103

HO–H2C–(NH2)HC–COOH

А) 2-аминопропановая кислота; Б) пропановая кислота; В) 3-гидроксипропановая кислота; Г) 2-аминоэтанол

5.По аминогруппе глицин H2N–CH2–COOH взаимодействует: А) с метиламином Н2N - СН3;

Б) с уксусным ангидридом (СН3СОО)2О; В) с пентахлоридом фосфора РCI5;

Г) с этанолом С2Н5ОН 6. В результате окислительного дезаминирования α-аланина образуется:

А) молочная кислота (2-гидроксипропановая кислота); Б) этанол; В) пропановая кислота;

Г) пировиноградная кислота (2-оксопропановая кислота)

7.Качественной реакцией обнаружения белков является: А) реакция с нингидрином; Б) биуретовая реакция;

В) ксантопротеиновая реакция; Г) реакция серебрянного зеркала

8.Молекулы природных аминокислот являются:

А) L-стереоизомерами;

Б) D- стереоизомерами;

В) рацемической смесью D и L-стереоизомеров Г) оптически неактивными

9. Какая аминокислота не участвует в образовании трипептида глутатион:

А) α-аланин; Б) глицин; В) цистеин;

Г) глутаминовая кислота 10. Название дипептида карнозин (содержится в мышечной ткани животных и человека)

соответствует:

А) α-аланилгистидин;	Б) гистидилаланин;
В) глицилгистидин;	Г) β-аланилгистидин
	Занятие 1.3.5

ТЕМА: Углеводы.

ЦЕЛЬ: Изучить основы строения, химических свойств важнейших моносахаридов в качестве теоретической базы для прогнозирования характера метаболических превращений в живом организме.

ЗНАТЬ:

103

104

1. Важнейшие моно-и- дисахариды, их классификация.

2 .Стереоизомерия: D- и L-стереохимические ряды. Понятие об энантиомерах, эпимерах и диастереомерах.

3.Открытые (линейные) и циклические формы монсахаридов. Формулы Фишера, Колли-Толленса и Хеуорса. Фуранозы и пиранозы, - и -аномеры.

4.Цикло-оксотаутомерия. Конформация пиранозных форм моносахаридов.

5.Строение наиболее важных пентоз (рибоза, ксилоза); гексоз (глюкоза, манноза, галактоза,

фруктоза); дезоксисахаров (2-дезоксирибоза); аминосахаров (глюкозамин, маннозамин, галактозамин).

6.Химические свойства моносахаридов: нуклеофильное замещение у аномерного центра в циклических формах (O- и N-гликозиды), гидролиз гликозидов, окисление и восстановление альдоз, реакции спиртовых групп.

7.Аскорбиновая кислота, биологическая роль.

8.Нейраминовая кислота, биологическая роль.

9.Образование восстанавливающих (мальтоза, целлобиоза, лактоза) и невосстанавливающих (сахароза, трегалоза) дисахаридов.

УМЕТЬ:

1.Приводить строение важнейших моносахаридов: рибоза, ксилоза; глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза, 2-дезоксирибоза, глюкозамин, маннозамин, галактозамин как в открытой форме, так и циклических.

2.Определять принадлежность моносахаридов к D- или L-стереохимическому ряду, выделять энантиомеры, эпимеры, аномеры, диастереомеры.

3.Приводить химические реакции моносахаридов: реакции с участием спиртовых групп (хелатообразование), карбонильной группы (нуклеофильное присоединение).

4.Писать химизм реакций окисления и восстановления моноз, указанием названий продуктов реакций.

3.Образовывать О- и N- гликозидные связи с участием полуацетального гидроксила.

4.Представлять схему образования дисахаридов, называть их, доказывать принадлежность к восстанавливающим или невосстанавливающим биозам.

ВЛАДЕТЬ: Навыками проведения качественных реакций обнаружения моноз, их функциональных групп (проба Троммера, реакция «серебряного зеркала», окисление по Фелингу, цветная реакция с серной кислотой, реакция Селиванова) и обоснования полученных результатов.

Обучающие упражнения

Задание 1. Напишите схему взаимодействия -D-галактопиранозы с метанолом в присутствии кислотного катализатора в безводной среде.

Ответ:

CH2OH

CH OH

O

OH

2

O

OCH3

OH

OH

H

CH3OH, H+

H

H

OH

OH

H

H

H

H

H

H

OH

H

OH

-D-галактопираноза

1-метил- -D-галактопиранозид

(формула Хеуорса)

Задание 2. Напишите реакции получения D-галактоновой и D-галактаровой кислот.

104

105

Ответ: D-галактоза имеет в своей структуре две характеристические группы: спиртовую и альдегидную, которые способны достаточно легко окисляться до карбоксильной группы. В качестве мягкого окислителя используется бромная вода, которая в нейтральной или

слабокислой избирательно окисляет только альдегидную группу D-галактоза с образованием D- галактоновой кислоты.

O

O

C

H

C

OH

H

OH

H

OH

HO

H

Br2, H2O

HO

H

HO

H

HO

H

H

OH

H

OH

CH2OH

CH OH

2

D-галактоза

D-галактоновая кислота

Разбавленная азотная кислота окисляет не только альдегидную, но и спиртовую группу с образованием D-галактаровой кислоты.

O

O

C

H

C

OH

H

OH

H

OH

HO

H

HNO3 p.

HO

H

HO

H

HO

H

H

OH

H

OH

CH2OH

COOH

D-галактоза

D-галактаровая кислота

Задание 3. Приведите образование гликозидной связи между фруктозой и этиловым спиртом, назовите продукты реакции.

Ответ: Моносахариды взаимодействуют с гидроксилсодержащими соединениями (спиртами, фенолами) только по полуацетальному гидроксилу, в условиях кислотного катализа. Наличие полуацетального гидроксила характерно для циклических форм моносахаридов, поэтому реакцию образования гликозидной связи покажем между β-D-фруктофуранозой и этанолом. Продуктами реакции являются этил-β-D-фруктофуранозид и вода.

Задание 4. Уроновые кислоты (продукт ферментативного окисления моноз) образуют водорастворимые гликозиды с лекарственными веществами и их метаболитами, способствуя выведению последних из организма. Покажите реакции выведения ацетилсалициловой кислоты из организма с участием глюкуроновой кислоты.

Ответ: Первоначально ацетилсалициловая кислота (аспирин) подвергается реакции гидролиза с образованием салициловой кислоты, которая в дальнейшем связывается глюкуроновой кислотой и в виде водорастворимого глюкуронида выводится с мочой из организма.

105

О-глюкуронид салициловой

106

ацетилсалициловая

кислота Задание 5. Углеводы легко присоединяют по карбонильной группе анионы, в частности, цианид-

ион. Реакции используется при лечении отравлений солями синильной кислоты, используемой в ювелирном производстве, при отравлении косточками свежих абрикосов, содержащих НCN, либо нитропруссидом Na2,[Fe(NO)(CN)5], который является высокоэффективным вазодилататором, оказывающим быстрый гипотензивный эффект, снижающим давление и потребность миокарда в кислороде.

Ответ: По карбонильной группе глюкозы происходит присоединение синильной кислоты к углеводородной цепи D-глюкозы. Продукт подвергается гидролизу с образованием амида глюконовой кислоты.

Задания для самостоятельной работы

Задание 1. Напишите формулы и строение энантиомеров следующих моносахаридов: -D- глюкопиранозы, -D-галактопиранозы, -D-фруктофуранозы, N-ацетил- -D-галактозамина. По конфигурации какого хирального центра производится отнесение энантиомеров к D- или L- стереохимическому ряду?

Задание 2. Приведите формулы - и -аномеров глюкопиранозы и фруктофуранозы. Покажите цикло-оксо-таутомерию приведенных углеводов, наиболее устойчивые конформационные изомеры глюкопиранозы.

Задание 3. Напишите схемы реакции D-маннозы с метанолом, этиламином, гидроксидом меди. Задание 4. Написать уравнения реакции окисления и восстановления D- глюкозы.

Задание 5. Приведите структурную формулу D- глюкозы:

-укажите реакции, свойственные данному соединению как многоатомному спирту (реакция

сгидроксидом меди)

-приведите химизм реакций, доказывающих наличие карбонильной группы в структуре указанного вещества (реакция серебряного зеркала).

Задание 6. Опишите структуру и осуществите реакции D-маннозы с фенилгидразином, гидразином, гидроксидом меди (11), этанолом в кислой среде.

Задание 7. Приведите продукты реакции алкилирования иодистым метилом - D-глюкопиранозы. Задание 8. Написать схему образования лактозы ( -D-галактопиранозил-1,4- -D-глюкопираноза). Привести химизм качественных реакций, доказывающих принадлежность лактозы к восстанавливающим биозам (окисление).

Задание 9. Приведите схему образования восстанавливающей биозы из -D глюкопиранозы (мальтозы).

Задание 10. Напишите схемы реакций гидролиза биоз : сахарозы, лактозы. Дайте полное название этим биозам.

Тестовые вопросы

1. Фруктоза С6Н12О6 относится к:

106

107

А) полисахаридам; Б) моносахридам;

В) гетерополисахаридам; Г) гомополисахаридам

2. Среди приведенных структур укажите формулу 2-N-ацетил-D-галактозамина (входит в состав гетерополисахарида соединительной ткани – хондроитинсульфата):

А) Б) В) Г)

3.Принадлежность альдогексоз к D или L стереоизомерам определяется по конфигурации: А) второго углеродного атома; Б) третьего углеродного атома; В) четвертого углеродного атома; Г) пятого углеродного атома

4.Укажите энантиомер для 2-дезокси-D-рибозы:

А)

Б)

В)

Г)

5.Образование циклической формы глюкозы происходит при взаимодействии: А) карбонильной группы и гидроксила при 4-ом атоме углерода; Б) гидроксильных групп при атомах углерода с номерами 2 и 6; В) карбонильной группы и гидроксила при 3-ем атоме углерода;;

Г) карбонильной группы и гидроксила при 4-ом или 5-ом атоме углерода;

6.Принадлежность фруктофуранозы к α-или β-аномерам определяют по расположению гидроксила относительно:

А) первого углеродного атома; Б) второго углеродного атома; В) третьего углеродного атома; Г) четвертого углеродного атома

7.В организме в результате ферментативного окисления глюкозы образуется:

А) глюкуроновая кислота; Б) глюкаровая кислота; В) глюконовая кислота; Г) сахарная кислота

8.Продуктом восстановления D-глюкозы является спирт: А) сорбит;

107