Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Дикарбоновые кислоты

Непредельные монокарбоновые кислоты

Пропеновая (акриловая) кислота СН 2=СН— СООН - первый представитель ряда

2,3-непредельных кислот – бесцветная жидкость с резким запахом, полимеризуется

при хранении. В организме человека в биохимических реакциях не встречается. Характерны все реакции карбоновых кислот и алкенов: Вступает в реакции присоединения воды, галогеноводородов и аммиака (присоединение происходит против правила Марковникова)

Используется в производстве полимеров – полиакрила, полиакрилонитрила, полиакриламида и их сополимеров с другими мономерами. Полимеры могут обладать свойствами каучуков или напоминают по внешнему виду стекло – органическое стекло, используются как основа при проведении электрофореза белков в полиакрилатном геле.

Метилпропеновая (метакриловая) кислота

СН 2=С- СООН используется широко в производстве пластмасс: органического

| стекла, в составе сополимеров для зубных протезов,

СН 3 пломбировочного материала в стоматологии. По химическим

свойствам напоминает акриловую.

 

Кротоновая (2-бутеновая) кислота - при комнатной температуре кристаллическое соединение, растворима в воде(7,6 г / 100 г при Т=200 , 65,5 г при 400).

СН3 - СН =СН - СООН

Существует в 2 формах: транс – изомер принято называть кротоновой, а цис-изомер – изокротоновой. Образует все функциональные производные карбоксильной группы; по двойной связи присоединяет водород, галогены, галогеноводороды (последние против правила Марковникова).

В клетках в условиях in vivo важное значение имеет реакция гидратации активной формы кротоновой кислоты, участвует фермент крононаза). Реакция идет в соответствии с распределением электронной плотности в молекуле(посмотрите устойчивость промежуточных σ-комплексов в лекции 4, раздел «Механизм реакции

АЕ»), образуется активная форма 3- гидроксибутановой кислоты.

СН3 - СН =СН – СОSКоА + Н2 О ——> СН3 - СН -СН 2– СОSКоА

|

ОН

По такой же схеме происходит гидратация активных форм любых 2,3 – непредельных кислот, которые образуются как в процессе синтеза., так и метаболизма высших карбоновых кислот в организме человека. животных, в клетках микроорганизмов.

R-СН 2 - СН =СН – СОSКоА + Н2 О ——> R- СН2 - СН (ОН) -СН 2– СОSКоА

Гомологический ряд насыщенных дикарбоновых кислот С n Н 2n-2 О 4

Дикарбоновые кислоты- твердые кристаллические соединения, растворимые в воде, обладают более сильными кислотными свойствами по сравнению с монокарбоновыми кислотами, содержащими одинаковое число атомов углерода.(табл.1). Сравните значения рК а пар кислот: уксусная- щавелевая, пропановая – малоновая, бутановая- янтарная)

Химические свойства карбоновых кислот в реакциях S N не отличаются от свойств монокарбоновых кислот: они образуют производные с участием одной или двух карбоксильных групп: сложные эфиры, амиды, соли.

Имеются свои особые свойства, связанные с влиянием карбоксильных групп на атомы углерода скелета.

 

Щавелевая кислота(этандиовая, оксалат) НООС-СООН- простейшая дикарбоновая насыщенная кислота, сильная кислота. В виде солей распространена в растениях. Соли носят название оксалаты. Нерастворимая кальциевая соль оксалат кальция содержится в оболочках клеток и внутри клеток лишайников, грибов, водорослей, папоротников. Кислая калиевая соль(кисличная соль) содержится в щавеле и кислице, в других видах растений встречаются оксалаты натрия и магния. У человека и животных в составе мочи и других биологических жидкостей находят небольшие количества щавелевой кислоты, особенно при приеме больших доз витамина С.

Избыток щавелевой кислоты в моче называется оксалурия и является признаком развития мочекаменной болезни, которая характеризуется отложением соли оксалата кальция в почках, суставах, протоках слюнных желез. Образование щавелевой кислоты в организме человека связано с нарушением обмена аминокислоты глицина (2- аминоуксусной кислоты).

Под действием серной кислоты или при быстром нагревании in vitro наблюдается разложение щавелевой кислоты

серная кислота

НООС-СООН ————> СО + СО2 + Н2 О

НООС-СООН ——нагревание —> НСООН + СО2

Токсичность щавелевой кислоты связана с ее сильными кислотными, восстановительными свойствами и возможным разложением с выделением СО, который необратимо связывается с ионом железа в составе гемоглобина.

Малоновая кислота(пропандиовая, малонат) НООС-СН2-СООН содержится в свекольном соке, в организме человека образуется в цитоплазме в связанном с белками –ферментами виде как нормальный продукт в процессе биосинтеза высших карбоновых кислот (см. реакцию образования малонилКоА, приведенную выше).

Однако обнаружен еще один патологически й путь образования малоновой кислоты при усиленном окислении липидов мембран клеток, который получил название «перекисное окисление липидов», или сокращенно «ПОЛ». Этот очень важный для понимания жизнедеятельности процесс изучается подробно в курсе биохимии. Малоновая кислота токсична для организма человека и животных. Она имеет структурное сходство с янтарной кислотой(см. последующий раздел), поэтому малоновая кислота блокирует тот участок реакций цикла Кребса., на котором происходит превращение янтарной кислоты в фумаровую. Нарушение цикла Кребса сопровождается снижением или

прекращением выработки АТФ.

В биохимии малоновую кислоту называют «конкурентным ингибитором» реакции окисления янтарной кислоты в цикле Кребса.

В условиях in vitro малоновая кислота легко декарбоксилируется при нагревании, что связано с взаимным влиянием близко расположенных карбоксильных групп.

нагревание

НООС-СН2-СОООН ———> СН 3- СООН + СО 2

уксусная кислота

 

 

Янтарная кислота (бутандиовая, сукцинат) НООС-СН2 -СН2 –СООН, хорошо растворима в воде, биоактивное вещество

Выделена из янтаря. Обнаружена в клетках растений, в тканях всех животных, содержится в митохондриях. Один из компонентов реакций цикла Кребса. Превращение in vivo янтарной кислоты в фумаровую является примером обратимой реакции дегидрирования (окисления) с участием активированных атомов водорода СН2- кислотного центра и стереоспецифичной реакции. поскольку образуется только один изомер, имеющий транс-строение.

фермент

НООС-СН2- СН2 - СОООН + ФАД <———> ФАДН2 + НООС-СН = С Н -СООН

транс-бутендиовая фумаровая

Сложная молекула флавинадениндинуклеотида(ФАД)является окислителем (аналогично молекуле НАД +), содержит в своем составе рибофлавин - витамин В2.

Эту реакцию тормозит(ингибирует) малоновая кислота, в составе которой также две карбоксильные группы, но только один -СН2- кислотный центр.

Скелет янтарной кислоты имеют другие биоактивные соединения: яблочная, щавелевоуксусная кислоты, аминокислота аспарагиновая.

Все перечисленные кислоты превращаются друг в друга, обеспечивая энергетический и пластический обмен в клетке:

янтарная ↔ фумаровая ↔ яблочная ↔ щавелевоуксусная ↔ аспарагиновая.

| ……последовательность реакций цикла Кребса…………|

В клетках животных и человека янтарная кислота вместе с аминоуксусной кислотой (глицином) необходимы для синтеза сложной гетероциклической системы- гема., который состоит из 4 циклов пиррола.

Соль янтарной кислоты –сукцинат натрия- применяется как препарат, обладающий общим стимулирующим действием и выпускается в нескольких лекарственных формах: «Сукцинат Кардиа» - для профилактики нарушения сердечной деятельности, «Сукцинат Геронто» - для пожилого возраста, «Сукцинат Бэби» - для детей.

Глутаровая кислота (пентандиовая) НООС-СН 2-СН 2-СН 2- СООН, растворима в воде. Содержится в свекольном соке. Скелет глутаровой кислоты имеют биологически активные соединения, участвующие в различных видах обмена: в цикле Кребса – α –кетоглутаровая, лимонная, аминокислота глутаминовая, в синтезе холестерина – 3-гидрокси - 3- метилглутаровая.

В растениях обнаружена трикарбоновая кислота- трикарбаллиловая-3-карбоксипентандиовая, в виде кальциевой соли найдена в свекольном соке.

НООС- СН2 –СН- СН2 –СООН

|

СООН

Ее производными являются гидроксикислоты: лимонная и изолимонная.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Гидроксикислоты
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1181; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.023 сек.