Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Гетероциклические соединения



Гетероциклическими называются такие соединения в молекулах которых содержатся циклы, образованные не только атомами углерода, но и атомами других элементов. Наиболее важное значение имеют гетероциклы, содержащие в своем составе атомы О, N, S, хотя в образовании гетероцикла может участвовать атом любого элемента, имеющего валентность 2 и выше.

Гетероциклические соединения различаются по величине цикла, при этом в биологических системах наибольшее значение имеют пяти и шестичленные гетероциклы.

В составе гетероциклов может находиться один или несколько гетероатомов как одинаковых, так и различных.

Гетероциклы, не содержащие сопряженных систем, практически не отличаются от подобных систем алифатического ряда:

 

 

Липиды

В организмах животных и растений находится большое количество разнообразных по составу веществ объединенных в одну группу по следующим признакам:

1) нерастворимость в воде и растворимость в ряде органических растворителей;

2) содержанием в их составе высокомолекулярных кислот алифатического или алициклического рядов, а также аналогичных им спиртов и углеводородов;

3) большим влиянием подобных веществ на физиологические функции организма в тканях которого они находятся.

Такие вещества называются липидами, хотя есть и другие определения липидов.

Все известные в природе липиды делятся на 3 группы:

 

ПРОСТЫЕ СЛОЖНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ

Глицериды Фосфатидные к-ты Стерины

Церины Фосфолипиды Стериды

Церолы Липопротеиды Глицерин. эфиры

Микрозиды Сфинголипиды алициклических

Углеводороды Гликозидолипиды кислот

 

Простые липиды

В группу простых липидов включаются все липиды, не содержащие атомов азота или фосфора.

Глицериды – это глицериновые эфиры в основном высокомолекулярных жирных кислот. Глицериды – это основа жиров.

Церины – это эфиры высокомолекулярных жирных кислот и высокомолекулярных спиртов алифатического ряда, главным образом одноатомных. Церины – основа восков.

Церолы – простые эфиры высших спиртов.

Микрозиды – эфиры сахаров, чаще всего трегалозы и жирных кислот.

ЖИРЫ, МАСЛА.

Жиры представляют собой смесь триглицеридов различного состава, содержащие в качестве сопутствующих веществ другие типы липидов.

Жиры, добываемые из растительного сырья называются растительными маслами (необходимо отличать от эфирных масел, которые также выделяют из растений). В составе эфирных масел отсутствуют глицериды жирных кислот. Эфирные масла представляют собой смесь альдегидов, углеводородов, эфиров низкомолекулярных кислот, кетонов.



Основу жиров составляют глицериды, причем наибольшую долю представляют триглицериды. Триглицериды по своему химическому строению представляют собой сложные эфиры 3-х атомного спирта глицерина и высокомолекулярных карбоновых кислот.

Природные жиры – это сложная смесь различных триглицеридов, которые могут быть простыми и смешанными. Простыми называются такие триглицериды, в которых все три ОН группы глицерина этерифицированы одной какой-либо кислотой, например:

Смешанными или разнорадикальными триглицеридами называют такие, в которых гидроксилы глицерина этерифицированы двумя или тремя разными кислотами, например:

α-лауро α-стеаро-β-олеин

Помимо триглицеридов в природных жирах всегда есть ди- и моно- глицериды. Считается, что ди и моно глицериды являются продуктами неполного синтеза или частичного гидролиза триглицеридов.

Физико-химические свойства глицеридов обусловлены их природой, жирнокислотным составом, а также расположением жирнокислотных остатков с числом углеродных атомов 15 – 18.

Глицериды гидролизуются в кислых или щелочных средах, давая глицерин и жирные кислоты или их соли. Соли карбоновых кислот и щелочных металлов называются мылами, при этом калиевые соли – жидкие, а натриевые – твердые, кальциевые и магниевые соли – нерастворимы в воде.

В живом организме гидролиз протекает ступенчато. Причем сначала обрываются остатки жирных кислот в альфа-положении:

 

 

Углеводы

Углеводами называются многоатомные альдегидо- и кетоноспирты и их производные. Все углеводы классифицируются в зависимости от строения:



Моносахариды – многоатомные альдегидо и кетоноспиты не способные подвергаться гидролизу. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле они делятся на тетрозы, пентозы, гексозы и т.д. В зависимости от наличия альдегидной и кетогруппы они делятся на альдозы и кетозы. В природе чаще всего встречаются пентозы и гексозы.

Полисахариды делятся на сахароподобные и несахароподобные. Олигосахариды содержат в молекуле от 2 до 10 остатков моноз. Часть олигосахаридов восстанавливает ионы металлов (меди, серебра) и называются восстанавливающими. Другие олигосахариды за счет специфического строения не способны восстанавливать эти ионы. Несахароподобные полисахариды содержат отдесятков до десятков тысяч остатков моноз. Если молекула полисахарида состоит из остатков одного вида моносахаридов, то называется гомополисахаридом, в противном случае – гетерополисахаридом.

 

Моносахариды

Все моносахариды являются многоатомными альдегидо- и кето-спиртами, содержащими ассиметрические атомы углерода. В настоящее время изучены как их относительная, так и абсолютная конфигурация. Родоначальником альдоз является глицериновый альдегид:

Принадлежность того или иного моносахарида к D или L ряду определяется конфигураций ассиметрического центра.

Изучение свойств моносахаридов (глюкозы, маннозы и др.) показало, они не реагируют с фуксинсернистой кислотой и бисульфитом натрия. Кроме этого, в природе существует в два раза больше стереоизомеров, чем предполагает формула Фишера. Это объясняется тем, что моносахариды могут существовать в двух таутомерных формах, способных переходить друг в друга. Вторая форма образуется за счет взаимодействия карбонильной группы с гидроксилом, стоящим у четвертого или пятого атома углерода, при этом атом водорода гидроксильной группы присоединяется к кислороду карбонильной группы, образуя полуацетальный или гликозидный гидроксил. Атом кислорода гидроксильной группы после отщепления от него водорода соединяется с атомом углерода альдегидной группы с образованием кислородного мостика и замыканием цикла:

Если полуацетальный гидроксил находится с той же стороны, что и гидроксил, определяющий конфигурацию, то такая циклическая форма называется α-формой, в противном случае β-формой. α и β-Формы одного и того же моносахарида называются аномерами. Моносахариды, отличающиеся строением тетраэдра соседнего с карбонильной группой называются эпимерами.

Полное название любого моносахарида включает в себя указание на положение полуацетального гидроксила, принадлежность к D или L-ряду, название сахара и величину цикла.

 

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОСАХАРИДОВ.

Моносахариды проявляют свойства спиртов, карбонильных соединений и полуацеталей, поэтому рассматривая различные реакции сахаров будет приводиться формула той таутомерной формы, которая непосредственно участвует в данной реакции.

1. Окисление моносахаридов дает полиоксикислоты (-оновые и –аровые)

2. Восстановление сахаров дает многоатомные спирты:

3. Изомеризация моносахаридов под действием щелочей.

Действуя основанием, снимается протон, связанный с α-углеродным атомом, на котором имеется частичный положительный заряд. При этом отрицательный заряд в образовавшемся карбанионе делокализуется, перемещается к атому кислорода и образуется енолят-анион:

енолят-анион

ендиол

 

4. Алкилирование

5. Ацилирование

6. Реакция с гидроксиламином

7. Реакция с фенилгидразином

8. Окисление по Руффу: гексоза (пероксид водорода в присутствии ацетата 3-х валентного железа) пентоза

 

Дисахариды

В зависимости от числа молекул моносахаридов, образующихся при гидролизе молекулы олигосахарида, различают дисахариды, три и т сахариды. Наибольшее значение имеют дисахариды, которые можно разделить на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие:

Восстанавливающие: 4-[β-D-глюкопиранозил]-D-глюкопираноза(целлобиоза)

4-[α-D-глюкопиранозил]-D-глюкоза (мальтоза),

4-[β-D-галактопиранозил]-D-глюкопираноза (лактоза)

Невоссанавливающие: 2-[α-D-глюкопиранозил]-β-D-фруктофураноза

В осуществлении связи между моносахаридами принимают участие от одной молекулы обязательно гликозидный (полуацетальный) гидроксил, а от второй – или гликозидный или спиртовый. Если в реакции принимают участие оба гликозидных гидроксила, то образуется невосстанавливающий дисахарид и наоборот. Восстанавливающий дисахарид содержит один полуацетальный гидроксил и, поэтому, способен к мутаротации, реагирует с реактивами на карбонильную группу, восстанавливается в многоатомный спирт и окисляется в бионовую кислоту.

Гидроксильные группы восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов вступают в реакции алкилирования и ацилирования:

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!