Гетерофункциональные соединения
DESCRIPTION
Гетерофункциональные соединения. Цель лекции. Получить четкое представление о химическом строении и свойствах гетерофункциональных соединений, взаимосвязи химического строения и биологической активности. План лекции. Классификация Номенклатура Физические свойства Способы получения - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Гетерофункциональные соединения
Цель лекции
Получить четкое представление о химическом строении и свойствах гетерофункциональных соединений, взаимосвязи химического строения и биологической активности.
План лекции
1. Классификация
2. Номенклатура
3. Физические свойства
4. Способы получения
5. Химические свойства
6. Медико-биологические свойства
Гидроксикислоты-COOH
-OH
Галогенокислоты-СООН
-Hal
Оксокислоты-COOH
C=O
Классификация гетерофункциональных
карбоновых кислот
Аминокислоты-COOH
-NH2
R-CH-COOHX
α-кислоты β-кислоты
γ-кислоты и т.д
α β
γ
α
αβ
R-CH-CH2-COOHX
R-CH-CH2-CH2-COOHX
Х(-Hal; -OH; C=O)
Классификация гетерофункциональных
карбоновых кислот
Номенклатура галогенокислот
CH2-CO
OHCl
CH2-CO
OHI
CH2-CO
OHBr2-хлорэтановая к-та2(α)-хлоруксусная к-та
2-бромэтановая к-та2(α)-бромуксусная к-та
2-иодэтановая к-та2(α)-иодуксусная к-та
Номенклатура галогенокислот
C-CO
OHCl
ClCl
CO
OHBr
трихлорэтановая к-татрихлоруксусная к-та
4(о)-бромбензойная к-та
3-иодпропановая к-та3(β)-иодпропионовая к-та
CH2-CH2-CO
OHI
Номенклатура гидроксикислот
HOOC-CH2-CH-COOH
OH
HOOC-CH-CH-COOH
OHOH
HOOC-CH2-C-CH2-COOH
OH
COOH
2-гидроксибутандиовая к-та
4 3 2 1
2,3-дигидроксибутандиовая к-та
CH2-C-CH2
COOH
OH
HOOC- -COOH
4 3 2 11 2 3 4
1 2 3
яблочная к-та винная к-та
лимонная к-тапропан2-гидрокси -1,2,3-трикарбоновая к-та
Номенклатура ароматических гидроксикислот (фенолокислот)
COOH
OH
COOH
HOOH
HO
2-гидроксибензойная к-тасалициловая к-та
3,4,5-тригидроксибензойная к-тагалловая к-та
n-кумаровая к-та
HO CH CH COOH
Номенклатура оксокислот
C-COOH
O
H
2-оксоэтановая к-таглиоксиловая; глиоксалевая к-та
CH3-C-COOH
O2-оксопропановая к-тапировиноградная к-та
Номенклатура оксокислот
3-оксобутановая к-та ацетоуксусная к-та
HOOC-C-CH2-COOH
O2-оксобутандиовая к-тащавелевоуксусная к-та
CH3-C-CH2-COOH
O
Способы получения
Реакция Гелль-Фольгарда-Зелинского
СН3–СН2–СООН + Cl2
Р
СН3–СН–СООН + НCl
Cl
пропионовая к-та
α-хлорпропионовая к-та
Способы получения галогенокислот
Способы получения галогенокислот
Реакция галогенирования
СН2=СН–СООН + Br2
H2O
СН2–СН–СООН
BrBr
пропеновая к-та
2,3-дибромпропановая к-та
+ НBr СН2–СН2–СООН
Brпропеновая кислота 3-бромпропановая к-та
Реакция гидрогалогенирования (против правила Марковникова)СН2=СН–С
О
ОН
Способы получения галогенокислот
2-гидроксипропановая к-та 2-хлорпропановая к-та
Реакция галогенирования гидроксикислот
Способы получения галогенокислот
CH3-CH-CO
OHOH+ PCl5
Cl
CH3-CH-CO
OH
+ РOCl3 + HCl
OH
OCCH2X ..
(где Х = -F; -Cl; -Br; -I)
2 NaOH
- NaCl; -H2O
HO-CH2- ONa
OC
HO-CH2- OH
OC
HCl
гликолевая к-та
3 NH3
- NH4Сl
H2N-CH2- ONH4
OC
HCl
H2N-CH2- OH
OC
глицин
δ+δ′+
Способ получения гидрокси- и аминокислот
Щелочной гидролиз α-,γ-галогенокислот
Способы получения гидроксикислот
CH2-CH2
OHHO
CH2-C OHHO
O
Неполное окисление гликолей
CH2-C HHO
O[O] [O]
этиленгликоль гликолевый альдегид
гликолевая к-та
Способы получения гидроксикислот
OH-CH-C
OH
O
OH-CH-C NC
O
H
Цианогидринный способ
HCl(конц), 100°С
α-гидроксифенил-ацетолитрил
миндальная к-та
HCN+ ОН-
бензальдегид
Способы получения фенолокислот
ONaC
OOH
ONa
Карбоксилирование фенолятов (р-ция Кольбе-Шмитта)
COOH
OH
+ СО2125°C, 5 атм
H+
феноксид натрия салицилат натрия
салициловая к-та
Способы получения оксокислот
R-C-COH
O
O
Гидролиз дигалогенпроизводных
+2 H2O 140°CR-C-C
OH
O
Hal
Hal
- HCl
Способы получения оксокислот
CH3-CH-COH
O
OH
R-C-COH
O
O
R-CH-COH
O
OH
Окисление гидроксикослот
[O]
[O]
молочная к-та пировиноградная к-та
OH
O
O
CH3-C-C
Химические свойства обусловленные наличием
карбоксильной группы
-COH
O
+ H+
O-
O
CH3-CH2-CH2-CCH3-CH2-CH2-COH
O
+ H+CH3-CH2-CH-COH
O
ClO-
O
CH3-CH2-CH-C
Cl
+ H+CH3-CH-CH2-COH
O
ClO-
O
CH3-CH-CH2-C
Cl
pKa=4,80
pKa=2,84
pKa=4,06
Кислотные свойства
CH3-CO
OH
Cl
Cl
CH2-CO
OH
CH-CO
OH
C-CO
OH
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
C-CO
O
Cl
CH-CO
O
CH2-CO
O
CH3-CO
O4,76
2,86
1,29
0,65
OH
OC
OHO
OC
OH
O
O
C
O
-H2O H3O
++
-
H
pKa=2,98
OH
O
C
pKa=4,19 внутримолекулярнаяводородная связь
..
-IOH +MOH>
Э.Д.
Кислотные свойства
(где Х = -Hal; -OH)
R-CH-COH
O
X
OH
O
O
R-C-C
R-CH-CONa
O
X
ONa
O
O
R-C-C
NaOH / NaHCO3
NaOH / NaHCO3
Получение сложных эфиров
(где Х = -Hal; -OH)
R-CH-COH
O
X
OH
O
O
R-C-C
C2H5OH
C2H5OH
R-CH-COC2H5
O
X
OC2H5
O
O
R-C-C
CH3-C-C
O
O
OHCH3-C-C
O
O
ClSOCl2-SO2-HCl
Получение хлорангидридов
CH3-CH-C
OH
O
OHCH3-CH-C
OH
O
NH2
NH3; t
Получение амидов
Химические свойства обусловленные наличием
гидроксильной группой
-OH
CH3-CH-COOH
OH
(CH3СO)2O
+ CH3COOH
CH3-CH-COOH
O-C-CH3
OO-ацетильное производное
C2H5I
o-метильное производное
CH3-CH-COOH
OC2H5HI
ацелирование
алкелирование
CH3-CH-COOH
OHмолочная к-та
[O]
пировиноградная кислота
CH3-C-COOH
O
Химические свойства обусловленные наличием
карбонильной группой
OC
CH3-C-COOH
O
NH2OH
оксим
+ H2O
CH3-C-COOH
N-OH
CH3-C-CH2-COH
O
N-NH2
NH2NH2
гидразон + H2O
CH3-C-CH2-COH
O
O
HCNCH3-C-CH2-C
OH
O
HO CN
оксинитрил
[H]
молочная кислота
+ H2O
CH3-CH-COOH
OH
Специфическиесвойства
Специфические свойства α-оксикислот
CH3-CH-
O
COOH
H
конц. H2SO4 H-COOHмуравьиная кислота
+
CH3-CO
Hуксусный альдегид
to
Специфические свойства α-оксикислот
CH3-CH-C
OH
O
OH
C-CH-CH3
O
HO OH+
toC
O
C C
O
C
O
O
H
H
H3C
CH3
лактид
+ 2 H2O
Специфические свойства β-оксикислот
CH C COOH
OH H
Hto
CH3-CH=CH-COOHкротоновая кислота
+ H2Oβ-оксимаслянаякислота
δ+CH3-
Специфические свойства γ-оксикислот
CH2 CH2 CH2 C
O
OHOH
γ-оксимаслянаякислота
to C
O
OHH2C
H2C CH2
OH
CC
O
CC
H2
H2
H2
O
γ-бутиролактон
Гидролиз лактонов
CC
O
CC
H2
H2
H2
O
γ-бутиролактон
H2O, HCl
toCH2-CH2-CH2-COOH
OHγ-оксимасляная кислота
H2O,NaOH
to CH2-CH2-CH2-COONa
OHγ-оксибутиратнатрия
Специфические свойства β-кетокислот
Реакция декарбоксилирования
CH3-C-CH2-COOH
Oацетоуксусная кислота
to / ферментыCH3-C-CH3
Oацетон
+ CO2
Таутомерия ацетоуксусного эфира
CH3-C C COC2H5
O
H
H
O
δ+
CH-кислотныйцентр
..
основныйцентр
кето-форма
CH3-C CH COC2H5
O
OH
OH-кислотныйцентр
π-основный центр
енольная форма
CH3-C-CH2-COC2H5
O
O
Свойства кето-таутомера
HCNCH3-C-CH2-C
OC2H5
O
HO CNоксинитрил
CH3-C-CH2-COC2H5
O
N-OH
NH2OH
оксим
Свойства енольного таутомера
CH3-C=CH-COC2H5
O
OH
FeCl3
Br2
фиолетовое окрашивание
H2OCH3-C-CH-C
OC2H5
O
HO Br
Br
Кето-енольная таутомерия диэтилового эфира
щавелевоуксусной кислоты
C-C-CH2-CO
H5C2OO
OC2H5
O
кето-таутомер C-C=CH-CO
H5C2OOH
OC2H5
O
енольный таутомер
Кислотное и кетонное расщепление
СH3 C=
O
CH C
=O
OC2H5
R
кетонное расщ
епление
NaOH, Н2О
t
-CO2СH3 C=
O
CH C
=OO
Rαβ
H
кетон
_
Na +OH -
спирт.р-р
СH3 C= CH C
=O
OC2H5
R
O
OH-
_
СH3 C=
CH C
=O
OC2H5
R
O
OН+
уксусная к-та
этиловый эфир карбоновой к-ты
кислотн
ое расщепление
Отдельные представители
HOOC-CH-CH-COOH
OH OHвинная кислота
KOH
HOOC-CH-CH-COOK
OH OHгидротартрат калия
KOH
KOOC-CH-CH-COOK
OH OHтартрат калия
Качественные реакции на винную кислоту
COOK
COOK
CH-O
CH-OH
COOK
COOK
HO-CH
O-CHCu
HO
OHH
H
COOK
COOK
CH-O
CH-O
H
COOK
COOK
O-CH
O-CHH
Cu:
:
+
+
Качественные реакции на винную кислоту
Производные салициловой кислоты
COOH
OHCH3OH
COOCH3
OH
+H+
салициловая к-таметанол
метилсалицилат
Производные салициловой кислоты
COOH
OH
COCl
OHсалициловая к-та
фенилсалицилатСАЛОЛ
POCl2
C6H5ONaC
OH
O
OC6H5
Производные салициловой кислоты
COOH
OH+
салициловая к-та
ацетангидрид
ацетилсалициловая к-таАСПИРИН
(CH3CO)2O
COOH
OC
O
-CH3
«Кетоновые тела»
CH3-CH-CH2-COOH
OHβ-оксимасляная кислота
CH3-C-CH2-COOH
Oацетоуксусная кислотаCH3-C-CH3
Oацетон
[O]
+ CO2
-CH2-С-CH2-
COOH
OH
COOOOC HH
лимонная кислотаконц. H2SO4 , to
-CH2-С-CH2-OOCH COOH
Oацетондикарбоновая кислота
+ H-COOH
to
CH3-С-CH3
Oацетон
+ 2 CO2