2.3. Медико- биологическое значение изучения темы « Кислотно-основные

свойства биоорганических соединений»

Теория Бренстеда-Лоури позволяет рассматривать большинство биоорганических соединений с позиций кислотно-основных свойств. В первую очередь, это касается полимеров белков, аминокислот, азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, биоактивных карбоновых кислот и их гетерофункциональных производных гидрокси – и оксокислот. Все вышеуказанные соединения изменяют внутреннюю среду организма, поэтому кровь, лимфа, слюна, моча и другие внеклеточные и внутриклеточные жидкости обладают буферной емкостью как в отношении кислот, так и оснований. В норме рН крови может изменяться в пределах 7,4 ± 0, 05. Накопление в составе крови 2-гидроксипропановой кислоты( молочной кислоты, лактата) сопровождается снижением значения рН – развивается ацидоз( его называют в медицине как « лактацидоз»). При заболеваниях печени возможно нарушение синтеза мочевины из аммиака, в крови накапливается аммиак, рН крови смещается в щелочную сторону, возникает алкалоз( алкали – араб- щелочь). Для обозначения увеличения содержания аммиака в крови в клинике используют термин « аммониемия, или «гипераммониемия».

Для проверки усвоения темы рекомендуем выполнить задания:

1. С равните основность атомов азота в молекуле гистамина и запишите реакцию взаимодействия самого сильного основного центра с хлороводородной кислотой.

2. Составьте диаграммы распределения электронной плотности и сравните кислотность

двух природных соединений: 2-аминоэтанола-1( коламина ) и 2-аминоэтантиола-1 (меркамина).

Коламин входит в состав сложных липидов- фосфолипидов, в частности, кефалина. Меркамин использовался как лекарство -противолучевое средство-радиопротектор. Оба вещества образуются в клетках человека. Какое из этих соединений образует соль при взаимодействии с гидроксидом калия ?

НО - СН ₂– СН₂ - NН ₂ НS- СН₂ –СН₂- N Н₂

коламин меркамин

3. Составьте диаграммы распределения электронной плотности и сравните кислотность двух природных соединений: коламина и холина. Холин в нейронах превращается в ацетилхолин и является медиатором парасимпатической нервной системы и встречается в некоторых отделах симпатической нервной системы. Какое из этих двух соединений образует соль при взаимодействии с кислотой ? Объясните наличие положительного заряда на атоме азота в холине.

+

НО - СН ₂– СН₂ - NН ₂ НО - СН ₂– СН₂ – N( СН ₃) ₃

коламин холин

4. Сравните основные свойства метиламина и аммиака ; пиридина и анилина. Напишите реакции образования хлороводородных солей аммиака, метиламина. анилина и пиридина.

5. Сравните кислотные свойства этанола и фенола. Объясните причину отличия кислотных свойств.

6. 2, 4, 6- тринитрофенол ( пикриновая кислота) образует соли с аминами и аминокислотами. Используется в анализе аминокислот.. Значение рК_а равно 1, 02 . Можно ли сделать вывод, что нитрогруппы обладают сильным акцепторным

действием ?

7. Посмотрите в таблице значение рК_а бензойной кислоты.

Кислотные свойства 4- замещенных бензойной кислоты зависят от природы заместителя. Значение рК_а 4-гидроксибензойной кислоты равно 4, 58 , а 4-метилбензойной кислоты 4,34. Каким эффектом обладают эти две группы : донорным или акцепторным? Какая из двух групп оказывает большее влияние?

Информация

В таблице приведены значения величин рК_а и рК_в, которые помогут подтвердить основные положения о влиянии заместителей на кислотно-основные свойства. Эта таблица нужна также при изучении последующих тем.

КИСЛОТНО – ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА БИООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Таблица

Название	Структурная формула
	Органические кислоты	рКа
Муравьиная кислота	НСООН	3, 75
Уксусная кислота	С Н3 -СООН	4. 76
Щавелевая кислота	НООС-СООН	1,23
Малоновая кислота	НООС-СН2 -СООН	2, 8
Янтарная кислота	НООС-СН2-СН2-СООН	4, 17
Бензойная кислота	С6 Н5 -СООН	4, 19
Фумаровая кислота Малеиновая кислота	НООССН=СН СООН	3, 02 1, 92
Метанол	С Н3 -ОН	15,5
Этанол	С 2 Н5 -ОН	16, 0
Фенол	С6 Н5 -ОН	10, 0
	Органические основания	рК b
Аммиак	NH3	4.75
Метиламин	CН 3 -NH 2	3,36
Этиламин	С2 Н5 - NH2	3,33
Анилин	С6 Н5 - NH2	9,38
Пиридин	С5 Н5 N	8,96
Мочевина	NH2 -С( О ) - NH2	1 3,9

ЛЕКЦИЯ 3

ИЗОМЕРИЯ БИООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Содержание лекции

1. Виды изомерии

2. Структурная изомерия

3.2.1. Изомерия скелета

3.2.2. Изомерия положения

3.3. Динамическая изомерия

3.3.1. Кето-енольная таутомерия

3.3.2 Лактим-лактамная таутомерия

3.4. Пространственная изомерия

3.4.1. Геометрическая изомерия

3.4.2. Оптическая( зеркальная) изомерия

3.4.3. Пространственное строении шестичленных циклов

3.4.4. медико-биологическое значение стереоизомерии

3.5. Приложение. Немного истории

Исходный уровень знаний для усвоения темы

Положение теории Бутлерова о взаимосвязи порядка соединения атомов и свойств органического соединения, понятие « изомерия», « изомеры», виды изомерии, тетрагональный ( тетраэдрический ) и тригональный атомы углерода, пространственная ориентация орбиталей атома углерода в состоянии гибридизации С sp³ и С sp² , плоско-поляризованный луч света.

Ключевые слова к теме

ахиральный центр .диастереомер, енол , изомер изомерия , конфигурация , конформация, конформер , лактам , лактим, мезо-форма , поляриметр , проекция Фишера, равновесие прототропное , рацемат , стереоизомер(геометрический, оптический), стереоряд, центр хиральный, энантиомер