органический синтез

30
Органический синтез Доцент А.В. Афанасьев Канд. хим. наук Зам. зав. кафедрой естест. наук ММИ РЕАВИЗ Курс «Методы оргсинтеза» специальность Фармация 2014

Upload: konstantin-german

Post on 15-Jun-2015

136 views

Category:

Education


0 download

DESCRIPTION

органические реакции

TRANSCRIPT

Page 1: органический синтез

Органический синтез Доцент А.В. Афанасьев

Канд. хим. наукЗам. зав. кафедрой естест. наук ММИ РЕАВИЗ

Курс «Методы оргсинтеза» специальность Фармация

2014

Page 2: органический синтез

Может ли все это быть тенью одного предмета?

Page 3: органический синтез
Page 4: органический синтез
Page 5: органический синтез

•  Альдегиды и кетоны легко и обратимо реагируют с эквимолярным количеством спирта с образованием полуацеталей.

Page 6: органический синтез

Основные реакции моносахаридов, продукты реакций и их свойства

• Реакции полуацетального гидроксила. 

• Моносахариды как в кристаллическом состоянии, так и в растворе в основном существуют в полуацетальных формах.

• Полуацетальный гидроксил отличается большей реакционной способностью и может замещаться другими группировками в реакциях со спиртами, карбоновыми кислотами, фенолами и т.д.

Page 7: органический синтез

 α-D-глюкоза

а – линейная формула глюкозы (альдогексоза); б - структурная формула по Хеуорсу; в - конформационная формула (форма кресла).

Page 8: органический синтез

• Продукт реакции называют гликозидом. Соответственно α- и β-изоме-рам моносахаридов существуют α- и β-глюкозиды. Например, при реакцииметилового спирта с глюкозой (допустим, в β-пиранозной форме) в присутствии неорганических кислот образуется продукт алкилирования метил-β-D-глюкопиранозид:

Page 9: органический синтез

• При действии на β-D-глюкопиранозу уксусной кислотой образуется продукт ацилирования ацетил-β-D-глюкопиранозид:

Page 10: органический синтез

• Ацилированию и метилированию способны подвергаться и остальные группы моносахаридов, но при намного более жестких условиях. Если вреакцию вступают спирты, фенолы или карбоновые кислоты, продукты реакции называют О-гликозидами. Следовательно, метил-β-D-глюкопира-нозид и ацетил-β-D-глюкопиранозид являются О-гликозидами (связь осуществляется через кислород). Природные О-гликозиды, большинство из которых образуется в результате жизнедеятельности растений, существуют преимущественно в β-форме. Важным классом гликозидов являются N-гликозиды, в которых глико-зидная связь осуществляется через азот, а не через кислород . N-гликозиды рассматривают как производные моносахаридов, у которых гликозидная часть молекулы связана через атом азота с радикалом органического соединения R, не являющегося углеводом. Как и О-гликозиды, N-гликозиды могут быть построены как пиранозиды или как фуранозиды и иметь α-и β-форму:

Page 11: органический синтез

• К N-гликозидам принадлежат исключительно важные в обмене веществ продукты расщепления нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов (нуклеоти-ды и нуклеозиды), АТФ, НАД, НАДФ, некоторые антибиотики и т.п.

Page 12: органический синтез

ОЛИГОСАХАРИДЫ• Олигосахариды – углеводы, молекулы которых содержат от 2

до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. В соответствии с этим различают дисахариды, трисахариды и т.д. Дисахариды – сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на две молекулы моносахаридов. Дисахариды наряду сполисахаридами являются одними из основных источников углеводов в пище человека и животных. По строению дисахариды – это гликозиды, в которых 2 молекулы моносахаридов соединены гликозидной связью. Среди дисахаридов наиболее широко известны мальтоза, лактоза и сахароза. Мальтоза, являющаяся α-глюкопиранозил-(1–>4)-α-глюкопира-нозой, образуется как промежуточный продукт при действии амилаз на крахмал (или гликоген), содержит 2 остатка α-D-глюкозы (название сахара, полуацетальный гидроксил которого участвует в образовании гликозидной связи, оканчивается на «ил»).

Page 13: органический синтез

• В молекуле мальтозы у второго остатка глюкозы имеется свободный полуацетальный гидроксил. Такие дисахариды обладают восстанавливающими свойствами

Page 14: органический синтез

• Одним из наиболее распространенных дисахаридов является сахароза – обычный пищевой сахар. Молекула сахарозы состоит из одного остатка D-глюкозы и одного остатка D-фруктозы. Следовательно, это α-глюко-пиранозил-(1–>2)-β-фруктофуранозид:

Page 15: органический синтез

• В отличие от большинства дисахаридов сахароза не имеет свободного полуацетального гидроксила и не обладает восстанавливающими свойствами. Гидролиз сахарозы приводит к образованию смеси, которую называют инвертированным сахаром. В этой смеси преобладает сильно левовращающая фруктоза, которая инвертирует (меняет на обратный) знак вращения правовращающего раствора исходной сахарозы. Благодаря наличию в молекуле свободного полуацетального гидрокси-ла (в остатке глюкозы) лактоза относится к числу редуцирующих ди-сахаридов.

Page 16: органический синтез

глюкозаАэробное окисление

Анаэробное окисление

гликоген

АТФВосстанавливающая мощь строительные блоки

de novo синтез

Page 17: органический синтез

Аэробное окисление глюкозы

глюкоза

пируват

лактат

этанол

Page 18: органический синтез

lactic acid fermentation

alcoholic fermentation

Анаэробное окисление глюкозы

no O2

more energy, but take longer time

Page 19: органический синтез

Реакция полимеризации

Реакцию образования полимера из мономера называют полимеризацией. В процессе полимеризации вещество может переходить из газообразного или жидкого состояния в состояние весьма густой жидкости или твердое. Реакция полимеризации не сопровождается отщеплением каких-либо низкомолекулярных побочных продуктов. При полимеризации полимер и мономер характеризуются одинаковым элементным составом.

Page 20: органический синтез

Получение полипропилена

n СН2 = СН → (- СН2 – СН-)n | | СН3 СН3

пропилен полипропилен

Выражение в скобках называют Структурным звеном, а число n в формуле полимера – степенью полимеризации.

Page 21: органический синтез

Получение крахмала или целлюлозы

nС6Н12О6 → (- С6Н10О5 -)n + Н2О глюкоза полисахарид

Page 22: органический синтез

Реакция поликонденсации

Помимо реакции полимеризации полимеры можно получить

поликонденсацией — реакцией, при которой происходит перегруппировка

атомов полимеров и выделение из сферы реакции воды или других

низкомолекулярных веществ.

Page 23: органический синтез

Сополиконденсация – соединение молекул двух и более исходных веществ

Гомополиконденсация – соединение молекул одного мономера

Page 24: органический синтез

24

Образование пептидов в результате реакций конденсации

Page 25: органический синтез

25

Аминокислота цистеин, имеющая в R-группе атом серы, способна с такой же молекулой образовывать прочную,

ковалентную дисульфидную связь (S―S- мостик):

Page 26: органический синтез
Page 27: органический синтез
Page 28: органический синтез
Page 29: органический синтез
Page 30: органический синтез