Биологически важные поли- и гетерофункциональные соединения

1. Биологически важные поли- и гетерофункциональные соединения

Биологически важные полии гетерофункциональные
соединения

2. Поли- и гетерофункциональные соединения обладают типичной реакционной способностью

Взаимное влияние функ. групп
приводит к появлению
специфических свойств

3. Полифункциональные соединения

Многоатомные спирты
Двухатомные фенолы
Двухосновные кислоты
Полиамины

4.

Этиленгликоль
OH
H2C
H2C OH
токсичен
O
H2C
H2C OH
O
O
OH
-HOH
O
K+
O
O
K+
O
O
O
краун-эфир
O
O
O

5.

Многоатомные спирты
OH
H 2C
CH OH
H 2C
OH
..
OH
H2C
CH OH
H2C
OH
SN
глицерол
O
O
δ+ P
HO
OH
-НОН
O
OH
OH
P
H2C
OH
CH OH
H2C
OH
α-глицерофосфат

6.

..
OH
H2C
CH OH
H2C
OH
O
O
δ+ C R
CoAS
-СoASH
O
C
R
H2C
CH OH
H2C
OH
моноацилглицерол
SN

7. Дегидратация глицерина при t

O
OH
H 2C
CH OH
H 2C
OH
H
-HOH
C
CH
H 2C
акролеин

8.

..
O
OH
H 2C
CH OH
H 2C
OH
SN
N+ OH
–
O
-НОН
O
NO2
H 2C
CH O NO2
H 2C
O NO2
Нитроглицерин
лекарственное
средство

9.

Инозиты
OH
HO
OH
HO
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
миоинозит

10.

Двухатомные фенолы
OH
OH
OH
OH
OH
гидрохинон
OH
резорцин
пирокатехин

11.

БВС, содержащие фенольный
гидроксил, могут играть роль
антиоксидантов
Витамин Е (токоферол)

12. Окисление гидрохинона

гидрохинон
хинон
OH
O
O
O
O
-e,- H+
OH
- H+
OH
феноксильный
радикал
-e
O-
феноксильный
анион-радикал
O

13.

Убихиноны участвуют в переносе
электронов в дыхательной цепи
OH
O
O
[O]
O
CH3
H3C
CH3
H3C
[H]
H3C
H3C
O
H
OH
CH3
10
O
H
O
CH3
10

14.

HO
HO
CH2
NH2
CH
COOH
тирозин
HO
CH2
CH2
-CO2
HO
дофамин
HO
OH
NH2 метили- HO
CH
рование
CH2
HO
HO
норадреналин
NH2
гидроксилирование
OH
CH
CH2
адреналин
Катехоламины –
дофамин,норадреналин, адреналин
CH3
NH

15. Двухосновные кислоты

HOOC
HOOC
HOOC
HOOC
H2
C
COOH
щавелевая к.
COOH
малоновая к.
H2
C
H2
C
C
H2
C
H2
COOH
H2
C
COOH
янтарная к.
глутаровая к.

16.

H2
C
HOOC
ФАД
C
H2
H
C
COOH
-ФАДН2
HOOC
COOH
C
H
фумаровая к.
π-диастереомеры
HC
HOOC
CH
COOH
малеиновая к.

17. Цикл лимонной кислоты (Кребса)

18. Гетерофункциональные соединения

аминоспирты
-ОН
-NH2
гидроксикислоты
-ОН
-COOH
оксокислоты
аминокислоты
-C═О
-COOH
-NH2
-COOH

19.

Аминоспирты
HO
CH2
CH2
NH2
этаноламин
HO
CH2
CH2
CH3
N
H3 C
CH3
холин

20.

Гидроксикислоты
O
O
CH3
CH
C
HO
OH
O
OH
Молочная
лактат
O
C
OH
C
CH2
O
CH2
C
OH
CH2
OH
OH
Яблочная
малат
OH
C
CH
C
O
C
OH
Лимонная
цитрат

21. Типичная реакционная способность

O
H3C
CH
C
OH
OH
Простые эфиры
Сложные эфиры
Окисление
Соли с Na
сложные эфиры
амиды
галоидангидриды
соли

22. Х - ЭА

O
H3C
δ+ 
δ+ 
CH C
OH
Х - ЭА
X
облегчаются
SN у sp3 гибр. С
SN
облегчаются

23. С― С― С― С― СOOH │ X

α
С― С― С― С― СOOH
│
X
β
С― С― С― С― СOOH
│
X
γ
С― С― С― С― СOOH
│
X

24. Распад α-гидроксикислот

R
R
C
Н+ t
COOH
OH
R
C
O
R
HCOOH

25. Распад молочной кислоты

H
H3C
C
Н+ t
COOH
OH
лактат
H3C
C
O
H
HCOOH

26. Специфические реакции α-гидрокси- и α-аминокислот

Специфические реакции αгидрокси- и α-аминокислот
O
H3 C
CH C
OH
O
OH
t
H3 C
CH C
OH
HO
C
CH
O
SN
O
O
CH3
C
CH CH3
O
лактид
2H2O

27.

O
H3C
CH C
NH2
O
OH
NH2
t
H3C
CH C
NH
HO
C
O
NH
C
CH CH3
2H2O
CH CH3
O
дикетопиперазин
SN

28. Специфические реакции β-гидрокси- и β-аминокислот

Специфические реакции βгидрокси- и β-аминокислот
O
H2C
OH
CH C
H
t
OH -НОН H2C
С-Н кислотный центр
O
CH
C
OH

29.

яблочная кислота малат
HOOC
H
C
H
C
H
OH
COOH
-НОН
С-Н кислотный центр
H
COOH
C
HOOC
реакция
обратима
C
H
фумаровая кислота

30.

H
C
HOOC
COOH
+HOH
C
H
H2
C
HOOC
*
COOH
CH
OH
яблочная кислота
малат

31. Специфические реакции γ и δ-гидрокси- и аминокислот

Специфические реакции γ и δгидрокси- и аминокислот
γH
H3C
C
C
H2
H2
C
O
C
OH
OH
O
C
H2C
OH
O
t
CH
CH3
C
O
OH
H2 C
H2 C
-HOH
SN
H2 C
CH
CH3
γ -лактон

32. Специфические реакции γ и δ-гидрокси- и аминокислот

Специфические реакции γ и δгидрокси- и аминокислот
O
O
C
H2C
OH
t
C
H2C
NH2
H2C
C
H2
CH2
δ
NH
H2 C
-HOH
CH2
C
H2
δ-лактам
SN

33.

Реакции внутримолекулярной
циклизации характерны для γ- и δгидрокси- и аминокислот,
дикарбоновых кислот,
гидроксикарбонильных соединений

34.

Лимонная кислота – участник цикла
Кребса
COOH
HOOC
H2C
C
CH2
COOH
OH
Цитрат натрия используется для
консервирования крови

35. -H2O

COOH
HOOC
H2C
C
COOH
CH2
COOH
-H2O
OH
E1
HOOC
H2C
C
CH
цис-аконитовая
кислота
COOH
+H2O
HOOC
AE
H2C
CH
CH
COOH
OH
изолимонная
кислота
(изоцитрат)
In vivo
COOH

36. Распад лимонной кислоты

In vitro
COOH
CH2
HOOC
H2C
C
COOH
OH
HCOOH
+
HOOC
H2C
C
CH2
COOH
O
CO + H2O
2 CO2
+
H3C
C
CH3
O
декарбоксилирование

37. оксокислоты

O
O
↑δ+
C
C
OH
O
-ICOOH
C
↑δ+
C
OH
O
AN
-ICO
SN
Типичная реакционная способность

38.

Представители оксокислот
H3C
C
пировиноградная кислота
ПВК
пируват
COOH
O
HOOC
H2C
C
O
COOH
щавелевоуксусная кислота
ЩУК
оксалоацетат

39.

Представители оксокислот
HOOC
H2C
H2C
C
COOH
O
α-кетоглутаровая кислота
α-кетоглу
H3C
C
CH2
COOH
O
ацетоуксусная кислота

40. Особые свойства оксокислот

неокислительноедекарбоксилирование
декарбоксилирование
окислительное
H3C
C
O
H3C
COOH
C
H
O
-СО2
КоАSH
НАД+
ПВК
H3C
C
SKoA
O
ацетилкоэнзим А

41.

Реакция трансаминирования
HOOC
H2C
ЩУК
C
COOH
+
HOOC
H2C
H2C
O
CH COOH
NH2
глутаминовая кислота
пиридоксаль
фосфат
HOOC
H2C
CH
COOH
HOOC
NH2
аспарагиновая
кислота
H2C
H2C
C
α-кетоглу
O
+
COOH

42. Восстановление оксокислот

NADH NAD+
O
H3C
C
C
H3C
OH
O
NADH
C
O
ЩУК
C
OH
OH
NAD
лактат
NADH
H2C
CH
+
пируват
HOOC
O
NAD+
COOH
HOOC
NADH
H2C CH
OH
+
NAD
малат
COOH

43. Таутомерия

динамическая изомерия, при которой
изомеры могут переходить друг в
друга, находясь в растворе в
состоянии подвижного равновесия
Прото-тропная таутомерия связана с
переносом протона

44. Кето-енольная таутомерия

H
C
H
кетоO
C C
H
O -H+
C
+H+
O
C C
H
OH
C C
H
+H+
-H+
енол-

45.

ЩУК
HOOC
H2C
C
O
кетонная
форма
COOH
HOOC
C
H
C COOH
OH
енольная форма
HO C
H
C
C
O ... HO
COOH

46. ПВК

H3C
C
COOH
H2C
O
C
COOH
OH
H2C
C
O
COOH
P OH
OH
O
фосфоенолпируват

47. Лактим-лактамная таутомерия

O
H2C
C
CH2
NH
CH2
γ-лактам
OH
H2C
C
CH2
N
CH2
γ-лактим

48.

Таутомерия расширяет
реакционную способность

49. Кетоновые тела

H3C CH CH2
COOH
НАД+
H3C C CH2 COOH
O
OH
- СО2
окисление
H3C
декарбоксилирование
C
O
CH3

50.

• Кетоновые тела образуются в
организме в незначительных
количествах в норме
• В значительных количествах – при
декомпенсации сахарного диабета и
длительном голодании

51. адреналин

Биологически важные гетерофункциональные
соединения бензольного и гетероциклического рядов
адреналин
HO
HO
H
H
C
C N
H2
OH
*
CH3
катехоламины
адреналин
норадреналин
дофамин

52. n-аминобензойная кислота

O
C
OH
NH
.. 2
O
C
O
NH3
• является метаболитом
• является основой для синтеза
местных анестетиков

53. С2Н5ОН

COOH
SN
С2Н5ОН
NH2
НОС2Н4N(C2H5)2
O
C
O
O
C2H5
C
C2H5
O
C2H4
N
C2H5
NH2
анестезин
NH2
новокаин

54. Современные местные анестетики содержат амидную связь

O
C2H5
C CH2
C2H5
NH
H3C
N
CH3
лидокаин
амидная связь

55. Представтель фенолокислот - салициловая кислота

Представтель фенолокислот салициловая кислота
O
C
OH
O
OH
C
O
...
OH
H+
Обладает
жаропонижающим
действием, но не
применяется с этой
целью

56. Ацетилсалициловая кислота

O
C
OH
..
H3C δ+ O
CH3
C
C
O
O
OH
O
СН3СООН
+
C
OH
O
O
C
CH3

57. Сульфаниламиды

O
O
O
S
OH
NH2
сульфаниловая
кислота
O
S
NH2
NH2
амид
сульфаниловой к.

58.

Сульфаниламиды
O
O
S
O
NHR
NH2
C
OH
NH2
ПАБК
Сульфаниламиды обладают
антибактериальным действием

59. Фолиевая кислота – это витамин, необходимый не только человеку, но и микроорганизмам

60. Механизм действия сульфаниламидов основан на конкуренции между СА и ПАБК

61. Представители оксокислот

O
H
C
C
OH
O
глиоксиловая
кислота
содержится в
незрелых
фруктах
+H2O
AN
H
OH
O
C
C
OH
OH
гидратная форма
глиоксиловой
кислоты

62. Бензойная кислота

COOH
Бензойная
кислота
обладает антисептическими
свойствами
обладает антисептическими
свойствами

63. Полифункциональные соединения

Двухатомные фенолы
OH
OH
OH
OH
OH
пирокатехин
резорцин
OH
гидрохинон

64.

HC
HOOC
CH
t
COOH -HOH
HC
O
CH
C
C
O
O
малеиновый
ангидрид

65. Гетерофункциональные соединения обладают типичной реакционной способностью

Взаимное влияние разных функ.
групп приводит к появлению
специфических свойств

66.

Лимонная кислота
COOH
HOOC
H2C
C
CH2
COOH
OH
цитратная кровь
COOH
C
цитрат
O
O
CH2
C
SKoA
CH2
AN
H
COOH
ЩУК
Ацетилкоэнзим А
COOH
HOOC
H2C
C
OH
CH2
COSKoA