Bioorganska hemija. Istorija razvoja bioorganske hemije Uloga bioorganske hemije u teorijskoj obuci lekara

Predmet bioorganske hemije.
Struktura i izomerija organskog
veze.
Hemijska veza i interakcija
atoma u organskim jedinjenjima.
Vrste hemijskih reakcija.
Poli- i heterofunkcionalne
veze.
Osnovni udžbenik – Tjukavkina N.A., Baukov Yu.I.
Bioorganska hemija.
Tekst predavanja i priručnik „Bioorganska hemija u
pitanja i odgovore" pogledajte na web stranici TSU http://tgumed.ru
kartica „Pomoć studentima“, odjeljak „Predavanja na
discipline nastavnog plana i programa." I, naravno, VK

Bioorganska hemija proučava strukturu i svojstva supstanci uključenih u životne procese u vezi sa poznavanjem njihovih bioloških

Bioorganska hemija proučava strukturu i svojstva supstanci
učestvovanje u životnim procesima, u vezi sa
poznavanje njihovih bioloških funkcija.
Glavni objekti proučavanja su biološki
polimeri (biopolimeri) i bioregulatori.
Biopolimeri
–
visoke molekularne težine
prirodno
jedinjenja koja su strukturna osnova svih živih bića
organizama i igra određenu ulogu u procesima
životna aktivnost. Biopolimeri uključuju peptide i
proteini, polisaharidi (ugljikohidrati), nukleinske kiseline. IN
Ova grupa uključuje i lipide, koji sami po sebi nisu
su jedinjenja velike molekularne težine, ali u
tijelo se obično povezuje s drugim biopolimerima.
Bioregulatori su jedinjenja koja hemijski
regulišu metabolizam. To uključuje vitamine,
hormoni, mnogi sintetički biološki aktivni
spojeva, uključujući lijekove.

Skup kemijskih reakcija koje se odvijaju u tijelu naziva se metabolizam ili metabolizam. Supstance koje se proizvode u ćelijama

Skup hemijskih reakcija koje se odvijaju u tijelu
koji se naziva metabolizam ili metabolizam. Supstance
nastaje u ćelijama, tkivima i organima biljaka i životinja
tokom metabolizma nazivaju se metaboliti.
Metabolizam uključuje dva pravca - katabolizam i
anabolizam.
Katabolizam se odnosi na reakcije razgradnje tvari koje ulaze
u organizam sa hranom. U pravilu su praćeni oksidacijom organskih spojeva i nastavljaju s oslobađanjem
energije.
Anabolizam je sinteza složenih molekula iz
jednostavnije, što rezultira formiranjem i obnavljanjem strukturnih elemenata živog organizma.
Metabolički procesi se odvijaju uz učešće enzima,
one. specifični proteini koji se nalaze u ćelijama
organizam i igraju ulogu katalizatora biohemijskih
procesi (biokatalizatori).

Metabolizam

katabolizam
anabolizam
Razgradnja biopolimera
sa isticanjem
energije
Sinteza biopolimera
sa apsorpcijom
energije
Glicerin i
masna kiselina

Osnovni principi teorije strukture organskih jedinjenja A.M. Butlerov

1. Atomi u molekulu nalaze se u određenom
sekvence prema njihovoj valentnosti.
Valencija atoma ugljika u organskom
veze je jednako četiri.
2. Svojstva supstanci ne zavise samo od čega
atoma i u kojim količinama su uključeni u sastav
molekula, ali i po redosljedu kojim se oni
međusobno povezani.
3. Atomi ili grupe atoma koji čine
molekuli međusobno utiču jedni na druge, uzrokujući
zavisi od hemijske aktivnosti i reakcije
sposobnost molekula.
4. Proučavanje svojstava supstanci omogućava nam da ih odredimo
hemijska struktura.

H o m o l o g h i c y r a y d

Homologno
red
Brojni strukturno slični spojevi koji imaju
slična hemijska svojstva, u kojoj pojedinac
članovi serije razlikuju se jedni od drugih samo po količini
grupe -CH2- naziva se homološki niz, a grupa
CH2 – homološka razlika.
Članovi bilo koje homologne serije imaju preovlađujuće
većina reakcija se odvija na isti način (izuzetak
čine samo prvi članovi serije). Dakle, znajući
hemijske reakcije samo jednog člana serije, moguće je sa
sa velikim stepenom verovatnoće da se tvrdi da je isto
vrsta transformacija se također dešava sa preostalim članovima
homologne serije.
Za bilo koji homologni niz može se izvesti
opća formula koja odražava odnos između atoma
ugljenik i vodonik u članovima ove serije; ovo je formula
naziva se opšta formula homološkog niza.

Klasifikacija organskih jedinjenja prema strukturi ugljeničnog skeleta

Klasifikacija organskih jedinjenja prema prisustvu funkcionalnih grupa

Funkcionalna grupa
Klasa
Primjer
atomi halogena (F, Cl, Br, I) derivati ​​halogena CH3CH2Cl (hloretan)
hidroksil (-OH)
alkoholi (fenoli)
CH3CH2OH (etanol)
tiol ili merkapto- (– tioli (merkaptani) CH3CH2SH (etanetiol)
SN)
eterično (–O–)
eteri
CH3CH2–O–CH2CH3
(dietil
eter)
ester
karboksil –C UN
estri
CH3CH2COOCH3 (metil acetat)
karboksilne kiseline CH3COOH (octena kiselina)
amid –S ONN2
amidi
karbonil (–C=O)
sulfo- (–SO3H)
amino- (–NH2)
aldehidi i
ketoni
sulfonske kiseline
amini
nitro- (–NO2)
nitro jedinjenja
kiseline
CH3CONH2 (acetamid)
CH3CHO (etanal)
CH3COCH3 (propanon)
SN3SO3N (metansulfonska kiselina)
CH3CH2NH2
(etilamin,
primarni amin)
CH3NHCH3
(dimetilamin,
sekundarni amin)
CH3CH2NO2 (nitroetan)

Nomenklatura organskih jedinjenja

Izomerizam organskih jedinjenja

Ako dvije ili više pojedinačnih supstanci imaju
isti kvantitativni sastav (molekularna formula),
ali se međusobno razlikuju po sekvenci vezivanja
atoma i (ili) njihove lokacije u prostoru, zatim općenito
U ovom slučaju se nazivaju izomeri.
Pošto je struktura ovih jedinjenja drugačija, onda
hemijska ili fizička svojstva izomera
su različiti.
Vrste izomerizma: strukturni (strukturni izomeri) i
stereoizomerija (prostorna).
Strukturna izomerija može biti tri tipa:
- izomerija ugljeničnog skeleta (lančani izomeri),
- položajni izomeri (višestruke veze ili funkcionalni
grupe),
- izomeri funkcionalne grupe (međuklase).
Stereoizomerizam je podijeljen
konfiguraciju
on
konformacijski
I

Ovo je geometrijska izomerija

Ravansko polarizovano svetlo

Znakovi optičke aktivnosti:
- prisustvo asimetričnog atoma ugljenika;
- odsustvo elemenata molekularne simetrije

Enantiomeri adrenalina
proteina
Anionski
Stan
centar
površine
nije zauzeto
Stan
Anionski
površine
centar
zauzeto
(+) - adrenalin
(-)- adrenalin
nepotpuno
dopisivanje
nisko
aktivnost
kompletan
dopisivanje
visoko
aktivnost

Biološka aktivnost enantiomera

asparagin
DARVON
analgetik
NOVRAD
antitusik
ogledalo
L-asparagin
D-asparagin
(od šparoga)
(od graška)
gorkog ukusa
slatkog ukusa
enantiomeri
Žrtve talidomida

Kiselost i bazičnost organskih jedinjenja

Bronstedove kiseline (protinske kiseline) -
neutralnih molekula ili jona koji mogu
donirati proton (donori protona).
Tipične Brønstedove kiseline su karboksilne kiseline
kiseline. Imaju slabija kisela svojstva
hidroksilne grupe fenola i alkohola, kao i tio-,
amino i imino grupe.
Bronstedove baze su neutralne molekule ili
joni sposobni da prihvate proton (akceptori
protoni).
Tipične Bronstedove baze su amini.
Amfoliti - spojevi, u molekulima
koji sadrže i kisele i
glavne grupe.

Vrste kiselina i baza prema Brønstedu

Glavni centri u molekuli novokaina

Upotreba osnovnih svojstava za dobijanje u vodi rastvorljivih oblika lekova

Basic
svojstva
medicinski
droge
koriste se za dobijanje njihovih oblika rastvorljivih u vodi.
U interakciji sa kiselinama, spojevi sa
jonske veze - soli koje su vrlo topljive u vodi.
Da, novokain za injekcije
koristi se u obliku hidrohlorida.
najjači glavni centar,
kojoj se pridružio proton

Kiselo-bazna svojstva supstanci i njihov ulazak u organizam

lipid
membrana
PH želuca 1
UNS
lipid
membrana
krvna plazma
pH 7,4
UNS
OSOSN3
PH želuca 1
+
OSOSN3
NH3
SOOOOSCH3
SOO-
NH2
NH2
OSOSN3
PH crijeva 7-8
krvna plazma
pH 7,4
PH crijeva 7-8
Kiseli lijekovi se bolje apsorbiraju iz želuca (pH 1-3),
a dolazi samo do apsorpcije lijekova ili ksenobiotičkih baza
nakon što pređu iz želuca u crijeva (pH 7-8). Tokom
U jednom satu, skoro 60% acetilsalicilne kiseline apsorbira se iz želuca pacova.
kiseline i samo 6% anilina od primijenjene doze. U crijevima pacova
56% primijenjene doze anilina se već apsorbira. Tako slab temelj
poput kofeina (rKVH + 0,8), apsorbira se u isto vrijeme u mnogo većoj količini
stepen (36%), jer čak iu visoko kiseloj sredini želuca kofein
je pretežno u nejonizovanom stanju.

Vrste reakcija u organskoj hemiji

Organske reakcije su klasifikovane prema
slijedeći znakovi:
1. Prema elektronskoj prirodi reagensa.
2. Promjenom broja čestica tokom reakcije.
3. Na osnovu specifičnih karakteristika.
4. Prema elementarnim mehanizmima
faze reakcija.

U zavisnosti od elektronske prirode reagensa razlikuju se reakcije: nukleofilne, elektrofilne i slobodni radikali.

Slobodni radikali su električno neutralne čestice
koji imaju nespareni elektron, na primjer: Cl, NO2.
Reakcije slobodnih radikala su karakteristične za alkane.
Elektrofilni reagensi su kationi ili molekuli
koji sami ili u prisustvu katalizatora
imaju povećan afinitet za elektronski par ili
negativno nabijenih centara molekula. To uključuje
kationi H+, Cl+, +NO2, +SO3H, R+ i molekuli sa slobodnim
orbitale AlCl3, ZnCl2, itd.
Elektrofilne reakcije su karakteristične za alkene, alkine,
aromatična jedinjenja (adicija kod dvostruke veze,
protonska supstitucija).
Nukleofilni reagensi su anioni ili molekuli koji
imaju centre sa povećanom gustinom elektrona. Njima
uključuju anione i molekule kao npr
HO-, RO-, Cl-, Br-, RCOO-, CN-, R-, NH3, C2H5OH, itd.

Promjenom
broj čestica tokom
razlikuju se reakcije
supstitucijske reakcije,
pristupanja,
odvajanje
(eliminacija),
raspadanje

Klasifikacija reakcija prema pojedinim karakteristikama

Reaktivnost se uvijek uzima u obzir
samo u odnosu na reakcionarnog partnera.
Tokom hemijske transformacije, obično jeste
nije pogođen cijeli molekul, već samo dio -
reakcioni centar.
Organsko jedinjenje može sadržavati
nekoliko nejednakih reakcionih centara.
Reakcije mogu dovesti do izomernih proizvoda.
Selektivnost reakcije – kvalitativna
karakteristično značenje preovlađuje
reakcija se odvija u jednom pravcu od
nekoliko mogućih.
Postoji regioselektivnost,
hemoselektivnost, stereoselektivnost reakcije.

Selektivnost reakcija u organskoj hemiji

Regioselektivnost - preferencijalna reakcija prema
jedan od nekoliko reakcionih centara molekula.
CH3-CH2-CH3 + Br2
SN3-SNVr-SN3 + NVr
Drugi izomer, 1-bromopropan, praktično se ne formira.
Hemoselektivnost - preferencijalna reakcija prema
jedna od srodnih funkcionalnih grupa.
Stereoselektivnost - preferencijalna formacija u reakciji
jedan od nekoliko mogućih stereoizomera.

Multifunkcionalni spojevi sadrže
nekoliko identičnih funkcionalnih grupa.
Heterofunkcionalna jedinjenja sadrže
nekoliko različitih funkcionalnih grupa.
Heteropolifunkcionalni
jedinjenja sadrže oboje
različiti i isti
funkcionalne grupe.

Svojstva poli- i heterofunkcionalnih spojeva

Svaka grupa je poli- i heterofunkcionalna
spojevi mogu podvrgnuti istim reakcijama kao
odgovarajuća grupa u monofunkcionalnoj
veze

Specifična svojstva poli- i
heterofunkcionalna jedinjenja
Reakcije ciklizacije
Formiranje helatnih kompleksa

Polifunkcionalni spojevi kao antidoti
Toksičan efekat teških metala je
vezivanje tiolnih grupa proteina. Kao rezultat toga, oni su inhibirani
vitalnih enzima organizma.
Princip djelovanja antidota je stvaranje jakog
kompleksi sa jonima teških metala.

Plan 1. Predmet i značaj bioorganske hemije 2. Klasifikacija i nomenklatura organskih jedinjenja 3. Metode prikazivanja organskih molekula 4. Hemijsko vezivanje u bioorganskim molekulima 5. Elektronski efekti. Uzajamni uticaj atoma u molekuli 6. Klasifikacija hemijskih reakcija i reagensa 7. Pojam mehanizama hemijskih reakcija 2

Predmet bioorganska hemija 3 Bioorganska hemija je nezavisna grana hemijske nauke koja proučava strukturu, svojstva i biološke funkcije hemijskih jedinjenja organskog porekla koja učestvuju u metabolizmu živih organizama.

Predmet proučavanja bioorganske hemije su niskomolekularne biomolekule i biopolimeri (proteini, nukleinske kiseline i polisaharidi), bioregulatori (enzimi, hormoni, vitamini i dr.), prirodni i sintetički fiziološki aktivni spojevi, uključujući lijekove i tvari sa toksičnim djelovanjem. Biomolekule su bioorganska jedinjenja koja su deo živih organizama i specijalizovana za formiranje ćelijskih struktura i učešće u biohemijskim reakcijama, čine osnovu metabolizma (metabolizma) i fizioloških funkcija živih ćelija i višećelijskih organizama uopšte. 4 Klasifikacija bioorganskih jedinjenja

Metabolizam je skup hemijskih reakcija koje se dešavaju u telu (in vivo). Metabolizam se naziva i metabolizam. Metabolizam se može odvijati u dva smjera - anabolizam i katabolizam. Anabolizam je sinteza u tijelu složenih tvari iz relativno jednostavnih. Nastaje trošenjem energije (endotermni proces). Katabolizam je, naprotiv, razlaganje složenih organskih jedinjenja na jednostavnija. Javlja se oslobađanjem energije (egzotermni proces). Metabolički procesi se odvijaju uz učešće enzima. Enzimi igraju ulogu biokatalizatora u tijelu. Bez enzima, biohemijski procesi se ili uopšte ne bi odvijali, ili bi se odvijali veoma sporo, a telo ne bi bilo u stanju da održava život. 5

Bioelementi. Sastav bioorganskih jedinjenja, pored atoma ugljika (C), koji čine osnovu bilo koje organske molekule, uključuje i vodik (H), kiseonik (O), dušik (N), fosfor (P) i sumpor (S) . Ovi bioelementi (organogeni) su koncentrirani u živim organizmima u količinama koje su preko 200 puta veće od njihovog sadržaja u neživim objektima. Navedeni elementi čine preko 99% elementarnog sastava biomolekula. 6

Bioorganska hemija je nastala iz dubina organske hemije i zasniva se na njenim idejama i metodama. U istoriji razvoja organska hemija ima sledeće faze: empirijsku, analitičku, strukturnu i modernu. Period od prvog upoznavanja čovjeka sa organskim supstancama do kraja 18. stoljeća smatra se empirijskim. Glavni rezultat ovog perioda je da su ljudi shvatili važnost elementarne analize i uspostavljanja atomskih i molekularnih masa. Teorija vitalizma - životne snage (Berzelius). Analitički period se nastavio do 60-ih godina 19. stoljeća. Obilježila ga je činjenica da je od kraja prve četvrtine 19. vijeka došlo do niza obećavajućih otkrića koja su vitalističkoj teoriji zadala snažan udarac. Prvi u ovoj seriji bio je Berzeliusov učenik, njemački hemičar Wöhler. Napravio je niz otkrića 1824. godine - sintezu oksalne kiseline iz cijanogena: (CN) 2 HOOC - COOH r. – sinteza uree iz amonijum cijanata: NH 4 CNO NH 2 – C – NH 2 O 8

C. Gerard je 1853. razvio “teoriju tipova” i koristio je za klasifikaciju organskih jedinjenja. Prema Gerardu, složenija organska jedinjenja mogu se proizvesti iz sljedeće četiri glavne vrste supstanci: HHHH tip HHHH O tip VODA H Cl tip HLOROVODNIK HHHHN N tip AMONIJAK Od 1857. godine, na prijedlog F. A. Kekulea, počeli su se klasificirati ugljovodonici kao metan tipa HHHNNHH C 9

Osnovne odredbe teorije strukture organskih jedinjenja (1861) 1) atomi u molekulima su međusobno povezani hemijskim vezama u skladu sa svojom valencijom; 2) atomi u molekulima organskih supstanci su međusobno povezani određenim redosledom, što određuje hemijsku strukturu (strukturu) molekula; 3) svojstva organskih jedinjenja zavise ne samo od broja i prirode atoma u njima, već i od hemijske strukture molekula; 4) u organskim molekulima postoji interakcija između atoma, međusobno vezanih i nevezanih; 5) hemijska struktura supstance može se odrediti proučavanjem njenih hemijskih transformacija i, obrnuto, njena svojstva mogu se okarakterisati strukturom supstance. 10

Osnovne odredbe teorije strukture organskih jedinjenja (1861) Strukturna formula je slika niza veza atoma u molekulu. Bruto formula - CH 4 O ili CH 3 OH Strukturna formula Pojednostavljene strukturne formule se ponekad nazivaju racionalnom molekulskom formulom - formula organskog jedinjenja, koja označava broj atoma svakog elementa u molekulu. Na primjer: C 5 H 12 - pentan, C 6 H 6 - benzin, itd. jedanaest

Faze razvoja bioorganske hemije Kao posebna oblast znanja koja kombinuje konceptualne principe i metodologiju organske hemije s jedne strane i molekularne biohemije i molekularne farmakologije s druge strane, bioorganska hemija se formirala u dvadesetom veku na osnovu razvoja hemija prirodnih supstanci i biopolimera. Moderna bioorganska hemija je stekla fundamentalni značaj zahvaljujući radovima W. Steina, S. Moorea, F. Sangera (analiza sastava aminokiselina i određivanje primarne strukture peptida i proteina), L. Paulinga i H. Astburyja (razjašnjenje strukture -heliksa i -strukture i njihovog značaja u realizaciji bioloških funkcija proteinskih molekula), E. Chargaffa (dešifrovanje karakteristika nukleotidnog sastava nukleinskih kiselina), J. Watson, Fr. Crick, M. Wilkins, R. Franklin (uspostavljanje obrazaca prostorne strukture molekula DNK), G. Corani (hemijska sinteza gena) itd. 14

Klasifikacija organskih jedinjenja prema strukturi ugljeničnog skeleta i prirodi funkcionalne grupe Ogroman broj organskih jedinjenja podstakao je hemičare da ih klasifikuju. Klasifikacija organskih jedinjenja zasniva se na dva klasifikacijska kriterijuma: 1. Struktura ugljeničnog skeleta 2. Priroda funkcionalnih grupa Klasifikacija prema načinu građe ugljeničnog skeleta: 1. Aciklična (alkani, alkeni, alkini, alkadieni); 2. Ciklička 2.1. Karbociklični (aliciklični i aromatični) 2.2. Heterociklična 15 Aciklična jedinjenja se takođe nazivaju alifatična. To uključuje tvari s otvorenim ugljičnim lancem. Aciklična jedinjenja se dele na zasićena (ili zasićena) C n H 2n+2 (alkani, parafini) i nezasićena (nezasićena). Potonji uključuju alkene C n H 2n, alkine C n H 2n -2, alkadiene C n H 2n -2.

16 Ciklična jedinjenja sadrže prstenove (cikluse) unutar svojih molekula. Ako ciklusi sadrže samo atome ugljika, tada se takvi spojevi nazivaju karbociklički. Zauzvrat, karbociklički spojevi se dijele na aliciklične i aromatične. Aliciklički ugljovodonici (cikloalkani) uključuju ciklopropan i njegove homologe - ciklobutan, ciklopentan, cikloheksan i tako dalje. Ako ciklički sistem, pored ugljovodonika, uključuje i druge elemente, onda se takva jedinjenja klasifikuju kao heterociklična.

Klasifikacija prema prirodi funkcionalne grupe Funkcionalna grupa je atom ili grupa atoma povezanih na određeni način, čija prisutnost u molekuli organske tvari određuje karakteristična svojstva i njenu pripadnost jednoj ili drugoj klasi spojeva. . Na osnovu broja i homogenosti funkcionalnih grupa, organska jedinjenja se dele na mono-, poli- i heterofunkcionalna. Supstance sa jednom funkcionalnom grupom nazivaju se monofunkcionalnim, a supstance sa više identičnih funkcionalnih grupa nazivaju se polifunkcionalnim. Spojevi koji sadrže nekoliko različitih funkcionalnih grupa su heterofunkcionalni. Važno je da se spojevi iste klase kombinuju u homologne serije. Homologni niz je niz organskih spojeva sa istim funkcionalnim grupama i istom strukturom; svaki predstavnik homolognog niza razlikuje se od prethodnog po konstantnoj jedinici (CH2), koja se naziva homologna razlika. Članovi homolognog niza nazivaju se homolozi. 17

Sistemi nomenklature u organskoj hemiji - trivijalni, racionalni i internacionalni (IUPAC) Hemijska nomenklatura je skup naziva pojedinih hemijskih supstanci, njihovih grupa i klasa, kao i pravila za sastavljanje njihovih naziva. supstance, njihove grupe i klase, kao i pravila koja sastavljaju njihova imena. Trivijalna (istorijska) nomenklatura povezana je sa procesom dobijanja supstanci (pirogalol - produkt pirolize galne kiseline), izvorom porekla iz kojeg je dobijena (mravlja kiselina) itd. Trivijalni nazivi jedinjenja se široko koriste u hemiji prirodnih i heterocikličnih jedinjenja (citral, geraniol, tiofen, pirol, kinolin itd.) Trivijalna (istorijska) nomenklatura je povezana sa procesom dobijanja supstanci (pirogalol je proizvod pirolize galne kiseline), izvor porijekla iz kojeg se dobija (mravlja kiselina) itd. Trivijalni nazivi jedinjenja se široko koriste u hemiji prirodnih i heterocikličnih jedinjenja (citral, geraniol, tiofen, pirol, kinolin, itd.). Racionalna nomenklatura se zasniva na principu podjele organskih jedinjenja u homologne serije. Sve supstance u određenom homolognom nizu smatraju se derivatima najjednostavnijeg predstavnika ove serije - prvog ili ponekad drugog. Konkretno, za alkane - metan, za alkene - etilen, itd. Racionalna nomenklatura se zasniva na principu podjele organskih jedinjenja u homologne serije. Sve supstance u određenom homolognom nizu smatraju se derivatima najjednostavnijeg predstavnika ove serije - prvog ili ponekad drugog. Konkretno, za alkane - metan, za alkene - etilen itd. 18

Međunarodna nomenklatura (IUPAC). Pravila moderne nomenklature razvijena su 1957. godine na 19. Kongresu Međunarodne unije za čistu i primijenjenu hemiju (IUPAC). Radikalna funkcionalna nomenklatura. Ovi nazivi su zasnovani na nazivu funkcionalne klase (alkohol, etar, keton, itd.), kojoj prethode nazivi ugljikovodičnih radikala, na primjer: alil hlorid, dietil etar, dimetil keton, propil alkohol itd. Zamjenska nomenklatura. Pravila nomenklature. Matična struktura je strukturni fragment molekule (molekularni skelet) koji leži u osnovi imena jedinjenja, glavni ugljenični lanac atoma za aliciklična jedinjenja i ciklus za karbociklička jedinjenja. 19

Hemijska veza u organskim molekulima Hemijska veza je pojava interakcije između vanjskih elektronskih omotača (valentnih elektrona atoma) i atomskih jezgara, koja određuje postojanje molekula ili kristala u cjelini. U pravilu, atom, prihvatajući ili donirajući elektron ili formirajući zajednički elektronski par, teži da dobije konfiguraciju vanjskog elektronskog omotača sličnu onoj u plemenitih plinova. Za organska jedinjenja karakteristične su sledeće vrste hemijskih veza: - jonska veza - kovalentna veza - donor - akceptorska veza - vodonična veza. Postoje i neke druge vrste hemijskih veza (metalne, jednoelektronske, dvoelektronske, trocentrične) , ali ih praktično nema u organskim jedinjenjima. 20

Vrste veza u organskim jedinjenjima Najkarakterističnija za organska jedinjenja je kovalentna veza. Kovalentna veza je interakcija atoma koja se ostvaruje formiranjem zajedničkog elektronskog para. Ova vrsta veze se formira između atoma koji imaju uporedive vrijednosti elektronegativnosti. Elektronegativnost je svojstvo atoma koje pokazuje sposobnost da privuče sebi elektrone od drugih atoma. Kovalentna veza može biti polarna ili nepolarna. Nepolarna kovalentna veza se javlja između atoma sa istom vrijednošću elektronegativnosti

Vrste veza u organskim jedinjenjima Polarna kovalentna veza nastaje između atoma koji imaju različite vrijednosti elektronegativnosti. U ovom slučaju, vezani atomi dobijaju parcijalne naboje δ+δ+ δ-δ- Poseban podtip kovalentne veze je veza donor-akceptor. Kao iu prethodnim primjerima, ova vrsta interakcije je posljedica prisustva zajedničkog elektronskog para, ali ovo drugo osigurava jedan od atoma koji formira vezu (donor) i prihvaća drugi atom (akceptor) 24

Vrste veza u organskim jedinjenjima Jonska veza se formira između atoma koji se jako razlikuju u vrijednostima elektronegativnosti. U ovom slučaju, elektron iz manje elektronegativnog elementa (često metala) se u potpunosti prenosi na elektronegativniji element. Ovaj prijelaz elektrona uzrokuje pojavu pozitivnog naboja na manje elektronegativnom atomu i negativnog naboja na elektronegativnijem. Tako nastaju dva jona suprotnih naboja, između kojih postoji elektrovalentna interakcija. 25

Vrste veza u organskim jedinjenjima Vodikova veza je elektrostatička interakcija između atoma vodika, koji je vezan na visoko polarni način, i elektronskih parova kisika, fluora, dušika, sumpora i hlora. Ova vrsta interakcije je prilično slaba interakcija. Vodikova veza može biti intermolekularna ili intramolekularna. Intermolekularna vodikova veza (interakcija između dva molekula etil alkohola) Intramolekularna vodikova veza u salicilnom aldehidu 26

Hemijsko povezivanje u organskim molekulima Savremena teorija hemijskog vezivanja zasniva se na kvantnom mehaničkom modelu molekula kao sistema koji se sastoji od elektrona i atomskih jezgara. Temeljni koncept kvantnomehaničke teorije je atomska orbitala. Atomska orbitala je dio prostora u kojem je vjerovatnoća pronalaženja elektrona maksimalna. Vezivanje se stoga može posmatrati kao interakcija (“preklapanje”) orbitala od kojih svaka nosi jedan elektron sa suprotnim spinovima. 27

Hibridizacija atomskih orbitala Prema kvantnoj mehaničkoj teoriji, broj kovalentnih veza koje formira atom određen je brojem jednoelektronskih atomskih orbitala (broj nesparenih elektrona). Atom ugljika u svom osnovnom stanju ima samo dva nesparena elektrona, ali mogući prijelaz elektrona sa 2s na 2 pz omogućava formiranje četiri kovalentne veze. Stanje atoma ugljika u kojem ima četiri nesparena elektrona naziva se "pobuđeno". Unatoč činjenici da su orbitale ugljika nejednake, poznato je da je stvaranje četiri ekvivalentne veze moguće zbog hibridizacije atomskih orbitala. Hibridizacija je pojava u kojoj se iz više orbitala različitog oblika i slične energije formira isti broj orbitala istog oblika i broja. 28

Hibridna stanja atoma ugljika u organskim molekulama PRVO HIBRIDNO STANJE C atom je u stanju sp 3 hibridizacije, formira četiri σ veze, formira četiri hibridne orbitale, koje su raspoređene u obliku tetraedra (vezni ugao) σ veza 31

Hibridna stanja atoma ugljika u organskim molekulama DRUGO HIBRIDNO STANJE C atom je u stanju sp 2 hibridizacije, formira tri σ-veze, formira tri hibridne orbitale, koje su raspoređene u obliku ravnog trougla (vezni ugao 120) σ-veze π-veza 32

Hibridna stanja atoma ugljika u organskim molekulama TREĆE HIBRIDNO STANJE C atom je u stanju sp-hibridizacije, formira dvije σ-veze, formira dvije hibridne orbitale, koje su raspoređene u liniju (ugao veze 180) σ-veze π - obveznice 33

Karakteristike hemijskih veza POLING skala: F-4.0; O – 3,5; Cl – 3,0; N – 3,0; Br – 2,8; S – 2,5; C-2.5; H-2.1. razlika 1.7

Karakteristike hemijskih veza Polarizabilnost veze je pomeranje elektronske gustine pod uticajem spoljašnjih faktora. Polarizabilnost veze je stepen mobilnosti elektrona. Kako se atomski radijus povećava, polarizabilnost elektrona se povećava. Stoga se polarizabilnost veze ugljik-halogen povećava na sljedeći način: C-F

Elektronski efekti. Uzajamni uticaj atoma u molekulu 39 Prema savremenim teorijskim shvatanjima, reaktivnost organskih molekula je unapred određena pomeranjem i mobilnošću elektronskih oblaka koji formiraju kovalentnu vezu. U organskoj hemiji razlikuju se dva tipa pomeranja elektrona: a) elektronska pomeranja koja se javljaju u sistemu -veze, b) elektronska pomeranja koja se prenose sistemom -veze. U prvom slučaju dolazi do takozvanog induktivnog efekta, u drugom - mezomernog efekta. Induktivni efekat je preraspodjela gustine elektrona (polarizacija) koja je rezultat razlike u elektronegativnosti između atoma molekula u sistemu veza. Zbog neznatne polarizabilnosti -veza, induktivni efekat brzo nestaje i nakon 3-4 veze gotovo da se ne pojavljuje.

Elektronski efekti. Međusobni utjecaj atoma u molekuli 40 Pojam induktivnog efekta uveo je K. Ingold, a uveo je i sljedeće oznake: –I-efekat u slučaju smanjenja elektronske gustine supstituentom +I-efekat u u slučaju povećanja elektronske gustine supstituentom Pozitivan induktivni efekat pokazuju alkil radikali (CH 3, C 2 H 5 - itd.). Svi ostali supstituenti vezani za atom ugljika pokazuju negativan induktivni učinak.

Elektronski efekti. Uzajamni uticaj atoma u molekulu 41 Mezomerni efekat je preraspodela gustine elektrona duž konjugovanog sistema. Konjugirani sistemi uključuju molekule organskih jedinjenja u kojima se izmjenjuju dvostruke i jednostruke veze ili kada se atom s usamljenim parom elektrona u p-orbitali nalazi pored dvostruke veze. U prvom slučaju se dešava - konjugacija, au drugom slučaju p, -konjugacija. Spojeni sistemi dolaze u otvorenim i zatvorenim konfiguracijama. Primjeri takvih spojeva su 1,3-butadien i benzin. U molekulima ovih spojeva atomi ugljika su u stanju sp 2 hibridizacije i zbog nehibridnih p-orbitala stvaraju -veze koje se međusobno preklapaju i formiraju jedan oblak elektrona, odnosno dolazi do konjugacije.

Elektronski efekti. Uzajamni utjecaj atoma u molekulu 42 Postoje dvije vrste mezomernog efekta - pozitivan mezomerni efekat (+M) i negativan mezomerni efekat (-M). Pozitivan mezomerni efekat pokazuju supstituenti koji daju p-elektrone konjugovanom sistemu. To uključuje: -O, -S -NH 2, -OH, -OR, Hal (halogeni) i druge supstituente koji imaju negativan naboj ili usamljeni par elektrona. Negativni mezomerni efekat karakterističan je za supstituente koji apsorbuju gustinu elektrona iz konjugovanog sistema. Ovo uključuje supstituente koji imaju višestruke veze između atoma različite elektronegativnosti: - N0 2 ; -SO 3 H; >C=O; -COON i drugi. Mezomerni efekat se grafički odražava savijenom strelicom koja pokazuje pravac pomeranja elektrona.Za razliku od indukcionog efekta, mezomerni efekat se ne gasi. Prenosi se u potpunosti kroz sistem, bez obzira na dužinu lanca povezivanja. C=O; -COON i drugi. Mezomerni efekat se grafički odražava savijenom strelicom koja pokazuje pravac pomeranja elektrona.Za razliku od indukcionog efekta, mezomerni efekat se ne gasi. Prenosi se u potpunosti kroz sistem, bez obzira na dužinu lanca povezivanja.">

Vrste hemijskih reakcija 43 Hemijska reakcija se može smatrati interakcijom reagensa i supstrata. U zavisnosti od načina raskida i formiranja hemijske veze u molekulima, organske reakcije se dele na: a) homolitičke b) heterolitičke c) molekularne Homolitičke ili reakcije slobodnih radikala nastaju homolitičkim cepanjem veze, kada svakom atomu ostane po jedan elektron , odnosno nastaju radikali . Homolitičko cijepanje se događa pri visokim temperaturama, djelovanju svjetlosnog kvanta ili katalizi.

Heterolitičke ili ionske reakcije se odvijaju na takav način da par veznih elektrona ostaje u blizini jednog od atoma i nastaju ioni. Čestica sa elektronskim parom naziva se nukleofilna i ima negativan naboj (-). Čestica bez elektronskog para naziva se elektrofilna i ima pozitivan naboj (+). 44 Vrste hemijskih reakcija

Mehanizam hemijske reakcije 45 Mehanizam reakcije je skup elementarnih (jednostavnih) faza koje čine datu reakciju. Mehanizam reakcije najčešće uključuje sljedeće faze: aktivacija reagensa sa stvaranjem elektrofila, nukleofila ili slobodnog radikala. Za aktiviranje reagensa obično je potreban katalizator. U drugoj fazi, aktivirani reagens stupa u interakciju sa supstratom. U tom slučaju nastaju intermedijarne čestice (intermedijari). Potonji uključuju -komplekse, -komplekse (karbokatione), karbanione i nove slobodne radikale. U završnoj fazi, dodavanje ili eliminacija čestice u (iz) međuprodukta koji se formira u drugoj fazi odvija se sa formiranjem konačnog produkta reakcije. Ako reagens nakon aktivacije stvara nukleofil, onda su to nukleofilne reakcije. Označeni su slovom N - (u indeksu). U slučaju kada reagens generiše elektrofil, reakcije se klasifikuju kao elektrofilne (E). Isto se može reći i za reakcije slobodnih radikala (R).

Nukleofili su reagensi koji imaju negativan naboj ili atom obogaćen elektronskom gustinom: 1) anjoni: OH -, CN -, RO -, RS -, Hal - i drugi anjoni; 2) neutralni molekuli sa usamljenim parovima elektrona: NH 3, NH 2 R, H 2 O, ROH i drugi; 3) molekule sa viškom elektronske gustine (koji imaju - veze). Elektrofili su reagensi koji imaju pozitivan naboj ili atom osiromašen elektronskom gustinom: 1) katjoni: H + (proton), HSO 3 + (vodonik sulfonijum ion), NO 2 + (nitronijum ion), NO (nitrozonijum ion) i dr. kationi; 2) neutralni molekuli sa slobodnom orbitalom: AlCl 3, FeBr 3, SnCl 4, BF 4 (Lewisove kiseline), SO 3; 3) molekule sa osiromašenom elektronskom gustinom na atomu. 46

49

50

51

52

Savremena bioorganska hemija je razgranato polje znanja, temelj mnogih biomedicinskih disciplina i, pre svega, biohemije, molekularne biologije, genomike, proteomike i

bioinformatika, imunologija, farmakologija.

Program se zasniva na sistematskom pristupu građenju čitavog predmeta na jednoj teorijskoj osnovi.

baziranu na idejama o elektronskoj i prostornoj strukturi organskih

spojeva i mehanizama njihovih hemijskih transformacija. Materijal je predstavljen u obliku 5 sekcija, od kojih su najvažniji: „Teorijske osnove strukture organskih jedinjenja i faktori koji određuju njihovu reaktivnost“, „Biološki važne klase organskih jedinjenja“ i „Biopolimeri i njihove strukturne komponente. lipidi"

Program je usmjeren na specijaliziranu nastavu bioorganske hemije na medicinskom fakultetu, pa se disciplina naziva „bioorganska hemija u medicini“. Profiliranju nastave bioorganske hemije služi se razmatranjem istorijskog odnosa razvoja medicine i hemije, uključujući organsku, povećanom pažnjom na klase biološki važnih organskih jedinjenja (heterofunkcionalna jedinjenja, heterocikli, ugljeni hidrati, aminokiseline i proteini, nukleinske kiseline, lipidi) kao i biološki važne reakcije ovih klasa spojeva). Poseban dio programa posvećen je razmatranju farmakoloških svojstava određenih klasa organskih jedinjenja i hemijske prirode pojedinih klasa lijekova.

S obzirom na značajnu ulogu “bolesti oksidativnog stresa” u strukturi savremenog ljudskog morbiditeta, program posebnu pažnju posvećuje reakcijama oksidacije slobodnih radikala, otkrivanju krajnjih produkata oksidacije slobodnih radikala u laboratorijskoj dijagnostici, prirodnim antioksidansima i antioksidativnim lijekovima. Program pruža razmatranje ekoloških problema, odnosno prirode ksenobiotika i mehanizama njihovog toksičnog djelovanja na žive organizme.

1. Svrha i ciljevi obuke.

1.1. Svrha nastave predmeta bioorganska hemija u medicini je razvijanje razumevanja uloge bioorganske hemije kao temelja savremene biologije, teorijske osnove za objašnjenje bioloških efekata bioorganskih jedinjenja, mehanizama delovanja lekova i stvaranja nove droge. Razvijati znanja o odnosu strukture, hemijskih svojstava i biološke aktivnosti najvažnijih klasa bioorganskih jedinjenja, naučiti kako da stečena znanja primene u narednim disciplinama iu stručnim aktivnostima.

1.2 Ciljevi nastave bioorganske hemije:

1. Formiranje znanja o strukturi, svojstvima i reakcionim mehanizmima najvažnijih klasa bioorganskih jedinjenja, koji određuju njihov medicinski i biološki značaj.

2. Formiranje ideja o elektronskoj i prostornoj strukturi organskih jedinjenja kao osnova za objašnjenje njihovih hemijskih svojstava i biološke aktivnosti.

3. Formiranje vještina i praktičnih vještina:

klasificirati bioorganska jedinjenja prema strukturi ugljičnog skeleta i funkcionalnim grupama;

koristiti pravila hemijske nomenklature za označavanje naziva metabolita, lijekova, ksenobiotika;

identificirati reakcione centre u molekulima;

biti u stanju provesti kvalitativne reakcije koje imaju klinički i laboratorijski značaj.

2. Mjesto discipline u strukturi OOP-a:

Disciplina "Bioorganska hemija" je sastavni deo discipline "Hemija", koja pripada matematičkom, prirodno-naučnom ciklusu disciplina.

Osnovna znanja neophodna za izučavanje discipline formiraju se u ciklusu matematičkih, prirodno-naučnih disciplina: fizika, matematika; medicinska informatika; hemija; biologija; anatomija, histologija, embriologija, citologija; normalna fiziologija; mikrobiologija, virologija.

Preduslov je za izučavanje disciplina:

biohemija;

farmakologija;

mikrobiologija, virologija;

imunologija;

stručne discipline.

Discipline koje se izučavaju paralelno, obezbeđujući interdisciplinarne veze u okviru osnovnog dela nastavnog plana i programa:

hemija, fizika, biologija, 3. Spisak disciplina i tema koje studenti treba da savladaju za izučavanje bioorganske hemije.

Opća hemija. Struktura atoma, priroda hemijske veze, vrste veza, klase hemijskih supstanci, vrste reakcija, kataliza, reakcija medija u vodenim rastvorima.

Organska hemija. Klase organskih supstanci, nomenklatura organskih spojeva, konfiguracija atoma ugljika, polarizacija atomskih orbitala, sigma i pi veze. Genetski odnos klasa organskih jedinjenja. Reaktivnost različitih klasa organskih jedinjenja.

fizika. Struktura atoma. Optika - ultraljubičasta, vidljiva i infracrvena područja spektra.

Interakcija svjetlosti sa materijom - prijenos, apsorpcija, refleksija, raspršivanje. Polarizovano svetlo.

Biologija. Genetski kod. Hemijska osnova nasljednosti i varijabilnosti.

latinski jezik. Ovladavanje terminologijom.

Strani jezik. Sposobnost rada sa stranom literaturom.

4. Sekcije discipline i interdisciplinarne veze sa predviđenim (naknadnim) discipline Br. sekcija ove discipline neophodnih za izučavanje predviđenog br. Naziv predviđenih poddisciplina (naknadnih) disciplina (naknadnih) disciplina 1 2 3 4 5 1 Hemija + + + + + Biologija + - - + + Biohemija + + + + + + 4 Mikrobiologija, virologija + + - + + + 5 Imunologija + - - - + Farmakologija + + - + + + 7 Higijena + - + + + Stručne discipline + - - + + + 5. Uslovi za nivo ovladavanje sadržajem discipline Ostvarivanje cilja učenja Disciplina „Bioorganska hemija” podrazumeva realizaciju niza ciljanih problemskih zadataka, usled kojih studenti moraju razviti određene kompetencije, znanja, veštine i steći određene praktične veštine.

5.1. Učenik mora imati:

5.1.1. Opšte kulturne kompetencije:

sposobnost i spremnost da se analiziraju društveno značajni problemi i procesi, da se u praksi koriste metode humanističkih, prirodnih, biomedicinskih i kliničkih nauka u različitim vidovima stručnih i društvenih aktivnosti (OK-1);

5.1.2. Profesionalne kompetencije (PC):

sposobnost i spremnost za primjenu osnovnih metoda, metoda i sredstava pribavljanja, čuvanja, obrade naučnih i stručnih informacija; primati informacije iz različitih izvora, uključujući korištenje savremenih kompjuterskih alata, mrežnih tehnologija, baza podataka i sposobnost i spremnost za rad sa naučnom literaturom, analiziranje informacija, vršenje pretraživanja, pretvaranje pročitanog u alat za rješavanje profesionalnih problema (istaknite glavne odredbe, posljedice i prijedlozi);

sposobnost i spremnost za učešće u postavljanju naučnih problema i njihovoj eksperimentalnoj realizaciji (PC-2, PC-3, PC-5, PC-7).

5.2. Učenik mora znati:

Principi klasifikacije, nomenklatura i izomerizam organskih jedinjenja.

Osnove teorijske organske hemije, koje su osnova za proučavanje strukture i reaktivnosti organskih jedinjenja.

Prostorna i elektronska struktura organskih molekula i hemijske transformacije supstanci koje su učesnici u životnim procesima, u direktnoj vezi sa njihovom biološkom strukturom, hemijskim svojstvima i biološkom ulogom glavnih klasa biološki važnih organskih jedinjenja.

5.3. Učenik mora biti sposoban da:

Razvrstajte organske spojeve prema strukturi ugljičnog skeleta i prirodi funkcionalnih grupa.

Sastavite formule po imenu i imenujte tipične predstavnike biološki važnih supstanci i lijekova po strukturnoj formuli.

Identifikujte funkcionalne grupe, kisele i bazne centre, konjugirane i aromatične fragmente u molekulima kako biste odredili hemijsko ponašanje organskih jedinjenja.

Predvidjeti smjer i rezultat hemijskih transformacija organskih jedinjenja.

5.4. Učenik mora imati:

Vještine samostalnog rada sa obrazovnom, naučnom i referentnom literaturom; izvrši pretragu i izvuče opšte zaključke.

Imati vještine rukovanja hemijskim staklenim posuđem.

Posjedovati vještine za siguran rad u kemijskoj laboratoriji i sposobnost rukovanja kaustičnim, toksičnim, vrlo isparljivim organskim jedinjenjima, rad sa gorionicima, alkoholnim lampama i električnim grijačima.

5.5. Oblici kontrole znanja 5.5.1. Trenutna kontrola:

Dijagnostička kontrola asimilacije materijala. Periodično se provodi uglavnom radi kontrole znanja formulačnog materijala.

Edukativno upravljanje računarom na svakom času.

Test zadaci koji zahtijevaju sposobnost analize i generalizacije (vidi Dodatak).

Planirani kolokvijumi po završetku studija velikih dijelova programa (vidi Dodatak).

5.5.2 Završna kontrola:

Test (izvodi se u dvije faze):

C.2 - Matematički, prirodno-naučni i medicinsko-biološki Opšti intenzitet rada:

2 Klasifikacija, nomenklatura i Klasifikacija i klasifikacione karakteristike savremenih organskih fizičkih jedinjenja: struktura ugljeničnog skeleta i priroda funkcionalne grupe.

hemijske metode Funkcionalne grupe, organski radikali. Biološki značajna proučavanja bioorganskih klasa organskih jedinjenja: alkohola, fenola, tiola, etra, sulfida, aldehidnih jedinjenja, ketona, karboksilnih kiselina i njihovih derivata, sulfonskih kiselina.

IUPAC nomenklatura. Vrste međunarodne nomenklature: supstitutivna i radikalno-funkcionalna nomenklatura. Vrijednost znanja 3 Teorijske osnove strukture organskih jedinjenja i Teorija strukture organskih jedinjenja A.M. Butlerova. Glavni faktori koji određuju njihovu poziciju. Strukturne formule. Priroda atoma ugljika prema položaju i reaktivnosti. lancima. Izomerizam kao specifičan fenomen organske hemije. Vrste stereoizomerizma.

Kiralnost molekula organskih spojeva kao uzrok optičke izomerije. Stereoizomerizam molekula sa jednim centrom kiralnosti (enantiomerizam). Optička aktivnost. Gliceraldehid kao konfiguracijski standard. Formule Fischerove projekcije. D i L sistem stereohemijske nomenklature. Ideje o R, S-nomenklaturi.

Stereoizomerizam molekula sa dva ili više centara kiralnosti: enantiomerizam i dijastereomerizam.

Stereoizomerizam u nizu jedinjenja sa dvostrukom vezom (pidijastereomerizam). Cis i trans izomeri. Stereoizomerija i biološka aktivnost organskih jedinjenja.

Međusobni utjecaj atoma: uzroci nastanka, vrste i načini njegovog prijenosa u molekulima organskih jedinjenja.

Uparivanje. Uparivanje u otvorenim krugovima (Pi-Pi). Konjugovane veze. Dienske strukture u biološki važnim jedinjenjima: 1,3-dieni (butadien), polieni, alfa, beta-nezasićena karbonilna jedinjenja, karboksilna grupa. Sprega kao faktor stabilizacije sistema. Energija konjugacije. Konjugacija u arenima (Pi-Pi) i heterociklima (p-Pi).

Aromatičnost. Kriterijumi aromatičnosti. Aromatičnost benzenoidnih (benzen, naftalen, antracen, fenantren) i heterocikličnih (furan, tiofen, pirol, imidazol, piridin, pirimidin, purin) jedinjenja. Rasprostranjena pojava konjugiranih struktura u biološki važnim molekulima (porfin, hem, itd.).

Polarizacija veze i elektronski efekti (induktivni i mezomerni) kao uzrok neravnomjerne raspodjele elektronske gustine u molekulu. Supstituenti su donori i akceptori elektrona.

Najvažniji supstituenti i njihovi elektronski efekti. Elektronski efekti supstituenata i reaktivnost molekula. Pravilo orijentacije u benzenskom prstenu, supstituenti prve i druge vrste.

Kiselost i bazičnost organskih jedinjenja.

Kiselost i bazičnost neutralnih molekula organskih jedinjenja sa funkcionalnim grupama koje sadrže vodonik (amini, alkoholi, tioli, fenoli, karboksilne kiseline). Kiseline i baze prema Bronsted-Lowryju i Lewisu. Konjugirajte parove kiselina i baza. Anionska kiselost i stabilnost. Kvantitativna procjena kiselosti organskih jedinjenja na osnovu Ka i pKa vrijednosti.

Kiselost raznih klasa organskih jedinjenja. Faktori koji određuju kiselost organskih jedinjenja: elektronegativnost atoma nemetala (C-H, N-H, i O-H kiseline); polarizabilnost atoma nemetala (alkoholi i tioli, tiolni otrovi); priroda radikala (alkoholi, fenoli, karboksilne kiseline).

Bazičnost organskih jedinjenja. n-baze (heterocikli) i pi-baze (alkeni, alkanedieni, areni). Faktori koji određuju bazičnost organskih jedinjenja: elektronegativnost heteroatoma (O- i N baze); polarizabilnost atoma nemetala (O- i S-baza); priroda radikala (alifatski i aromatični amini).

Značaj kiselinsko-baznih svojstava neutralnih organskih molekula za njihovu reaktivnost i biološku aktivnost.

Vodikova veza kao specifična manifestacija kiselinsko-baznih svojstava. Opšti obrasci reaktivnosti organskih jedinjenja kao hemijska osnova njihovog biološkog funkcionisanja.

Mehanizmi reakcija organskih jedinjenja.

Klasifikacija reakcija organskih jedinjenja prema rezultatu supstitucije, dodavanja, eliminacije, preuređivanja, redoks i prema mehanizmu - radikalne, jonske (elektrofilne, nukleofilne). Vrste cijepanja kovalentnih veza u organskim spojevima i nastalim česticama: homolitičko cijepanje (slobodni radikali) i heterolitičko cijepanje (karbokationi i karbonanjoni).

Elektronska i prostorna struktura ovih čestica i faktori koji određuju njihovu relativnu stabilnost.

Reakcije supstitucije homolitičkih radikala u alkanima koje uključuju C-H veze sp 3-hibridiziranog atoma ugljika. Reakcije oksidacije slobodnih radikala u živoj ćeliji. Reaktivni (radikalni) oblici kiseonika. Antioksidansi. Biološki značaj.

Reakcije elektrofilne adicije (Ae): heterolitičke reakcije koje uključuju Pi vezu. Mehanizam reakcija halogeniranja i hidratacije etilena. Kiselinska kataliza. Utjecaj statičkih i dinamičkih faktora na regioselektivnost reakcija. Osobitosti reakcija adicije tvari koje sadrže vodonik na Pi vezu u nesimetričnim alkenima. Markovnikovo pravilo. Osobine elektrofilnog dodavanja konjugovanim sistemima.

Reakcije elektrofilne supstitucije (Se): heterolitičke reakcije koje uključuju aromatični sistem. Mehanizam reakcija elektrofilne supstitucije u arenima. Sigma kompleksi. Reakcije alkilacije, acilacije, nitriranja, sulfoniranja, halogeniranja arena. Pravilo orijentacije.

Zamjene 1. i 2. vrste. Osobine reakcija elektrofilne supstitucije u heterociklima. Orijentacioni uticaj heteroatoma.

Reakcije nukleofilne supstitucije (Sn) na sp3-hibridizovanom atomu ugljika: heterolitičke reakcije uzrokovane polarizacijom sigma veze ugljik-heteroatom (halogen derivati, alkoholi). Utjecaj elektronskih i prostornih faktora na reaktivnost spojeva u reakcijama nukleofilne supstitucije.

Reakcija hidrolize halogenih derivata. Reakcije alkilacije alkohola, fenola, tiola, sulfida, amonijaka i amina. Uloga kiselinske katalize u nukleofilnoj supstituciji hidroksilne grupe.

Deaminacija jedinjenja sa primarnom amino grupom. Biološka uloga reakcija alkilacije.

Reakcije eliminacije (dehidrohalogenacija, dehidracija).

Povećana kiselost CH kao uzrok reakcija eliminacije koje prate nukleofilnu supstituciju na sp3-hibridiziranom atomu ugljika.

Reakcije nukleofilne adicije (An): heterolitičke reakcije koje uključuju pi ugljik-kiseonik vezu (aldehidi, ketoni). Klase karbonilnih jedinjenja. Predstavnici. Priprema aldehida, ketona, karboksilnih kiselina. Struktura i reaktivnost karbonilne grupe. Utjecaj elektronskih i prostornih faktora. Mehanizam An reakcija: uloga protonacije u povećanju karbonilne reaktivnosti. Biološki važne reakcije aldehida i ketona: hidrogenacija, oksidacija-redukcija aldehida (reakcija dismutacije), oksidacija aldehida, stvaranje cijanohidrina, hidratacija, formiranje hemiacetala, imina. Reakcije adicije aldola. Biološki značaj.

Reakcije nukleofilne supstitucije na sp2-hibridiziranom atomu ugljika (karboksilne kiseline i njihovi funkcionalni derivati).

Mehanizam reakcija nukleofilne supstitucije (Sn) na sp2 hibridiziranom atomu ugljika. Reakcije acilacije - stvaranje anhidrida, estera, tioestera, amida - i njihove reverzne reakcije hidrolize. Biološka uloga reakcija acilacije. Kisela svojstva karboksilnih kiselina prema O-H grupi.

Reakcije oksidacije i redukcije organskih spojeva.

Redox reakcije, elektronski mehanizam.

Oksidacijska stanja atoma ugljika u organskim jedinjenjima. Oksidacija primarnih, sekundarnih i tercijalnih atoma ugljika. Oksidabilnost različitih klasa organskih jedinjenja. Načini iskorišćavanja kiseonika u ćeliji.

Energetska oksidacija. Oksidazne reakcije. Oksidacija organskih supstanci je glavni izvor energije za hemotrofe. Oksidacija plastike.

4 Biološki važne klase organskih jedinjenja Polihidrični alkoholi: etilen glikol, glicerol, inozitol. Obrazovanje Hidroksi kiseline: klasifikacija, nomenklatura, predstavnici mliječne, betahidroksimaslačne, gamahidroksimaslačne, jabučne, vinske, limunske, reduktivne aminacije, transaminacije i dekarboksilacije.

Aminokiseline: klasifikacija, predstavnici beta i gama izomera: aminopropan, gama-aminobutirna, epsilonaminokaproična. Reakcija Salicilna kiselina i njeni derivati ​​(acetilsalicilna kiselina, antipiretik, protuupalno i antireumatsko sredstvo, enteroseptol i 5-NOK. Izohinolinsko jezgro kao osnova opijumskih alkaloida, antispazmodici (papaverin) i analgetici (derivati ​​morfina). dezinfekciona sredstva.

derivati ​​ksantina - kofein, teobromin i teofilin, derivati ​​indola rezerpin, strihnin, pilokarpin, derivati ​​kinolina - kinin, izokinolin morfin i papaverin.

cefalosproini su derivati ​​cefalosporanske kiseline, tetraciklini su derivati ​​naftacena, streptomicini su amiloglikozidi. Polusintetski 5 Biopolimeri i njihove strukturne komponente. Lipidi. Definicija. Klasifikacija. Funkcije.

Ciklooksoautomerizam. Mutarotacija. Derivati ​​monosaharida deoksišećera (deoksiriboza) i amino šećera (glukozamin, galaktozamin).

Oligosaharidi. Disaharidi: maltoza, laktoza, saharoza. Struktura. Oglikozidna veza. Restorativna svojstva. Hidroliza. Biološki (put razgradnje aminokiselina); radikalne reakcije - hidroksilacija (formiranje oksi derivata aminokiselina). Formiranje peptidne veze.

Peptidi. Definicija. Struktura peptidne grupe. Funkcije.

Biološki aktivni peptidi: glutation, oksitocin, vazopresin, glukagon, neuropeptidi, kininski peptidi, imunoaktivni peptidi (timozin), inflamatorni peptidi (difeksin). Koncept citokina. Antibiotski peptidi (gramicidin, aktinomicin D, ciklosporin A). Peptidni toksini. Odnos bioloških efekata peptida i određenih aminokiselinskih ostataka.

Vjeverice. Definicija. Funkcije. Nivoi strukture proteina. Primarna struktura je niz aminokiselina. Metode istraživanja. Djelomična i potpuna hidroliza proteina. Važnost određivanja primarne strukture proteina.

Usmjerena site-specifična mutageneza kao metoda za proučavanje odnosa između funkcionalne aktivnosti proteina i primarne strukture. Kongenitalni poremećaji primarne strukture proteina - tačkaste mutacije. Sekundarna struktura i njeni tipovi (alfa heliks, beta struktura). Tercijarna struktura.

Denaturacija. Koncept aktivnih centara. Kvartarna struktura oligomernih proteina. Zadružna svojstva. Jednostavni i složeni proteini: glikoproteini, lipoproteini, nukleoproteini, fosfoproteini, metaloproteini, hromoproteini.

Azotne baze, nukleozidi, nukleotidi i nukleinske kiseline.

Definicija pojmova azotna baza, nukleozid, nukleotid i nukleinska kiselina. Purinske (adenin i gvanin) i pirimidinske (uracil, timin, citozin) azotne baze. Aromatična svojstva. Otpornost na oksidativnu degradaciju kao osnova za ispunjavanje biološke uloge.

Laktim - laktamski tautomerizam. Manje azotne baze (hipoksantin, 3-N-metiluracil, itd.). Derivati ​​azotnih baza - antimetaboliti (5-fluorouracil, 6-merkaptopurin).

Nukleozidi. Definicija. Formiranje glikozidne veze između azotne baze i pentoze. Hidroliza nukleozida. Nukleozidni antimetaboliti (adenin arabinozid).

Nukleotidi. Definicija. Struktura. Formiranje fosfoesterske veze tokom esterifikacije C5 hidroksila pentoze sa fosfornom kiselinom. Hidroliza nukleotida. Makroerg nukleotidi (nukleozidni polifosfati - ADP, ATP, itd.). Nukleotidi-koenzimi (NAD+, FAD), struktura, uloga vitamina B5 i B2.

Nukleinske kiseline - RNK i DNK. Definicija. Nukleotidni sastav RNK i DNK. Primarna struktura. Fosfodiesterska veza. Hidroliza nukleinskih kiselina. Definicija pojmova triplet (kodon), gen (cistron), genetski kod (genom). Međunarodni projekat ljudskog genoma.

Sekundarna struktura DNK. Uloga vodoničnih veza u formiranju sekundarne strukture. Komplementarni parovi azotnih baza. Tercijarna struktura DNK. Promene u strukturi nukleinskih kiselina pod uticajem hemikalija. Koncept mutagenih supstanci.

Lipidi. Definicija, klasifikacija. Lipidi koji se saponifikuju i ne sapunifikuju.

Prirodne više masne kiseline su komponente lipida. Najvažniji predstavnici: palmitinska, stearinska, oleinska, linolna, linolenska, arahidonska, eikozapentaenska, dokozoheksaenska (vitamin F).

Neutralni lipidi. Acilgliceroli - prirodne masti, ulja, voskovi.

Umjetne jestive hidromasti. Biološka uloga acilglicerola.

Fosfolipidi. Fosfatidne kiseline. Fosfatidilkolini, fosfatidietanolamini i fosfatidilserini. Struktura. Učestvovanje u formiranju bioloških membrana. Peroksidacija lipida u ćelijskim membranama.

Sfingolipidi. Sfingozin i sfingomijelini. Glikolipidi (cerebrozidi, sulfatidi i gangliozidi).

Nesaponifibilni lipidi. Terpeni. Mono- i biciklični terpeni 6 Farmakološka svojstva Farmakološka svojstva nekih klasa mono-poli i nekih klasa heterofunkcionalnih jedinjenja (halogenidi vodonika, alkoholi, oksi- i organska jedinjenja. oksokiseline, derivati ​​benzena, heterocikli, alkaloidi.). Hemijska priroda nekih od protuupalnih lijekova, analgetika, antiseptika i klasa lijekova. antibiotici.

6.3. Sekcije disciplina i vrste nastave 1. Uvod u predmet. Klasifikacija, nomenklatura i istraživanje bioorganskih jedinjenja 2. Teorijske osnove strukture organske reaktivnosti.

3. Biološki važne klase organskih 5 Farmakološka svojstva nekih klasa organskih jedinjenja. Hemijska priroda nekih klasa lijekova L-predavanja; PZ – praktične vježbe; LR – laboratorijski rad; C – seminari; SRS – samostalni rad studenata;

6.4 Tematski plan predavanja iz discipline 1 1 Uvod u predmet. Istorija razvoja bioorganske hemije, značaj za 3 2 Teorija strukture organskih jedinjenja A.M. Butlerov. Izomerizam kao 4 2 Međusobni uticaj atoma: uzroci nastanka, vrste i načini njegovog prenošenja u 7 1.2 Testni rad u sekcijama „Klasifikacija, nomenklatura i savremene fizičko-hemijske metode proučavanja bioorganskih jedinjenja” i „Teorijske osnove strukture organskih jedinjenja i faktori koji određuju njihovu reakciju 15 5 Farmakološka svojstva nekih klasa organskih jedinjenja. Hemijski 19 4 14 Detekcija nerastvorljivih kalcijumovih soli viših karbonata 1 1 Uvod u predmet. Klasifikacija i rad sa preporučenom literaturom.

nomenklatura bioorganskih jedinjenja. Izrada pismenog zadatka za 3 2 Uzajamni uticaj atoma u molekulima Rad sa preporučenom literaturom.

4 2 Kiselost i bazičnost organskih materijala Rad sa preporučenom literaturom.

5 2 Mehanizmi organskih reakcija Rad sa preporučenom literaturom.

6 2 Oksidacija i redukcija organskih materijala Rad sa preporučenom literaturom.

7 1.2 Probni rad po sekcijama Rad sa preporučenom literaturom. * savremene fizičko-hemijske metode na predložene teme, izvođenje istraživanja bioorganskih jedinjenja”, pretraživanje informacija u raznim organskim jedinjenjima i faktorima, INTERNET i rad sa bazama podataka na engleskom jeziku 8 3 Heterofunkcionalni bioorganski Rad sa preporučenom literaturom.

9 3 Biološki važni heterocikli. Radite sa preporučenom literaturom.

10 3 Vitamini (laboratorijski rad). Radite sa preporučenom literaturom.

12 4 Alfa aminokiseline, peptidi i proteini. Radite sa preporučenom literaturom.

13 4 Azotne baze, nukleozidi, Rad sa preporučenom literaturom.

nukleotidi i nukleinske kiseline. Izvršavanje pismenog pismenog zadatka 15 5 Farmakološka svojstva nekih Rad sa preporučenom literaturom.

klase organskih jedinjenja. Izrada pismenog zadatka za pisanje Hemijska priroda nekih klasa hemijskih formula nekih lekovitih * - zadaci po izboru učenika.

organska jedinjenja.

organskih molekula.

organskih molekula.

organska jedinjenja.

organska jedinjenja.

veze. Stereoizomerizam.

određene klase droga.

U toku semestra student može osvojiti najviše 65 bodova na praktičnoj nastavi.

Na jednoj praktičnoj nastavi student može osvojiti najviše 4,3 boda. Ovaj broj se sastoji od bodova osvojenih za pohađanje nastave (0,6 bodova), izrada zadatka za vannastavni samostalni rad (1,0 boda), laboratorijskog rada (0,4 boda) i bodova dobijenih za usmeni odgovor i testni zadatak (od 1,3 do 2,3 boda). Bodovi za pohađanje nastave, rješavanje zadataka za vannastavni samostalni rad i laboratorijske radove dodjeljuju se po principu „da“ – „ne“. Bodovi za usmeni odgovor i testni zadatak se dodjeljuju diferencirano od 1,3 do 2,3 boda u slučaju pozitivnih odgovora: 0-1,29 bodova odgovara ocjeni „nezadovoljavajući“, 1,3-1,59 – „zadovoljavajući“, 1,6-1,99 – „dobar“ “, 2,0-2,3 – “odlično”. Na testu učenik može osvojiti najviše 5,0 bodova: pohađanje nastave 0,6 bodova, a usmeni odgovor 2,0-4,4 boda.

Da bi bio primljen na test, student mora osvojiti najmanje 45 bodova, dok se trenutni učinak studenta ocjenjuje na sljedeći način: 65-75 bodova – “odličan”, 54-64 boda – “dobar”, 45-53 boda – “ zadovoljavajuće”, manje od 45 bodova – nezadovoljavajuće. Ako učenik postigne od 65 do 75 bodova („odličan“ rezultat), tada je izuzet od testa i automatski dobija ocenu „prošao“ u knjižici, čime dobija 25 bodova za test.

Na testu student može osvojiti najviše 25 bodova: 0-15,9 bodova odgovara ocjeni „nezadovoljavajući”, 16-17,5 – „zadovoljavajući”, 17,6-21,2 – „dobar”, 21,3-25 – „odlično”.

Raspodjela bonus bodova (ukupno do 10 bodova po semestru) 1. Pohađanje predavanja – 0,4 boda (100% pohađanje predavanja – 6,4 boda po semestru);

2. Učešće na UIRS-u do 3 boda, uključujući:

pisanje sažetka na predloženu temu – 0,3 boda;

priprema izvještaja i multimedijalne prezentacije za završni obrazovno-teorijski skup 3. Učešće u istraživačkom radu – do 5 bodova, uključujući:

prisustvovanje sastanku studentskog naučnog kruga na katedri - 0,3 boda;

priprema izvještaja za sastanak studentskog naučnog kruga – 0,5 boda;

izlaganje na naučnom skupu studenata univerziteta – 1 bod;

izlaganje na regionalnoj, sveruskoj i međunarodnoj studentskoj naučnoj konferenciji – 3 boda;

objavljivanje u zbornicima studentskih naučnih skupova – 2 boda;

objavljivanje u recenziranom naučnom časopisu – 5 bodova;

4. Učešće u vaspitno-obrazovnom radu na katedri do 3 boda i to:

učešće u organizaciji obrazovno-vaspitnih aktivnosti koje odsjek sprovodi u vannastavnim satima - 2 boda za jedan događaj;

pohađanje edukativnih aktivnosti koje odsjek održava u vannastavnim satima – 1 bod za jedan događaj;

Raspodjela kaznenih bodova (ukupno do 10 bodova po semestru) 1. Izostanak sa predavanja iz neopravdanog razloga - 0,66-0,67 bodova (0% prisustvo na predavanjima - 10 bodova za Ukoliko je student izostao sa nastave iz opravdanog razloga, ima pravo da razradi lekciju kako bi poboljšao tvoj trenutni rejting.

Ukoliko je izostanak neopravdan, učenik mora završiti razred i dobiti ocjenu sa faktorom smanjenja 0,8.

Ukoliko je student oslobođen fizičkog prisustva nastavi (po nalogu akademije), onda mu se dodeljuje maksimalni broj bodova ako uradi zadatak za vannastavni samostalni rad.

6. Obrazovna, metodološka i informatička podrška disciplini 1. N.A. Tyukavkina, Yu.I. Baukov, S.E. Zurabyan. Bioorganska hemija. M.:DROFA, 2009.

2. Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I. Bioorganska hemija. M.:DROFA, 2005.

1. Ovčinikov Yu.A. Bioorganska hemija. M.: Obrazovanje, 1987.

2. Riles A., Smith K., Ward R. Osnove organske hemije. M.: Mir, 1983.

3. Shcherbak I.G. Biološka hemija. Udžbenik za medicinske fakultete. S.-P. Izdavačka kuća St. Petersburg State Medical University, 2005.

4. Berezov T.T., Korovkin B.F. Biološka hemija. M.: Medicina, 2004.

5. Berezov T.T., Korovkin B.F. Biološka hemija. M.: Medicina, Postupaev V.V., Ryabtseva E.G. Biohemijska organizacija ćelijskih membrana (udžbenik za studente farmaceutskih fakulteta medicinskih univerziteta). Khabarovsk, Dalekoistočni državni medicinski univerzitet. 2001

7. Soros obrazovni magazin, 1996-2001.

8. Vodič za laboratorijsku nastavu iz bioorganske hemije. Uredio N.A. Tyukavkina, M.:

Medicina, 7.3 Nastavno-metodički materijali koje je pripremila katedra 1. Metodička izrada praktične nastave iz bioorganske hemije za studente.

2. Metodičke izrade za samostalni vannastavni rad učenika.

3. Borodin E.A., Borodina G.P. Biohemijska dijagnostika (fiziološka uloga i dijagnostička vrijednost biohemijskih parametara krvi i urina). Udžbenik 4. izdanje. Blagovješčensk, 2010.

4. Borodina G.P., Borodin E.A. Biohemijska dijagnostika (fiziološka uloga i dijagnostička vrijednost biohemijskih parametara krvi i urina). Elektronski udžbenik. Blagoveshchensk, 2007.

5. Zadaci za kompjutersko testiranje znanja učenika iz bioorganske hemije (sastavili Borodin E.A., Doroshenko G.K., Egorshina E.V.) Blagoveshchensk, 2003.

6. Testni zadaci iz bioorganske hemije za ispit iz bioorganske hemije za studente medicinskog fakulteta medicinskih univerziteta. Toolkit. (Sastavili Borodin E.A., Doroshenko G.K.). Blagoveshchensk, 2002.

7. Test zadaci iz bioorganske hemije za praktičnu nastavu iz bioorganske hemije za studente Medicinskog fakulteta. Toolkit. (Sastavili Borodin E.A., Doroshenko G.K.). Blagoveshchensk, 2002.

8. Vitamini. Toolkit. (Sastavio Egorshina E.V.). Blagoveshchensk, 2001.

8.5 Osiguravanje discipline opremom i edukativnim materijalom 1 Hemijsko stakleno posuđe:

stakleno posuđe:

1.1 hemijske epruvete 5000 Hemijski eksperimenti i analize u praktičnoj nastavi, UIRS, 1,2 epruvete za centrifugiranje 2000 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 1,3 staklene šipke 100 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 1.4. tikvice različitih zapremina (za 200 hemijskih eksperimenata i analiza na praktičnoj nastavi, UIRS, 1,5 tikvice velike zapremine - 0,5-2,0 30 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 1,6 hemijske čaše raznih 120 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 1,7 velike hemijske čaše 50 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, priprema radnika 1,8 tikvice različitih veličina 2000 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 1,9 filter lijevci 200 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS 1.10 stakleno posuđe Hemijski eksperimenti i analize u praktičnoj nastavi, CIRS, hromatografija itd.).

1.11 alkoholne lampe 30 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, Porcelansko posuđe 1.12 čaše različite zapremine (0,2- 30 Priprema reagensa za praktičnu nastavu 1,13 tanjira i tučaka Priprema reagensa za praktičnu nastavu, hemijske eksperimente i 1,15 čaša za isparavanje 20 Hemijski eksperimenti i analize za praktičnu nastavu, UIRS, Merno stakleno posuđe:

1.16 volumetrijske tikvice raznih 100 Priprema reagensa za praktičnu nastavu, Hemijski eksperimenti 1.17 graduirani cilindri raznih 40 Priprema reagensa za praktičnu nastavu, Hemijski eksperimenti 1.18 čaše različitih zapremina 30 Priprema reagensa za praktičnu nastavu. Hemijski eksperimenti i analize za praktičnu nastavu, UIRS, mikropipete) 1.20 mehanički automatski 15 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 1.21 mehanički automatski 2 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, dozatori promjenjivog volumena NIRS 1.22 elektronski automatski 1 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 1.23 AC mikrošprice 5 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 2 Tehnička oprema:

2.1 stalci za epruvete 100 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 2.2 stalci za pipete 15 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, 2.3 metalni stalci 15 Hemijski eksperimenti i analize na praktičnoj nastavi, UIRS, Uređaji za grijanje:

2.4 Ormari za sušenje 3 Hemijsko posuđe za sušenje stakla, hemikalije za držanje 2,5 zračni termostati 2 Termostatiranje inkubacione smjese pri određivanju 2,6 termostati za vodu 2 Termostatiranje smjese za inkubaciju pri određivanju 2,7 električni štednjaci 3 Priprema reagenasa za praktične vježbe, hemijske eksperimente i 2,8 Frižideri sa zamrzivačima 5 Skladištenje hemijskih i hemijskih reagensa "C" rastvora biarnog materijala ”, “Biryusa”, praktične vježbe , UIRS, NIRS “Stinol”

2.9 Ormari za skladištenje 8 Skladištenje hemijskih reagensa 2.10 Metalni sef 1 Skladištenje toksičnih reagensi i etanol 3 Oprema opće namjene:

3.1 analitički prigušivač 2 Gravimetrijska analiza na praktičnoj nastavi, UIRS, NIRS 3.6 Ultracentrifuga 1 Demonstracija metode analize sedimentacije na praktičnoj nastavi (Njemačka) 3.8 Magnetne miješalice 2 Priprema reagensa za praktičnu nastavu 3.9 Električni destilator za destilaciju vode za destilaciju 1. reagensi za 3.10 Termometri 10 Kontrola temperature tokom hemijskih analiza 3.11 Set hidrometara 1 Merenje gustine rastvora 4 Oprema specijalne namene:

4.1 Aparat za elektroforezu na 1 Demonstracija metode elektroforeze serumskih proteina na 4.2 Aparat za elektroforezu na 1 Demonstracija metode za odvajanje serumskih lipoproteina 4.3 Oprema za kolonu Demonstracija metode za odvajanje proteina u serumu pomoću hromatografije. metoda za odvajanje lipida na praktičnom tankom sloju hromatografije. klase, NIRS Merna oprema:

Fotoelektrični kolorimetri:

4.8 Fotometar “SOLAR” 1 Mjerenje apsorpcije svjetlosti obojenih otopina na 4,9 Spektrofotometar SF 16 1 Mjerenje apsorpcija svjetlosti otopina u vidljivom i UV području 4.10 Klinički spektrofotometar 1 Mjerenje apsorpcije svjetlosti otopina u vidljivom i UV području spektra “Schimadzu - CL–770” spektralnim metodama određivanja 4.11 Visoko efikasna 1 Demonstracija HPLC metode (praktične vežbe, UIRS, NIRS) tečni hromatograf "Milihrom - 4".

4.12 Polarimetar 1 Demonstracija optičke aktivnosti enantiomera, 4.13 Refraktometar 1 Demonstracija refraktometrijska metoda određivanja 4.14 pH metri 3 Priprema puferskih otopina, demonstracija pufera 5 Oprema za projekciju:

5.1 Multimedijalni projektor i 2 Demonstracija multimedijalnih prezentacija, foto i grafoskop: Demonstracija slajdovi tokom predavanja i praktične nastave 5.3 “Poluautomatsko ležište” 5.6 Uređaj za demonstraciju Dodijeljen morfološkoj nastavnoj zgradi. Demonstracija prozirnih filmova (režija) i ilustrativnog materijala na predavanjima, tokom UIRS i NIRS film projektora.

6 Računarska tehnologija:

6.1 Odeljenska mreža od 1 Pristup obrazovnim resursima INTERNETA (nacionalni i personalni računari sa međunarodnim elektronskim bazama podataka o hemiji, biologiji i pristup INTERNET medicini) za nastavnike katedre i studente u obrazovnim i 6.2 Personalni računari 8 Kreiranje od strane nastavnika odeljenje štampanih i elektronskih kadrova Katedre didaktički materijal u toku nastavno-metodičkog rada, 6.3 Računarski čas za 10 1 Programirano proveravanje znanja studenata na praktičnoj nastavi, na testovima i ispitima (trenutni, 7 Nastavne tabele:

1. Peptidna veza.

2. Pravilnost strukture polipeptidnog lanca.

3. Vrste veza u proteinskom molekulu.

4. Disulfidna veza.

5. Specifičnost vrsta proteina.

6. Sekundarna struktura proteina.

7. Tercijarna struktura proteina.

8. Mioglobin i hemoglobin.

9. Hemoglobin i njegovi derivati.

10. Lipoproteini krvne plazme.

11. Vrste hiperlipidemije.

12. Elektroforeza proteina na papiru.

13. Šema biosinteze proteina.

14. Kolagen i tropokolagen.

15. Miozin i aktin.

16. Nedostatak vitamina RR (pelagra).

17. Nedostatak vitamina B1.

18. Nedostatak vitamina C.

19. Nedostatak vitamina A.

20. Nedostatak vitamina D (rahitis).

21. Prostaglandini su fiziološki aktivni derivati ​​nezasićenih masnih kiselina.

22. Neuroksini nastali od kateklamina i indolamina.

23. Proizvodi neenzimskih reakcija dopamina.

24. Neuropeptidi.

25. Polinezasićene masne kiseline.

26. Interakcija liposoma sa ćelijskom membranom.

27. Slobodna oksidacija (razlike od disanja tkiva).

28. PUFA iz porodice omega 6 i omega 3.

2 Kompleti slajdova za različite sekcije programa 8.6 Interaktivni alati za učenje (Internet tehnologije), multimedijalni materijali, Elektronske biblioteke i udžbenici, foto i video materijali 1 Interaktivni alati za učenje (Internet tehnologije) 2 Multimedijalni materijali Stonik V.A. (TIBOH DSC SB RAS) „Prirodna jedinjenja su osnova 5 Borodin E.A. (AGMA) “Ljudski genom. Genomika, proteomika i autorsko izlaganje 6 Pivovarova E.N (Institut za citologiju i genetiku, Sibirski ogranak Ruske akademije medicinskih nauka) „Uloga regulacije ekspresije gena Autorska prezentacija osobe.”

3 Elektronske biblioteke i udžbenici:

2 MEDLINE. CD verzija elektronskih baza podataka o hemiji, biologiji i medicini.

3 Nauke o životu. CD verzija elektronskih baza podataka o hemiji i biologiji.

4 Cambridge Scientific Abstracts. CD verzija elektronskih baza podataka o hemiji i biologiji.

5 PubMed - elektronska baza podataka Nacionalnog instituta za zdravlje http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ Organska hemija. Digitalna biblioteka. (Sastavile N.F. Tyukavkina, A.I. Khvostova) - M., 2005.

Organska i opšta hemija. Lijek. Predavanja za studente, kurs. (Elektronski priručnik). M., 2005

4 videa:

3 MES TIBOKH DSC FEB RAS CD

5 Foto i video materijali:

Autorske fotografije i video materijali glave. odjelu prof. E.A. Borodin o 1 univerzitetu u Upsali (Švedska), Granadi (Španija), medicinskim školama univerziteta u Japanu (Niigata, Osaka, Kanazawa, Hirosaki), Institutu za biomedicinsku hemiju Ruske akademije medicinskih nauka, Institutu za fizičku hemiju i hemiju Ministarstva zdravlja Rusije, TIBOKHE DSC. FEB RAS.

8.1. Primjeri tekućih kontrolnih testova (sa standardnim odgovorima) za lekciju br. 4 „Kiselost i bazičnost organske molekule"

1. Odaberite karakteristične karakteristike Bronsted-Lowry kiselina:

1. povećati koncentraciju vodikovih jona u vodenim rastvorima 2. povećati koncentraciju hidroksidnih jona u vodenim rastvorima 3. su neutralne molekule i joni - donori protona 4. su neutralne molekule i joni - akceptori protona 5. ne utiču na reakciju medij 2. Navedite faktore koji utiču na kiselost organskih molekula:

1. elektronegativnost heteroatoma 2. polarizabilnost heteroatoma 3. priroda radikala 4. sposobnost disocijacije 5. rastvorljivost u vodi 3. Od navedenih jedinjenja izaberite najjače Bronstedove kiseline:

1. alkani 2. amini 3. alkoholi 4. tioli 5. karboksilne kiseline 4. Navedite karakteristične osobine organskih jedinjenja koja imaju svojstva baza:

1. akceptori protona 2. donori protona 3. pri disocijaciji daju hidroksilne jone 4. ne disociraju 5. osnovna svojstva određuju reaktivnost 5. Od datih jedinjenja izaberite najslabiju bazu:

1. amonijak 2. metilamin 3. fenilamin 4. etilamin 5. propilamin 8.2 Primjeri situacijskih zadataka tekuće kontrole (sa odgovorite na standarde) 1. Odredite roditeljsku strukturu u spoju:

Rješenje. Izbor matične strukture u strukturnoj formuli organskog jedinjenja regulisan je IUPAC supstitutivnom nomenklaturom nizom dosledno primenjenih pravila (videti Udžbenik, 1.2.1).

Svako sljedeće pravilo se primjenjuje samo kada prethodno ne dozvoljava jasan izbor. Jedinjenje I sadrži alifatske i aliciklične fragmente. Prema prvom pravilu, struktura sa kojom je viša karakteristična grupa direktno povezana bira se kao matična struktura. Od dvije karakteristične grupe prisutne u spoju I (OH i NH), hidroksilna grupa je najstarija. Stoga će početna struktura biti cikloheksan, što se odražava u nazivu ovog spoja - 4-aminometilcikloheksanol.

2. Osnova brojnih biološki važnih jedinjenja i lekova je kondenzovani heterociklični purinski sistem, uključujući pirimidinska i imidazolna jezgra. Šta objašnjava povećanu otpornost purina na oksidaciju?

Rješenje. Aromatična jedinjenja imaju visoku energiju konjugacije i termodinamičku stabilnost. Jedna od manifestacija aromatičnih svojstava je otpornost na oksidaciju, iako "izvana"

aromatična jedinjenja imaju visok stepen nezasićenosti, što ih obično čini sklonim oksidaciji. Da bi se odgovorilo na pitanje postavljeno u formulaciji problema, potrebno je utvrditi da li purin pripada aromatičnim sistemima.

Prema definiciji aromatičnosti, neophodan (ali ne i dovoljan) uslov za nastanak konjugovanog zatvorenog sistema je prisustvo u molekulu ravnog cikličkog skeleta sa jednim oblakom elektrona. U molekuli purina, svi atomi ugljika i dušika su u stanju sp2 hibridizacije, te stoga sve veze leže u istoj ravni. Zbog toga se orbitale svih atoma uključenih u ciklus nalaze okomito na ravan skeleta i paralelno jedna na drugu, što stvara uslove za njihovo međusobno preklapanje sa formiranjem jednog zatvorenog delokalizovanog ti-elektronskog sistema koji pokriva sve atome ciklus (kružna konjugacija).

Aromatičnost je određena i brojem -elektrona, koji mora odgovarati formuli 4/7 + 2, gdje je n niz prirodnih brojeva O, 1, 2, 3, itd. (Hückelovo pravilo). Svaki atom ugljika i atomi azota piridina na pozicijama 1, 3 i 7 doprinose po jednom p-elektronu konjugovanom sistemu, a atom azota pirola na poziciji 9 daje usamljeni par elektrona. Konjugovani purinski sistem sadrži 10 elektrona, što odgovara Hückelovom pravilu kod n = 2.

Dakle, molekula purina ima aromatičan karakter i s tim je povezana njegova otpornost na oksidaciju.

Prisustvo heteroatoma u purinskom ciklusu dovodi do neravnomjerne raspodjele elektronske gustine. Piridinski atomi dušika pokazuju karakter povlačenja elektrona i smanjuju gustoću elektrona na atomima ugljika. U tom smislu, oksidacija purina, koja se općenito smatra gubitkom elektrona oksidirajućim spojem, bit će još teža u usporedbi s benzenom.

8.3 Test zadaci za testiranje (jedna opcija u cijelosti sa standardima odgovora) 1. Navedite organogene elemente:

7.Si 8.Fe 9.Cu 2.Navedite funkcionalne grupe koje imaju Pi vezu:

1.Karboksil 2.amino grupa 3.hidroksil 4.okso grupa 5.karbonil 3.Navedite staru funkcionalnu grupu:

1.-C=O 2.-SO3H 3.-CII 4.-COOH 5.-OH 4.Koju klasu organskih jedinjenja čini mlečna kiselina CH3-CHOH-COOH, nastala u tkivima kao rezultat anaerobne razgradnje glukoze , pripada?

1.Karboksilne kiseline 2.Hidroksi kiseline 3.Aminokiseline 4.Keto kiseline 5.Navedite supstitucijskom nomenklaturom supstancu koja je glavno energetsko gorivo ćelije i ima sledeću strukturu:

CH2-CH -CH -CH -CH -C=O

I I III I

OH OH OH OH OH H

1. 2,3,4,5,6-pentahidroksiheksanal 2,6-oksoheksanpentanol 1,2,3,4, 3. Glukoza 4. Heksoza 5.1,2,3,4,5-pentahidroksiheksanal- 6. Navedite karakteristične osobine konjugiranih sistemi:

1. Izjednačavanje elektronske gustine sigma i pi veza 2. Stabilnost i niska reaktivnost 3. Nestabilnost i visoka reaktivnost 4. Sadrže naizmjenične sigma i pi veze 5. Pi veze su razdvojene -CH2 grupama 7. Za koja jedinjenja je karakteristično Pi- Pi konjugacija:

1. karoteni i vitamin A 2. pirol 3. piridin 4. porfirini 5. benzpiren 8. Odaberite supstituente prve vrste, orijentirajući se na orto- i para-položaj:

1.alkil 2.- OH 3.- NH 4.- COOH 5.- SO3H 9. Kakav efekat ima -OH grupa u alifatskim alkoholima:

1. Pozitivna induktivna 2. Negativna induktivna 3. Pozitivna mezomerna 4. Negativna mezomerna 5. Vrsta i znak efekta zavise od položaja -OH grupe 10. Odabrati radikale koji imaju negativan mezomerni efekat 1. Halogeni 2. Alkilni radikali 3. Amino grupa 4. Hidroksi grupa 5. Karboksi grupa 11. Odaberite karakteristične karakteristike Bronsted-Lowry kiselina:

1. povećati koncentraciju vodikovih jona u vodenim rastvorima 2. povećati koncentraciju hidroksidnih jona u vodenim rastvorima 3. su neutralne molekule i joni - donori protona 4. su neutralne molekule i joni - akceptori protona 5. ne utiču na reakciju medij 12. Navedite faktore koji utiču na kiselost organskih molekula:

1. elektronegativnost heteroatoma 2. polarizabilnost heteroatoma 3. priroda radikala 4. sposobnost disocijacije 5. rastvorljivost u vodi 13. Od navedenih jedinjenja izaberite najjače Bronstedove kiseline:

1. alkani 2. amini 3. alkoholi 4. tioli 5. karboksilne kiseline 14. Navedite karakteristične osobine organskih jedinjenja koja imaju svojstva baza:

1. akceptori protona 2. donori protona 3. pri disocijaciji daju hidroksilne jone 4. ne disociraju 5. osnovna svojstva određuju reaktivnost 15. Od datih jedinjenja izaberite najslabiju bazu:

1. amonijak 2. metilamin 3. fenilamin 4. etilamin 5. propilamin 16. Koje karakteristike se koriste za klasifikaciju reakcija organskih jedinjenja:

1. Mehanizam prekida hemijske veze 2. Konačni rezultat reakcije 3. Broj molekula koji učestvuju u fazi koja određuje brzinu cijelog procesa 4. Priroda reagensa koji napada vezu 17. Odaberite aktivni oblici kiseonika:

1. singletni kiseonik 2. peroksid diradikal -O-O-superoksid ion 4. hidroksilni radikal 5. triplet molekularni kiseonik 18. Odaberite karakteristične karakteristike elektrofilnih reagensa:

1.čestice koje nose djelomični ili potpuni pozitivan naboj 2.nastaju homolitičkim cijepanjem kovalentne veze 3.čestice koje nose nespareni elektron 4.čestice koje nose djelomični ili potpuni negativni naboj 5.nastaju heterolitičkim cijepanjem kovalentne veze 19. Odaberite spojeve za koje su karakteristične reakcije elektrofilne supstitucije:

1. alkeni 2. areni 3. alkadieni 4. aromatični heterocikli 5. alkani 20. Navedite biološku ulogu reakcija oksidacije slobodnih radikala:

1. fagocitna aktivnost ćelija 2. univerzalni mehanizam uništavanja ćelijskih membrana 3. samoobnavljanje ćelijskih struktura 4. igraju odlučujuću ulogu u razvoju mnogih patoloških procesa 21. Odaberite koje klase organskih jedinjenja karakterišu reakcije nukleofilne supstitucije :

1. alkoholi 2. amini 3. halogeni derivati ​​ugljovodonika 4. tioli 5. aldehidi 22. Kojim redoslijedom se smanjuje reaktivnost supstrata u reakcijama nukleofilne supstitucije:

1. halogeni derivati ​​ugljovodonika, aminski alkoholi 2. aminski alkoholi, halogen derivati ​​ugljovodonika 3. aminski alkoholi, halogeni derivati ​​ugljovodonika 4. halogeni derivati ​​ugljovodonika, aminski alkoholi 23. Od navedenih jedinjenja izaberite polihidrične alkohole:

1. etanol 2. etilen glikol 3. glicerol 4. ksilitol 5. sorbitol 24. Odaberite šta je karakteristično za ovu reakciju:

CH3-CH2OH --- CH2=CH2 + H2O 1. reakcija eliminacije 2. reakcija intramolekularne dehidracije 3. nastaje u prisustvu mineralnih kiselina kada se zagrije 4. odvija se u normalnim uvjetima 5. reakcija intermolekularne dehidracije 25. Koja svojstva se javljaju kada se organski supstanca se uvodi u molekulu hlorne supstance:

1. narkotična svojstva 2. suzenje (suzenje) 3. antiseptička svojstva 26. Odaberite reakcije karakteristične za SP2-hibridizirani atom ugljika u okso jedinjenjima:

1. nukleofilna adicija 2. nukleofilna supstitucija 3. elektrofilna adicija 4. homolitičke reakcije 5. heterolitičke reakcije 27. Kojim se redoslijedom smanjuje lakoća nukleofilnog napada karbonilnih jedinjenja:

1. aldehidi ketoni anhidridi estri amidi soli karboksilnih kiselina 2. ketoni aldehidi anhidridi estri amidi soli karboksilnih kiselina 3. anhidridi aldehidi ketoni estri amidi soli karboksilnih kiselina 28. Odredite šta je karakteristično za ovu reakciju:

1.kvalitativna reakcija na aldehide 2.aldehid je redukcijsko sredstvo, srebrni oksid (I) je oksidant 3.aldehid je oksidant, srebrni oksid (I) je redukcijski agens 4.redoks reakcija 5.nastaje u alkalnoj medij 6.karakteristike ketona 29 .Koja od sljedećih karbonilnih jedinjenja podliježu dekarboksilaciji da bi nastali biogeni amin?

1. karboksilne kiseline 2. aminokiseline 3. okso kiseline 4. hidroksi kiseline 5. benzojeva kiselina 30. Kako se mijenjaju svojstva kiselina u homolognom nizu karboksilnih kiselina:

1. povećanje 2. smanjenje 3. ne mijenjanje 31. Koje od predloženih klasa jedinjenja su heterofunkcionalne:

1. hidroksi kiseline 2. okso kiseline 3. amino alkoholi 4. amino kiseline 5. dikarboksilne kiseline 32. Hidroksi kiseline uključuju:

1. limunska 2. buterna 3. acetosirćetna 4. pirugrožđana 5. jabučna 33. Odaberite lijekove - derivate salicilne kiseline:

1. paracetamol 2. fenacetin 3. sulfonamidi 4. aspirin 5. PAS 34. Odabrani lijekovi - derivati ​​p-aminofenola:

1. paracetamol 2. fenacetin 3. sulfonamidi 4. aspirin 5. PAS 35. Odabrani lijekovi - derivati ​​sulfanilne kiseline:

1. paracetamol 2. fenacetin 3. sulfonamidi 4. aspirin 5. PASK 36. Odaberite glavne odredbe teorije A.M. Butlerova:

1. atomi ugljika povezani su jednostavnim i višestrukim vezama 2. ugljenik u organskim jedinjenjima je četvorovalentan 3. funkcionalna grupa određuje svojstva supstance 4. atomi ugljenika formiraju otvorene i zatvorene cikluse 5. u organskim jedinjenjima ugljenik je u redukovanom obliku 37. Koji izomeri se klasifikuju kao prostorni:

1. lanci 2. položaj višestrukih veza 3. funkcionalne grupe 4. strukturne 5. konfiguracijske 38. Odaberite šta je karakteristično za pojam „konformacija”:

1. mogućnost rotacije oko jedne ili više sigma veza 2. konformeri su izomeri 3. promjena redoslijeda veza 4. promjena prostornog rasporeda supstituenata 5. promjena elektronske strukture 39. Odaberite sličnost između enantiomeri i dijastereomeri:

1. imaju ista fizičko-hemijska svojstva 2. mogu da rotiraju ravan polarizacije svetlosti 3. nisu u stanju da rotiraju ravan polarizacije svetlosti 4. su stereoizomeri 5. karakteriše prisustvo centra kiralnosti 40. Odaberite sličnost između konfiguracijskog i konformacijskog izomerizma:

1. Izomerizam je povezan sa različitim položajima u prostoru atoma i grupa atoma 2. Izomerizam je posledica rotacije atoma ili grupa atoma oko sigma veze 3. Izomerizam je posledica prisustva centra kiralnosti u molekuli 4. Izomerizam je posljedica različitih rasporeda supstituenata u odnosu na ravan pi veze.

41. Navedite heteroatome koji čine biološki važne heterocikle:

1.azot 2.fosfor 3.sumpor 4.ugljenik 5.kiseonik 42.Navedite 5-člani heterocikl koji je dio porfirina:

1.pirolidin 2.imidazol 3.pirol 4.pirazol 5.furan 43.Koji heterocikl sa jednim heteroatomom je dio nikotinske kiseline:

1. purin 2. pirazol 3. pirol 4. piridin 5. pirimidin 44. Navedite konačni produkt oksidacije purina u tijelu:

1. hipoksantin 2. ksantin 3. mokraćna kiselina 45. Navedite alkaloide opijuma:

1. strihnin 2. papaverin 4. morfin 5. rezerpin 6. kinin 6. Koje su reakcije oksidacije karakteristične za ljudski organizam:

1.dehidrogenacija 2.adicija kiseonika 3.donacija elektrona 4.adicija halogena 5.interakcija sa kalijum permanganatom, azotnom i perhlornom kiselinom 47.Šta određuje stepen oksidacije atoma ugljenika u organskim jedinjenjima:

1. broj njegovih veza sa atomima elemenata koji su elektronegativniji od vodonika 2. broj njegovih veza sa atomima kiseonika 3. broj njegovih veza sa atomima vodonika 48. Koja jedinjenja nastaju tokom oksidacije primarnog atoma ugljenika?

1. primarni alkohol 2. sekundarni alkohol 3. aldehid 4. keton 5. karboksilna kiselina 49. Odredi šta je karakteristično za oksidazne reakcije:

1. kiseonik se redukuje u vodu 2. kiseonik je uključen u sastav oksidovane molekule 3. kiseonik ide na oksidaciju vodonika koji se odvaja od supstrata 4. reakcije imaju energetsku vrednost 5. reakcije imaju plastičnu vrednost 50. Koje predloženih supstrata lakše oksidira u ćeliji i zašto?

1. glukoza 2. masna kiselina 3. sadrži djelomično oksidirane atome ugljika 4. sadrži potpuno hidrogenirane atome ugljika 51. Odaberite aldoze:

1. glukoza 2. riboza 3. fruktoza 4. galaktoza 5. dezoksiriboza 52. Odaberite rezervne oblike ugljikohidrata u živom organizmu:

1. vlakna 2. skrob 3. glikogen 4. hijalurinska kiselina 5. saharoza 53. Odaberite najčešće monosaharide u prirodi:

1. trioze 2. tetroze 3. pentoze 4. heksoze 5. heptoze 54. Odaberite amino šećere:

1. beta-riboza 2. glukozamin 3. galaktozamin 4. acetilgalaktozamin 5. deoksiriboza 55. Odaberite proizvode oksidacije monosaharida:

1. glukoza-6-fosfat 2. glikonske (aldonske) kiseline 3. glikuronske (uronske) kiseline 4. glikozidi 5. estri 56. Odaberite disaharide:

1. maltoza 2. vlakna 3. glikogen 4. saharoza 5. laktoza 57. Odaberite homopolisaharide:

1. skrob 2. celuloza 3. glikogen 4. dekstran 5. laktoza 58. Odaberite koji monosaharidi nastaju tokom hidrolize laktoze:

1.beta-D-galaktoza 2.alfa-D-glukoza 3.alfa-D-fruktoza 4.alfa-D-galaktoza 5.alfa-D-deoksiriboza 59. Odaberite ono što je karakteristično za celulozu:

1. linearni, biljni polisaharid 2. strukturna jedinica je beta-D-glukoza 3. neophodna za normalnu ishranu, balastna je supstanca 4. glavni ugljeni hidrat kod ljudi 5. ne razlaže se u gastrointestinalnom traktu 60. Odaberite derivate ugljenih hidrata koji čine muramin:

1.N-acetilglukozamin 2.N-acetilmuramska kiselina 3.glukozamin 4.glukuronska kiselina 5.ribuloza-5-fosfat 61.Odaberi tačne tvrdnje od sljedećeg: Aminokiseline su...

1. jedinjenja koja sadrže i amino i hidroksi grupe u molekulu 2. jedinjenja koja sadrže hidroksilne i karboksilne grupe 3. su derivati ​​karboksilnih kiselina u čijem radikalu je vodonik zamenjen amino grupom 4. jedinjenja koja sadrže okso i karboksilne grupe u molekulu 5. jedinjenja koja sadrže hidroksi i aldehidne grupe 62. Kako se klasificiraju aminokiseline?

1. po hemijskoj prirodi radikala 2. po fizičko-hemijskim svojstvima 3. po broju funkcionalnih grupa 4. po stepenu nezasićenosti 5. po prirodi dodatnih funkcionalnih grupa 63. Odaberite aromatičnu aminokiselinu:

1. glicin 2. serin 3. glutamin 4. fenilalanin 5. metionin 64. Odaberite aminokiselinu koja pokazuje kisela svojstva:

1. leucin 2. triptofan 3. glicin 4. glutaminska kiselina 5. alanin 65. Odaberite baznu aminokiselinu:

1. serin 2. lizin 3. alanin 4. glutamin 5. triptofan 66. Odaberite purinske azotne baze:

1. timin 2. adenin 3. gvanin 4. uracil 5. citozin 67. Odaberite pirimidinske azotne baze:

1.uracil 2.timin 3.citozin 4.adenin 5.guanin 68.Odaberite komponente nukleozida:

1.purinske azotne baze 2.pirimidinske azotne baze 3.riboza 4.deoksiriboza 5.fosforna kiselina 69.Navedite strukturne komponente nukleotida:

1. purinske azotne baze 2. pirimidinske azotne baze 3. riboza 4. dezoksiriboza 5. fosforna kiselina 70. Navedite karakteristične karakteristike DNK:

1. formiran od jednog polinukleotidnog lanca 2. formiran od dva polinukleotidna lanca 3. sadrži ribozu 4. sadrži deoksiribozu 5. sadrži uracil 6. sadrži timin 71. Odaberite lipide koji se mogu saponificirati:

1. neutralne masti 2. triacilgliceroli 3. fosfolipidi 4. sfingomijelini 5. steroidi 72. Odaberite nezasićene masne kiseline:

1. palmitinska 2. stearinska 3. oleinska 4. linolna 5. arahidonska 73. Navedite karakterističan sastav neutralnih masti:

1.mericil alkohol + palmitinska kiselina 2.glicerol + maslačna kiselina 3.sfingozin + fosforna kiselina 4.glicerol + viša karboksilna kiselina + fosforna kiselina 5.glicerol + više karboksilne kiseline 74. Odaberite koju funkciju fosfolipidi obavljaju u ljudskom tijelu

1. regulatorni 2. zaštitni 3. strukturni 4. energetski 75. Odaberite glikolipide:

1.fosfatidilholin 2.cerebrozidi 3.sfingomijelini 4.sulfatidi 5.gangliozidi

ODGOVORI NA TEST ZADATKE

8.4 Spisak praktičnih veština i zadataka (u celosti) potrebnih za polaganje 1. Sposobnost razvrstavanja organskih jedinjenja prema građi ugljeničnog skeleta i 2. Sposobnost sastavljanja formula po imenu i imenu tipičnih predstavnika biološki važnih supstanci i lijekovi po strukturnoj formuli.

3. Sposobnost izolovanja funkcionalnih grupa, kiselih i baznih centara, konjugiranih i aromatičnih fragmenata u molekulima za određivanje hemijskog ponašanja 4. Sposobnost predviđanja pravca i rezultata organskih hemijskih transformacija 5. Posedovanje veština samostalnog rada sa obrazovnim, naučna i referentna literatura; izvrši pretragu i izvuče opšte zaključke.

6. Posjedovanje vještina rukovanja hemijskim staklenim posuđem.

7. Posjedovanje vještina bezbjednog rada u hemijskoj laboratoriji i sposobnost rukovanja kaustičnim, otrovnim, vrlo isparljivim organskim jedinjenjima, rad sa gorionicima, alkoholnim lampama i električnim grijačima.

1. Predmet i zadaci bioorganske hemije. Implikacije u medicinskom obrazovanju.

2. Elementarni sastav organskih jedinjenja, kao razlog njihove usklađenosti sa biološkim procesima.

3. Klasifikacija organskih jedinjenja. Klase, opšte formule, funkcionalne grupe, pojedinačni predstavnici.

4. Nomenklatura organskih jedinjenja. Trivijalna imena. Zamjenska IUPAC nomenklatura.

5. Glavne funkcionalne grupe. Roditeljska struktura. Poslanici. Starost grupa, poslanici. Nazivi funkcionalnih grupa i supstituenata kao prefiksi i završeci.

6. Teorijske osnove strukture organskih jedinjenja. Teorija A.M. Butlerova.

Strukturne formule. Strukturni izomerizam. Izomeri lanca i položaja.

7. Prostorna struktura organskih jedinjenja. Stereohemijske formule.

Molekularni modeli. Najvažniji koncepti u stereohemiji su konfiguracija i konformacija organskih molekula.

8. Konformacije otvorenih lanaca - pomračeni, inhibirani, kosi. Energija i reaktivnost različitih konformacija.

9. Konformacije ciklusa na primjeru cikloheksana (stolica i kupka). Aksijalne i ekvatorijalne veze.

10. Međusobni utjecaj atoma u molekulima organskih jedinjenja. Njegovi uzroci, vrste manifestacija. Utjecaj na reaktivnost molekula.

11.Uparivanje. Konjugirani sistemi, konjugirane veze. Pi-pi konjugacija u dienima. Energija konjugacije. Stabilnost spregnutih sistema (vitamin A).

12. Uparivanje u arenama (pi-pi uparivanje). Aromatičnost. Hückelovo pravilo. Benzen, naftalen, fenantren. Reaktivnost benzenskog prstena.

13. Konjugacija u heterociklima (p-pi i pi-pi konjugacija na primjeru pirola i piridina).

Stabilnost heterocikla - biološki značaj na primjeru tetrapirolnih spojeva.

14.Polarizacija veza. Uzroci. Polarizacija u alkoholima, fenolima, karbonilnim jedinjenjima, tiolima. Utjecaj na reaktivnost molekula.\ 15.Elektronski efekti. Induktivni efekat u molekulima koji sadrže sigma veze. Znak induktivnog efekta.

16.Mezomerni efekat u otvorenim lancima sa konjugovanim pi vezama na primeru 1,3 butadiena.

17.Mezomerni efekat u aromatičnim jedinjenjima.

18. Supstituenti koji doniraju i povlače elektrone.

19. Poslanici 1. i 2. vrste. Pravilo orijentacije u benzenskom prstenu.

20.Kiselost i bazičnost organskih jedinjenja. Brendstet-Lowryjeve kiseline i baze.

Parovi kiselina i baza su konjugirane kiseline i baze. Ka i pKa su kvantitativne karakteristike kiselosti organskih jedinjenja. Značaj kiselosti za funkcionalnu aktivnost organskih molekula.

21.Kiselost raznih klasa organskih jedinjenja. Faktori koji određuju kiselost organskih jedinjenja su elektronegativnost atoma nemetala vezanog za vodonik, polarizabilnost atoma nemetala, priroda radikala vezanog za atom nemetala.

22.Organske baze. Amini. Razlog za bazičnost. Utjecaj radikala na bazičnost alifatskih i aromatskih amina.

23. Klasifikacija reakcija organskih jedinjenja prema njihovom mehanizmu. Koncepti homolitičkih i heterolitičkih reakcija.

24. Reakcije radikalne supstitucije u alkanima. Oksidacija slobodnih radikala u živim organizmima. Reaktivne vrste kiseonika.

25. Elektrofilna adicija u alkenima. Formiranje Pi-kompleksa, karbokationa. Reakcije hidratacije, hidrogenacije.

26.Elektrofilna supstitucija u aromatičnom prstenu. Formiranje srednjih sigma kompleksa. Reakcija bromiranja benzena.

27. Nukleofilna supstitucija u alkoholima. Reakcije dehidracije, oksidacije primarnih i sekundarnih alkohola, stvaranje estera.

28.Nukleofilna adicija karbonilnih jedinjenja. Biološki važne reakcije aldehida: oksidacija, stvaranje hemiacetala u interakciji s alkoholima.

29.Nukleofilna supstitucija u karboksilnim kiselinama. Biološki važne reakcije karboksilnih kiselina.

30. Oksidacija organskih jedinjenja, biološki značaj. Stepen oksidacije ugljika u organskim molekulima. Oksidabilnost različitih klasa organskih jedinjenja.

31.Energetska oksidacija. Oksidazne reakcije.

32.Neenergetska oksidacija. Reakcije oksigenaze.

33. Uloga oksidacije slobodnih radikala u baktericidnom djelovanju fagocitnih stanica.

34. Obnova organskih jedinjenja. Biološki značaj.

35.Multifunkcionalni spojevi. Polihidrični alkoholi - etilen glikol, glicerin, ksilitol, sorbitol, inozitol. Biološki značaj. Biološki važne reakcije glicerola su oksidacija i stvaranje estera.

36. Dibazične dikarboksilne kiseline: oksalna, malonska, sukcinska, glutarna.

Pretvaranje jantarne kiseline u fumarnu kiselinu je primjer biološke dehidrogenacije.

37. Amini. klasifikacija:

Po prirodi radikala (alifatski i aromatični); -po broju radikala (primarne, sekundarne, tercijarne, kvarterne amonijumske baze); -po broju amino grupa (mono- i diamini-). Diamini: putrescin i kadaverin.

38. Heterofunkcionalna jedinjenja. Definicija. Primjeri. Osobine ispoljavanja hemijskih svojstava.

39. Amino alkoholi: etanolamin, holin, acetilholin. Biološki značaj.

40.Hydroxy acids. Definicija. Opća formula. Klasifikacija. Nomenklatura. Izomerizam.

Predstavnici monokarboksilnih hidroksi kiselina: mlečna, beta-hidroksimaslačna, gama-ksimaslačna;

dikarbonat: jabuka, vino; trikarboksilna: limun; aromatično: salicilna.

41. Hemijska svojstva hidroksi kiselina: po karboksilnoj, po hidroksilnoj grupi, reakcije dehidratacije alfa, beta i gama izomera, razlika u produktima reakcije (laktidi, nezasićene kiseline, laktoni).

42. Stereoizomerizam. Enantiomeri i dijastereomeri. Kiralnost molekula organskih spojeva kao uzrok optičke izomerije.

43. Enantiomeri sa jednim centrom kiralnosti (mliječna kiselina). Apsolutna i relativna konfiguracija enantiomera. Oxyacid key. D i L gliceraldehid. D i L izomeri.

Racemati.

44. Enantiomeri sa nekoliko centara kiralnosti. Vinska i mezovinska kiselina.

45. Stereoizomerizam i biološka aktivnost stereoizomera.

46.Cis- i trans-izomerizam na primjeru fumarne i maleinske kiseline.

47. Oksokiseline. Definicija. Biološki važni predstavnici: pirogrožđana kiselina, acetosirćetna kiselina, oksalosirćetna kiselina. Ketoenol tautomerizam na primjeru pirogrožđane kiseline.

48. Amino kiseline. Definicija. Opća formula. Izomeri položaja amino grupe (alfa, beta, gama). Biološki značaj alfa aminokiselina. Predstavnici beta-, gama- i drugih izomera (beta-aminopropionska, gama-aminobutirna, epsilonaminokaproična). Reakcija dehidracije gama izomera sa stvaranjem cikličkih laktona.

49. Heterofunkcionalni derivati ​​benzena kao osnova lijekova. Derivati ​​p-aminobenzojeve kiseline - PABA (folna kiselina, anestezin). Antagonisti PABA su derivati ​​sulfanilne kiseline (sulfonamidi - streptocid).

50. Heterofunkcionalni derivati ​​benzena - lijekovi. Derivati ​​raminofenola (paracetamol), derivati ​​salicilne kiseline (acetilsalicilna kiselina). Raminosalicilna kiselina - PAS.

51.Biološki važni heterocikli. Definicija. Klasifikacija. Osobine strukture i svojstva: konjugacija, aromatičnost, stabilnost, reaktivnost. Biološki značaj.

52. Petočlani heterocikli sa jednim heteroatomom i njihovi derivati. Pirol (porfin, porfirini, hem), furan (lijekovi), tiofen (biotin).

53. Petočlani heterocikli sa dva heteroatoma i njihovi derivati. Pirazol (5-okso derivati), imidazol (histidin), tiazol (vitamin B1-tiamin).

54. Šestočlani heterocikli sa jednim heteroatomom i njihovi derivati. Piridin (nikotinska kiselina - učešće u redoks reakcijama, vitamin B6-piridoksal), kinolin (5-NOK), izohinolin (alkaloidi).

55. Šestočlani heterocikli sa dva heteroatoma. Pirimidin (citozin, uracil, timin).

56.Stopljeni heterocikli. Purin (adenin, gvanin). Proizvodi oksidacije purina hipoksantin, ksantin, mokraćna kiselina).

57. Alkaloidi. Definicija i opšte karakteristike. Struktura nikotina i kofeina.

58.Ugljikohidrati. Definicija. Klasifikacija. Funkcije ugljikohidrata u živim organizmima.

59.Monošećeri. Definicija. Klasifikacija. Predstavnici.

60. Pentoze. Predstavnici su riboza i deoksiriboza. Strukturne, otvorene i ciklične formule. Biološki značaj.

61.Heksoze. Aldoze i ketoze. Predstavnici.

62. Otvorene formule monosaharida. Određivanje stereohemijske konfiguracije. Biološki značaj konfiguracije monosaharida.

63. Formiranje cikličnih oblika monosaharida. Glikozidni hidroksil. Alfa i beta anomeri. Haworthove formule.

64. Derivati ​​monosaharida. Fosforni estri, glikonske i glikuronske kiseline, amino šećeri i njihovi acetil derivati.

65. Maltoza. Sastav, struktura, hidroliza i značaj.

66. Laktoza. Sinonim. Sastav, struktura, hidroliza i značaj.

67.Saharoza. Sinonimi. Sastav, struktura, hidroliza i značaj.

68. Homopolisaharidi. Predstavnici. Škrob, struktura, svojstva, proizvodi hidrolize, značaj.

69.Glikogen. Građa, uloga u životinjskom organizmu.

70. Vlakna. Građa, uloga u biljkama, značaj za čovjeka.

72. Heteropolisaharidi. Sinonimi. Funkcije. Predstavnici. Strukturne karakteristike: dimer jedinice, sastav. 1,3- i 1,4-glikozidne veze.

73.Hijaluronska kiselina. Sastav, struktura, svojstva, značaj u organizmu.

74.Hondroitin sulfat. Sastav, struktura, značaj u organizmu.

75.Muramin. Sastav, značenje.

76. Alfa aminokiseline. Definicija. Opća formula. Nomenklatura. Klasifikacija. Pojedinačni predstavnici. Stereoizomerizam.

77. Hemijska svojstva alfa aminokiselina. Amfoternost, reakcije dekarboksilacije, deaminacije, hidroksilacije u radikalu, formiranje peptidne veze.

78.Peptidi. Pojedinačni peptidi. Biološka uloga.

79. Vjeverice. Funkcije proteina. Nivoi strukture.

80. Azotne baze nukleinskih kiselina - purini i pirimidini. Modifikovane azotne baze - antimetaboliti (fluorouracil, merkaptopurin).

81.Nukleozidi. Nukleozidni antibiotici. Nukleotidi. Mononukleotidi u sastavu nukleinskih kiselina i slobodnih nukleotida su koenzimi.

82. Nukleinske kiseline. DNK i RNK. Biološki značaj. Formiranje fosfodiestarskih veza između mononukleotida. Nivoi strukture nukleinske kiseline.

83. Lipidi. Definicija. Biološka uloga. Klasifikacija.

84.Više karboksilne kiseline - zasićene (palmitinska, stearinska) i nezasićene (oleinska, linolna, linolenska i arahidonska).

85. Neutralne masti - acilgliceroli. Struktura, značenje. Životinjske i biljne masti.

Hidroliza masti - proizvodi, značenje. Hidrogenacija biljnih ulja, umjetnih masti.

86. Glicerofosfolipidi. Struktura: fosfatidna kiselina i azotne baze.

Fosfatidilholin.

87. Sfingolipidi. Struktura. Sfingozin. Sfingomijelin.

88.Steroidi. Holesterol - struktura, značenje, derivati: žučne kiseline i steroidni hormoni.

89.Terpeni i terpenoidi. Struktura i biološki značaj. Predstavnici.

90. Vitamini rastvorljivi u mastima. Opće karakteristike.

91. Anestezija. Dietil eter. Hloroform. Značenje.

92. Lijekovi koji stimulišu metaboličke procese.

93. Sulfonamidi, struktura, značaj. Bijeli streptocid.

94. Antibiotici.

95. Antiinflamatorni i antipiretički lijekovi Paracetamol. Struktura. Značenje.

96. Antioksidansi. Karakteristično. Značenje.

96. Tioli. Protuotrovi.

97. Antikoagulansi. Karakteristično. Značenje.

98. Barbiturati. Karakteristično.

99. Analgetici. Značenje. Primjeri. Acetilsalicilna kiselina (aspirin).

100. Antiseptici. Značenje. Primjeri. Furacilin. Karakteristično. Značenje.

101. Antivirusni lijekovi.

102. Diuretici.

103. Sredstva za parenteralnu ishranu.

104. PABC, PASK. Struktura. Karakteristično. Značenje.

105. Jodoform. Xeroform.Značenje.

106. Poliglyukin. Karakteristično. Vrijednost 107.Formalin. Karakteristično. Značenje.

108. Ksilitol, sorbitol. Struktura, značenje.

109. Resorcinol. Struktura, značenje.

110. Atropin. Značenje.

111. Kofein. Struktura. Vrijednost 113. Furacilin. Furazolidon. Karakteristika.Vrijednost.

114. GABA, GHB, jantarna kiselina.. Struktura. Značenje.

115. Nikotinska kiselina. Struktura, značenje

godine održan je seminar Unapređenje mehanizama za regulisanje tržišta rada u Republici Saha (Jakutija) sa međunarodnim učešćem u organizaciji Centra za strateške studije Republike Saha (Jakutija). Na seminaru su učestvovali predstavnici vodećih naučnih institucija u inostranstvu, Ruske Federacije, Dalekoistočnog saveza...“. “Novosibirska državna akademija vodnog saobraćaja Šifra discipline: F.02, F.03 Nauka o materijalima. Tehnologija konstrukcijskih materijala Program rada za specijalnosti: 180400 Elektropogon i automatizacija industrijskih instalacija i tehnoloških kompleksa i 240600 Rad brodske elektro opreme i automatike Novosibirsk 2001 Program rada sastavio vanredni profesor S.V. Gorelov na osnovu Državnog obrazovnog standarda visokog stručnog..." „RUSKI DRŽAVNI UNIVERZITET ZA NAFTU I GAS nazvan po I.M. Gubkina Odobren od prorektora za naučni rad prof. A.V. Muradov 31. marta 2014. PROGRAM prijemnog ispita na smeru 15.06.01 - Mašinstvo za kandidate za postdiplomske studije na Ruskom državnom univerzitetu za naftu i gas po imenu I.M. Gubkina u školskoj 2014/2015. godine Moskva 2014 Program prijemnog ispita za smer 15.06.01 Mašinstvo je razvijen na osnovu zahteva utvrđenih pasošima naučnih specijalnosti (05.02.04.,..." „Prilog 5A: Program rada specijalne discipline Psihologija mentalnog razvoja FEDERALNA DRŽAVNA BUDŽETSKA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG STRUČNOG OBRAZOVANJA PJATIGORSKI DRŽAVNI LINGVISTIČKI UNIVERZITET Odobren od prorektora za naučni rad i razvoj intelektualnog univerziteta ZA. Zavrumov _2012 Postdiplomske studije u specijalnosti 19.00.07 Pedagoška psihologija grana nauke: 19.00.00 Odsek za psihološke nauke...” „Ministarstvo obrazovanja i nauke Kabardino-Balkarije Državne obrazovne ustanove srednjeg stručnog obrazovanja Kabardino-Balkarski automobilski i autoputni koledž Odobren od: Direktora Državne obrazovne ustanove srednjeg stručnog obrazovanja KBADK M.A. Abregov 2013 Program obuke kvalifikovanih radnika, zaposlenih po zanimanju 190631.01.01 Automehaničar Kvalifikacija Automehaničar. Obrazac za obuku vozača automobila, rukovaoca benzinske pumpe - Nalčik sa punim radnim vremenom, 2013. SADRŽAJ 1. KARAKTERISTIKE..." „izlaže se suština matematičkog modela ishemijske bolesti srca zasnovanog na tradicionalnom pogledu na mehanizam snabdevanja organa krvlju, koji je razrađen u zajedničkom poduhvatu „Medicinsko-naučni centar” (Novgorod). Prema statistikama, trenutno je koronarna bolest srca (CHD) na prvom mjestu po učestalosti..." “MINISTARSTVO SAOBRAĆAJA FEDERALNE AGENCIJE ZA ŽELJEZNIČKI SAOBRAĆAJ RUSKO-FEDERALNE AGENCIJE ZA ŽELJEZNIČKI SAOBRAĆAJ Savezna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja IRKUTSK DRŽAVNI UNIVERZITET SAOBRAĆAJA IRGUPS (IrIIT) ODOBRIO dekan EMF-a Pykhalov A. 2011 PROIZVODNA PRAKSA RADNI PROGRAM C5. P Industrijska praksa, 3. godina. Specijalnost 190300.65 Željeznička vozna sredstva Specijalizacija PSG.2 Automobili Diplomske kvalifikacije..." “MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE RF Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Tver državni univerzitet Fizičko-tehnološki fakultet Odeljenje za opštu fiziku ODOBRILO Dekana Fizičko-tehnološkog fakulteta B.B. Pedko 2012 Program rada discipline FIZIKA ATOMSKOG JEZRA I ELEMENTARNIH ČESTICA za redovne studente 3. godine Smjer 222000.62 - Inovacije, profil Inovacijski menadžment (po djelatnostima i oblastima..." “MINISTARSTVO ZA OBRAZOVANJE NAUKE RUSKE DRŽAVNE OBRAZOVNE USTANOVE VISOKOG STRUČNOG OBRAZOVANJA DRŽAVNI UNIVERZITET VORONJEŽ (GOU VPO VSU) ODOBRILO je šefa Katedre za radno pravo Perederina S.V. 21.01.2011. Program rada nastavne discipline B 3.b.13 Zemljišno pravo 1. Šifra i naziv smjera usavršavanja/specijalnosti: 030900 Pravo 2. Profil obuke/specijalizacije: Pravo_ 3. Kvalifikacija (stepen) diplomirani diplomirani pravnik_ 4. Form .. form .. ." “Program rada je sastavljen na osnovu Federalnog državnog obrazovnog standarda za visoko stručno obrazovanje i uzimajući u obzir preporuke Okvirnog osnovnog obrazovnog programa za obuku specijalista 130400.65 Rudarstvo, smjer 130400.65.10 Elektrifikacija i automatizacija rudarske proizvodnje. 1. Ciljevi savladavanja discipline Osnovni cilj discipline Električne mašine je razvijanje teorijske osnove studenata o savremenim elektromehaničkim ..." “Sadržaj I. Objašnjenje 3 II. Glavni rezultati dobijeni u 2013. godini tokom 6. realizacije programa strateškog razvoja III. Prilozi 2 I. Obrazloženje Ciljevi i zadaci programa strateškog razvoja univerziteta ostaju nepromijenjeni za cijelo vrijeme trajanja programa i postepeno se ostvaruju svake godine njegove realizacije, osiguravajući postizanje pokazatelja utvrđenih u aneksu anotiranog programa. . Cilj 1 Razvoj naprednih obrazovnih tehnologija Cilj...” “Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije Federalna agencija za obrazovanje Ruske Federacije Vladivostok Državni univerzitet ekonomije i usluga _ POLITIČKA FILOZOFIJA Nastavni plan i program kursa za specijalnost 03020165 Političke nauke Vladivostok Izdavačka kuća VGUES 2008 BBK 66.2 Nastavni plan i program za predmet Politička filozofija je sastavljena u skladu sa zahtjevima Državnog obrazovnog standarda visokog stručnog obrazovanja Ruske Federacije. Predmet predmeta je politika kao složena društvena pojava, njene vrijednosti i ciljevi, tehnologije i...” “SISTEM KVALITETA ISPITNI PROGRAM ZA SPECIJALNOST str. 2 od 5 05.16.04 LIVARSKA PROIZVODNJA Ova pitanja kandidatskog ispita iz specijalnosti sastavljena su u skladu sa programom kandidatskog ispita iz specijalnosti 05.16.04 Livnica, odobrenim Naredbom Ministarstva obrazovanja i nauke Ruske Federacije broj 274 od 08.10.2007. 1 LISTA PITANJA 1. Klasifikacija livenih legura koje se koriste u mašinstvu. Osnovni parametri legura: tačka topljenja,..." „Razmatrano i usvojeno na sastanku direktora za rad Državne autonomne obrazovne ustanove MO SPO MKETI osoblja koledža V.V. Malkova, protokol br. _ 2013 od datuma_ Dugoročni ciljni program Razvoj Murmanskog koledža ekonomije i informacionih tehnologija za 2013. godinu -2015 Murmansk 2013 2 1. Pasoš programa razvoja fakulteta. Naziv Dugoročni ciljni program Razvoj programa Murmanske škole ekonomije i informacionih tehnologija za 2013. godinu (u daljem tekstu Program) Osnova zakona Ruske Federacije od...” "Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja MOSKOVSKI DRŽAVNI UNIVERZITET ŠUMA Šumarski fakultet Odsjek za vještačko šumarstvo a s h i n a i m a n i z a t i o n i n l / poljoprivredni radovi ODOBRIO JE FG BAJ ODOBRAVAO: PG BAJ ODOBRAVAO: Rektor PJ GJ OF ^ PRIJEMNI ISPIT NA POSLJEDIPLOMSKI STUDIJ Disciplina Šumske kulture Odsjek Vještačko..." „FEDERALNA AGENCIJA ZA CIVILNO VAZDUHOPLOVSTVO MOSKVA DRŽAVNI TEHNIČKI UNIVERZITET CIVILNOG VAZDUHOPLOVSTVA ODOBRILA je prorektora za MMR V. V. Krinicina _2007. RADNI OBRAZOVNI PROGRAM DISCIPLINE Termodinamika i prenos toplote, SD.04 (naziv, šifra prema GOS) Specijalnost 160901 Tehnički rad vazduhoplova i motora (šifra prema GOS) Fakultet - Mašinski odsek - Avio-motori Predmet - 3 Oblik studija - redovni semestar Ukupan broj sati obuke za...” “MC45 b UPUTSTVO ZA UPOTREBU MC45 Korisnički priručnik 72E-164159-01SR Rev. B Januar 2013. ii MC45 Korisnički vodič Nijedan dio ove publikacije ne smije se umnožavati ili koristiti u bilo kojem obliku ili bilo kojim električnim ili mehaničkim sredstvima bez pismene dozvole Motorola-e. To uključuje elektronske ili mehaničke uređaje za fotokopiranje ili snimanje, kao i uređaje za pohranu i pronalaženje informacija...” “Program rada je izrađen na osnovu: 1. Saveznog državnog obrazovnog standarda visokog stručnog obrazovanja za smjer diplomirani inženjer 560800 Agroinženjering odobren 05.04.2000. godine (matični broj 313 s/bak). 2. Okvirni program discipline Osnovi teorije mašina, odobren 27. juna 2001. 3. Plan rada, odobren od strane akademskog veća univerziteta od 22.04.2013. godine, br. 4. Vodeći nastavnik: Ablikov V.A., prof. _ Ablikov 16.06.2013. Nastavnici: Ablikov V.A., profesor _ Ablikov 16.06.2013. Sokht K.A., profesor _...” „MINISTARSTVO POLJOPRIVREDE RUJSKE FEDERACIJE Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Moskovski državni poljoprivredni inženjerski univerzitet po imenu V.P. Goryachkina ODSJEK ZA POPRAVKU MAŠINA I POUZDANOST Odobren od: dekana Fakulteta dopisnog obrazovanja P.A. Silaichev “_” _ PROGRAM RADA 2013. Specijalnost 190601 - Automobili i automobilska industrija Specijalizacija 653300 - Operacija 6 kopnenog transporta...

“ … Bilo je toliko nevjerovatnih incidenata,

Da joj se sada ništa nije činilo mogućim ”

L. Carroll "Alisa u zemlji čuda"

Bioorganska hemija se razvila na granici između dve nauke: hemije i biologije. Trenutno su im se pridružile medicina i farmakologija. Sve četiri ove nauke koriste savremene metode fizičkog istraživanja, matematičke analize i kompjuterskog modeliranja.

Godine 1807 J.Ya. Berzelius predložio da se nazovu tvari poput maslinovog ulja ili šećera, koje su uobičajene u živoj prirodi organski.

U to vrijeme već su bila poznata mnoga prirodna jedinjenja koja su se kasnije počela definirati kao ugljikohidrati, proteini, lipidi i alkaloidi.

Godine 1812. ruski hemičar K.S. Kirchhoff pretvorio škrob zagrijavanjem s kiselinom u šećer, kasnije nazvan glukoza.

1820. godine, francuski hemičar A. Braconno, tretiranjem proteina želatinom, dobio je supstancu glicin, koja pripada klasi jedinjenja koja kasnije Berzelius imenovani amino kiseline.

Datumom rođenja organske hemije može se smatrati delo objavljeno 1828 F. Velera, koji je prvi sintetizirao supstancu prirodnog porijekla – urea- iz neorganskog jedinjenja amonijum cijanata.

Godine 1825. fizičar Faraday izolovao benzen iz gasa koji je korišćen za osvetljavanje grada Londona. Prisustvo benzena može objasniti zadimljeni plamen londonskih lampi.

Godine 1842 N.N. Zinin izveo sintet z anilinom,

Godine 1845. A.V. Kolbe, učenik F. Wöhlera, sintetizirao je octenu kiselinu - nesumnjivo prirodno organsko jedinjenje - iz polaznih elemenata (ugljik, vodonik, kisik)

Godine 1854 P. M. Bertlot zagrijani glicerin sa stearinskom kiselinom i dobijen tristearin, za koji se ispostavilo da je identičan prirodnom spoju izoliranom iz masti. Dalje P.M. Berthelot uzeo druge kiseline koje nisu izolirane iz prirodnih masti i dobio spojeve vrlo slične prirodnim mastima. Ovime je francuski hemičar dokazao da je moguće dobiti ne samo analoge prirodnih jedinjenja, već i stvaraju nove, slične i u isto vrijeme različite od prirodnih.

Mnoga velika dostignuća u organskoj hemiji u drugoj polovini 19. veka povezana su sa sintezom i proučavanjem prirodnih supstanci.

Godine 1861., njemački hemičar Friedrich August Kekule von Stradonitz (u naučnoj literaturi uvijek nazvan jednostavno Kekule) objavio je udžbenik u kojem je definirao organsku hemiju kao hemiju ugljika.

U periodu 1861-1864. Ruski hemičar A.M. Butlerov je stvorio jedinstvenu teoriju strukture organskih jedinjenja, koja je omogućila prenošenje svih postojećih dostignuća na jedinstvenu naučnu osnovu i otvorila put razvoju nauke organske hemije.

U istom periodu, D.I. Mendelejev. poznat širom sveta kao naučnik koji je otkrio i formulisao periodični zakon promene svojstava elemenata, objavio je udžbenik „Organska hemija”. Na raspolaganju imamo njegovo 2. izdanje (ispravljeno i prošireno, Publikacija partnerstva „Javna korist“, Sankt Peterburg, 1863. 535 str.)

Veliki naučnik je u svojoj knjizi jasno definisao vezu između organskih jedinjenja i vitalnih procesa: “Mnoge procese i tvari koje organizmi proizvode umjetno možemo reprodukovati izvan tijela. Tako se proteinske supstance, koje se uništavaju kod životinja pod uticajem kiseonika koji apsorbuje krv, pretvaraju u amonijumove soli, ureu, sluzni šećer, benzojevu kiselinu i druge supstance koje se obično izlučuju urinom... Uzeto zasebno, svaka vitalna pojava nije rezultat neke posebne sile, ali se događa prema općim zakonima prirode" U to vrijeme bioorganska hemija i biohemija se još nisu pojavile kao

nezavisnim pravcima, u početku su bili ujedinjeni fiziološka hemija, ali su postepeno na osnovu svih dostignuća prerasle u dvije samostalne nauke.

Nauka o proučavanju bioorganske hemije vezu između strukture organskih supstanci i njihovih bioloških funkcija, koristeći uglavnom metode organske, analitičke, fizičke hemije, kao i matematike i fizike

Glavna odlika ovog predmeta je proučavanje biološke aktivnosti supstanci u vezi sa analizom njihove hemijske strukture

Objekti proučavanja bioorganske hemije: biološki važni prirodni biopolimeri - proteini, nukleinske kiseline, lipidi, male molekularne supstance - vitamini, hormoni, signalni molekuli, metaboliti - supstance uključene u energetski i plastični metabolizam, sintetičke droge.

Glavni zadaci bioorganske hemije uključuju:

1. Razvoj metoda za izolovanje i prečišćavanje prirodnih jedinjenja, korišćenjem medicinskih metoda za procenu kvaliteta leka (npr. hormona na osnovu stepena njegove aktivnosti);

2. Određivanje strukture prirodnog jedinjenja. Koriste se sve metode hemije: određivanje molekulske mase, hidroliza, analiza funkcionalnih grupa, metode optičkog istraživanja;

3. Razvoj metoda za sintezu prirodnih spojeva;

4. Proučavanje zavisnosti biološkog djelovanja od strukture;

5. Pojašnjenje prirode biološke aktivnosti, molekularnih mehanizama interakcije sa različitim ćelijskim strukturama ili sa njenim komponentama.

Razvoj bioorganske hemije tokom decenija povezan je sa imenima ruskih naučnika: D.I.Mendeleeva, A.M. Butlerov, N.N. Zinin, N.D. Zelinsky A.N. Belozersky N.A. Preobraženski M.M. Šemjakin, Yu.A. Ovchinnikova.

Osnivači bioorganske hemije u inostranstvu su naučnici koji su napravili mnoga velika otkrića: strukturu sekundarne strukture proteina (L. Pauling), potpunu sintezu hlorofila, vitamin B 12 (R. Woodward), upotrebu enzima u sinteza složenih organskih supstanci. uključujući gen (G. Koran) i druge

Na Uralu u Jekaterinburgu u oblasti bioorganske hemije od 1928. do 1980. godine. radio je kao šef katedre za organsku hemiju UPI, akademik I. Ya. Postovsky, poznat kao jedan od osnivača u našoj zemlji naučnog pravca traženja i sinteze lijekova i autor niza lijekova (sulfonamidi, antitumorski, antiradijacioni, antituberkuloza). Njegova istraživanja nastavljaju studenti koji rade pod rukovodstvom akademika O.N. Chupakhin, V.N. Čarušina na USTU-UPI i na Institutu za organsku sintezu im. I JA. Postovsky Ruska akademija nauka.

Bioorganska hemija je usko povezana sa zadacima medicine i neophodna je za proučavanje i razumevanje biohemije, farmakologije, patofiziologije i higijene. Sav naučni jezik bioorganske hemije, usvojena notacija i metode koje se koriste ne razlikuju se od organske hemije koju ste učili u školi

Bioorganska hemija je nauka koja proučava strukturu i svojstva supstanci uključenih u životne procese u direktnoj vezi sa poznavanjem njihovih bioloških funkcija.

Bioorganska hemija je nauka koja proučava strukturu i reaktivnost biološki značajnih jedinjenja. Predmet bioorganske hemije su biopolimeri i bioregulatori i njihovi strukturni elementi.

Biopolimeri uključuju proteine, polisaharide (ugljikohidrate) i nukleinske kiseline. Ova grupa također uključuje lipide, koji nisu BMC, ali su obično povezani s drugim biopolimerima u tijelu.

Bioregulatori su jedinjenja koja hemijski regulišu metabolizam. To uključuje vitamine, hormone i mnoga sintetička jedinjenja, uključujući i lekovite supstance.

Bioorganska hemija se zasniva na idejama i metodama organske hemije.

Bez poznavanja opštih principa organske hemije, teško je proučavati bioorgansku hemiju. Bioorganska hemija je usko povezana sa biologijom, biološkom hemijom i medicinskom fizikom.

Skup reakcija koje se dešavaju u uslovima organizma naziva se metabolizam.

Supstance koje nastaju tokom metabolizma nazivaju se - metaboliti.

Metabolizam ima dva pravca:

Katabolizam je reakcija razlaganja složenih molekula na jednostavnije.

Anabolizam je proces sinteze složenih molekula iz jednostavnijih supstanci koristeći energiju.

Termin biosinteza se primjenjuje na hemijsku reakciju IN VIVO (u tijelu), IN VITRO (izvan tijela)

Postoje antimetaboliti - konkurenti metabolita u biohemijskim reakcijama.

Konjugacija kao faktor povećanja stabilnosti molekula. Međusobni utjecaj atoma u molekulima organskih jedinjenja i načini njegovog prenošenja

Pregled predavanja:

Uparivanje i njegove vrste:

p, p - uparivanje,

r,p - konjugacija.

Energija konjugacije.

Spregnuti sistemi otvorenog kola.

Vitamin A, karoteni.

Konjugacija u radikalima i ionima.

Spregnuti sistemi zatvorenog kruga. Aromatičnost, kriterijumi aromatičnosti, heterociklična aromatična jedinjenja.

Kovalentna veza: nepolarna i polarna.

Induktivni i mezomerni efekti. EA i ED su zamjene.

Glavni tip hemijskih veza u organskoj hemiji su kovalentne veze. U organskim molekulima atomi su povezani s i p vezama.

Atomi u molekulima organskih jedinjenja povezani su kovalentnim vezama, koje se nazivaju s i p vezama.

Jednostruka s - veza u SP 3 - hibridizovanom stanju karakteriše l - dužina (C-C 0,154 nm), E-energija (83 kcal/mol), polaritet i polarizabilnost. Na primjer:

Dvostruka veza je karakteristična za nezasićena jedinjenja, u kojima pored centralne s-veze postoji i preklapanje okomito na s-vezu, što se naziva π-vezom).

Dvostruke veze su lokalizirane, odnosno gustina elektrona pokriva samo 2 jezgra vezanih atoma.

Najčešće ćemo se ti i ja baviti konjugirani sistemima. Ako se dvostruke veze izmjenjuju s jednostrukim vezama (a u općenitom slučaju, atom povezan s dvostrukom vezom ima p-orbitalu, tada se p-orbitale susjednih atoma mogu preklapati jedna s drugom, formirajući zajednički p-elektronski sistem). Takvi sistemi se nazivaju konjugirani ili delokalizirani . Na primjer: butadien-1,3

p, p - konjugirani sistemi

Svi atomi u butadienu su u SP 2 hibridiziranom stanju i leže u istoj ravni (Pz nije hibridna orbitala). Rz – orbitale su međusobno paralelne. To stvara uslove za njihovo međusobno preklapanje. Do preklapanja Pz orbitale dolazi između C-1 i C-2 i C-3 i C-4, kao i između C-2 i C-3, tj. delokalizovan kovalentna veza. To se odražava u promjenama dužine veze u molekulu. Dužina veze između C-1 i C-2 je povećana, a između C-2 i C-3 je skraćena u poređenju sa jednostrukom vezom.

l-C -S, 154 nm l S=S 0,134 nm

l S-N 1,147 nm l S =O 0,121 nm

r, p - uparivanje

Primjer p, π konjugiranog sistema je peptidna veza.

r, p - konjugirani sistemi

C=0 dvostruka veza je proširena na 0,124 nm u poređenju sa uobičajenom dužinom od 0,121, a C–N veza postaje kraća i postaje 0,132 nm u poređenju sa 0,147 nm u normalnom slučaju. Odnosno, proces delokalizacije elektrona dovodi do izjednačavanja dužina veza i smanjenja unutrašnje energije molekula. Međutim, ρ,p – konjugacija se javlja u acikličkim jedinjenjima, ne samo kada se izmjenjuju = veze s jednostrukim C-C vezama, već i kada se naizmjenično mijenjaju s heteroatomom:

X atom sa slobodnom p-orbitalom može se nalaziti u blizini dvostruke veze. Najčešće su to O, N, S heteroatomi i njihove p-orbitale koje stupaju u interakciju s p-vezama, formirajući p, p-konjugaciju.

Na primjer:

CH 2 = CH – O – CH = CH 2

Konjugacija se može dogoditi ne samo u neutralnim molekulima, već iu radikalima i ionima:

Na osnovu gore navedenog, u otvorenim sistemima, uparivanje se dešava pod sledećim uslovima:

Svi atomi koji učestvuju u konjugovanom sistemu su u SP 2 - hibridizovanom stanju.

Pz – orbitale svih atoma su okomite na ravan s-skeleta, odnosno paralelne jedna s drugom.

Kada se formira konjugovani multicentrični sistem, dužine veza su izjednačene. Ovdje ne postoje „čiste“ jednostruke i dvostruke veze.

Delokalizacija p-elektrona u konjugovanom sistemu je praćena oslobađanjem energije. Sistem prelazi na niži energetski nivo, postaje stabilniji, stabilniji. Dakle, formiranje konjugovanog sistema u slučaju butadiena - 1,3 dovodi do oslobađanja energije u količini od 15 kJ/mol. Zbog konjugacije se povećava stabilnost ionskih radikala alilnog tipa i njihova rasprostranjenost u prirodi.

Što je duži lanac konjugacije, to je veće oslobađanje energije njegovog formiranja.

Ovaj fenomen je prilično raširen u biološki važnim spojevima. Na primjer:

Stalno ćemo se susresti sa problemima termodinamičke stabilnosti molekula, jona i radikala u toku bioorganske hemije, koja uključuje niz jona i molekula rasprostranjenih u prirodi. Na primjer:

Zatvoreni spregnuti sistemi

Aromatičnost. U cikličkim molekulima, pod određenim uslovima, može nastati konjugovani sistem. Primjer p, p - konjugiranog sistema je benzen, gdje p - elektronski oblak prekriva atome ugljika, takav sistem se zove - aromatično.

Dobitak energije zbog konjugacije u benzenu je 150,6 kJ/mol. Stoga je benzen termički stabilan do temperature od 900 o C.

NMR je dokazano prisustvo zatvorenog elektronskog prstena. Ako se molekul benzena stavi u vanjsko magnetsko polje, javlja se induktivna struja u prstenu.

Dakle, kriterijum aromatičnosti koji je formulisao Hückel je:

molekul ima cikličnu strukturu;

svi atomi su u SP 2 – hibridizovanom stanju;

postoji delokalizovani p - elektronski sistem koji sadrži 4n + 2 elektrona, gde je n broj ciklusa.

Na primjer:

Posebno mjesto u bioorganskoj hemiji zauzima pitanje aromatičnost heterocikličnih jedinjenja.

U cikličkim molekulima koji sadrže heteroatome (dušik, sumpor, kiseonik) formira se jedan oblak p-elektrona uz učešće p-orbitala ugljikovih atoma i heteroatoma.

Petočlana heterociklična jedinjenja

Aromatični sistem nastaje interakcijom 4 p-orbitale C i jedne orbitale heteroatoma, koja ima 2 elektrona. Šest p elektrona formira aromatični kostur. Takav konjugovani sistem je elektronski suvišan. U pirolu, atom N je u SP 2 hibridizovanom stanju.

Pirol je dio mnogih biološki važnih supstanci. Četiri pirolna prstena formiraju porfin, aromatični sistem sa 26 p - elektrona i visokom energijom konjugacije (840 kJ/mol)

Struktura porfina je dio hemoglobina i hlorofila

Šestočlana heterociklična jedinjenja

Aromatični sistem u molekulima ovih jedinjenja nastaje interakcijom pet p-orbitala atoma ugljenika i jedne p-orbitale atoma azota. Dva elektrona na dvije SP 2 orbitale sudjeluju u formiranju s - veza sa atomima ugljika u prstenu. P orbitala sa jednim elektronom je uključena u aromatični skelet. SP 2 – orbitala sa usamljenim parom elektrona leži u ravni s-skeleta.

Gustoća elektrona u pirimidinu je pomjerena prema N, odnosno sistem je osiromašen p - elektronima, nedostaje mu elektrona.

Mnoga heterociklična jedinjenja mogu sadržavati jedan ili više heteroatoma

Jezgra pirola, pirimidina i purina dio su mnogih biološki aktivnih molekula.

Međusobni utjecaj atoma u molekulima organskih jedinjenja i načini njegovog prenošenja

Kao što je već napomenuto, veze u molekulima organskih spojeva ostvaruju se zahvaljujući s i p vezama; elektronska gustoća je ravnomjerno raspoređena između vezanih atoma samo kada su ti atomi isti ili bliski po elektronegativnosti. Takve veze se nazivaju nepolarni.

CH 3 -CH 2 →CI polarna veza

U organskoj hemiji češće se bavimo polarnim vezama.

Ako je gustina elektrona pomaknuta prema elektronegativnijem atomu, tada se takva veza naziva polarnom. Na osnovu vrijednosti energije veze, američki hemičar L. Pauling predložio je kvantitativnu karakteristiku elektronegativnosti atoma. Ispod je Paulingova skala.

Na Li H S C J Br Cl N O F

0,9 1,0 2,1 2,52,5 2,5 2,8 3,0 3,0 3,5 4,0

Atomi ugljika u različitim stanjima hibridizacije razlikuju se po elektronegativnosti. Stoga je s - veza između SP 3 i SP 2 hibridiziranih atoma - polarna

Induktivni efekat

Prijenos elektronske gustine putem mehanizma elektrostatičke indukcije duž lanca s-veza naziva se indukcijom, efekat se zove induktivni i označava se sa J. Efekat J, po pravilu, je oslabljen kroz tri veze, ali blisko locirani atomi doživljavaju prilično jak uticaj obližnjeg dipola.

Supstituenti koji pomeraju gustinu elektrona duž lanca s-veze u svom pravcu pokazuju -J – efekat, i obrnuto +J efekat.

Izolovana p-veza, kao i jedan oblak p-elektrona otvorenog ili zatvorenog konjugovanog sistema, mogu se lako polarizirati pod uticajem EA i ED supstituenata. U tim slučajevima, induktivni efekat se prenosi na p-vezu, pa se označava sa Jp.

Mezomerni efekat (efekat konjugacije)

Preraspodjela elektronske gustine u konjugovanom sistemu pod uticajem supstituenta koji je član ovog konjugovanog sistema naziva se mezomerni efekat(M-efekat).

Da bi supstituent bio dio konjugiranog sistema, mora imati ili dvostruku vezu (p,p konjugacija) ili heteroatom sa usamljenim parom elektrona (r,p konjugacija). M – efekat se prenosi kroz spregnuti sistem bez slabljenja.

Supstituenti koji snižavaju gustinu elektrona u konjugovanom sistemu (pomerena elektronska gustina u njegovom pravcu) pokazuju -M efekat, a supstituenti koji povećavaju gustinu elektrona u konjugovanom sistemu pokazuju +M efekat.

Elektronski efekti supstituenata

Reaktivnost organskih supstanci uvelike zavisi od prirode J i M efekata. Poznavanje teoretskih mogućnosti elektronskih efekata omogućava nam da predvidimo tok određenih hemijskih procesa.

Kiselinsko-bazna svojstva organskih jedinjenja Klasifikacija organskih reakcija.

Pregled predavanja

Koncept supstrata, nukleofila, elektrofila.

Klasifikacija organskih reakcija.

reverzibilno i nepovratno

radikalni, elektrofilni, nukleofilni, sinhroni.

mono- i bimolekularne

supstitucijske reakcije

reakcije adicije

reakcije eliminacije

oksidacije i redukcije

acidobazne interakcije

Reakcije su regioselektivne, hemoselektivne, stereoselektivne.

Elektrofilne reakcije adicije. Morkovnikova vladavina, anti-Morkovnikovo pristupanje.

Elektrofilne supstitucijske reakcije: orijentanti 1. i 2. vrste.

Kiselinsko-bazna svojstva organskih jedinjenja.

Bronstedova kiselost i bazičnost

Lewisova kiselost i bazičnost

Teorija tvrdih i mekih kiselina i baza.

Klasifikacija organskih reakcija

Sistematizacija organskih reakcija omogućava da se raznolikost ovih reakcija svede na relativno mali broj tipova. Organske reakcije se mogu klasificirati:

prema: reverzibilno i nepovratno

po prirodi promjena veza u supstratu i reagensu.

Supstrat– molekul koji daje atomu ugljika da formira novu vezu

Reagens- spoj koji djeluje na podlogu.

Reakcije na osnovu prirode promjena veza u supstratu i reagensu mogu se podijeliti na:

radikal R

elektrofilni E

nukleofilni N(Y)

sinhroni ili koordinirani

Mehanizam SR reakcija

Iniciranje

Lančani rast

Otvoreno kolo

KLASIFIKACIJA PO KONAČNOM REZULTATU

Korespondencija konačnog rezultata reakcije je:

A) supstitucijske reakcije

B) reakcije adicije

B) reakcije eliminacije

D) pregrupisavanja

D) oksidacija i redukcija

E) kiselinsko-bazne interakcije

Događaju se i reakcije:

Regioselektivna– po mogućnosti protok kroz jedan od nekoliko reakcionih centara.

Hemoselektivni– preferencijalna reakcija za jednu od srodnih funkcionalnih grupa.

Stereoselektivni– preferencijalno formiranje jednog od nekoliko stereoizomera.

Reaktivnost alkena, alkana, alkadiena, arena i heterocikličnih jedinjenja

Osnova organskih jedinjenja su ugljovodonici. Razmotrit ćemo samo one reakcije koje se provode u biološkim uvjetima i, prema tome, ne sa samim ugljovodonicima, već uz sudjelovanje ugljikovodičnih radikala.

Nezasićeni ugljovodonici uključuju alkene, alkadiene, alkine, cikloalkene i aromatične ugljovodonike. Objedinjujući princip za njih je π – elektronski oblak. U dinamičkim uslovima, organska jedinjenja takođe imaju tendenciju da budu napadnuta od strane E+

Međutim, interakcijske reakcije za alkine i arene sa reagensima dovode do različitih rezultata, jer je u ovim jedinjenjima priroda oblaka π - elektrona različita: lokalizovana i delokalizovana.

Započet ćemo naše razmatranje reakcionih mehanizama sa reakcijama A E. Kao što znamo, alkeni su u interakciji

Mehanizam reakcije hidratacije

Prema Markovnikovom pravilu - dodavanjem nezasićenim ugljovodonicima asimetrične strukture jedinjenja sa opštom formulom HX - atom vodika se dodaje najhidrogenizovanijem atomu ugljenika, ako je supstituent ED. U anti-Markovnikovom dodavanju atom vodonika se dodaje najmanje hidrogeniranom ako je supstituent EA.

Reakcije elektrofilne supstitucije u aromatičnim sistemima imaju svoje karakteristike. Prva karakteristika je da interakcija sa termodinamički stabilnim aromatičnim sistemom zahteva jake elektrofile, koji se obično generišu pomoću katalizatora.

Mehanizam reakcije S E

UTICAJ ORIJENTACIJE
ZAMJENIK

Ako u aromatičnom prstenu postoji bilo koji supstituent, onda to nužno utiče na distribuciju elektronske gustine prstena. ED - supstituenti (orijentanti 1. reda) CH 3, OH, OR, NH 2, NR 2 - olakšavaju supstituciju u poređenju sa nesupstituisanim benzenom i usmeravaju ulaznu grupu u orto- i para-poziciju. Ako su ED supstituenti jaki, onda katalizator nije potreban, te reakcije se odvijaju u 3 faze.

EA supstituenti (orijentanti druge vrste) ometaju reakcije elektrofilne supstitucije u poređenju sa nesupstituisanim benzenom. SE reakcija se dešava pod strožim uslovima; dolazna grupa ulazi u meta poziciju. Supstituenti tipa II uključuju:

COOH, SO 3 H, CHO, halogeni, itd.

SE reakcije su također tipične za heterociklične ugljovodonike. Pirol, furan, tiofen i njihovi derivati ​​pripadaju π-suvišnim sistemima i prilično lako ulaze u SE reakcije. Lako se halogeniraju, alkiliraju, aciliraju, sulfoniraju i nitriraju. Prilikom odabira reagensa potrebno je uzeti u obzir njihovu nestabilnost u jako kiseloj sredini, odnosno acidofobnost.

Piridin i drugi heterociklični sistemi sa atomom azota piridina su π-nedovoljni sistemi, mnogo teže ulaze u SE reakcije, a nadolazeći elektrofil zauzima β-položaj u odnosu na atom azota.

Kisela i bazična svojstva organskih jedinjenja

Najvažniji aspekti reaktivnosti organskih jedinjenja su kiselinsko-bazna svojstva organskih jedinjenja.

Kiselost i bazičnost takođe važni koncepti koji definišu mnoga funkcionalna fizičko-hemijska i biološka svojstva organskih jedinjenja. Kiselinska i bazna kataliza jedna je od najčešćih enzimskih reakcija. Slabe kiseline i baze su uobičajene komponente bioloških sistema koje igraju važnu ulogu u metabolizmu i njegovoj regulaciji.

U organskoj hemiji postoji nekoliko koncepata kiselina i baza. Brønstedova teorija kiselina i baza, općenito prihvaćena u neorganskoj i organskoj hemiji. Prema Brønstedu, kiseline su tvari koje mogu donirati proton, a baze su tvari koje mogu prihvatiti proton.

Bronsted acidity

U principu, većina organskih jedinjenja se može smatrati kiselinama, jer je u organskim jedinjenjima H vezan za C, N O S

Organske kiseline se prema tome dijele na C – H, N – H, O – H, S-H – kiseline.

Kiselost se procjenjuje u obliku Ka ili - log Ka = pKa, što je niži pKa, to je kiselina jača.

Kvantitativna procjena kiselosti organskih jedinjenja nije određena za sve organske tvari. Stoga je važno razviti sposobnost kvalitativne procjene kiselinskih svojstava različitih kiselinskih mjesta. U tu svrhu koristi se opći metodološki pristup.

Jačina kiseline određena je stabilnošću anjona (konjugirane baze). Što je anjon stabilniji, to je kiselina jača.

Stabilnost aniona određena je kombinacijom više faktora:

elektronegativnost i polarizabilnost elementa u kiselinskom centru.

stepen delokalizacije negativnog naboja u anjonu.

priroda radikala povezana sa kiselinskim centrom.

efekti solvatacije (utjecaj rastvarača)

Razmotrimo ulogu svih ovih faktora redom:

Utjecaj elektronegativnosti elemenata

Što je element elektronegativniji, to je naboj delokalizovaniji i što je anjon stabilniji, kiselina je jača.

C (2,5) N (3,0) O (3,5) S (2,5)

Stoga se kiselost mijenja u seriji CH< NН < ОН

Za SH kiseline prevladava još jedan faktor - polarizabilnost.

Atom sumpora je veće veličine i ima prazne d orbitale. stoga, negativni naboj može delokalizirati preko velike zapremine, što rezultira većom stabilnošću anjona.

Tioli, kao jače kiseline, reaguju sa alkalijama, kao i sa oksidima i solima teških metala, dok alkoholi (slabe kiseline) mogu da reaguju samo sa aktivnim metalima.

Relativno visoka kiselost tola se koristi u medicini i hemiji lijekova. Na primjer:

Koristi se kod trovanja As, Hg, Cr, Bi, čije dejstvo je posledica vezivanja metala i njihovog uklanjanja iz organizma. Na primjer:

Prilikom procjene kiselosti jedinjenja sa istim atomom u kiselinskom centru, odlučujući faktor je delokalizacija negativnog naboja u anjonu. Stabilnost anjona se značajno povećava sa pojavom mogućnosti delokalizacije negativnog naboja duž sistema konjugovanih veza. Značajno povećanje kiselosti u fenolima, u odnosu na alkohole, objašnjava se mogućnošću delokalizacije jona u odnosu na molekul.

Visoka kiselost karboksilnih kiselina je zbog rezonantne stabilnosti karboksilatnog anjona

Delokalizacija naboja je olakšana prisustvom supstituenata koji povlače elektrone (EA), oni stabilizuju anjone, čime se povećava kiselost. Na primjer, uvođenje supstituenta u molekulu EA

Utjecaj supstituenta i rastvarača

a - hidroksi kiseline su jače kiseline od odgovarajućih karboksilnih kiselina.

ED - supstituenti, naprotiv, smanjuju kiselost. Rastvarači imaju veći uticaj na stabilizaciju anjona, po pravilu se bolje rastvore mali joni sa niskim stepenom delokalizacije naelektrisanja.

Učinak solvatacije može se pratiti, na primjer, u nizu:

Ako atom u kiselinskom centru nosi pozitivan naboj, to dovodi do povećane kiselosti.

Pitanje publici: koja kiselina - sirćetna ili palmitinska C 15 H 31 COOH - treba da ima nižu pKa vrednost?

Ako atom u kiselinskom centru nosi pozitivan naboj, to dovodi do povećane kiselosti.

Može se primijetiti jaka CH - kiselost σ - kompleksa nastala u reakciji elektrofilne supstitucije.

Bronsted basicity

Da bi se formirala veza s protonom, potreban je nepodijeljeni elektronski par na heteroatomu,

ili biti anjoni. Postoje p-baze i

π baza, gdje je centar bazičnosti

elektroni lokalizovane π veze ili π elektroni konjugovanog sistema (π komponente)

Jačina baze zavisi od istih faktora kao i kiselost, ali je njihov uticaj suprotan. Što je veća elektronegativnost atoma, to čvršće drži usamljeni par elektrona i manje je dostupan za vezu s protonom. Tada se, općenito, jačina n-baza s istim supstituentom mijenja u nizu:

Najosnovnija organska jedinjenja su amini i alkoholi:

Soli organskih jedinjenja sa mineralnim kiselinama su visoko rastvorljive. Mnogi lijekovi se koriste u obliku soli.

Kiselinsko-bazni centar u jednoj molekuli (amfoterno)

Vodikove veze kao kiselinsko-bazne interakcije

Za sve α - aminokiseline postoji prevlast kationskih oblika u jako kiselim i anjonskih u jako alkalnim sredinama.

Prisustvo slabih kiselih i baznih centara dovodi do slabih interakcija - vodikovih veza. Na primjer: imidazol, niske molekularne težine, ima visoku tačku ključanja zbog prisustva vodoničnih veza.

J. Lewis je predložio opštiju teoriju kiselina i baza, zasnovanu na strukturi elektronskih školjki.

Lewisova kiselina može biti atom, molekul ili kation koji ima praznu orbitalu sposobnu prihvatiti par elektrona kako bi formirala vezu.

Predstavnici Lewisovih kiselina su halogenidi elemenata grupa II i III periodnog sistema D.I. Mendeljejev.

Lewisove baze su atom, molekula ili anion koji može donirati par elektrona.

Lewisove baze uključuju amine, alkohole, etre, tiole, tioetere i spojeve koji sadrže π veze.

Na primjer, interakcija ispod može se predstaviti kao Lewisova acidobazna interakcija

Važna posljedica Lewisove teorije je da se svaka organska supstanca može predstaviti kao kiselinsko-bazni kompleks.

U organskim jedinjenjima intramolekularne vodikove veze se javljaju mnogo rjeđe od intermolekularnih, ali se javljaju i u bioorganskim spojevima i mogu se smatrati kiselinsko-baznim interakcijama.

Koncepti "tvrdo" i "meko" nisu identični jakim i slabim kiselinama i bazama. To su dvije nezavisne karakteristike. Suština LCMO je da tvrde kiseline reaguju sa tvrdim bazama, a meke kiseline reaguju sa mekim bazama.

Prema Pearsonovom principu tvrdih i mekih kiselina i baza (HABP), Lewisove kiseline dijele se na tvrde i meke. Tvrde kiseline su akceptorski atomi male veličine, velikog pozitivnog naboja, visoke elektronegativnosti i niske polarizabilnosti.

Meke kiseline su veliki akceptorski atomi sa malim pozitivnim nabojem, niskom elektronegativnošću i visokom polarizabilnošću.

Suština LCMO je da tvrde kiseline reaguju sa tvrdim bazama, a meke kiseline reaguju sa mekim bazama. Na primjer:

Oksidacija i redukcija organskih jedinjenja

Redoks reakcije su od najveće važnosti za životne procese. Uz njihovu pomoć tijelo zadovoljava svoje energetske potrebe, jer se oksidacijom organskih tvari oslobađa energija.

S druge strane, ove reakcije služe za pretvaranje hrane u ćelijske komponente. Reakcije oksidacije potiču detoksikaciju i uklanjanje droga iz tijela.

Oksidacija je proces uklanjanja vodika kako bi se formirala višestruka veza ili nove polarnije veze.

Redukcija je proces obrnut od oksidacije.

Oksidacija organskih supstrata teče lakše, što je jača njegova sklonost odustajanju od elektrona.

Oksidacija i redukcija se moraju uzeti u obzir u odnosu na specifične klase jedinjenja.

Oksidacija C–H veza (alkani i alkili)

Kada alkani potpuno izgore, nastaju CO 2 i H 2 O i oslobađa se toplota. Drugi načini njihove oksidacije i redukcije mogu se predstaviti sljedećim shemama:

Oksidacija zasićenih ugljovodonika se dešava u teškim uslovima (mešavina hroma je vruća); mekši oksidanti ne utiču na njih. Međuprodukti oksidacije su alkoholi, aldehidi, ketoni i kiseline.

Hidroperoksidi R – O – OH su najvažniji međuprodukti oksidacije C – H veza u blagim uslovima, posebno in vivo

Važna reakcija oksidacije C–H veza u tjelesnim uvjetima je enzimska hidroksilacija.

Primjer bi bio proizvodnja alkohola oksidacijom hrane. Zbog molekularnog kisika i njegovih aktivnih oblika. sprovedeno in vivo.

Vodikov peroksid može poslužiti kao sredstvo za hidroksiliranje u tijelu.

Višak peroksida mora se razgraditi katalazom na vodu i kisik.

Oksidacija i redukcija alkena može se predstaviti sljedećim transformacijama:

Redukcija alkena

Oksidacija i redukcija aromatičnih ugljovodonika

Benzen je izuzetno teško oksidirati čak iu teškim uvjetima prema sljedećoj shemi:

Sposobnost oksidacije značajno raste od benzena do naftalena i dalje do antracena.

ED supstituenti olakšavaju oksidaciju aromatičnih jedinjenja. EA – sprečava oksidaciju. Regeneracija benzena.

C 6 H 6 + 3 H 2

Enzimska hidroksilacija aromatičnih jedinjenja

Oksidacija alkohola

U poređenju sa ugljovodonicima, oksidacija alkohola se dešava u blažim uslovima

Najvažnija reakcija diola u tjelesnim uslovima je transformacija u kinon-hidrokinon sistemu

Prijenos elektrona sa supstrata na kisik događa se u metahondrijima.

Oksidacija i redukcija aldehida i ketona

Jedna od klasa organskih spojeva koji se najlakše oksidiraju

2H 2 C = O + H 2 O CH 3 OH + HCOOH teče posebno lako na svjetlu

Oksidacija spojeva koji sadrže dušik

Amini oksidiraju prilično lako; krajnji produkti oksidacije su nitro spojevi

Iscrpna redukcija tvari koje sadrže dušik dovodi do stvaranja amina.

Oksidacija amina in vivo

Oksidacija i redukcija tiola

Uporedne karakteristike O-B svojstava organskih jedinjenja.

Tioli i 2-atomski fenoli se najlakše oksidiraju. Aldehidi prilično lako oksidiraju. Alkohole je teže oksidirati, a primarni su lakši od sekundarnih i tercijarnih. Ketoni su otporni na oksidaciju ili oksidiraju cijepanjem molekula.

Alkini lako oksidiraju čak i na sobnoj temperaturi.

Najteže se oksidiraju spojevi koji sadrže atome ugljika u Sp3-hibridiziranom stanju, odnosno zasićeni fragmenti molekula.

ED – supstituenti olakšavaju oksidaciju

EA – sprečava oksidaciju.

Specifična svojstva poli- i heterofunkcionalnih spojeva.

Pregled predavanja

Poli- i heterofunkcionalnost kao faktor povećanja reaktivnosti organskih jedinjenja.

Specifična svojstva poli- i heterofunkcionalnih spojeva:

amfoternost stvaranje intramolekularnih soli.

intramolekularna ciklizacija γ, δ, ε – heterofunkcionalnih jedinjenja.

intermolekularna ciklizacija (laktidi i deketopipirozini)

helacija.

reakcije eliminacije beta-heterofunkcionalnih

veze.

keto-enol tautomerizam. Fosfoenolpiruvat, as

makroergijsko jedinjenje.

dekarboksilacija.

stereoizomerizam

Poli- i heterofunkcionalnost kao razlog za pojavu specifičnih svojstava u hidroksi, amino i okso kiselinama.

Prisustvo nekoliko identičnih ili različitih funkcionalnih grupa u molekuli je karakteristično obilježje biološki važnih organskih spojeva. Molekul može sadržavati dvije ili više hidroksilnih grupa, amino grupa ili karboksilnih grupa. Na primjer:

Važna grupa supstanci uključenih u vitalnu aktivnost su heterofunkcionalna jedinjenja koja imaju parnu kombinaciju različitih funkcionalnih grupa. Na primjer:

U alifatskim jedinjenjima, sve gore navedene funkcionalne grupe pokazuju EA karakter. Zbog njihovog uticaja jedni na druge, njihova reaktivnost se međusobno pojačava. Na primjer, u oksokiselinama, elektrofilnost svakog od dva karbonilna atoma ugljika je pojačana -J druge funkcionalne grupe, što dovodi do lakšeg napada nukleofilnih reagensa.

Budući da I efekat blijedi nakon 3-4 veze, važna okolnost je blizina lokacije funkcionalnih grupa u lancu ugljikovodika. Heterofunkcionalne grupe mogu biti locirane na istom atomu ugljika (α - raspored), ili na različitim atomima ugljika, kako susjednim (β raspored) tako i udaljenijim jedna od druge (γ, delta, epsilon) lokacijama.

Svaka heterofunkcionalna grupa zadržava sopstvenu reaktivnost, tačnije, heterofunkcionalna jedinjenja ulaze u „dvostruki“ broj hemijskih reakcija. Kada je međusobni raspored heterofunkcionalnih grupa dovoljno blizak, reaktivnost svake od njih se međusobno pojačava.

Uz istovremeno prisustvo kiselih i baznih grupa u molekulu, spoj postaje amfoteričan.

Na primjer: aminokiseline.

Interakcija heterofunkcionalnih grupa

Molekula gerofunkcionalnih spojeva može sadržavati grupe sposobne za međusobnu interakciju. Na primjer, u amfoternim jedinjenjima, kao što su α-amino kiseline, moguće je stvaranje unutrašnjih soli.

Stoga se sve α - aminokiseline javljaju u obliku biopolarnih jona i vrlo su rastvorljive u vodi.

Osim kiselinsko-baznih interakcija, postaju moguće i druge vrste kemijskih reakcija. Na primjer, reakcija S N na SP 2 je hibrid atoma ugljika u karbonilnoj grupi zbog interakcije sa alkoholnom grupom, formiranja estera, karboksilne grupe sa amino grupom (formiranje amida).

Ovisno o relativnom rasporedu funkcionalnih grupa, ove reakcije se mogu odvijati i unutar jednog molekula (intramolekularne) i između molekula (intermolekularne).

Budući da reakcija rezultira stvaranjem cikličkih amida i estera. tada odlučujući faktor postaje termodinamička stabilnost ciklusa. U tom smislu, konačni proizvod obično sadrži šestočlane ili petočlane prstenove.

Da bi intramolekularna interakcija formirala peto- ili šesteročlani estarski (amidni) prsten, heterofunkcionalno jedinjenje mora imati gama ili sigma raspored u molekulu. Onda u razredu