7

Тема 6. Соединения со смешанными функциями Гидроксиальдегиды и гидроксикетоны. Гидрокси- и оксокислоты

Цель занятия: сформировать знания стереохимии и реакционной способности с учетом взаимного влияния функциональных групп гетерофункциональных соединений как основы биохимических процессов.

Конкретные задачи

1. Студент должен знать: формулы важнейших представителей гидроксиальдегидов и гидроксикетонов; гидрокси – и оксокислот; их структуру, названия, нахождение в природе, биологическую роль, классификацию, общие и специфические химические свойства; иметь представление о стереоизомерии: энантиомерии и диастереомерии, оптической активности, относительной и абсолютной конфигурации, рацематах и способах их разделения.

2. Студент должен уметь: писать уравнения реакций, отражающие химические свойства гетерофункциональных соединений; правильно выбрать участвующую в реакции функциональную группу в зависимости от реагента и условий проведения реакции; писать таутомерные формы эфиров ацетоуксусной и щавелевоуксусной кислот и реакции, подтверждающие наличие различных таутомерных форм; определять хиральность молекул, количество стереоизомеров, писать их формулы, определять относительную конфигурацию (D или L); находить оксикислотный ключ, определять энантиомеры и диастереомеры, мезоформу.

Проделывать реакции по доказательству строения винной кислоты: двухосновности и многоатомности; по доказательству способности молочной кислоты к окислению и переходу в пировиноградную кислоту с идентификацией последней с помощью цветной реакции на кетогруппу с нитропруссидом натрия; по доказательству существования кетонной и енольной формы ацетоуксусного эфира.

Мотивация. Гидрокси – и оксосоединения являются биологически важными веществами, участниками биохимических процессов. Например, яблочная и лимонная кислоты участвуют в ЦТК Кребса, пировиноградная кислота – узловой промежуточный продукт при обмене веществ, - кетоглутаровая кислота является предшественником важной аминокислоты – глутаминовой и т.д. Ряд из них являются лекарственными препаратами. Например, соли молочной (лактаты), лимонной (цитраты) и яблочной (малаты) кислот с железом применяются при малокровии, соли лимонной кислоты – при консервировании донорской крови.

Вопросы для самоподготовки

1. Общие свойства карбоновых кислот, спиртов, альдегидов и кетонов.

2. Специфические свойства гидроксикислот:

а) отношение к нагреванию -, -, -, - гидроксикислот;

б) разложение - гидроксикислот при нагревании в присутствии серной кислоты;

3. Специфические свойства оксокислот:

а) кето-енольная таутомерия -оксокислот;

б) разложение при нагревании – декарбоксилирование.

4. Виды стереоизомерии. Определение стереоизомеров: энантиомеров и

диастереомеров.

5. Оптическая активность. Условия проявления оптической активности –

хиральный центр и хиральность молекулы.

6. Проекционные формулы Фишера стереоизомеров молочной и винной кислот.

7. Абсолютная и относительная конфигурация стереоизомеров. Оксикислотный

ключ. Ключевые соединения: D– и L- глицериновый альдегид. Рацематы.

Способы их разделения.