfidlar, aminlar) va anionlar (gidroksid, alkoksid ionlari, organik kislotalarning anionlari) bo'lgan geteroatomlarni o'z ichiga olgan neytral molekulalarning asosiy xususiyatlari. Azot saqlovchi geterosikllarning kislota-asosli xossalari (pirol, imidazol, piridin). Vodorod bog'lanishi kislota-asos xususiyatlarining o'ziga xos ko'rinishi sifatida.

Tarkibida gidroksil guruhi (bir atomli va ko‘p atomli spirtlar, fenollar, karboksilik kislotalar) bo‘lgan birikmalarning kislotalik xossalarining qiyosiy tavsifi. Alifatik va aromatik aminlarning asosiy xossalarining qiyosiy tavsifi. Organik molekulalarning kislota-ishqor xossalariga o'rinbosar elektron tabiatining ta'siri.

Vakolat talablari:

· Bronstedning protolitik nazariyasi va Lyuisning elektron nazariyasiga ko'ra kislotalar va asoslarning ta'riflarini bilish.

· kislotali yoki asosli markazlar atomlarining tabiatiga qarab kislotalar va asoslarning Bronsted tasnifini bilish.

· Kislotalarning mustahkamligiga va ularning konjugat asoslarining barqarorligiga ta’sir etuvchi omillarni bilish, ularga mos keladigan anionlarning barqarorligi asosida kislotalarning kuchini qiyosiy baholay olish.

· Bronsted asoslarining mustahkamligiga ta’sir etuvchi omillarni bilish, shu omillarni hisobga olgan holda asoslar mustahkamligini qiyosiy baholay olish.

· Vodorod bog`ining paydo bo`lish sabablarini bilish, vodorod bog`ining hosil bo`lishini moddaning kislota-ishqor xossalarining o`ziga xos ko`rinishi sifatida izohlay bilish.

· Organik molekulalarda keto-enol tautomeriyasining paydo bo'lish sabablarini bilish, ularni biologik faolligi bilan bog'liq holda birikmalarning kislota-ishqor xossalari nuqtai nazaridan tushuntira olish.

· Ko‘p atomli spirtlar, fenollar, tiollarni farqlash imkonini beruvchi sifatli reaksiyalarni bilish va amalga oshira olish.

4-mavzu. Tetragonal uglerod atomida nukleofil almashinish reaksiyalari va raqobatbardosh eliminatsiya reaksiyalari

Sp3-gibridlangan uglerod atomida nukleofil almashtirish reaktsiyalari: uglerod-geteroatom bog'ining qutblanishi natijasida yuzaga keladigan geterolitik reaktsiyalar (galogen hosilalari, spirtlar). Oson va qiyin chiqib ketadigan guruhlar: guruhdan chiqish qulayligi va uning tuzilishi o'rtasidagi bog'liqlik. Mono- va bimolekulyar nukleofil almashinish (SN1 va SN2) reaktsiyalarida erituvchi, elektron va fazoviy omillarning birikmalarning reaktivligiga ta'siri. Nukleofil almashtirish reaksiyalarining stereokimyosi.

Galogen hosilalarining gidrolizlanish reaksiyalari. Spirtlar, fenollar, tiollar, sulfidlar, ammiak, aminlarning alkillanish reaksiyalari. Gidroksil guruhining nukleofil o'rnini bosishida kislota katalizining roli. Galogen hosilalari, spirtlar, sulfat va fosfor kislotalarining efirlari alkillashtiruvchi reagentlar sifatida. Alkillanish reaksiyalarining biologik roli.

Mono- va bimolekulyar eliminatsiya reaktsiyalari (E1 va E2): (degidratatsiya, dehidrogalogenatsiya). sp3-gibridlangan uglerod atomida nukleofil almashtirish bilan birga olib boriladigan eliminatsiya reaktsiyalarining sababi sifatida CH kislotasining ortishi.

Vakolat talablari:

· Reagentlarning nukleofilligini belgilovchi omillarni va eng muhim nukleofil zarrachalarning tuzilishini bilish.

· Toʻyingan uglerod atomida nukleofil almashinish reaksiyalarining umumiy qonuniyatlarini, nukleofil almashinish reaksiyasida moddaning reaktivligiga statik va dinamik omillarning taʼsirini bilish.

· Mono- va bimolekulyar nukleofil almashinish mexanizmlarini bilish, sterik omillar ta'sirini, erituvchilar ta'sirini, statik va dinamik omillarning reaksiya borishiga ta'sirini mexanizmlardan biri bo'yicha baholay olish.

· Mono- va bimolekulyar eliminatsiya mexanizmlarini, nukleofil o‘rinbosar va eliminatsiya reaksiyalari o‘rtasidagi raqobat sabablarini bilish.

· Zaytsev qoidasini bilish va nosimmetrik spirtlar va galolalkanlarni suvsizlanish va degidrogalogenlanish reaksiyalarida asosiy mahsulotni aniqlay olish.

Mavzu 5. Trigonal uglerod atomida nukleofil qo'shilish va almashinish reaksiyalari

Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari: uglerod-kislorod p-bog'i (aldegidlar, ketonlar) ishtirokidagi geterolitik reaktsiyalar. Karbonil birikmalarning nukleofil reagentlar (suv, spirtlar, tiollar, aminlar) bilan o'zaro ta'sir qilish reaksiyalarining mexanizmi. Elektron va fazoviy omillarning ta'siri, kislotali katalizning roli, nukleofil qo'shilish reaksiyalarining qaytarilishi. Gemiatsetallar va atsetallar, ularning olinishi va gidrolizlanishi. Asetallanish reaksiyalarining biologik roli. Aldol qo'shilishi reaktsiyalari. Asosiy kataliz. Enolat ionining tuzilishi.

Karboksilik kislotalar qatoridagi nukleofil almashtirish reaksiyalari. Karboksil guruhining elektron va fazoviy tuzilishi. sp2-gibridlangan uglerod atomida nukleofil almashtirish reaktsiyalari (karboksilik kislotalar va ularning funktsional hosilalari). Asillovchi moddalar (galogen kislotalar, angidridlar, karboksilik kislotalar, efirlar, amidlar), ularning reaksiyaga kirishish qobiliyatining qiyosiy tavsifi. Asillanish reaksiyalari - angidridlar, efirlar, tioesterlar, amidlar hosil bo'lishi va ularning teskari gidroliz reaktsiyalari. Asetil koenzim A tabiiy yuqori energiyali asillashtiruvchi vositadir. Asillanish reaksiyalarining biologik roli. Fosfor atomlarida nukleofil almashinish haqida tushuncha, fosforlanish reaksiyalari.

Organik birikmalarning oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari. Organik birikmalarning oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining o'ziga xosligi. Bir elektronli o'tish tushunchasi, gidrid ionlari almashinuvi va NAD+ ↔ NADH tizimining ta'siri. Spirtlar, fenollar, sulfidlar, karbonil birikmalar, aminlar, tiollarning oksidlanish reaksiyalari. Karbonil birikmalari va disulfidlarning qaytarilish reaksiyalari. Hayotiy jarayonlarda oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining roli.

Vakolat talablari:

· Karbonil guruhining elektron va fazoviy tuzilishini, aldegid va ketonlarda oksoguruhning reaktivligiga elektron va sterik omillarning ta’sirini bilish.

· Aldegid va ketonlarga suv, spirt, amin, tiollarning nukleofil qo‘shilish reaksiyalarining mexanizmini, katalizator rolini bilish.

· Aldol kondensatsiya reaksiyalarining mexanizmini, bu reaksiyada birikmaning ishtirokini belgilovchi omillarni bilish.

· Okso birikmalarning metall gidridlari bilan qaytarilish reaksiyalarining mexanizmini bilish.

· Karboksilik kislota molekulalaridagi reaksiya markazlarini bilish. Radikal tuzilishiga qarab karboksilik kislotalarning kuchini qiyosiy baholay olish.

· Karboksil guruhining elektron va fazoviy tuzilishini bilish, karboksilik kislotalar va ularning funksional hosilalari (kislota galogenidlari, angidridlar, efirlar, amidlar, tuzlar) tarkibidagi oksoguruh uglerod atomining qobiliyatini qiyosiy baholay olish. nukleofil hujumga uchraydi.

· Efirlar, angidridlar, galoid kislotalar, amidlarning asillanish, esterlanish, gidrolizlanishiga misollar yordamida nukleofil almashinish reaksiyalarining mexanizmini bilish.

Mavzu 6. Lipidlar, tasnifi, tuzilishi, xossalari

Sovunlanadigan va sabunlanmaydigan lipidlar. Neytral lipidlar. Triatsilgliserinlar aralashmasi sifatida tabiiy yog'lar. Lipidlarni tashkil etuvchi asosiy tabiiy yuqori yog'li kislotalar: palmitik, stearik, oleyk, linoleik, linolenik. Araxidon kislotasi. To'yinmagan yog'li kislotalarning xususiyatlari, w-nomenklaturasi.

Hujayra membranalarida to'yinmagan yog 'kislotalari bo'laklarining peroksid oksidlanishi. Kam dozali nurlanishning organizmga ta'sirida membrana lipid peroksidatsiyasining roli. Antioksidantlarni himoya qilish tizimlari.

Fosfolipidlar. Fosfatid kislotalar. Fosfatidilkolaminlar va fosfatidilserinlar (sefalinlar), fosfatidilxolinlar (lesitinlar) hujayra membranalarining tarkibiy qismlaridir. Ikki qavatli lipid. Sfingolipidlar, keramidlar, sfingomielinlar. Miya glikolipidlari (serebrozidlar, gangliozidlar).

Vakolat talablari:

· Lipidlarning tasnifini va ularning tuzilishini bilish.

· Sabunlangan lipidlarning struktur komponentlari - spirtlar va yuqori yog'li kislotalarning tuzilishini bilish.

· Oddiy va murakkab lipidlarning hosil bo‘lish va gidrolizlanish reaksiyalari mexanizmini bilish.

· To‘yinmagan yog‘ kislotalari va yog‘larga sifatli reaksiyalarni bilish va amalga oshirishni bilish.

· Sabunlanmaydigan lipidlar tasnifini bilish, terpenlar va steroidlarni tasniflash tamoyillari, ularning biologik roli haqida tasavvurga ega bo‘lish.

· Lipidlarning biologik rolini, ularning asosiy funktsiyalarini bilish, lipid peroksidlanishning asosiy bosqichlari va bu jarayonning hujayra uchun oqibatlari haqida tasavvurga ega bo'lish.

2-bo'lim. Organik molekulalarning stereoizomeriyasi. Hayotiy jarayonlarda ishtirok etadigan poli- va geterofunksional birikmalar

Mavzu 7. Organik molekulalarning stereoizomeriyasi

Qo'sh bog'li birikmalar seriyasida stereoizomeriya (p-diastereomerizm). To'yinmagan birikmalarning sis va trans izomeriyasi. E, Z - p-diastereomerlar uchun belgi tizimi. P-diastereomerlarning qiyosiy barqarorligi.

Xiral molekulalar. Asimmetrik uglerod atomi chirallik markazi sifatida. Bir xirallik markaziga ega bo'lgan molekulalarning stereoizomeriyasi (enantiomerizm). Optik faoliyat. Fisher proyeksiya formulalari. Glitseraldegid konfiguratsiya standarti, mutlaq va nisbiy konfiguratsiya sifatida. D, L-stereokimyoviy nomenklatura tizimi. Stereokimyoviy nomenklaturaning R, S-tizimi. Rasemik aralashmalar va ularni ajratish usullari.

Ikki yoki undan ortiq chiral markazli molekulalarning stereoizomeriyasi. Enantiomerlar, diastereomerlar, mezoformlar.

Vakolat talablari:

· Alkenlar va dien uglevodorodlari qatorida stereoizomeriyaning paydo bo'lish sabablarini bilish.

· P-diastereomerlarning mavjudligini aniqlash, cis - trans izomerlarini farqlash va ularning qiyosiy barqarorligini baholashda to'yinmagan birikmaning qisqartirilgan tuzilish formulasidan foydalana olish.

· Molekulalarning simmetriya elementlarini, organik molekulada xirallikning paydo bo'lishi uchun zarur shart-sharoitlarni bilish.

· Fisher proyeksiya formulalari yordamida enantiomerlarni bilish va tasvirlay olish, molekuladagi xiral markazlar soniga qarab kutilayotgan stereoizomerlar sonini hisoblash, absolyut va nisbiy konfiguratsiyani aniqlash tamoyillari, stereokimyoviy nomenklaturaning D-, L-sistemasini bilish va ko‘rish. .

· Rasematlarni ajratish usullarini, stereokimyoviy nomenklaturaning R, S-tizimining asosiy tamoyillarini bilish.

8-mavzu. Alifatik, aromatik va geterosiklik qator fiziologik faol poli- va geterofunksional birikmalar.

Poli- va geterofunksionallik hayotiy jarayonlarda ishtirok etuvchi va dori vositalarining eng muhim guruhlarining ajdodlari bo'lgan organik birikmalarning o'ziga xos xususiyatlaridan biri sifatida. Funktsional guruhlarning nisbiy joylashishiga qarab o'zaro ta'sir qilishning o'ziga xos xususiyatlari.

Ko'p atomli spirtlar: etilen glikol, glitserin. Noorganik kislotalar (nitrogliserin, glitserin fosfatlar) bilan ko'p atomli spirtlarning efirlari. Ikki atomli fenollar: gidroxinon. Ikki atomli fenollarning oksidlanishi. Gidrokinon-xinon tizimi. Fenollar antioksidantlar sifatida (erkin radikallarni tozalash). Tokoferollar.

Ikki asosli karboksilik kislotalar: oksalat, malonik, süksinik, glutarik, fumarik. Süksin kislotasining fumarik kislotaga aylanishi biologik muhim dehidrogenatsiya reaktsiyasiga misol bo'la oladi. Dekarboksillanish reaksiyalari, ularning biologik roli.

Aminospirtlar: aminoetanol (kolamin), xolin, atsetilxolin. Sinapslarda nerv impulslarining kimyoviy uzatilishida atsetilxolinning roli. Aminofenollar: dopamin, norepinefrin, adrenalin. Bu birikmalar va ularning hosilalarining biologik roli haqida tushuncha. 6-gidroksidopamin va amfetaminlarning neyrotoksik ta'siri.

Gidroksi va aminokislotalar. Tsiklizatsiya reaktsiyalari: sikl hosil bo'lish jarayoniga turli omillarning ta'siri (tegishli konformatsiyalarning amalga oshirilishi, hosil bo'lgan tsiklning hajmi, entropiya omili). Laktonlar. Laktamlar. Laktonlar va laktamlarning gidrolizi. b-gidroksi va aminokislotalarni yo'q qilish reaktsiyasi.

Aldegid va keto kislotalar: piruvik, asetoasetik, oksaloasetik, a-ketoglutarik. Kislota xossalari va reaktivligi. b-keto kislotalarning dekarboksillanishi va a-keto kislotalarning oksidlovchi dekarboksillanishi reaksiyalari. Asetoasetik efir, keto-enol tautomeriyasi. "Keton jismlari" ning vakillari b-gidroksibutirik, b-ketobutirik kislotalar, aseton, ularning biologik va diagnostik ahamiyati.

Dori sifatida geterofunktsional benzol hosilalari. Salitsil kislotasi va uning hosilalari (atsetilsalitsil kislotasi).

Para-aminobenzoy kislotasi va uning hosilalari (anestezin, novokain). P-aminobenzoy kislotaning biologik roli. Sulfanilik kislota va uning amidi (streptotsid).

Bir nechta geteroatomli geterosikllar. Pirazol, imidazol, pirimidin, purin. Pirazolon-5 giyohvand bo'lmagan analjeziklarning asosidir. Barbiturik kislota va uning hosilalari. Gidroksipurinlar (gipoksantin, ksantin, siydik kislotasi), ularning biologik ahamiyati. Bitta geteroatomli geterosikllar. Pirol, indol, piridin. Biologik ahamiyatga ega piridin hosilalari nikotinamid, piridoksal va izonikotinik kislota hosilalaridir. Nikotinamid NAD + koenzimining tarkibiy qismi bo'lib, uning OVRdagi ishtirokini belgilaydi.

Vakolat talablari:

· Geterofunksional birikmalarni tarkibi va nisbiy joylashuviga ko‘ra tasniflay olish.

· Amino va gidroksi kislotalarning a, b, g - funksional guruhlarning joylashishi bilan xos reaksiyalarini bilish.

· Biologik faol birikmalar: xolin, atsetilxolin, adrenalin hosil bo‘lishiga olib keladigan reaksiyalarni bilish.

· Keto-enol tautomeriyasining ketokislotalar (piruvik kislota, oksalosirka kislota, atsetosirka kislota) va geterosiklik birikmalar (pirazol, barbiturik kislota, purin) biologik faolligining namoyon bo'lishidagi rolini bilish.

· Organik birikmalarning oksidlanish-qaytarilish-qaytarilish usullarini, ikki atomli fenollar, nikotinamidlarning biologik faolligi namoyon bo`lishida, keton tanachalar hosil bo`lishida oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining biologik rolini bilish.

Mavzu9 . Uglevodlar, tasnifi, tuzilishi, xossalari, biologik roli

Uglevodlar, ularning gidrolizga nisbatan tasnifi. Monosaxaridlarning tasnifi. Aldozlar, ketozlar: triozlar, tetrozlar, pentozlar, geksozlar. Monosaxaridlarning stereoizomeriyasi. D- va L-seriyali stereokimyoviy nomenklatura. Ochiq va tsiklik shakllar. Fisher formulalari va Xovort formulalari. Furanozlar va piranozlar, a- va b-anomerlar. Siklo-okso-tautomerizm. Monosaxaridlarning piranoz shakllarining konformatsiyasi. Pentozalarning eng muhim vakillarining tuzilishi (riboza, ksiloza); geksozalar (glyukoza, mannoz, galaktoza, fruktoza); deoksisgarlar (2-deoksiriboza); aminokislotalar (glyukozamin, mannozamin, galaktozamin).

Monosaxaridlarning kimyoviy xossalari. Anomerik markaz ishtirokidagi nukleofil almashtirish reaksiyalari. O - va N - glikozidlar. Glikozidlarning gidrolizi. Monosaxaridlarning fosfatlari. Monosaxaridlarning oksidlanishi va qaytarilishi. Aldozalarning kamaytiruvchi xossalari. Glikonik, glikarik, glikuronik kislotalar.

Oligosakkaridlar. Disaxaridlar: maltoza, sellobioza, laktoza, saxaroza. Tuzilishi, siklo-okso-tautomerizm. Gidroliz.

Polisaxaridlar. Polisaxaridlarning umumiy xarakteristikasi va tasnifi. Gomo- va geteropolisaxaridlar. Gomopolisaxaridlar: kraxmal, glikogen, dekstran, tsellyuloza. Birlamchi tuzilishi, gidrolizlanishi. Ikkilamchi tuzilish (kraxmal, tsellyuloza) haqida tushuncha.

Vakolat talablari:

· Monosaxaridlarning tasnifini (uglerod atomlari soniga, funksional guruhlarning tarkibiga ko‘ra), eng muhim monosaxaridlarning ochiq va siklik shakllarining (furanoza, piranoza) tuzilishini, ularning D - va L - qatorlar nisbatini bilish. stereokimyoviy nomenklatura, mumkin bo'lgan diastereomerlar sonini aniqlay olish, stereoizomerlarni diastereomerlar, epimerlar, anomerlar deb tasniflash.

· Monosaxaridlarning sikllanish reaksiyalari mexanizmini, monosaxarid eritmalarining mutarotlanish sabablarini bilish.

· Monosaxaridlarning kimyoviy xossalarini bilish: oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari, O - va N-glikozidlarning hosil bo‘lish va gidrolizlanishi, esterlanish reaksiyalari, fosforlanish reaksiyalari.

· Diol fragmenti va monosaxaridlarning qaytaruvchi xossalari mavjudligi bo'yicha yuqori sifatli reaksiyalarni amalga oshira olish.

· Disaxaridlarning tasnifi va tuzilishini, glikozid bog’ hosil qiluvchi anomerik uglerod atomining konfiguratsiyasini, disaxaridlarning tautomer o’zgarishlarini, kimyoviy xossalarini, biologik rolini bilish.

· Polisaxaridlarning tasnifini (gidrolizga nisbatan, monosaxarid tarkibiga ko’ra), gomopolisaxaridlarning eng muhim vakillarining tuzilishini, glikozid bog’ hosil qiluvchi anomerik uglerod atomining konfiguratsiyasini, ularning fizik-kimyoviy xossalarini, biologik rolini bilish. Geteropolisaxaridlarning biologik roli haqida tasavvurga ega bo'ling.

10-mavzu.a-aminokislotalar, peptidlar, oqsillar. Tuzilishi, xossalari, biologik roli

Oqsil va peptidlarni tashkil etuvchi a-aminokislotalarning tuzilishi, nomenklaturasi, tasnifi. A-aminokislotalarning stereoizomeriyasi.

Oksokislotalardan a-aminokislotalar hosil bo'lishining biosintetik yo'llari: qaytaruvchi aminatsiya reaktsiyalari va transaminatsiya reaktsiyalari. Muhim aminokislotalar.

Geterofunksional birikmalar sifatida a-aminokislotalarning kimyoviy xossalari. A-aminokislotalarning kislota-asos xossalari. Izoelektrik nuqta, a-aminokislotalarni ajratish usullari. Kompleks ichidagi tuzlarning hosil bo'lishi. Esterifikatsiya, atsillanish, alkillanish reaksiyalari. Azot kislotasi va formaldegid bilan o'zaro ta'siri, aminokislotalarni tahlil qilish uchun bu reaktsiyalarning ahamiyati.

g-aminobutirik kislota markaziy asab tizimining inhibitiv neyrotransmitteridir. L-triptofanning antidepressant ta'siri, serotonin - uyqu neyrotransmitteri sifatida. Glitsin, gistamin, aspartik va glutamik kislotalarning vositachi xususiyatlari.

A-aminokislotalarning biologik muhim reaksiyalari. Dezaminlanish va gidroksillanish reaksiyalari. A-aminokislotalarning dekarboksillanishi biogen aminlar va bioregulyatorlar (kolamin, gistamin, triptamin, serotonin.) Peptidlar hosil bo'lish yo'lidir. Peptid bog'lanishning elektron tuzilishi. Peptidlarning kislotali va ishqoriy gidrolizi. Zamonaviy fizik-kimyoviy usullardan foydalangan holda aminokislotalar tarkibini o'rnatish (Sanger va Edman usullari). Neyropeptidlar haqida tushuncha.

Oqsillarning birlamchi tuzilishi. Qisman va to'liq gidroliz. Ikkilamchi, uchlamchi va to'rtlamchi tuzilmalar haqida tushuncha.

Vakolat talablari:

· Tabiiy aminokislotalar, muhim aminokislotalarning D- va L-stereokimyoviy qatoriga kiruvchi a-aminokislotalarning tuzilishi, stereokimyoviy tasnifini bilish.

· a-aminokislotalarning in vivo va in vitro sintez usullarini bilish, kislota-ishqor xossalarini va a-aminokislotalarni izoelektrik holatga aylantirish usullarini bilish.

· a-aminokislotalarning kimyoviy xossalarini bilish (aminokislota va karboksil guruhlarga ta'sir qilish), sifat reaksiyalarini (ksantoprotein, Cu(OH)2, ningidrin bilan) amalga oshira olish.

· Peptid bog'lanishning elektron tuzilishini, oqsil va peptidlarning birlamchi, ikkilamchi, uchlamchi va to'rtlamchi tuzilishini bilish, aminokislotalar tarkibi va aminokislotalar ketma-ketligini aniqlashni bilish (Senjer usuli, Edman usuli), tadqiqot ishlarini bajara olish. peptidlar va oqsillar uchun biuret reaktsiyasi.

· Funksional guruhlarni himoya qilish va faollashtirishdan foydalangan holda peptid sintezi usulining printsipini bilish.

Mavzu 11. Nukleotidlar va nuklein kislotalar

Nuklein kislotalarni tashkil etuvchi nuklein asoslar. Pirimidin (urasil, timin, sitozin) va purin (adenin, guanin) asoslari, ularning aromatikligi, tautomer o'zgarishlari.

Nukleozidlar, ularning hosil bo'lish reaksiyalari. Nuklein asos va uglevod qoldig'i orasidagi bog'lanish xarakteri; glikozid markazining konfiguratsiyasi. Nukleozidlarning gidrolizi.

Nukleotidlar. Nuklein kislotalarni hosil qiluvchi mononukleotidlarning tuzilishi. Nomenklatura. Nukleotidlarning gidrolizi.

Nuklein kislotalarning birlamchi tuzilishi. Fosfodiester aloqasi. Ribonuklein va deoksiribonuklein kislotalar. RNK va DNKning nukleotid tarkibi. Nuklein kislotalarning gidrolizi.

DNKning ikkilamchi tuzilishi haqida tushuncha. Ikkilamchi strukturaning hosil bo'lishida vodorod bog'larining roli. Nuklein asoslarning komplementarligi.

Modifikatsiyalangan nuklein asoslarga asoslangan dorilar (5-ftorouratsil, 6-merkaptopurin). Kimyoviy o'xshashlik printsipi. Kimyoviy moddalar va nurlanish ta'sirida nuklein kislotalar tuzilishining o'zgarishi. Azot kislotasining mutagen ta'siri.

Nukleozid polifosfatlar (ADP, ATP), ularning strukturasining yuqori energiyali birikmalar va hujayra ichidagi bioregulyatorlar funktsiyalarini bajarishga imkon beruvchi xususiyatlari. Gormonlarning hujayra ichidagi "xabarchisi" bo'lgan cAMPning tuzilishi.

Vakolat talablari:

· Pirimidin va purinli azotli asoslarning tuzilishini, ularning tautomer o‘zgarishini bilish.

· N-glikozidlar (nukleozidlar) hosil boʻlish reaksiyalarining mexanizmini va ularning gidrolizlanishini, nukleozidlar nomenklaturasini bilish.

· DNK va RNKni tashkil etuvchi nukleozidlar bilan solishtirganda tabiiy va sintetik antibiotik nukleozidlari o'rtasidagi asosiy o'xshashlik va farqlarni bilish.

· Nukleotidlar hosil bo'lish reaksiyalarini, nuklein kislotalarni tashkil etuvchi mononukleotidlarning tuzilishini, ularning nomlanishini bilish.

· Nukleozidlarning siklo- va polifosfatlarining tuzilishini, biologik rolini bilish.

· DNK va RNKning nukleotid tarkibini, nuklein kislotalarning birlamchi strukturasini yaratishda fosfodiester bog'lanish rolini bilish.

· DNKning ikkilamchi strukturasini hosil qilishda vodorod bog‘larining rolini, azotli asoslarning komplementarligini, DNKning biologik funksiyasini amalga oshirishda komplementar o‘zaro ta’sirlarning rolini bilish.

· Mutatsiyani keltirib chiqaruvchi omillar va ularning harakat tamoyilini bilish.

Axborot qismi

Adabiyotlar ro'yxati

Asosiy:

1. Romanovskiy, bioorganik kimyo: 2 qismdan iborat darslik /. - Minsk: BSMU, 20s.

2. Romanovskiy, bioorganik kimyo bo'yicha seminarga: darslik / tahrirlangan. – Minsk: BSMU, 1999. – 132 b.

3. Tyukavkina, N. A., Bioorganik kimyo: darslik / , . - Moskva: Tibbiyot, 1991. - 528 p.

Qo'shimcha:

4. Ovchinnikov, kimyo: monografiya /.

- Moskva: Ta'lim, 1987. - 815 p.

5. Potapov: darslik /. - Moskva:

Kimyo, 1988. – 464 b.

6. Riles, A. Organik kimyo asoslari: darslik / A. Rays, K. Smit,

R. Uord. – Moskva: Mir, 1989. – 352 b.

7. Teylor, G. Organik kimyo asoslari: darslik / G. Teylor. -

Moskva: Mirs.

8. Terney, A. Zamonaviy organik kimyo: 2 jildlik darslik /

A. Terney. – Moskva: Mir, 1981. – 1310 b.

9. Tyukavkina, bioorganik bo'yicha laboratoriya mashg'ulotlari uchun

kimyo: darslik / [va boshqalar]; N.A tomonidan tahrirlangan.

Tyukavkina. - Moskva: Tibbiyot, 1985. - 256 p.

10. Tyukavkina, N. A., Bioorganik kimyo: Talabalar uchun darslik.

tibbiyot institutlari / , . - Moskva.

Salom! Ko'pgina tibbiyot talabalari biokimyo deb ham ataladigan bioorganik kimyoni o'rganishmoqda.

Ba'zi universitetlarda bu fan test bilan, boshqalarida esa imtihon bilan tugaydi. Ba'zida shunday bo'ladiki, bitta universitetdagi test boshqa universitetdagi imtihon bilan solishtirish mumkin.

Mening universitetimda bioorganik kimyo birinchi kurs oxirida yozgi sessiyada imtihon sifatida qabul qilindi. Aytish kerakki, BOC birinchi navbatda dahshatli bo'lgan va "buni o'tkazib yuborish mumkin emas" degan fikrni ilhomlantiradigan mavzulardan biridir. Bu, ayniqsa, organik kimyo bo'yicha zaif asosga ega bo'lgan odamlar uchun to'g'ri keladi (va, g'alati, tibbiyot universitetlarida ularning bir nechtasi bor).

Turli universitetlarda bioorganik kimyoni o'rganish dasturlari juda xilma-xil bo'lishi mumkin va o'qitish usullari bundan ham farq qilishi mumkin.

Biroq, talabalar uchun talablar hamma joyda taxminan bir xil. Oddiy qilib aytganda, bioorganik kimyodan 5 ball bilan o'tish uchun siz bir qator organik moddalarning nomlarini, xususiyatlarini, tuzilish xususiyatlarini va tipik reaktsiyalarini bilishingiz kerak.

O‘qituvchimiz, hurmatli professor materialni go‘yo har bir talaba maktabdagi organik kimyo bo‘yicha eng yaxshi talabadek taqdim etdi (bioorganik kimyo esa maktab organik kimyosining murakkab kursidir). Ehtimol, u o'z yondashuvida to'g'ri bo'lgan, har bir kishi eng yuqori cho'qqiga chiqishga intilishi va eng yaxshi bo'lishga harakat qilishi kerak. Biroq, bu dastlabki 2-3 sinfda materialni qisman tushunmagan ba'zi talabalar semestr o'rtalariga yaqin hamma narsani tushunishni to'xtatib qo'yishiga olib keldi.

Men ushbu materialni yozishga qaror qildim, chunki men shunchaki talaba edim. Maktabda men noorganik kimyoni juda yaxshi ko'rardim, lekin men doimo organik moddalar bilan kurashardim. Yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik ko'rayotganimda ham, men noorganika bo'yicha barcha bilimlarimni mustahkamlash strategiyasini tanladim va shu bilan birga faqat organik moddalar bazasini birlashtirdim. Aytgancha, bu kirish nuqtalari nuqtai nazaridan menga deyarli teskari ta'sir ko'rsatdi, ammo bu boshqa voqea.

O'qitish metodikasi haqida bejiz aytganim yo'q, chunki bizniki ham g'ayrioddiy edi. Darhol, deyarli birinchi sinfda bizga qo'llanmalar ko'rsatildi, unga ko'ra biz testlarni, keyin esa imtihonni topshirishimiz kerak edi.

Bioorganik kimyo - testlar va imtihonlar

Bizning butun kursimiz 4 ta asosiy mavzuga bo'lingan bo'lib, ularning har biri test darsi bilan yakunlandi. Birinchi juftlikdagi to'rtta testning har biri uchun bizda allaqachon savollar bor edi. Ular, albatta, qo'rqinchli edi, lekin ayni paytda ular harakatlanish uchun o'ziga xos xarita bo'lib xizmat qildilar.

Birinchi sinov juda oddiy edi. U asosan nomenklaturaga, ahamiyatsiz (kundalik) va xalqaro nomlarga va, albatta, moddalar tasnifiga bag'ishlangan edi. Bundan tashqari, u yoki bu shaklda aromatiklik belgilariga tegildi.

Birinchisidan keyingi ikkinchi sinov ancha qiyinroq tuyuldi. U erda ketonlar, aldegidlar, spirtlar, karboksilik kislotalar kabi moddalarning xossalari va reaktsiyalarini tasvirlash kerak edi. Masalan, aldegidlarning eng tipik reaksiyalaridan biri kumush oyna reaksiyasidir. Juda chiroyli manzara. Agar biron-bir aldegidga Tollens reaktivi, ya'ni OH qo'shsangiz, probirka devorida oynaga o'xshash cho'kmani ko'rasiz, u shunday ko'rinadi:

Uchinchi sinov ikkinchisiga nisbatan unchalik dahshatli ko'rinmadi. Har bir inson allaqachon reaktsiyalarni yozishga va tasniflarga ko'ra xususiyatlarni eslab qolishga odatlangan. Uchinchi testda biz ikkita funktsional guruhga ega bo'lgan birikmalar - aminofenollar, aminokislotalar, okso kislotalar va boshqalar haqida gapirdik. Bundan tashqari, har bir chiptada uglevodlar haqida kamida bitta chipta mavjud edi.

Bioorganik kimyo bo'yicha to'rtinchi sinov deyarli butunlay oqsillar, aminokislotalar va peptid aloqalariga bag'ishlandi. RNK va DNKni to'plashni talab qiladigan savollar alohida e'tiborga loyiq edi.

Aytgancha, aminokislota aynan shunday ko'rinadi - siz aminokislotalarni (bu rasmda sariq rangga bo'yalgan) va karboksilik kislota guruhini (bu lilak) ko'rishingiz mumkin. To'rtinchi sinovda biz ushbu toifadagi moddalar bilan shug'ullanishimiz kerak edi.

Har bir test taxtada o'tkazildi - talaba barcha kerakli xususiyatlarni reaktsiyalar shaklida tushuntirishi va tushuntirishi kerak. Misol uchun, agar siz ikkinchi testdan o'tayotgan bo'lsangiz, chiptangizda spirtli ichimliklarning xususiyatlari mavjud. O'qituvchi sizga aytadi - propanolni oling. Propanol formulasini va uning xususiyatlarini ko'rsatish uchun 4-5 tipik reaktsiyani yozing. Oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalar kabi ekzotik narsalar ham bo'lishi mumkin. Hatto bitta reaksiya mahsuloti indeksidagi xatolik meni ko'pincha keyingi urinishgacha (bir haftadan keyin) ushbu materialni o'rganishga majbur qildi. Qo'rqinchlimi? Qattiqmi? Albatta!

Biroq, bu yondashuv juda yoqimli yon ta'sirga ega. Muntazam seminar mashg'ulotlarida bu qiyin edi. Ko'pchilik testlarni 5-6 marta topshirdi. Ammo imtihon juda oson kechdi, chunki har bir chiptada 4 ta savol bor edi. Aynan o'rganilgan va hal qilingan har bir testdan bittadan.

Shuning uchun, men bioorganik kimyo bo'yicha imtihonga tayyorgarlik ko'rishning nozik tomonlarini tasvirlamayman. Bizning holatlarimizda, barcha tayyorgarlik testlarga qanday tayyorgarlik ko'rganimizga bog'liq edi. Men to'rtta testning har biridan ishonchli tarzda o'tdim - imtihondan oldin o'zingizning qoralamalaringizni ko'rib chiqing, eng oddiy reaktsiyalarni yozing va hamma narsa darhol tiklanadi. Gap shundaki, organik kimyo juda mantiqiy fan. Esda tutishingiz kerak bo'lgan narsa - bu reaktsiyalarning katta qatorlari emas, balki mexanizmlarning o'zi.

Ha, shuni ta'kidlaymanki, bu barcha elementlar bilan ishlamaydi. Bir kun oldin eslatmalaringizni o'qib, dahshatli anatomiyadan o'ta olmaysiz. Bir qator boshqa narsalar ham o'ziga xos xususiyatlarga ega. Tibbiyot maktabingiz bioorganik kimyoni boshqacha o'rgatgan bo'lsa ham, siz tayyorgarlikni sozlashingiz va buni mendan biroz boshqacha qilishingiz kerak bo'lishi mumkin. Nima bo'lganda ham sizga omad, ilmni tushuning va seving!

Bioorganik kimyo jonli materiyaning eng muhim komponentlari, birinchi navbatda, biopolimerlar va past molekulyar bioregulyatorlarning tuzilishi va biologik funksiyalarini oʻrganuvchi fundamental fan boʻlib, asosiy eʼtibor birikmalar tuzilishi va ularning biologik taʼsiri oʻrtasidagi munosabatlar qonuniyatlarini yoritishga qaratilgan.

Bioorganik kimyo - bu kimyo va biologiya kesishgan fan bo'lib, u tirik tizimlarning ishlash tamoyillarini ochishga yordam beradi. Bioorganik kimyo tibbiyot, qishloq xo'jaligi, kimyo, oziq-ovqat va mikrobiologiya sanoati uchun yangi qimmatli birikmalar olish uchun nazariy asos bo'lib, aniq amaliy yo'nalishga ega. Bioorganik kimyoning qiziqish doirasi juda keng - bu tirik tabiatdan ajratilgan va hayotda muhim rol o'ynaydigan moddalar dunyosini va biologik faollikka ega sun'iy ravishda hosil bo'lgan organik birikmalar dunyosini o'z ichiga oladi. Bioorganik kimyo tirik hujayraning barcha moddalari, o'nlab va yuz minglab birikmalar kimyosini qamrab oladi.

Bioorganik kimyoning o'rganish ob'ektlari, tadqiqot usullari va asosiy vazifalari

O'rganish ob'ektlari bioorganik kimyo - oqsillar va peptidlar, uglevodlar, lipidlar, aralash biopolimerlar - glikoproteinlar, nukleoproteinlar, lipoproteinlar, glikolipidlar va boshqalar, alkaloidlar, terpenoidlar, vitaminlar, antibiotiklar, gormonlar, prostaglandinlar, fermentlar, biologik jarayonlar, shuningdek, biologik reagentlar. dorilar, pestitsidlar va boshqalar.

Tadqiqot usullarining asosiy arsenali bioorganik kimyo usullardan iborat; Strukturaviy masalalarni yechishda fizikaviy, fizik-kimyoviy, matematik va biologik usullardan foydalaniladi.

Asosiy vazifalar Bioorganik kimyo quyidagilardan iborat:

• Kristallanish, distillash, turli xil xromatografiya, elektroforez, ultrafiltratsiya, ultratsentrifugalash va boshqalar yordamida o'rganilayotgan birikmalarni individual holatda izolyatsiya qilish va tozalash. antibiotikning mikroblarga qarshi faolligi, gormon - ma'lum bir fiziologik jarayonga ta'siri va boshqalar bilan nazorat qilinadi);
• Organik kimyo yondashuvlari asosida strukturani, shu jumladan fazoviy tuzilmani yaratish (gidroliz, oksidlanish, o'ziga xos bo'laklarga bo'linish, masalan, peptidlar va oqsillar tuzilishini o'rnatishda metionin qoldiqlarida, uglevodlarning 1,2-diol guruhlarida parchalanish); va boshqalar) va fizika -kimyoviy kimyo massa-spektrometriya, optik spektroskopiyaning har xil turlari (IR, UV, lazer va boshqalar), rentgen nurlanishining difraksion tahlili, yadro magnit-rezonansi, elektron paramagnit rezonansi, optik aylanish dispersiyasi va dumaloq dikroizm, tez kinetik usullar va boshqalar kompyuter hisoblari bilan birgalikda. Bir qator biopolimerlarning tuzilishini o'rnatish bilan bog'liq standart muammolarni tezda hal qilish uchun avtomatik qurilmalar yaratildi va keng qo'llaniladi, ularning ishlash printsipi tabiiy va biologik faol birikmalarning standart reaktsiyalari va xususiyatlariga asoslanadi. Bular peptidlarning miqdoriy aminokislotalar tarkibini aniqlash uchun analizatorlar, peptidlardagi aminokislotalar qoldiqlari ketma-ketligini va nuklein kislotalardagi nukleotidlar ketma-ketligini tasdiqlash yoki o'rnatish uchun sekvenserlar va boshqalar. O'rganilayotgan birikmalarni qat'iy belgilangan bog'lanishlar bo'ylab maxsus ajratuvchi fermentlardan foydalanish. murakkab biopolimerlarning tuzilishini o‘rganishda muhim ahamiyatga ega. Bunday fermentlar oqsillar (tripsin, glutamik kislotada peptid bog'larini ajratuvchi proteinazlar, prolin va boshqa aminokislotalar qoldiqlari), nuklein kislotalar va polinukleotidlar (nukleazlar, cheklovchi fermentlar), uglevod o'z ichiga olgan polimerlar (glikozidazalar, shu jumladan o'ziga xos) tuzilishini o'rganishda qo'llaniladi. bo'lganlar - galaktosidazalar , glyukuronidazalar va boshqalar). Tadqiqot samaradorligini oshirish uchun nafaqat tabiiy birikmalar, balki xarakterli, maxsus kiritilgan guruhlar va etiketli atomlarni o'z ichiga olgan ularning hosilalari ham tahlil qilinadi. Bunday hosilalar, masalan, tritiy, radioaktiv uglerod yoki fosforni o'z ichiga olgan etiketli aminokislotalar yoki boshqa radioaktiv prekursorlarni o'z ichiga olgan muhitda ishlab chiqaruvchini etishtirish orqali olinadi. Murakkab oqsillarni o'rganish natijasida olingan ma'lumotlarning ishonchliligi, agar ushbu tadqiqot tegishli genlarning tuzilishini o'rganish bilan birgalikda amalga oshirilsa, sezilarli darajada oshadi.
• O'rganilayotgan birikmalarning kimyoviy sintezi va kimyoviy modifikatsiyasi, shu jumladan umumiy sintez, analoglar va hosilalarning sintezi. Past molekulyar og'irlikdagi birikmalar uchun qarshi sintez hali ham o'rnatilgan strukturaning to'g'riligi uchun muhim mezondir. Tabiiy va biologik faol birikmalarni sintez qilish usullarini ishlab chiqish bioorganik kimyoning navbatdagi muhim muammosini - ularning tuzilishi va biologik funktsiyasi o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlash uchun zarurdir.
• Biopolimerlar va past molekulyar bioregulyatorlarning tuzilishi va biologik funktsiyalari o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlash; ularning biologik ta'sirining kimyoviy mexanizmlarini o'rganish. Bioorganik kimyoning bu jihati amaliy ahamiyat kasb etmoqda. Murakkab biopolimerlarni (biologik faol peptidlar, oqsillar, polinukleotidlar, nuklein kislotalar, shu jumladan faol ishlaydigan genlar) kimyoviy va kimyoviy-fermentativ sintez qilish usullari arsenalini nisbatan soddaroq bioregulyatorlarni sintez qilishning tobora takomillashtirilgan usullari, shuningdek usullar bilan birgalikda takomillashtirish. biopolimerlarning selektiv parchalanishi uchun biologik ta'sirlarning birikmalar tuzilishiga bog'liqligini chuqurroq tushunishga imkon beradi. Yuqori samarali hisoblash texnologiyasidan foydalanish turli tadqiqotchilarning ko'plab ma'lumotlarini ob'ektiv ravishda solishtirish va umumiy naqshlarni topish imkonini beradi. Topilgan xususiy va umumiy naqshlar, o'z navbatida, yangi birikmalarning sintezini rag'batlantiradi va osonlashtiradi, bu esa ba'zi hollarda (masalan, miya faoliyatiga ta'sir qiluvchi peptidlarni o'rganishda) biologik faollik jihatidan ustun bo'lgan amaliy muhim sintetik birikmalarni topishga imkon beradi. ularning tabiiy analoglari. Biologik ta'sirning kimyoviy mexanizmlarini o'rganish oldindan belgilangan xususiyatlarga ega biologik faol birikmalar yaratish imkoniyatini ochib beradi.
• Amaliy qimmatli dori vositalarini olish.
• Olingan birikmalarni biologik tekshirish.

Bioorganik kimyoning shakllanishi. Tarixiy ma'lumotnoma

Dunyoda bioorganik kimyoning paydo bo'lishi 50-yillarning oxiri va 60-yillarning boshlarida sodir bo'ldi, o'sha paytda bu sohadagi asosiy tadqiqot ob'ektlari hujayralar va organizmlar hayotida asosiy rol o'ynaydigan organik birikmalarning to'rtta sinfi - oqsillar, polisaxaridlar va boshqalar. lipidlar. Tabiiy birikmalar an'anaviy kimyosining ajoyib yutuqlari, masalan, L. Polingning oqsillardagi polipeptid zanjirining fazoviy tuzilishining asosiy elementlaridan biri sifatida a-spiralni kashf etishi, A. Toddning nukleotidlarning kimyoviy tuzilishini aniqlashi va birinchi. dinukleotid sintezi, F.Senjer tomonidan oqsillardagi aminokislotalar ketma-ketligini aniqlash va uning yordamida insulin tuzilishini dekodlash usulini ishlab chiqish, R.Vudvord rezerpin, xlorofill va vitamin B 12 kabi murakkab tabiiy birikmalar sintezi, sintez. birinchi peptid gormoni oksitotsin, mohiyatan tabiiy birikmalar kimyosining zamonaviy bioorganik kimyoga aylanishini belgilab berdi.

Biroq, bizning mamlakatimizda oqsillar va nuklein kislotalarga qiziqish ancha oldin paydo bo'lgan. Oqsillar va nuklein kislotalar kimyosi bo'yicha birinchi tadqiqotlar 20-yillarning o'rtalarida boshlangan. Moskva universiteti devorlari ichida va shu erda birinchi ilmiy maktablar tashkil etilgan bo'lib, bugungi kungacha tabiatshunoslikning ushbu eng muhim sohalarida muvaffaqiyatli ishlamoqda. Shunday qilib, 20-yillarda. N.D.ning tashabbusi bilan. Zelinskiy oqsillar kimyosi bo'yicha tizimli tadqiqotlarni boshladi, uning asosiy vazifasi oqsil molekulalari tuzilishining umumiy tamoyillarini oydinlashtirish edi. N.D. Zelinskiy mamlakatimizda birinchi oqsillar kimyosi laboratoriyasini yaratdi, unda aminokislotalar va peptidlarni sintez qilish va strukturaviy tahlil qilish bo'yicha muhim ishlar amalga oshirildi. Bu asarlarning rivojlanishida katta rol M.M. Botvinnik va uning shogirdlari hujayradagi fosfor almashinuvining asosiy fermentlari bo'lgan noorganik pirofosfatazalarning tuzilishi va ta'sir mexanizmini o'rganishda ajoyib natijalarga erishdilar. 40-yillarning oxiriga kelib, irsiy jarayonlarda nuklein kislotalarning yetakchi roli yuzaga kela boshlaganida, M.A. Prokofyev va Z.A. Shabarova nuklein kislota komponentlari va ularning hosilalari sintezi ustida ish boshladi va shu bilan mamlakatimizda nuklein kislotalar kimyosining boshlanishini belgiladi. Nukleozidlar, nukleotidlar va oligonukleotidlarning birinchi sintezlari amalga oshirildi va mahalliy avtomatik nuklein kislota sintezatorlarini yaratishga katta hissa qo'shildi.

60-yillarda Mamlakatimizda bu yo‘nalish izchil va jadal rivojlanib, ko‘pincha xorijdagi ana shunday qadamlar va tendentsiyalarni ortda qoldirdi. A.N.ning fundamental kashfiyotlari bioorganik kimyoning rivojlanishida katta rol oʻynadi. Yuqori oʻsimliklarda DNK mavjudligini isbotlagan va nuklein kislotalarning kimyoviy tarkibini tizimli oʻrgangan Belozerskiy, V.A.ning klassik tadqiqotlari. Engelhardt va V.A. Fosforlanishning oksidlanish mexanizmi bo'yicha Belitser, A.E.ning dunyoga mashhur tadqiqotlari. Arbuzovning fiziologik faol fosfororganik birikmalar kimyosi bo'yicha, shuningdek, I.N. Nazarov va N.A. Preobrazhenskiy turli xil tabiiy moddalar va ularning analoglarini sintez qilish va boshqa ishlar. SSSRda bioorganik kimyoni yaratish va rivojlantirishdagi eng katta yutuqlar akademik M.M. Shemyakin. Xususan, u atipik peptidlarni - depsipeptidlarni o'rganish bo'yicha ish boshladi, keyinchalik ular ionoforlar sifatidagi funktsiyasi bilan bog'liq holda keng tarqaldi. Bu va boshqa olimlarning iqtidori, zukkoligi va shijoatli faoliyati sovet bioorganik kimyosining xalqaro nufuzining jadal o'sishiga, uning mamlakatimizda eng dolzarb sohalarda mustahkamlanishiga va tashkiliy jihatdan mustahkamlanishiga yordam berdi.

60-yillarning oxiri - 70-yillarning boshlarida. Murakkab tuzilishdagi biologik faol birikmalarni sintez qilishda fermentlar katalizator sifatida qo'llanila boshlandi (birlashgan kimyoviy-fermentativ sintez deb ataladi). Bu yondashuv birinchi gen sintezi uchun G. Korana tomonidan qo'llanilgan. Fermentlardan foydalanish bir qator tabiiy birikmalarning qat'iy tanlab transformatsiyasini amalga oshirish va yuqori rentabellikda peptidlar, oligosakkaridlar va nuklein kislotalarning yangi biologik faol hosilalarini olish imkonini berdi. 70-yillarda Bioorganik kimyoning eng jadal rivojlangan sohalari oligonukleotidlar va genlarni sintez qilish, hujayra membranalari va polisaxaridlarni o'rganish, oqsillarning birlamchi va fazoviy tuzilmalarini tahlil qilish edi. Muhim fermentlar (transaminaza, b-galaktozidaza, DNKga bog'liq RNK polimeraza), himoya oqsillari (g-globulinlar, interferonlar) va membrana oqsillari (adenozin trifosfatazalar, bakteriorhodopsin) tuzilmalari o'rganildi. Peptidlarning tuzilishi va ta'sir mexanizmini o'rganish bo'yicha ishlar asabiy faoliyat regulyatorlari (neyropeptidlar deb ataladi) katta ahamiyatga ega bo'ldi.

Zamonaviy mahalliy bioorganik kimyo

Hozirgi vaqtda mahalliy bioorganik kimyo bir qator muhim yo'nalishlarda dunyoda etakchi o'rinlarni egallaydi. Biologik faol peptidlar va murakkab oqsillar, jumladan, gormonlar, antibiotiklar va neyrotoksinlarning tuzilishi va funktsiyalarini o'rganishda katta yutuqlarga erishildi. Membran-aktiv peptidlar kimyosida muhim natijalarga erishildi. Dispepsid-ionoforlar ta'sirining o'ziga xos selektivligi va samaradorligining sabablari o'rganildi va tirik tizimlarda ishlash mexanizmi aniqlandi. Tabiiy namunalarga qaraganda bir necha barobar samaraliroq bo'lgan ionoforlarning ko'rsatilgan xususiyatlarga ega sintetik analoglari olingan (V.T. Ivanov, Yu.A. Ovchinnikov). Ionoforlarning o'ziga xos xususiyatlaridan ular asosida texnologiyada keng qo'llaniladigan ion-selektiv sensorlar yaratish uchun foydalaniladi. Boshqa bir guruh regulyatorlar - nerv impulslarini uzatishning ingibitorlari bo'lgan neyrotoksinlarni o'rganishda erishilgan muvaffaqiyatlar ularni membrana retseptorlari va hujayra membranalarining boshqa o'ziga xos tuzilmalarini o'rganish uchun vositalar sifatida keng qo'llanilishiga olib keldi (E.V. Grishin). Peptid gormonlarini sintez qilish va o'rganish bo'yicha ishlarning rivojlanishi silliq mushaklarning qisqarishi va qon bosimini tartibga solish uchun mas'ul bo'lgan oksitotsin, angiotenzin II va bradikinin gormonlarining yuqori samarali analoglarini yaratishga olib keldi. Insulin preparatlarini, shu jumladan inson insulinini (N.A.Yudaev, Yu.P.Shvachkin va boshqalar) to'liq kimyoviy sintez qilish katta muvaffaqiyat edi. Bir qator oqsilli antibiotiklar, jumladan gramitsidin S, polimiksin M, aktinoksantin (G.F.Gauze, A.S.Xoxlov va boshqalar) topildi va oʻrganildi. Retseptor va transport funktsiyalarini bajaradigan membrana oqsillarining tuzilishi va funktsiyalarini o'rganish bo'yicha ishlar faol rivojlanmoqda. Fotoretseptor oqsillari rodopsin va bakteriorhodopsin olindi va ularning yorugʻlikka bogʻliq ion nasoslari sifatida ishlashining fizik-kimyoviy asoslari oʻrganildi (V.P.Skulachev, Yu.A.Ovchinnikov, M.A.Ostrovskiy). Hujayradagi oqsil biosintezining asosiy tizimlari bo'lgan ribosomalarning tuzilishi va ishlash mexanizmi keng o'rganilgan (A.S.Spirin, A.A.Bogdanov). Tadqiqotning katta sikllari fermentlarni oʻrganish, ularning birlamchi tuzilishi va fazoviy tuzilishini aniqlash, katalitik funksiyalarini (aspartataminotransferaza, pepsin, ximotripsin, ribonukleazalar, fosfor almashinuvi fermentlari, glikozidazalar, xolinesterazalar va boshqalar) oʻrganish bilan bogʻliq. Nuklein kislotalar va ularning tarkibiy qismlarini sintez qilish va kimyoviy modifikatsiyalash usullari ishlab chiqildi (D.G.Knorre, M.N.Kolosov, Z.A.Shabarova), ular asosida virusli, onkologik va autoimmun kasalliklarni davolash uchun yangi avlod dori vositalarini yaratishga yondashuvlar ishlab chiqilmoqda. Nuklein kislotalarning o'ziga xos xususiyatlaridan foydalangan holda va ular asosida diagnostik preparatlar va biosensorlar, bir qator biologik faol birikmalar uchun analizatorlar yaratiladi (V.A.Vlasov, Yu.M.Evdokimov va boshqalar).

Uglevodlarning sintetik kimyosida sezilarli yutuqlarga erishildi (bakterial antigenlarni sintez qilish va sun'iy vaktsinalarni yaratish, hujayra yuzasida viruslar sorbsiyasining o'ziga xos inhibitorlarini sintez qilish, bakterial toksinlarning o'ziga xos inhibitorlarini sintez qilish (N.K. Kochetkov, A. Ya. Xorlin)). Lipidlar, lipoaminokislotalar, lipopeptidlar va lipoproteinlarni o'rganishda sezilarli yutuqlarga erishildi (L.D.Bergelson, N.M.Sisakyan). Ko'pgina biologik faol yog' kislotalari, lipidlar va fosfolipidlarni sintez qilish usullari ishlab chiqilgan. Lipidlarning har xil turdagi lipozomalarda, bakterial membranalarda va jigar mikrosomalarida transmembran tarqalishi o'rganildi.

Bioorganik kimyoning muhim yo'nalishi tirik hujayralarda sodir bo'ladigan turli jarayonlarni tartibga soluvchi turli xil tabiiy va sintetik moddalarni o'rganishdir. Bular repellentlar, antibiotiklar, feromonlar, signal beruvchi moddalar, fermentlar, gormonlar, vitaminlar va boshqalar (past molekulyar regulyatorlar deb ataladi). Deyarli barcha ma'lum vitaminlar, steroid gormonlar va antibiotiklarning muhim qismini sintez qilish va ishlab chiqarish usullari ishlab chiqilgan. Dorivor preparatlar sifatida ishlatiladigan bir qancha kofermentlarni (koferment Q, piridoksal fosfat, tiamin pirofosfat va boshqalar) olishning sanoat usullari ishlab chiqilgan. Mashhur xorijiy dori vositalaridan (I.V.Torgov, S.N.Ananchenko) taʼsiridan ustun boʻlgan yangi kuchli anabolik vositalar taklif qilindi. Tabiiy va transformatsiyalangan steroidlarning biogenezi va ta'sir mexanizmlari o'rganilgan. Alkaloidlar, steroid va triterpen glikozidlari, kumarinlarni o'rganishda sezilarli yutuqlarga erishildi. Pestitsidlar kimyosi sohasida asl izlanishlar olib borildi, bu esa bir qancha qimmatli dori vositalarining (I.N.Kabachnik, N.N.Melnikov va boshqalar) chiqarilishiga olib keldi. Turli kasalliklarni davolash uchun zarur bo'lgan yangi dori-darmonlarni faol izlash davom etmoqda. Bir qator onkologik kasalliklarni (dopan, sarkolizin, ftorafur va boshqalar) davolashda samaradorligini isbotlagan dorilar olindi.

Bioorganik kimyoni rivojlantirishning ustuvor yo'nalishlari va istiqbollari

Bioorganik kimyo sohasidagi ilmiy tadqiqotlarning ustuvor yo'nalishlari quyidagilardan iborat:

• biologik faol birikmalarning strukturaviy-funksional bog'liqligini o'rganish;
• yangi biologik faol dori vositalarini loyihalash va sintez qilish, shu jumladan dori vositalari va o‘simliklarni himoya qilish vositalarini yaratish;
• yuqori samarali biotexnologik jarayonlarni tadqiq qilish;
• tirik organizmda sodir bo'ladigan jarayonlarning molekulyar mexanizmlarini o'rganish.

Bioorganik kimyo sohasidagi yo‘naltirilgan fundamental tadqiqotlar eng muhim biopolimerlar va past molekulyar bioregulyatorlar, jumladan, oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar, alkaloidlar, prostaglandinlar va boshqa birikmalarning tuzilishi va funksiyalarini o‘rganishga qaratilgan. Bioorganik kimyo tibbiyot va qishloq xoʻjaligining amaliy muammolari (vitaminlar, gormonlar, antibiotiklar va boshqa dori vositalari ishlab chiqarish, oʻsimliklarning oʻsish stimulyatorlari hamda hayvonlar va hasharotlar xatti-harakatini regulyatorlari), kimyo, oziq-ovqat va mikrobiologiya sanoatlari bilan chambarchas bogʻliq. Ilmiy izlanishlar natijalari zamonaviy tibbiy immunodiagnostika, tibbiy genetik tadqiqotlar va biokimyoviy tahlillar uchun reagentlar, onkologiya, virusologiya, endokrinologiya, dori vositalarini sintez qilish texnologiyalari ishlab chiqarish texnologiyalarining ilmiy-texnik bazasini yaratish uchun asos bo‘lib xizmat qiladi. gastroenterologiya, shuningdek o'simliklarni himoya qilish kimyoviy moddalari va ularni qishloq xo'jaligida qo'llash texnologiyalari.

Bioorganik kimyoning asosiy muammolarini hal etish biologiya, kimyo va bir qator texnika fanlarining keyingi taraqqiyoti uchun muhim ahamiyatga ega. Eng muhim biopolimerlar va bioregulyatorlarning tuzilishi va xususiyatlarini tushuntirmasdan, hayot jarayonlarining mohiyatini tushunib bo'lmaydi, irsiy xususiyatlarning ko'payishi va uzatilishi, hujayralarning normal va xavfli o'sishi, immunitet, immunitet va boshqalar kabi murakkab hodisalarni nazorat qilish usullarini topish mumkin emas. xotira, nerv impulslarini uzatish va boshqalar. Shu bilan birga, yuqori ixtisoslashgan biologik faol moddalarni va ular ishtirokida sodir bo'ladigan jarayonlarni o'rganish kimyo, kimyoviy texnologiya va texnikani rivojlantirish uchun printsipial jihatdan yangi imkoniyatlar ochishi mumkin. Yechimi bioorganik kimyo sohasidagi tadqiqotlar bilan bog'liq bo'lgan muammolarga qat'iy o'ziga xos yuqori faol katalizatorlarni yaratish (fermentlarning tuzilishi va ta'sir mexanizmini o'rganish asosida), kimyoviy energiyani to'g'ridan-to'g'ri mexanik energiyaga aylantirish (asosida) kiradi. mushaklar qisqarishini o'rganish) va biologik tizimlarda amalga oshiriladigan texnologiya va axborot uzatishda kimyoviy saqlash tamoyillaridan foydalanish, ko'p komponentli hujayra tizimlarining o'zini o'zi boshqarish tamoyillari, birinchi navbatda, biologik membranalarning selektiv o'tkazuvchanligi va boshqalar. muammolar bioorganik kimyoning o'zi chegaralaridan tashqarida joylashgan, ammo u molekulyar biologiya sohasi bilan bog'liq bo'lgan biokimyoviy tadqiqotlarni rivojlantirish uchun asosiy yordamchi nuqtalarni ta'minlab, ushbu muammolarni ishlab chiqish uchun asosiy shart-sharoitlarni yaratadi. Yechilayotgan masalalarning kengligi va ahamiyati, usullarining xilma-xilligi va boshqa fanlar bilan chambarchas bog‘liqligi bioorganik kimyoning jadal rivojlanishini ta’minlaydi.Moskva universiteti axborotnomasi, 2-seriya, Kimyo. 1999. T. 40. No 5. B. 327-329.

Bender M., Bergeron R., Komiyama M. Enzimatik katalizning bioorganik kimyosi. Per. ingliz tilidan M.: Mir, 1987. 352 S.

Yakovishin L.A. Bioorganik kimyoning tanlangan boblari. Sevastopol: Strizhak-press, 2006. 196 pp.

Nikolaev A.Ya. Biologik kimyo. M.: Tibbiy axborot agentligi, 2001. 496 pp.