Chimica bioorganica. Storia dello sviluppo della chimica bioorganica Il ruolo della chimica bioorganica nella formazione teorica di un medico

Argomento di chimica bioorganica.
Struttura e isomeria dell'organico
connessioni.
Legame chimico e interazione
atomi nei composti organici.
Tipi di reazioni chimiche.
Poli- ed eterofunzionali
connessioni.
Libro di testo di base – Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I.
Chimica bioorganica.
Testo delle lezioni frontali e del manuale “Chimica bioorganica in
domande e risposte" vedere sul sito web della TSU http://tgumed.ru
scheda “Assistenza studenti”, sezione “Lezioni frontali su
discipline del curriculum." E, ovviamente, VK

La chimica bioorganica studia la struttura e le proprietà delle sostanze coinvolte nei processi vitali in connessione con la conoscenza della loro biologia

La chimica bioorganica studia la struttura e le proprietà delle sostanze
partecipazione ai processi vitali, in connessione con
conoscenza delle loro funzioni biologiche.
I principali oggetti di studio sono biologici
polimeri (biopolimeri) e bioregolatori.
Biopolimeri
–
alto peso molecolare
naturale
composti che costituiscono la base strutturale di tutti gli esseri viventi
organismi e svolgono un certo ruolo nei processi
attività di vita. I biopolimeri includono peptidi e
proteine, polisaccaridi (carboidrati), acidi nucleici. IN
Questo gruppo comprende anche i lipidi, che di per sé non lo sono
sono composti ad alto peso molecolare, ma in
il corpo sono solitamente associati ad altri biopolimeri.
I bioregolatori sono composti che chimicamente
regolare il metabolismo. Questi includono vitamine,
ormoni, molti dei quali sintetici biologicamente attivi
composti, compresi i farmaci.

L'insieme delle reazioni chimiche che si verificano nel corpo è chiamato metabolismo o metabolismo. Sostanze prodotte nelle cellule

L'insieme delle reazioni chimiche che avvengono nel corpo
chiamato metabolismo, o metabolismo. Sostanze
formati in cellule, tessuti e organi di piante e animali
durante il metabolismo sono chiamati metaboliti.
Il metabolismo comprende due direzioni: catabolismo e
anabolismo.
Il catabolismo si riferisce alle reazioni di degradazione delle sostanze che entrano
nel corpo con il cibo. Di norma, sono accompagnati dall'ossidazione dei composti organici e procedono con il rilascio
energia.
L'anabolismo è la sintesi di molecole complesse da
quelli più semplici, che determinano la formazione e il rinnovamento degli elementi strutturali di un organismo vivente.
I processi metabolici si verificano con la partecipazione di enzimi,
quelli. proteine specifiche che si trovano nelle cellule
organismo e svolgono il ruolo di catalizzatori biochimici
processi (biocatalizzatori).

Metabolismo

catabolismo
anabolismo
Decomposizione dei biopolimeri
con evidenziazione
energia
Sintesi di biopolimeri
con assorbimento
energia
Glicerina e
acido grasso

Principi di base della teoria della struttura dei composti organici A.M. Butlerov

1. Gli atomi in una molecola si trovano in un certo
sequenze in base alla loro valenza.
Valenza dell'atomo di carbonio nell'organico
connessioni è uguale a quattro.
2. Le proprietà delle sostanze dipendono non solo da cosa
atomi e in quali quantità sono inclusi nella composizione
molecole, ma anche dall'ordine in cui esse
collegati tra loro.
3. Atomi o gruppi di atomi che compongono
le molecole si influenzano reciprocamente, causando
dipendono dall’attività e dalla reazione chimica
capacità delle molecole.
4. Lo studio delle proprietà delle sostanze ci consente di determinarle
struttura chimica.

O m o l o g i c y r a y d

Omologo
riga
Un numero di composti strutturalmente simili che hanno
proprietà chimiche simili, in quale individuo
i membri di una serie differiscono tra loro solo per quantità
i gruppi -CH2- sono chiamati serie omologica e gruppo
CH2 – differenza omologa.
I membri di qualsiasi serie omologa hanno un travolgente
la maggior parte delle reazioni procede allo stesso modo (eccezione
costituiscono solo i primi membri della serie). Pertanto, sapere
reazioni chimiche di un solo membro della serie, è possibile con
con un alto grado di probabilità di affermare la stessa cosa
tipo di trasformazioni si verificano anche con i restanti membri
serie omologa.
Per qualsiasi serie omologa si può derivare
formula generale che riflette la relazione tra gli atomi
carbonio e idrogeno nei membri di questa serie; questa è la formula
è detta formula generale della serie omologica.

Classificazione dei composti organici in base alla struttura dello scheletro carbonioso

Classificazione dei composti organici in base alla presenza di gruppi funzionali

Gruppo funzionale
Classe
Esempio
atomi di alogeno (F, Cl, Br, I) derivati degli alogeni CH3CH2Cl (cloroetano)
idrossile (–OH)
alcoli (fenoli)
CH3CH2OH (etanolo)
tiolo o mercapto- (– tioli (mercaptani) CH3CH2SH (etantiolo)
SН)
etereo (–O–)
eteri
CH3CH2–O–CH2CH3
(dietile
etere)
estere
carbossile –C ONU
esteri
CH3CH2COOCH3 (acetato di metile)
acidi carbossilici CH3COOH (acido acetico)
ammide –С ОНН2
ammidi
carbonile (–C=O)
solfo- (–SO3H)
ammino- (–NH2)
aldeidi e
chetoni
acidi solfonici
ammine
nitro- (–NO2)
composti nitro
acidi
CH3CONH2 (acetammide)
CH3CHO (etanale)
CH3COCH3 (propanone)
СН3SO3Н (acido metansolfonico)
CH3CH2NH2
(etilammina,
ammina primaria)
CH3NHCH3
(dimetilammina,
ammina secondaria)
CH3CH2NO2 (nitroetano)

Nomenclatura dei composti organici

Isomeria dei composti organici

Se due o più sostanze individuali hanno
la stessa composizione quantitativa (formula molecolare),
ma differiscono tra loro nella sequenza di legame
atomi e (o) la loro posizione nello spazio, quindi in generale
In questo caso si chiamano isomeri.
Poiché la struttura di questi composti è diversa, allora
proprietà chimiche o fisiche degli isomeri
sono diversi.
Tipi di isomerismo: strutturale (isomeri di struttura) e
stereoisomeria (spaziale).
L’isomeria strutturale può essere di tre tipi:
- isomerismo dello scheletro di carbonio (isomeri di catena),
- isomeri di posizione (legami multipli o funzionali
gruppi),
- isomeri del gruppo funzionale (interclasse).
Lo stereoisomerismo è suddiviso
configurazione
SU
conformazionale
E

Questo è l'isomeria geometrica

Luce polarizzata piana

Segni di attività ottica:
- presenza di un atomo di carbonio asimmetrico;
- assenza di elementi di simmetria molecolare

Enantiomeri dell'adrenalina
proteina
Anionico
Piatto
centro
superficie
non occupato
Piatto
Anionico
superficie
centro
Occupato
(+) - adrenalina
(-)- adrenalina
incompleto
corrispondenza
Basso
attività
completare
corrispondenza
alto
attività

Attività biologica degli enantiomeri

asparagina
DARVON
analgesico
NOVRADO
farmaco antitosse
specchio
L-asparagina
D-asparagina
(dagli asparagi)
(dai piselli)
sapore amaro
sapore dolce
enantiomeri
Vittime della talidomide

Acidità e basicità dei composti organici

Acidi Bronsted (acidi protici) -
molecole neutre o ioni che possono
donare un protone (donatori di protoni).
I tipici acidi di Brønsted sono acidi carbossilici
acidi. Hanno proprietà acide più deboli
gruppi idrossilici di fenoli e alcoli, nonché tio-,
gruppi amminici e imminici.
Le basi Bronsted sono molecole neutre o
ioni capaci di accettare un protone (accettori
protoni).
Le basi tipiche di Bronsted sono le ammine.
Anfoliti - composti, in molecole
che contengono sia acido che
gruppi principali.

Tipi di acidi e basi secondo Brønsted

I centri principali della molecola della novocaina

Utilizzo delle proprietà basiche per ottenere forme idrosolubili di farmaci

Di base
proprietà
medicinale
droghe
vengono utilizzati per ottenere le loro forme idrosolubili.
Quando si interagisce con acidi, composti con
legami ionici: sali altamente solubili in acqua.
Sì, novocaina iniettabile
utilizzato sotto forma di cloridrato.
il centro principale più forte,
cui si è unito il protone

Proprietà acido-base delle sostanze e loro ingresso nell'organismo

lipidi
membrana
pH dello stomaco 1
UNS
lipidi
membrana
plasma del sangue
pH 7,4
UNS
OSOSN3
pH dello stomaco 1
+
OSOSN3
NH3
SOOOOSCH3
COSÌ-
NH2
NH2
OSOSN3
pH intestinale 7-8
plasma del sangue
pH 7,4
pH intestinale 7-8
I farmaci acidi vengono assorbiti meglio dallo stomaco (pH 1-3),
e avviene solo l'assorbimento di farmaci o basi xenobiotiche
dopo passano dallo stomaco all'intestino (pH 7-8). Durante
In un'ora, quasi il 60% dell'acido acetilsalicilico viene assorbito dallo stomaco dei ratti.
acido e solo il 6% di anilina della dose somministrata. Nell'intestino dei ratti
Il 56% della dose di anilina somministrata è già assorbita. Una base così debole
come la caffeina (рKВH + 0,8), assorbita nello stesso tempo in modo molto maggiore
grado (36%), poiché anche nell'ambiente altamente acido dello stomaco, la caffeina
è prevalentemente in uno stato non ionizzato.

Tipi di reazioni in chimica organica

Le reazioni organiche sono classificate in base a
seguenti segnali:
1. In base alla natura elettronica dei reagenti.
2. Dalla variazione del numero di particelle durante la reazione.
3. In base a caratteristiche specifiche.
4. Secondo meccanismi elementari
fasi delle reazioni.

A seconda della natura elettronica dei reagenti, si distinguono le reazioni: nucleofila, elettrofila e radicale libero

I radicali liberi sono particelle elettricamente neutre
avente un elettrone spaiato, ad esempio: Cl, NO2.
Le reazioni dei radicali liberi sono caratteristiche degli alcani.
I reagenti elettrofili sono cationi o molecole
che da soli o in presenza di un catalizzatore
avere una maggiore affinità per una coppia di elettroni o
centri di molecole caricati negativamente. Questi includono
cationi H+, Cl+, +NO2, +SO3H, R+ e molecole con libero
orbitali AlCl3, ZnCl2, ecc.
Le reazioni elettrofile sono caratteristiche degli alcheni, degli alchini,
composti aromatici (addizione a un doppio legame,
sostituzione protonica).
I reagenti nucleofili sono anioni o molecole che
avere centri con maggiore densità elettronica. A loro
includere anioni e molecole come
HO-, RO-, Cl-, Br-, RCOO-, CN-, R-, NH3, C2H5OH, ecc.

Per cambiamento
numero di particelle durante
si distinguono le reazioni
reazioni di sostituzione,
adesioni,
scissione
(eliminazione),
decomposizione

Classificazione delle reazioni in base a particolari caratteristiche

La reattività è sempre considerata
solo in relazione al partner reazionario.
Durante una trasformazione chimica, di solito lo è
non viene colpita l'intera molecola, ma solo una parte -
centro di reazione.
Un composto organico può contenere
diversi centri di reazione disuguali.
Le reazioni possono portare a prodotti isomerici.
Selettività della reazione – qualitativa
caratteristico, significato predominante
la reazione procede in una direzione da
diversi possibili.
Esistono regioselettività,
chemoselettività, stereoselettività della reazione.

Selettività delle reazioni in chimica organica

Regioselettività - reazione preferenziale secondo
uno dei numerosi centri di reazione di una molecola.
CH3-CH2-CH3 + Br2
СН3-СНВr-СН3 + НВr
Il secondo isomero, 1-bromopropano, praticamente non si forma.
Chemoselettività - reazione preferenziale secondo
uno dei gruppi funzionali correlati.
Stereoselettività: formazione preferenziale in una reazione
uno dei tanti possibili stereoisomeri.

I composti multifunzionali contengono
più gruppi funzionali identici.
I composti eterofunzionali contengono
diversi gruppi funzionali.
Eteropolifunzionale
i composti contengono entrambi
diversi e uguali
gruppi funzionali.

Proprietà dei composti poli- ed eterofunzionali

Ciascun gruppo è poli- ed eterofunzionale
i composti possono subire le stesse reazioni di
gruppo corrispondente in monofunzionale
connessioni

Proprietà specifiche di poli- e
composti eterofunzionali
Reazioni di ciclizzazione
Formazione di complessi chelati

Composti polifunzionali come antidoti
L'effetto tossico dei metalli pesanti è
legame dei gruppi tiolici delle proteine. Di conseguenza, sono inibiti
enzimi vitali del corpo.
Il principio d'azione degli antidoti è la formazione di forti
complessi con ioni di metalli pesanti.

Piano 1. Oggetto e significato della chimica bioorganica 2. Classificazione e nomenclatura dei composti organici 3. Metodi di rappresentazione delle molecole organiche 4. Legame chimico nelle molecole bioorganiche 5. Effetti elettronici. Influenza reciproca degli atomi in una molecola 6. Classificazione delle reazioni chimiche e dei reagenti 7. Concetto dei meccanismi delle reazioni chimiche 2

Materia di chimica bioorganica 3 La chimica bioorganica è un ramo indipendente della scienza chimica che studia la struttura, le proprietà e le funzioni biologiche dei composti chimici di origine organica che partecipano al metabolismo degli organismi viventi.

Gli oggetti di studio della chimica bioorganica sono biomolecole e biopolimeri a basso peso molecolare (proteine, acidi nucleici e polisaccaridi), bioregolatori (enzimi, ormoni, vitamine e altri), composti fisiologicamente attivi naturali e sintetici, compresi farmaci e sostanze con effetti tossici. Le biomolecole sono composti bioorganici che fanno parte degli organismi viventi e specializzati per la formazione di strutture cellulari e la partecipazione a reazioni biochimiche, costituiscono la base del metabolismo (metabolismo) e delle funzioni fisiologiche delle cellule viventi e degli organismi multicellulari in generale. 4 Classificazione dei composti bioorganici

Il metabolismo è un insieme di reazioni chimiche che si verificano nel corpo (in vivo). Il metabolismo è anche chiamato metabolismo. Il metabolismo può avvenire in due direzioni: anabolismo e catabolismo. L'anabolismo è la sintesi nel corpo di sostanze complesse da quelle relativamente semplici. Avviene con il dispendio di energia (processo endotermico). Il catabolismo, al contrario, è la scomposizione di composti organici complessi in composti più semplici. Avviene con il rilascio di energia (processo esotermico). I processi metabolici avvengono con la partecipazione di enzimi. Gli enzimi svolgono il ruolo di biocatalizzatori nel corpo. Senza gli enzimi, i processi biochimici non avverrebbero affatto o procederebbero molto lentamente e il corpo non sarebbe in grado di mantenere la vita. 5

Bioelementi. La composizione dei composti bioorganici, oltre agli atomi di carbonio (C), che costituiscono la base di qualsiasi molecola organica, comprende anche idrogeno (H), ossigeno (O), azoto (N), fosforo (P) e zolfo (S). . Questi bioelementi (organogeni) sono concentrati negli organismi viventi in quantità oltre 200 volte superiori al loro contenuto negli oggetti inanimati. Gli elementi rilevati costituiscono oltre il 99% della composizione elementare delle biomolecole. 6

La chimica bioorganica è nata dalle profondità della chimica organica e si basa sulle sue idee e metodi. Nella storia dello sviluppo, la chimica organica ha le seguenti fasi: empirica, analitica, strutturale e moderna. Il periodo che va dalla prima conoscenza dell'uomo con le sostanze organiche fino alla fine del XVIII secolo è considerato empirico. Il risultato principale di questo periodo fu che le persone si resero conto dell'importanza dell'analisi elementare e della determinazione delle masse atomiche e molecolari. La teoria del vitalismo - forza vitale (Berzelius). Il periodo analitico continuò fino agli anni '60 del XIX secolo. Fu segnato dal fatto che dalla fine del primo quarto del XIX secolo furono fatte una serie di scoperte promettenti che assestarono un duro colpo alla teoria vitalistica. Il primo di questa serie fu lo studente di Berzelius, il chimico tedesco Wöhler. Nel 1824 fece numerose scoperte: la sintesi dell'acido ossalico dal cianogeno: (CN) 2 HOOC - COOH r. – sintesi dell’urea da cianato di ammonio: NH 4 CNO NH 2 – C – NH 2 O 8

Nel 1853 C. Gerard sviluppò la “teoria dei tipi” e la utilizzò per classificare i composti organici. Secondo Gerard, i composti organici più complessi possono essere prodotti dai seguenti quattro tipi principali di sostanze: HHHH tipo HHHH O tipo ACQUA H Cl tipo CLORURO DI IDROGENO HHHHN tipo N AMMONIACA Dal 1857, su suggerimento di F. A. Kekule, gli idrocarburi iniziarono a essere classificati come metano tipo HHHNNHH C 9

Disposizioni fondamentali della teoria della struttura dei composti organici (1861) 1) gli atomi nelle molecole sono collegati tra loro da legami chimici secondo la loro valenza; 2) gli atomi nelle molecole di sostanze organiche sono collegati tra loro in una determinata sequenza, che determina la struttura chimica (struttura) della molecola; 3) le proprietà dei composti organici dipendono non solo dal numero e dalla natura degli atomi che li costituiscono, ma anche dalla struttura chimica delle molecole; 4) nelle molecole organiche c'è interazione tra atomi, sia legati tra loro che non legati; 5) la struttura chimica di una sostanza può essere determinata studiando le sue trasformazioni chimiche e, viceversa, le sue proprietà possono essere caratterizzate dalla struttura di una sostanza. 10

Disposizioni fondamentali della teoria della struttura dei composti organici (1861) Una formula strutturale è un'immagine della sequenza dei legami degli atomi in una molecola. Formula lorda - CH 4 O o CH 3 OH Formula strutturale Le formule strutturali semplificate sono talvolta chiamate razionali Formula molecolare - la formula di un composto organico, che indica il numero di atomi di ciascun elemento nella molecola. Ad esempio: C 5 H 12 - pentano, C 6 H 6 - benzina, ecc. undici

Fasi di sviluppo della chimica bioorganica Come campo di conoscenza separato che combina i principi concettuali e la metodologia della chimica organica da un lato e della biochimica molecolare e della farmacologia molecolare dall'altro, la chimica bioorganica si è formata nel XX secolo sulla base degli sviluppi della chimica bioorganica. chimica delle sostanze naturali e dei biopolimeri. La moderna chimica bioorganica ha acquisito un significato fondamentale grazie al lavoro di W. Stein, S. Moore, F. Sanger (analisi della composizione aminoacidica e determinazione della struttura primaria di peptidi e proteine), L. Pauling e H. Astbury (chiarimento della struttura dell'elica e della struttura e il loro significato nell'implementazione delle funzioni biologiche delle molecole proteiche), E. Chargaff (decifrando le caratteristiche della composizione nucleotidica degli acidi nucleici), J. Watson, p. Crick, M. Wilkins, R. Franklin (che stabilisce i modelli della struttura spaziale della molecola di DNA), G. Corani (sintesi genetica chimica), ecc. 14

Classificazione dei composti organici in base alla struttura dello scheletro di carbonio e alla natura del gruppo funzionale L'enorme numero di composti organici ha spinto i chimici a classificarli. La classificazione dei composti organici si basa su due criteri di classificazione: 1. La struttura dello scheletro di carbonio 2. La natura dei gruppi funzionali Classificazione secondo il metodo di struttura dello scheletro di carbonio: 1. Aciclici (alcani, alcheni, alchini, alcadieni); 2. Ciclico 2.1. Carbociclici (aliciclici e aromatici) 2.2. I composti eterociclici 15 aciclici sono anche chiamati alifatici. Questi includono sostanze con una catena di carbonio aperta. I composti aciclici si dividono in saturi (o saturi) C n H 2n+2 (alcani, paraffine) e insaturi (insaturi). Questi ultimi includono alcheni C n H 2n, alchini C n H 2n -2, alcadieni C n H 2n -2.

16 I composti ciclici contengono anelli (cicli) all'interno delle loro molecole. Se i cicli contengono solo atomi di carbonio, tali composti sono chiamati carbociclici. A loro volta, i composti carbociclici si dividono in aliciclici e aromatici. Gli idrocarburi aliciclici (cicloalcani) includono il ciclopropano e i suoi omologhi: ciclobutano, ciclopentano, cicloesano e così via. Se il sistema ciclico, oltre all'idrocarburo, comprende anche altri elementi, tali composti sono classificati come eterociclici.

Classificazione in base alla natura di un gruppo funzionale Un gruppo funzionale è un atomo o un gruppo di atomi collegati in un certo modo, la cui presenza in una molecola di una sostanza organica determina le proprietà caratteristiche e la sua appartenenza all'una o all'altra classe di composti . In base al numero e all'omogeneità dei gruppi funzionali, i composti organici si dividono in mono-, poli- ed eterofunzionali. Le sostanze con un solo gruppo funzionale sono dette monofunzionali; le sostanze con più gruppi funzionali identici sono dette polifunzionali. I composti contenenti diversi gruppi funzionali diversi sono eterofunzionali. È importante che i composti della stessa classe siano combinati in serie omologhe. Una serie omologa è una serie di composti organici con gli stessi gruppi funzionali e la stessa struttura; ciascun rappresentante della serie omologa differisce dal precedente per un'unità costante (CH 2), chiamata differenza omologa. I membri di una serie omologa sono detti omologhi. 17

Sistemi di nomenclatura in chimica organica - banale, razionale e internazionale (IUPAC) La nomenclatura chimica è un insieme di nomi di singole sostanze chimiche, i loro gruppi e classi, nonché le regole per la compilazione dei loro nomi. La nomenclatura chimica è un insieme di nomi di singole sostanze chimiche sostanze, i loro gruppi e classi, nonché le regole che ne compilano i nomi. La nomenclatura banale (storica) è associata al processo di ottenimento delle sostanze (pirogallolo - un prodotto della pirolisi dell'acido gallico), alla fonte di origine da cui è stato ottenuto (acido formico), ecc. I nomi banali dei composti sono ampiamente utilizzati nella chimica dei composti naturali ed eterociclici (citrale, geraniolo, tiofene, pirrolo, chinolina, ecc.) La nomenclatura banale (storica) è associata al processo di ottenimento delle sostanze (il pirogallolo è un prodotto della pirolisi di acido gallico), la fonte di origine da cui è stato ottenuto (acido formico), ecc. I nomi banali dei composti sono ampiamente utilizzati nella chimica dei composti naturali ed eterociclici (citrale, geraniolo, tiofene, pirrolo, chinolina, ecc.). La nomenclatura razionale si basa sul principio di dividere i composti organici in serie omologhe. Tutte le sostanze di una determinata serie omologa sono considerate derivate del rappresentante più semplice di questa serie: la prima o talvolta la seconda. In particolare, per gli alcani - metano, per gli alcheni - etilene, ecc. La nomenclatura razionale si basa sul principio di dividere i composti organici in serie omologhe. Tutte le sostanze di una determinata serie omologa sono considerate derivate del rappresentante più semplice di questa serie: la prima o talvolta la seconda. In particolare, per gli alcani - metano, per gli alcheni - etilene, ecc. 18

Nomenclatura internazionale (IUPAC). Le regole della nomenclatura moderna furono sviluppate nel 1957 al 19° Congresso dell'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC). Nomenclatura funzionale radicale. Questi nomi si basano sul nome della classe funzionale (alcol, etere, chetone, ecc.), che è preceduto dai nomi dei radicali idrocarburici, ad esempio: cloruro di alile, etere etilico, dimetilchetone, alcol propilico, ecc. Nomenclatura sostitutiva. Regole di nomenclatura. La struttura madre è il frammento strutturale della molecola (scheletro molecolare) alla base del nome del composto, la principale catena di atomi di carbonio per i composti aliciclici e il ciclo per i composti carbociclici. 19

Legame chimico nelle molecole organiche Il legame chimico è il fenomeno dell'interazione tra i gusci elettronici esterni (elettroni di valenza degli atomi) e i nuclei atomici, che determina l'esistenza di una molecola o di un cristallo nel suo insieme. Di norma, un atomo, accettando o donando un elettrone o formando una coppia elettronica comune, tende ad acquisire una configurazione del guscio elettronico esterno simile a quella dei gas nobili. I seguenti tipi di legami chimici sono caratteristici dei composti organici: - legame ionico - legame covalente - legame donatore - accettore - legame idrogeno Esistono anche altri tipi di legami chimici (metallico, a un elettrone, a due elettroni a tre centri) , ma praticamente non si trovano nei composti organici. 20

Tipi di legami nei composti organici Il più caratteristico dei composti organici è un legame covalente. Un legame covalente è l'interazione degli atomi, che si realizza attraverso la formazione di una coppia di elettroni comune. Questo tipo di legame si forma tra atomi che hanno valori di elettronegatività comparabili. L'elettronegatività è una proprietà di un atomo che mostra la capacità di attirare a sé gli elettroni di altri atomi. Un legame covalente può essere polare o non polare. Un legame covalente non polare si verifica tra atomi con lo stesso valore di elettronegatività

Tipi di legami nei composti organici Un legame covalente polare si forma tra atomi che hanno valori di elettronegatività diversi. In questo caso, gli atomi legati acquisiscono cariche parziali δ+δ+ δ-δ-. Un sottotipo speciale di legame covalente è il legame donatore-accettore. Come negli esempi precedenti, questo tipo di interazione è dovuta alla presenza di una coppia elettronica comune, ma quest’ultima è fornita da uno degli atomi che formano il legame (donatore) e accettata da un altro atomo (accettore) 24

Tipi di legami nei composti organici Un legame ionico si forma tra atomi che differiscono notevolmente nei valori di elettronegatività. In questo caso, l'elettrone dell'elemento meno elettronegativo (spesso un metallo) viene completamente trasferito all'elemento più elettronegativo. Questa transizione elettronica provoca la comparsa di una carica positiva sull'atomo meno elettronegativo e di una carica negativa su quello più elettronegativo. Pertanto, si formano due ioni con cariche opposte, tra i quali esiste un'interazione elettrovalente. 25

Tipi di legami nei composti organici Un legame idrogeno è un'interazione elettrostatica tra un atomo di idrogeno, che è legato in modo altamente polare, e coppie di elettroni di ossigeno, fluoro, azoto, zolfo e cloro. Questo tipo di interazione è un'interazione piuttosto debole. Il legame idrogeno può essere intermolecolare o intramolecolare. Legame idrogeno intermolecolare (interazione tra due molecole di alcol etilico) Legame idrogeno intramolecolare nell'aldeide salicilica 26

Legame chimico nelle molecole organiche La moderna teoria del legame chimico si basa sul modello quantomeccanico di una molecola come sistema costituito da elettroni e nuclei atomici. Il concetto fondamentale della teoria quantistica è l’orbitale atomico. Un orbitale atomico è una parte dello spazio in cui la probabilità di trovare elettroni è massima. Il legame può quindi essere visto come l’interazione (“sovrapposizione”) di orbitali che trasportano ciascuno un elettrone con spin opposti. 27

Ibridazione degli orbitali atomici Secondo la teoria quantomeccanica, il numero di legami covalenti formati da un atomo è determinato dal numero di orbitali atomici ad un elettrone (il numero di elettroni spaiati). L'atomo di carbonio nel suo stato fondamentale ha solo due elettroni spaiati, ma l'eventuale transizione di un elettrone da 2s a 2 pz rende possibile la formazione di quattro legami covalenti. Lo stato di un atomo di carbonio in cui ha quattro elettroni spaiati è chiamato “eccitato”. Nonostante il fatto che gli orbitali del carbonio siano disuguali, è noto che la formazione di quattro legami equivalenti è possibile a causa dell'ibridazione degli orbitali atomici. L'ibridazione è un fenomeno in cui lo stesso numero di orbitali della stessa forma e numero sono formati da diversi orbitali di forma diversa e simili in energia. 28

Stati ibridi dell'atomo di carbonio nelle molecole organiche PRIMO STATO IBRIDO L'atomo di C è in uno stato di ibridazione sp 3, forma quattro legami σ, forma quattro orbitali ibridi, che sono disposti a forma di tetraedro (angolo di legame) legame σ 31

Stati ibridi dell'atomo di carbonio nelle molecole organiche SECONDO STATO IBRIDO L'atomo di C è in uno stato di ibridazione sp 2, forma tre legami σ, forma tre orbitali ibridi, disposti a forma di triangolo piatto (angolo di legame 120) legami σ legame π 32

Stati ibridi dell'atomo di carbonio nelle molecole organiche TERZO STATO IBRIDO L'atomo di C è in uno stato di ibridazione sp, forma due legami σ, forma due orbitali ibridi, che sono disposti in linea (angolo di legame 180) legami σ π -obbligazioni 33

Caratteristiche dei legami chimici Scala POLING: F-4.0; O-3,5; CL – 3,0; N-3,0; Br – 2,8; S-2,5; C-2.5; H-2.1. differenza 1.7

Caratteristiche dei legami chimici La polarizzabilità del legame è uno spostamento della densità elettronica sotto l'influenza di fattori esterni. La polarizzabilità del legame è il grado di mobilità degli elettroni. All’aumentare del raggio atomico aumenta la polarizzabilità degli elettroni. Pertanto, la polarizzabilità del legame Carbonio - alogeno aumenta come segue: C-F

Effetti elettronici. Influenza reciproca degli atomi in una molecola 39 Secondo i moderni concetti teorici, la reattività delle molecole organiche è predeterminata dallo spostamento e dalla mobilità delle nuvole di elettroni che formano un legame covalente. In chimica organica si distinguono due tipi di spostamenti di elettroni: a) spostamenti elettronici che si verificano nel sistema di legame, b) spostamenti elettronici trasmessi dal sistema di legame. Nel primo caso si verifica il cosiddetto effetto induttivo, nel secondo l'effetto mesomerico. L'effetto induttivo è una ridistribuzione della densità elettronica (polarizzazione) risultante dalla differenza di elettronegatività tra gli atomi di una molecola in un sistema di legami. A causa della insignificante polarizzabilità dei legami, l'effetto induttivo svanisce rapidamente e dopo 3-4 legami quasi non si manifesta.

Effetti elettronici. Influenza reciproca degli atomi in una molecola 40 Il concetto di effetto induttivo è stato introdotto da K. Ingold e ha anche introdotto le seguenti designazioni: –effetto I nel caso di una diminuzione della densità elettronica da parte di un sostituente + effetto I in il caso di un aumento della densità elettronica da parte di un sostituente Un effetto induttivo positivo è mostrato dai radicali alchilici (CH 3, C 2 H 5 - ecc.). Tutti gli altri sostituenti legati all'atomo di carbonio mostrano un effetto induttivo negativo.

Effetti elettronici. Influenza reciproca degli atomi in una molecola 41 L'effetto mesomerico è la ridistribuzione della densità elettronica lungo un sistema coniugato. I sistemi coniugati includono molecole di composti organici in cui si alternano legami doppi e singoli o quando un atomo con una coppia solitaria di elettroni nell'orbitale p si trova accanto al doppio legame. Nel primo caso avviene la coniugazione -, nel secondo caso avviene la coniugazione p, -. I sistemi accoppiati sono disponibili in configurazioni a circuito aperto e chiuso. Esempi di tali composti sono 1,3-butadiene e benzina. Nelle molecole di questi composti, gli atomi di carbonio sono in uno stato di ibridazione sp 2 e, a causa di orbitali p non ibridi, formano legami che si sovrappongono reciprocamente e formano un'unica nuvola di elettroni, cioè avviene la coniugazione.

Effetti elettronici. Influenza reciproca degli atomi in una molecola 42 Esistono due tipi di effetto mesomerico: effetto mesomerico positivo (+M) ed effetto mesomerico negativo (-M). Un effetto mesomerico positivo è esibito dai sostituenti che forniscono elettroni p al sistema coniugato. Questi includono: -O, -S -NH 2, -OH, -OR, Hal (alogeni) e altri sostituenti che hanno una carica negativa o una coppia solitaria di elettroni. L'effetto mesomerico negativo è caratteristico dei sostituenti che assorbono la densità elettronica dal sistema coniugato. Questi includono sostituenti che hanno legami multipli tra atomi con diversa elettronegatività: - N0 2 ; -SO3H; >C=O; -COON e altri. L'effetto mesomerico è rappresentato graficamente da una freccia piegata che mostra la direzione dello spostamento degli elettroni e, a differenza dell'effetto di induzione, l'effetto mesomerico non si spegne. Viene trasmesso completamente in tutto il sistema, indipendentemente dalla lunghezza della catena di interfacciamento. C=O; -COON e altri. L'effetto mesomerico è rappresentato graficamente da una freccia piegata che mostra la direzione dello spostamento degli elettroni e, a differenza dell'effetto di induzione, l'effetto mesomerico non si spegne. Viene trasmesso completamente in tutto il sistema, indipendentemente dalla lunghezza della catena di interfacciamento.">

Tipi di reazioni chimiche 43 Una reazione chimica può essere considerata come l'interazione tra un reagente e un substrato. A seconda del metodo di rottura e formazione di un legame chimico nelle molecole, le reazioni organiche si dividono in: a) omolitiche b) eterolitiche c) molecolari Le reazioni omolitiche o radicaliche sono causate dalla scissione omolitica del legame, quando a ciascun atomo rimane un elettrone , cioè si formano i radicali . La scissione omolitica avviene ad alte temperature, mediante l'azione di un quanto di luce o catalisi.

Le reazioni eterolitiche o ioniche procedono in modo tale che una coppia di elettroni di legame rimanga vicino a uno degli atomi e si formino ioni. Una particella con una coppia di elettroni è detta nucleofila e ha una carica negativa (-). Una particella senza una coppia di elettroni è detta elettrofila e ha una carica positiva (+). 44 Tipi di reazioni chimiche

Meccanismo di una reazione chimica 45 Il meccanismo di una reazione è l'insieme degli stadi elementari (semplici) che compongono una data reazione. Il meccanismo di reazione comprende molto spesso le seguenti fasi: attivazione del reagente con la formazione di un elettrofilo, nucleofilo o radicale libero. Per attivare un reagente, solitamente è necessario un catalizzatore. Nella seconda fase, il reagente attivato interagisce con il substrato. In questo caso si formano particelle intermedie (intermedi). Questi ultimi includono complessi, complessi (carbocationi), carbanioni e nuovi radicali liberi. Nella fase finale, l'aggiunta o l'eliminazione di una particella al (da) l'intermedio formato nella seconda fase avviene con la formazione del prodotto finale della reazione. Se un reagente genera un nucleofilo dopo l'attivazione, si tratta di reazioni nucleofile. Sono contrassegnati con la lettera N - (nell'indice). Nel caso in cui il reagente generi un elettrofilo, le reazioni sono classificate come elettrofile (E). Lo stesso si può dire delle reazioni dei radicali liberi (R).

I nucleofili sono reagenti che hanno una carica negativa o un atomo arricchito in densità elettronica: 1) anioni: OH -, CN -, RO -, RS -, Hal - e altri anioni; 2) molecole neutre con coppie solitarie di elettroni: NH 3, NH 2 R, H 2 O, ROH e altre; 3) molecole con densità elettronica in eccesso (aventi - legami). Gli elettrofili sono reagenti che hanno una carica positiva o un atomo impoverito nella densità elettronica: 1) cationi: H + (protone), HSO 3 + (ione idrogeno solfonio), NO 2 + (ione nitronio), NO (ione nitrosonio) e altri cationi; 2) molecole neutre con un orbitale vacante: AlCl 3, FeBr 3, SnCl 4, BF 4 (acidi di Lewis), SO 3; 3) molecole con densità elettronica ridotta sull'atomo. 46

La moderna chimica bioorganica è un campo ramificato del sapere, fondamento di molte discipline biomediche e, innanzitutto, della biochimica, della biologia molecolare, della genomica, della proteomica e della

bioinformatica, immunologia, farmacologia.

Il programma si basa su un approccio sistematico per costruire l'intero corso su un'unica base teorica.

base basata su idee sulla struttura elettronica e spaziale dell'organico

composti e meccanismi delle loro trasformazioni chimiche. Il materiale è presentato sotto forma di 5 sezioni, le più importanti delle quali sono: “Fondamenti teorici della struttura dei composti organici e fattori che determinano la loro reattività”, “Classi biologicamente importanti di composti organici” e “Biopolimeri e loro componenti strutturali. Lipidi"

Il programma è finalizzato all’insegnamento specialistico della chimica bioorganica presso un’università medica, e pertanto la disciplina è chiamata “chimica bioorganica in medicina”. La profilazione dell'insegnamento della chimica bioorganica è servita dalla considerazione del rapporto storico tra lo sviluppo della medicina e della chimica, anche organica, dalla maggiore attenzione alle classi di composti organici biologicamente importanti (composti eterofunzionali, eterocicli, carboidrati, amminoacidi e proteine, composti nucleici acidi, lipidi) nonché reazioni biologicamente importanti di queste classi di composti). Una sezione separata del programma è dedicata alla considerazione delle proprietà farmacologiche di alcune classi di composti organici e alla natura chimica di alcune classi di farmaci.

Considerando l’importante ruolo delle “malattie da stress ossidativo” nella struttura della morbilità umana moderna, il programma presta particolare attenzione alle reazioni di ossidazione dei radicali liberi, al rilevamento dei prodotti finali dell’ossidazione dei lipidi dei radicali liberi nella diagnostica di laboratorio, agli antiossidanti naturali e ai farmaci antiossidanti. Il programma prevede l'analisi dei problemi ambientali, in particolare della natura degli xenobiotici e dei meccanismi del loro effetto tossico sugli organismi viventi.

1. Lo scopo e gli obiettivi della formazione.

1.1. Lo scopo dell'insegnamento della materia chimica bioorganica in medicina è quello di sviluppare la comprensione del ruolo della chimica bioorganica come fondamento della biologia moderna, una base teorica per spiegare gli effetti biologici dei composti bioorganici, i meccanismi d'azione dei farmaci e la creazione di nuovi farmaci. Sviluppare la conoscenza della relazione tra struttura, proprietà chimiche e attività biologica delle più importanti classi di composti bioorganici, insegnare come applicare le conoscenze acquisite nello studio delle discipline successive e nelle attività professionali.

1.2 Obiettivi dell'insegnamento della chimica bioorganica:

1. Formazione della conoscenza della struttura, delle proprietà e dei meccanismi di reazione delle più importanti classi di composti bioorganici, che ne determinano il significato medico e biologico.

2. Formazione di idee sulla struttura elettronica e spaziale dei composti organici come base per spiegare le loro proprietà chimiche e l'attività biologica.

3. Formazione di abilità e abilità pratiche:

classificare i composti bioorganici in base alla struttura dello scheletro carbonioso e dei gruppi funzionali;

utilizzare le regole della nomenclatura chimica per indicare i nomi di metaboliti, farmaci, xenobiotici;

identificare i centri di reazione nelle molecole;

essere in grado di effettuare reazioni qualitative che abbiano significato clinico e di laboratorio.

2. Il posto della disciplina nella struttura dell'OOP:

La disciplina "Chimica bioorganica" è parte integrante della disciplina "Chimica", che appartiene al ciclo delle discipline matematiche e scienze naturali.

Le conoscenze di base necessarie per lo studio della disciplina si formano nel ciclo delle discipline matematiche, scienze naturali: fisica, matematica; informatica medica; chimica; biologia; anatomia, istologia, embriologia, citologia; fisiologia normale; microbiologia, virologia.

Costituisce prerequisito per lo studio delle discipline:

biochimica;

farmacologia;

microbiologia, virologia;

immunologia;

discipline professionali.

Discipline studiate in parallelo, fornendo collegamenti interdisciplinari nell'ambito della parte base del curriculum:

chimica, fisica, biologia, 3. Elenco delle discipline e degli argomenti che gli studenti devono padroneggiare per studiare la chimica bioorganica.

Chimica generale. La struttura dell'atomo, la natura di un legame chimico, tipi di legami, classi di sostanze chimiche, tipi di reazioni, catalisi, reazione del mezzo in soluzioni acquose.

Chimica organica. Classi di sostanze organiche, nomenclatura dei composti organici, configurazione dell'atomo di carbonio, polarizzazione degli orbitali atomici, legami sigma e pi greco. Relazione genetica tra classi di composti organici. Reattività di diverse classi di composti organici.

Fisica. La struttura dell'atomo. Ottica: regioni ultraviolette, visibili e infrarosse dello spettro.

Interazione della luce con la materia: trasmissione, assorbimento, riflessione, diffusione. Luce polarizzata.

Biologia. Codice genetico. Basi chimiche dell'ereditarietà e della variabilità.

Lingua latina. Padroneggiare la terminologia.

Lingua straniera. Capacità di lavorare con la letteratura straniera.

4. Sezioni della disciplina e collegamenti interdisciplinari con quanto previsto (successivo) discipline N. sezioni di questa disciplina necessarie per lo studio delle discipline previste N. Nome delle sotto-discipline previste (successive) discipline (successive) discipline 1 2 3 4 5 1 Chimica + + + + + Biologia + - - + + Biochimica + + + + + + 4 Microbiologia, virologia + + - + + + 5 Immunologia + - - - + Farmacologia + + - + + + 7 Igiene + - + + + Discipline professionali + - - + + + 5. Requisiti per il livello di padronanza del contenuto della disciplina Raggiungimento dell'obiettivo di apprendimento La disciplina "Chimica Bioorganica" prevede l'implementazione di una serie di compiti problematici mirati, a seguito dei quali gli studenti devono sviluppare determinate competenze, conoscenze, abilità e devono acquisire determinate abilità pratiche.

5.1. Lo studente deve avere:

5.1.1. Competenze culturali generali:

la capacità e la volontà di analizzare problemi e processi socialmente significativi, di utilizzare nella pratica i metodi delle scienze umane, delle scienze naturali, delle scienze biomediche e cliniche in vari tipi di attività professionali e sociali (OK-1);

5.1.2. Competenze professionali (PC):

capacità e volontà di applicare metodi, metodi e mezzi di base per ottenere, archiviare ed elaborare informazioni scientifiche e professionali; ricevere informazioni da varie fonti, compreso l'uso di moderni strumenti informatici, tecnologie di rete, database e la capacità e la volontà di lavorare con la letteratura scientifica, analizzare informazioni, condurre ricerche, trasformare ciò che leggi in uno strumento per risolvere problemi professionali (evidenzia le principali disposizioni, conseguenze da esse e suggerimenti);

capacità e disponibilità a partecipare alla definizione di problemi scientifici e alla loro implementazione sperimentale (PC-2, PC-3, PC-5, PC-7).

5.2. Lo studente deve sapere:

Principi di classificazione, nomenclatura e isomeria dei composti organici.

Fondamenti di chimica organica teorica, che costituiscono la base per lo studio della struttura e della reattività dei composti organici.

La struttura spaziale ed elettronica delle molecole organiche e le trasformazioni chimiche delle sostanze che partecipano ai processi vitali, in diretta connessione con la loro struttura biologica, le proprietà chimiche e il ruolo biologico delle principali classi di composti organici biologicamente importanti.

5.3. Lo studente deve essere in grado di:

Classificare i composti organici in base alla struttura dello scheletro carbonioso e alla natura dei gruppi funzionali.

Comporre formule per nome e nome rappresentanti tipici di sostanze e farmaci biologicamente importanti per formula strutturale.

Identificare gruppi funzionali, centri acidi e basici, frammenti coniugati e aromatici nelle molecole per determinare il comportamento chimico dei composti organici.

Prevedere la direzione e il risultato delle trasformazioni chimiche dei composti organici.

5.4. Lo studente deve avere:

Capacità di lavoro indipendente con la letteratura educativa, scientifica e di riferimento; condurre una ricerca e trarre conclusioni generali.

Avere competenze nella gestione della vetreria chimica.

Avere le competenze per lavorare in sicurezza in un laboratorio chimico e la capacità di maneggiare composti organici caustici, tossici e altamente volatili, lavorare con bruciatori, lampade ad alcool e dispositivi di riscaldamento elettrico.

5.5. Forme di controllo della conoscenza 5.5.1. Controllo corrente:

Controllo diagnostico dell'assimilazione della materia. Viene effettuato periodicamente principalmente per controllare la conoscenza del materiale formulaico.

Controllo didattico del computer in ogni lezione.

Attività di test che richiedono la capacità di analizzare e generalizzare (vedi Appendice).

Colloqui programmati al termine dello studio di ampie sezioni del programma (vedi Appendice).

5.5.2 Controllo finale:

Test (effettuato in due fasi):

C.2 - Scienze matematiche, naturali e medico-biologiche Intensità generale di lavoro:

2 Classificazione, nomenclatura e caratteristiche di classificazione e classificazione dei composti fisici organici moderni: la struttura dello scheletro di carbonio e la natura del gruppo funzionale.

metodi chimici Gruppi funzionali, radicali organici. Studi di rilevanza biologica delle classi bioorganiche di composti organici: alcoli, fenoli, tioli, eteri, solfuri, composti aldeidici, chetoni, acidi carbossilici e loro derivati, acidi solfonici.

Nomenclatura IUPAC. Varietà della nomenclatura internazionale: nomenclatura sostitutiva e radicale-funzionale. Il valore della conoscenza 3 Fondamenti teorici della struttura dei composti organici e Teoria della struttura dei composti organici di A.M. Butlerov. I principali fattori che determinano le loro posizioni. Formule strutturali. La natura dell'atomo di carbonio per posizione e reattività. Catene. L'isomeria come fenomeno specifico della chimica organica. Tipi di stereoisomeria.

Chiralità di molecole di composti organici come causa di isomeria ottica. Stereoisomeria di molecole con un centro di chiralità (enantiomerismo). Attività ottica. Gliceraldeide come standard di configurazione. Formule di proiezione di Fischer. Sistema D e L di nomenclatura stereochimica. Idee sulla nomenclatura R, S.

Stereoisomeria di molecole con due o più centri di chiralità: enantiomerismo e diastereomerismo.

Stereoisomerismo in una serie di composti con doppio legame (Pidiastereomerismo). Isomeri cis e trans. Stereoisomeria e attività biologica dei composti organici.

Influenza reciproca degli atomi: cause di insorgenza, tipi e metodi della sua trasmissione in molecole di composti organici.

Accoppiamento. Accoppiamento in circuiti aperti (Pi-Pi). Legami coniugati. Strutture dieniche in composti biologicamente importanti: 1,3-dieni (butadiene), polieni, composti carbonilici alfa, beta-insaturi, gruppo carbossilico. L'accoppiamento come fattore di stabilizzazione del sistema. Energia di coniugazione. Coniugazione in areni (Pi-Pi) ed eterocicli (p-Pi).

Aromaticità. Criteri di aromaticità. Aromaticità dei composti benzenoidi (benzene, naftalene, antracene, fenantrene) ed eterociclici (furano, tiofene, pirrolo, imidazolo, piridina, pirimidina, purina). Presenza diffusa di strutture coniugate in molecole biologicamente importanti (porfina, eme, ecc.).

Polarizzazione dei legami ed effetti elettronici (induttivi e mesomerici) come causa della distribuzione non uniforme della densità elettronica nella molecola. I sostituenti sono donatori e accettori di elettroni.

I sostituenti più importanti e i loro effetti elettronici. Effetti elettronici dei sostituenti e reattività delle molecole. Regola di orientamento nell'anello benzenico, sostituenti della prima e della seconda specie.

Acidità e basicità dei composti organici.

Acidità e basicità di molecole neutre di composti organici con gruppi funzionali contenenti idrogeno (ammine, alcoli, tioli, fenoli, acidi carbossilici). Acidi e basi secondo Bronsted-Lowry e Lewis. Coppie coniugate di acidi e basi. Acidità e stabilità anionica. Valutazione quantitativa dell'acidità dei composti organici in base ai valori di Ka e pKa.

Acidità di varie classi di composti organici. Fattori che determinano l'acidità dei composti organici: elettronegatività dell'atomo non metallico (acidi C-H, N-H e O-H); polarizzabilità di un atomo non metallico (alcoli e tioli, veleni tiolici); natura del radicale (alcoli, fenoli, acidi carbossilici).

Basicità dei composti organici. Basi n (eterocicli) e basi pi (alcheni, alcanidieni, areni). Fattori che determinano la basicità dei composti organici: elettronegatività dell'eteroatomo (basi O- e N); polarizzabilità di un atomo non metallico (base O e base S); natura del radicale (ammine alifatiche e aromatiche).

L'importanza delle proprietà acido-base delle molecole organiche neutre per la loro reattività e attività biologica.

Il legame idrogeno come manifestazione specifica delle proprietà acido-base. Schemi generali di reattività dei composti organici come base chimica del loro funzionamento biologico.

Meccanismi di reazione dei composti organici.

Classificazione delle reazioni dei composti organici in base al risultato di sostituzione, addizione, eliminazione, riarrangiamento, redox e in base al meccanismo: radicale, ionico (elettrofilo, nucleofilo). Tipi di scissione del legame covalente nei composti organici e nelle particelle risultanti: scissione omolitica (radicali liberi) e scissione eterolitica (carbocationi e carbonanioni).

Struttura elettronica e spaziale di queste particelle e fattori che ne determinano la stabilità relativa.

Reazioni di sostituzione radicale omolitica negli alcani che coinvolgono legami C-H dell'atomo di carbonio ibridato sp 3. Reazioni di ossidazione dei radicali liberi in una cellula vivente. Forme reattive (radicali) dell'ossigeno. Antiossidanti. Significato biologico.

Reazioni di addizione elettrofila (Ae): reazioni eterolitiche che coinvolgono il legame Pi. Meccanismo di alogenazione dell'etilene e reazioni di idratazione. Catalisi acida. Influenza di fattori statici e dinamici sulla regioselettività delle reazioni. Peculiarità delle reazioni di addizione di sostanze contenenti idrogeno al legame Pi negli alcheni asimmetrici. La regola di Markovnikov. Caratteristiche dell'addizione elettrofila ai sistemi coniugati.

Reazioni di sostituzione elettrofila (Se): reazioni eterolitiche che coinvolgono un sistema aromatico. Meccanismo delle reazioni di sostituzione elettrofila negli areni. Complessi Sigma. Reazioni di alchilazione, acilazione, nitrazione, solfonazione, alogenazione degli areni. Regola di orientamento.

Sostituti del 1° e del 2° tipo. Caratteristiche delle reazioni di sostituzione elettrofila negli eterocicli. Influenza orientativa degli eteroatomi.

Reazioni di sostituzione nucleofila (Sn) all'atomo di carbonio ibridato sp3: reazioni eterolitiche causate dalla polarizzazione del legame sigma carbonio-eteroatomo (derivati degli alogeni, alcoli). Influenza di fattori elettronici e spaziali sulla reattività dei composti nelle reazioni di sostituzione nucleofila.

Reazione di idrolisi dei derivati degli alogeni. Reazioni di alchilazione di alcoli, fenoli, tioli, solfuri, ammoniaca e ammine. Il ruolo della catalisi acida nella sostituzione nucleofila del gruppo ossidrile.

Deaminazione di composti con un gruppo amminico primario. Ruolo biologico delle reazioni di alchilazione.

Reazioni di eliminazione (deidroalogenazione, disidratazione).

Aumento dell'acidità CH come causa delle reazioni di eliminazione che accompagnano la sostituzione nucleofila nell'atomo di carbonio ibridato sp3.

Reazioni di addizione nucleofila (An): reazioni eterolitiche che coinvolgono il legame pi carbonio-ossigeno (aldeidi, chetoni). Classi di composti carbonilici. Rappresentanti. Preparazione di aldeidi, chetoni, acidi carbossilici. Struttura e reattività del gruppo carbonilico. Influenza di fattori elettronici e spaziali. Meccanismo delle reazioni An: ruolo della protonazione nell'aumento della reattività carbonilica. Reazioni di importanza biologica delle aldeidi e dei chetoni: idrogenazione, ossidoriduzione delle aldeidi (reazione di dismutazione), ossidazione delle aldeidi, formazione di cianoidrine, idratazione, formazione di emiacetali, immine. Reazioni di addizione aldolica. Significato biologico.

Reazioni di sostituzione nucleofila all'atomo di carbonio ibridato sp2 (acidi carbossilici e loro derivati funzionali).

Il meccanismo delle reazioni di sostituzione nucleofila (Sn) nell'atomo di carbonio ibridato sp2. Reazioni di acilazione - formazione di anidridi, esteri, tioesteri, ammidi - e loro reazioni di idrolisi inversa. Ruolo biologico delle reazioni di acilazione. Proprietà acide degli acidi carbossilici secondo il gruppo OH.

Reazioni di ossidazione e riduzione di composti organici.

Reazioni redox, meccanismo elettronico.

Stati di ossidazione degli atomi di carbonio nei composti organici. Ossidazione degli atomi di carbonio primari, secondari e terziari. Ossidabilità di varie classi di composti organici. Modi di utilizzo dell'ossigeno nella cellula.

Ossidazione energetica. Reazioni ossidasiche. L'ossidazione delle sostanze organiche è la principale fonte di energia per i chemiotrofi. Ossidazione plastica.

4 Classi di composti organici di importanza biologica Alcoli polivalenti: glicole etilenico, glicerolo, inositolo. Formazione Idrossiacidi: classificazione, nomenclatura, rappresentanti di lattico, betaidrossibutirrico, gammaidrossibutirrico, malico, tartarico, citrico, amminazione riduttiva, transaminazione e decarbossilazione.

Aminoacidi: classificazione, rappresentanti degli isomeri beta e gamma: aminopropano, gamma-aminobutirrico, epsilonaminocaproico. Reazione Acido salicilico e suoi derivati (acido acetilsalicilico, agente antipiretico, antinfiammatorio e antireumatico, enteroseptolo e 5-NOK. Il nucleo isochinolinico come base degli alcaloidi dell'oppio, antispastici (papaverina) e analgesici (morfina). I derivati dell'acridina sono disinfettanti.

derivati della xantina - caffeina, teobromina e teofillina, derivati dell'indolo reserpina, stricnina, pilocarpina, derivati della chinolina - chinino, isochinolina morfina e papaverina.

le cefalosproine sono derivati dell'acido cefalosporanico, le tetracicline sono derivati del naftacene, le streptomicine sono amiloglicosidi. Semisintetici 5 Biopolimeri e loro componenti strutturali. Lipidi. Definizione. Classificazione. Funzioni.

Ciclo-ossotautomeria. Mutarotazione. Derivati dei monosaccaridi desossizucchero (desossiribosio) e aminozuccheri (glucosamina, galattosamina).

Oligosaccaridi. Disaccaridi: maltosio, lattosio, saccarosio. Struttura. Legame oglicosidico. Proprietà riparative. Idrolisi. Biologico (via di degradazione degli aminoacidi); reazioni radicaliche - idrossilazione (formazione di ossi-derivati di amminoacidi). Formazione del legame peptidico.

Peptidi. Definizione. Struttura del gruppo peptidico. Funzioni.

Peptidi biologicamente attivi: glutatione, ossitocina, vasopressina, glucagone, neuropeptidi, peptidi chinina, peptidi immunoattivi (timosina), peptidi infiammatori (difexina). Il concetto di citochine. Peptidi antibiotici (gramicidina, actinomicina D, ciclosporina A). Tossine peptidiche. Relazione tra gli effetti biologici dei peptidi e alcuni residui aminoacidici.

Scoiattoli. Definizione. Funzioni. Livelli di struttura proteica. La struttura primaria è la sequenza degli amminoacidi. Metodi di ricerca. Idrolisi parziale e completa delle proteine. L'importanza di determinare la struttura primaria delle proteine.

Mutagenesi sito-specifica diretta come metodo per studiare la relazione tra l'attività funzionale delle proteine e la struttura primaria. Disturbi congeniti della struttura primaria delle proteine - mutazioni puntiformi. Struttura secondaria e sue tipologie (alfa elica, struttura beta). Struttura terziaria.

Denaturazione. Il concetto di centri attivi. Struttura quaternaria delle proteine oligomeriche. Proprietà cooperative. Proteine semplici e complesse: glicoproteine, lipoproteine, nucleoproteine, fosfoproteine, metalloproteine, cromoproteine.

Basi azotate, nucleosidi, nucleotidi e acidi nucleici.

Definizione dei concetti base azotata, nucleoside, nucleotide e acido nucleico. Basi azotate purine (adenina e guanina) e pirimidiniche (uracile, timina, citosina). Proprietà aromatiche. Resistenza alla degradazione ossidativa come base per svolgere un ruolo biologico.

Lactim - tautomerismo lattamico. Basi azotate minori (ipoxantina, 3-N-metiluracile, ecc.). Derivati delle basi azotate - antimetaboliti (5-fluorouracile, 6-mercaptopurina).

Nucleosidi. Definizione. Formazione di un legame glicosidico tra una base azotata e un pentoso. Idrolisi dei nucleosidi. Antimetaboliti nucleosidici (adenina arabinoside).

Nucleotidi. Definizione. Struttura. Formazione di un legame fosfoestere durante l'esterificazione dell'idrossile C5 del pentoso con acido fosforico. Idrolisi dei nucleotidi. Nucleotidi macroerg (polifosfati nucleosidici - ADP, ATP, ecc.). Nucleotidi-coenzimi (NAD+, FAD), struttura, ruolo delle vitamine B5 e B2.

Acidi nucleici: RNA e DNA. Definizione. Composizione nucleotidica dell'RNA e del DNA. Struttura primaria. Legame fosfodiestere. Idrolisi degli acidi nucleici. Definizione dei concetti tripletta (codone), gene (cistrone), codice genetico (genoma). Progetto internazionale sul genoma umano.

Struttura secondaria del DNA. Il ruolo dei legami idrogeno nella formazione della struttura secondaria. Coppie complementari di basi azotate. Struttura terziaria del DNA. Cambiamenti nella struttura degli acidi nucleici sotto l'influenza di sostanze chimiche. Il concetto di sostanze mutagene.

Lipidi. Definizione, classificazione. Lipidi saponificabili e insaponificabili.

Gli acidi grassi superiori naturali sono componenti dei lipidi. I rappresentanti più importanti: palmitico, stearico, oleico, linoleico, linolenico, arachidonico, eicosapentaenoico, docosoesaenoico (vitamina F).

Lipidi neutri. Acilgliceroli - grassi naturali, oli, cere.

Idrograssi commestibili artificiali. Ruolo biologico degli acilgliceroli.

Fosfolipidi. Acidi fosfatidici. Fosfatidilcoline, fosfatidietanolammine e fosfatidilserine. Struttura. Partecipazione alla formazione delle membrane biologiche. Perossidazione lipidica nelle membrane cellulari.

Sfingolipidi. Sfingosina e sfingomieline. Glicolipidi (cerebrosidi, solfatidi e gangliosidi).

Lipidi insaponificabili. Terpeni. Terpeni mono- e biciclici 6 Proprietà farmacologiche Proprietà farmacologiche di alcune classi di composti monopoli e di alcune classi di composti eterofunzionali (alogenuri di idrogeno, alcoli, composti ossi- e organici. ossoacidi, derivati del benzene, eterocicli, alcaloidi.). Chimico La natura chimica di alcuni farmaci antinfiammatori, analgesici, antisettici e classi di farmaci. antibiotici.

6.3. Sezioni disciplinari e tipologie di lezioni 1. Introduzione alla materia. Classificazione, nomenclatura e ricerca dei composti bioorganici 2. Fondamenti teorici della struttura della reattività organica.

3. Classi biologicamente importanti di composti organici. 5 Proprietà farmacologiche di alcune classi di composti organici. La natura chimica di alcune classi di farmaci Lezioni L; PZ – esercitazioni pratiche; LR – lavoro di laboratorio; C – seminari; SRS – lavoro indipendente degli studenti;

6.4 Piano tematico delle lezioni frontali sulla disciplina 1 1 Introduzione alla materia. Storia dello sviluppo della chimica bioorganica, significato per 3 2 Teoria della struttura dei composti organici di A.M. Butlerov. Isomeria come 4 2 Influenza reciproca degli atomi: cause di occorrenza, tipi e metodi della sua trasmissione in 7 1.2 Lavoro di prova nelle sezioni "Classificazione, nomenclatura e moderni metodi fisico-chimici per lo studio dei composti bioorganici" e "Fondamenti teorici della struttura dei composti organici e fattori che ne determinano la reazione 15 5 Proprietà farmacologiche di alcune classi di composti organici. Chimica 19 4 14 Rilevazione di sali di calcio insolubili di carbonati superiori 1 1 Introduzione all'argomento. Classificazione e utilizzo della letteratura consigliata.

nomenclatura dei composti bioorganici. Completare un compito scritto per 3 2 Influenza reciproca degli atomi nelle molecole Lavorare con la letteratura consigliata.

4 2 Acidità e basicità dei materiali organici Lavorare con la letteratura consigliata.

5 2 Meccanismi delle reazioni organiche Lavorare con la letteratura raccomandata.

6 2 Ossidazione e riduzione dei materiali organici Lavorare con la letteratura raccomandata.

7 1.2 Lavoro di prova per sezione Lavorare con la letteratura consigliata. * moderni metodi fisici e chimici sugli argomenti proposti, conduzione di ricerche sui composti bioorganici”, ricerca di informazioni in vari composti e fattori organici, INTERNET e lavoro con database in lingua inglese 8 3 Lavoro bioorganico eterofunzionale con la letteratura consigliata.

9 3 Eterocicli biologicamente importanti. Lavora con la letteratura consigliata.

10 3 Vitamine (lavoro di laboratorio). Lavora con la letteratura consigliata.

12 4 Alfa aminoacidi, peptidi e proteine. Lavora con la letteratura consigliata.

13 4 Basi azotate, nucleosidi, lavoro con la letteratura raccomandata.

nucleotidi e acidi nucleici. Completare un compito di scrittura scritta 15 5 Proprietà farmacologiche di alcuni lavori con la letteratura consigliata.

classi di composti organici. Completamento di un compito scritto per scrivere La natura chimica di alcune classi di formule chimiche di alcuni medicinali * - compiti a scelta dello studente.

composti organici.

molecole organiche.

composti organici.

connessioni. Stereoisomeria.

determinate classi di farmaci.

Durante il semestre, uno studente può ottenere un massimo di 65 punti nelle lezioni pratiche.

In una lezione pratica, uno studente può ottenere un massimo di 4,3 punti. Questo numero è composto dai punti ottenuti per la frequenza di un corso (0,6 punti), il completamento di un compito di lavoro autonomo extracurriculare (1,0 punti), il lavoro di laboratorio (0,4 punti) e i punti assegnati per una risposta orale e un compito di prova (da 1,3 a 2,3 punti). I punti per la frequenza delle lezioni, il completamento degli incarichi di lavoro autonomo extracurriculare e il lavoro di laboratorio vengono assegnati su base "sì" - "no". I punti per la risposta orale e per il compito della prova vengono attribuiti differenziati da 1,3 a 2,3 punti in caso di risposte positive: 0-1,29 punti corrispondono al voto “insoddisfacente”, 1,3-1,59 - “soddisfacente”, 1,6 -1,99 – “buono”. ”, 2.0-2.3 – “eccellente”. Nel test, uno studente può ottenere un punteggio massimo di 5,0 punti: frequentando le lezioni 0,6 punti e dando una risposta orale 2,0-4,4 punti.

Per essere ammesso alla prova, lo studente deve ottenere almeno 45 punti, mentre il rendimento attuale dello studente viene valutato come segue: 65-75 punti – “eccellente”, 54-64 punti – “buono”, 45-53 punti – “ soddisfacente”, meno di 45 punti – insoddisfacente. Se uno studente ottiene un punteggio compreso tra 65 e 75 punti (risultato “eccellente”), è esentato dal test e riceve automaticamente un voto “superato” nel registro dei voti, guadagnando 25 punti per il test.

Nel test, uno studente può ottenere un massimo di 25 punti: 0-15,9 punti corrispondono al voto “insoddisfacente”, 16-17,5 – “soddisfacente”, 17,6-21,2 – “buono”, 21,3-25 – “ Ottimo”.

Distribuzione dei punti bonus (fino a 10 punti per semestre in totale) 1. Frequenza alle lezioni – 0,4 punti (frequenza alle lezioni al 100% – 6,4 punti per semestre);

2. Partecipazione all'UIRS fino a 3 punti, tra cui:

scrivere un abstract sull'argomento proposto – 0,3 punti;

preparazione di una relazione e presentazione multimediale per il convegno didattico e teorico finale 3. Partecipazione al lavoro di ricerca – fino a 5 punti, tra cui:

partecipare a una riunione del circolo scientifico studentesco presso il dipartimento - 0,3 punti;

preparare una relazione per una riunione del circolo scientifico studentesco – 0,5 punti;

relazione ad un convegno scientifico studentesco universitario – 1 punto;

presentazione ad una conferenza scientifica studentesca regionale, tutta russa e internazionale – 3 punti;

pubblicazione in raccolte di convegni scientifici studenteschi – punti 2;

pubblicazione su rivista scientifica peer-reviewed – punti 5;

4. Partecipazione al lavoro educativo presso il dipartimento fino a 3 punti, tra cui:

partecipazione all'organizzazione delle attività didattiche svolte dal dipartimento in orario extrascolastico - 2 punti per un evento;

frequentazione delle attività didattiche svolte dal dipartimento in orario extrascolastico – 1 punto per un evento;

Distribuzione dei punti di penalità (fino a 10 punti per semestre in totale) 1. Assenza dalle lezioni per motivo ingiustificato - 0,66-0,67 punti (0% di frequenza alle lezioni - 10 punti per Se uno studente ha saltato una lezione per un motivo valido, ha il diritto di elaborare la lezione per migliorare la tua valutazione attuale.

Se l'assenza non è giustificata, lo studente deve completare la lezione e ricevere un voto con un fattore di riduzione pari a 0,8.

Se uno studente è esentato dalla presenza fisica in classe (per ordine dell'Accademia), gli viene assegnato il punteggio massimo se completa l'incarico per lavoro autonomo extracurriculare.

6. Supporto educativo, metodologico e informativo della disciplina 1. N.A. Tyukavkina, Yu.I. Baukov, S.E. Zurabyan. Chimica bioorganica. M.:DROFA, 2009.

2. Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I. Chimica bioorganica. M.:DROFA, 2005.

1. Ovchinikov Yu.A. Chimica bioorganica. M.: Educazione, 1987.

2. Riles A., Smith K., Ward R. Fondamenti di chimica organica. M.: Mir, 1983.

3. Shcherbak I.G. Chimica biologica. Libro di testo per le scuole di medicina. S.-P. Casa editrice dell'Università medica statale di San Pietroburgo, 2005.

4. Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimica biologica. M.: Medicina, 2004.

5. Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimica biologica. M.: Medicina, Postupaev V.V., Ryabtseva E.G. Organizzazione biochimica delle membrane cellulari (libro di testo per studenti delle facoltà farmaceutiche delle università mediche). Khabarovsk, Università medica statale dell'Estremo Oriente. 2001

7. Rivista educativa Soros, 1996-2001.

8. Guida alle lezioni di laboratorio di chimica bioorganica. A cura di N.A. Tyukavkina, M.:

Medicina, 7.3 Materiali didattici e metodologici preparati dal dipartimento 1. Sviluppo metodologico di lezioni pratiche di chimica bioorganica per gli studenti.

2. Sviluppi metodologici per il lavoro extracurriculare indipendente degli studenti.

3. Borodin E.A., Borodina G.P. Diagnosi biochimica (ruolo fisiologico e valore diagnostico dei parametri biochimici del sangue e delle urine). Libro di testo 4a edizione. Blagoveshchensk, 2010.

4. Borodina G.P., Borodin E.A. Diagnosi biochimica (ruolo fisiologico e valore diagnostico dei parametri biochimici del sangue e delle urine). Libro di testo elettronico. Blagoveshchensk, 2007.

5. Compiti per la verifica computerizzata delle conoscenze degli studenti in chimica bioorganica (compilato da Borodin E.A., Doroshenko G.K., Egorshina E.V.) Blagoveshchensk, 2003.

6. Compiti di test di chimica bioorganica per l'esame di chimica bioorganica per gli studenti della facoltà di medicina delle università di medicina. Kit di strumenti. (Compilato da Borodin E.A., Doroshenko G.K.). Blagoveshchensk, 2002.

7. Compiti di prova di chimica bioorganica per le lezioni pratiche di chimica bioorganica per gli studenti della Facoltà di Medicina. Kit di strumenti. (Compilato da Borodin E.A., Doroshenko G.K.). Blagoveshchensk, 2002.

8. Vitamine. Kit di strumenti. (Compilato da Egorshina E.V.). Blagoveshchensk, 2001.

8.5 Fornire alla disciplina attrezzature e materiali didattici 1 Vetreria chimica:

Cristalleria:

1.1 provette chimiche 5000 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, 1.2 provette da centrifuga 2000 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, 1.3 bacchette di vetro 100 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, 1.4. palloni di vari volumi (per 200 Esperimenti chimici e analisi in classi pratiche, UIRS, 1,5 palloni di grande volume - 0,5-2,0 30 Esperimenti chimici e analisi in classi pratiche, UIRS, 1,6 bicchieri chimici di vari 120 Esperimenti chimici e analisi in classi pratiche, UIRS, 1,7 bicchieri chimici grandi 50 Esperimenti chimici e analisi in classi pratiche, UIRS, preparazione degli operai 1,8 beute di varie dimensioni 2000 Esperimenti chimici e analisi in classi pratiche, UIRS, 1,9 imbuti filtranti 200 Esperimenti chimici e analisi in classi pratiche, UIRS , 1.10 vetreria Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, CIRS, cromatografia, ecc.).

1.11 lampade ad alcool 30 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, Piatti di porcellana 1.12 bicchieri diversi volumi (0,2- 30 Preparazione di reagenti per lezioni pratiche 1,13 mortai e pestelli Preparazione di reagenti per lezioni pratiche, esperimenti chimici e 1,15 tazze per evaporazione 20 Esperimenti chimici e analisi per lezioni pratiche, UIRS, Vetreria di misurazione:

1.16 matracci tarati di vario 100 Preparazione di reagenti per lezioni pratiche, Esperimenti chimici 1.17 cilindri graduati di vario 40 Preparazione di reagenti per lezioni pratiche, Esperimenti chimici 1.18 bicchieri di volume vario 30 Preparazione di reagenti per lezioni pratiche, Esperimenti chimici 1.19 pipette dosatrici di 2000 Esperimenti chimici e analisi per lezioni pratiche, UIRS, micropipette) 1.20 meccanico automatico 15 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, 1.21 meccanico automatico 2 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, dispensatori a volume variabile NIRS 1.22 elettronico automatico 1 Esperimenti chimici e analisi nelle lezioni pratiche, UIRS, 1.23 Microsiringhe AC 5 Esperimenti chimici e analisi nelle lezioni pratiche, UIRS, 2 Attrezzatura tecnica:

2.1 rack per provette 100 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, 2.2 rack per pipette 15 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, 2.3 rack metallici 15 Esperimenti chimici e analisi in lezioni pratiche, UIRS, Apparecchi riscaldanti:

2.4 armadi di asciugatura 3 Asciugatura di vetreria chimica, contenimento di prodotti chimici 2.5 termostati dell'aria 2 Termostatazione della miscela di incubazione durante la determinazione 2.6 termostati dell'acqua 2 Termostatazione della miscela di incubazione durante la determinazione 2.7 stufe elettriche 3 Preparazione dei reagenti per esercitazioni pratiche, esperimenti chimici e 2.8 Frigoriferi con congelatori 5 Conservazione di reagenti chimici, soluzioni e materiale biologico per camere “Chinar ”, “Biryusa”, esercizi pratici, UIRS, NIRS "Stinol"

2.9 Armadi di stoccaggio 8 Stoccaggio di reagenti chimici 2.10 Metal Safe 1 Stoccaggio di sostanze tossiche reagenti ed etanolo 3 Apparecchiature per uso generale:

3.1 Smorzatore analitico 2 Analisi gravimetrica in lezioni pratiche, UIRS, NIRS 3.6 Ultracentrifuga 1 Dimostrazione del metodo di analisi della sedimentazione in lezioni pratiche (Germania) 3.8 Agitatori magnetici 2 Preparazione di reagenti per lezioni pratiche 3.9 Distillatore elettrico DE - 1 Ottenere acqua distillata per la preparazione reagenti per 3.10 Termometri 10 Controllo della temperatura durante le analisi chimiche 3.11 Set di idrometri 1 Misurazione della densità delle soluzioni 4 Attrezzatura speciale:

4.1 Apparecchio per elettroforesi a 1 Dimostrazione del metodo di elettroforesi delle proteine sieriche a 4.2 Apparecchio per elettroforesi a 1 Dimostrazione del metodo per separare le lipoproteine sieriche 4.3 Attrezzatura per colonna Dimostrazione del metodo per separare le proteine mediante cromatografia 4.4 Attrezzatura per la dimostrazione della TLC metodo per separare i lipidi su un pratico strato cromatografico sottile. classi, NIRS Strumenti di misura:

Colorimetri fotoelettrici:

4.8 Fotometro “SOLAR” 1 Misura dell'assorbimento della luce di soluzioni colorate allo 4.9 Spettrofotometro SF 16 1 Misura assorbimento della luce di soluzioni nelle regioni visibile e UV 4.10 Spettrofotometro clinico 1 Misurazione dell'assorbimento della luce di soluzioni nelle regioni visibile e UV dello spettro “Schimadzu - CL–770” utilizzando metodi spettrali di determinazione 4.11 Altamente efficiente 1 Dimostrazione del metodo HPLC (esercitazioni pratiche, UIRS, NIRS) cromatografo liquido "Milichrome - 4".

4.12 Polarimetro 1 Dimostrazione dell'attività ottica degli enantiomeri, 4.13 Rifrattometro 1 Dimostrazione metodo di determinazione rifrattometrico 4.14 pHmetri 3 Preparazione di soluzioni tampone, dimostrazione del tampone 5 Apparecchiatura di proiezione:

5.1 Proiettore multimediale e 2 Dimostrazione di presentazioni multimediali, foto e lavagne luminose: Dimostrazione diapositive delle lezioni frontali e delle esercitazioni 5.3 “Rilevamento semiautomatico” 5.6 Dispositivo per dimostrazioni Assegnato all'edificio didattico morfologico. Dimostrazione di pellicole trasparenti (overhead) e materiale illustrativo durante le lezioni frontali, durante il proiettore cinematografico UIRS e NIRS.

6 Tecnologia informatica:

6.1 Rete dipartimentale di 1 Accesso alle risorse didattiche di INTERNET (computer nazionali e personali con banche dati elettroniche internazionali su chimica, biologia e accesso a INTERNET medicina) per docenti del dipartimento e studenti in ambito didattico e 6.2 Personal computer 8 Creazione da parte dei docenti della dipartimento del personale cartaceo ed elettronico del dipartimento materiali didattici durante il lavoro didattico e metodologico, 6.3 Aula di informatica per 10 1 Verifica programmata delle conoscenze degli studenti nelle lezioni pratiche, durante prove ed esami (attuale, 7 Tabelle didattiche:

1. Legame peptidico.

2. Regolarità della struttura della catena polipeptidica.

3. Tipi di legami in una molecola proteica.

4. Legame disolfuro.

5. Specificità di specie delle proteine.

6. Struttura secondaria delle proteine.

7. Struttura terziaria delle proteine.

8. Mioglobina ed emoglobina.

9. Emoglobina e suoi derivati.

10. Lipoproteine del plasma sanguigno.

11. Tipi di iperlipidemia.

12. Elettroforesi delle proteine su carta.

13. Schema della biosintesi proteica.

14. Collagene e tropocollagene.

15. Miosina e actina.

16. Carenza vitaminica RR (pellagra).

17. Carenza di vitamina B1.

18. Carenza di vitamina C.

19. Carenza di vitamina A.

20. Carenza di vitamina D (rachitismo).

21. Le prostaglandine sono derivati fisiologicamente attivi degli acidi grassi insaturi.

22. Neurossine formate da catecalamine e indolamine.

23. Prodotti di reazioni non enzimatiche della dopamina.

24. Neuropeptidi.

25. Acidi grassi polinsaturi.

26. Interazione dei liposomi con la membrana cellulare.

27. Ossidazione libera (differenze dalla respirazione dei tessuti).

28. PUFA delle famiglie omega 6 e omega 3.

2 Serie di diapositive per varie sezioni del programma 8.6 Strumenti di apprendimento interattivo (tecnologie Internet), materiali multimediali, biblioteche elettroniche e libri di testo, materiali fotografici e video 1 Strumenti di apprendimento interattivo (tecnologie Internet) 2 Materiali multimediali Stonik V.A. (TIBOH DSC SB RAS) “I composti naturali sono la base 5 Borodin E.A. (AGMA) “Genoma umano. Genomica, proteomica e presentazione dell'autore 6 Pivovarova E.N (Istituto di citologia e genetica, filiale siberiana dell'Accademia russa delle scienze mediche) "Il ruolo della regolazione dell'espressione genica Presentazione dell'autore di una persona."

3 Biblioteche elettroniche e libri di testo:

2 LINEA MEDICA. Versione CD delle banche dati elettroniche di chimica, biologia e medicina.

3 Scienze della vita. Versione CD di banche dati elettroniche di chimica e biologia.

4 Cambridge Scientific Abstracts. Versione CD di banche dati elettroniche di chimica e biologia.

5 PubMed - banca dati elettronica dell'Istituto Superiore di Sanità http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ Chimica organica. Biblioteca digitale. (Compilato da N.F. Tyukavkina, A.I. Khvostova) - M., 2005.

Chimica organica e generale. Medicinale. Lezioni frontali per studenti, corso. (Manuale elettronico). M., 2005

4 video:

3 MES TIBOKH DSC FEB RAS CD

5 Materiali fotografici e video:

Foto d'autore e materiali video della testata. Dipartimento prof. E.A. Borodin circa 1 università di Uppsala (Svezia), Granada (Spagna), scuole di medicina di università in Giappone (Niigata, Osaka, Kanazawa, Hirosaki), Istituto di Chimica Biomedica dell'Accademia Russa di Scienze Mediche, Istituto di Chimica Fisica e Chimica del Ministero della Salute russo, TIBOKHE DSC. FEBBRAIO RAS.

8.1. Esempi di attuali elementi del test di controllo (con risposte standard) per la lezione n. 4 “Acidità e basicità molecole organiche"

1. Selezionare le caratteristiche degli acidi di Bronsted-Lowry:

1. aumentano la concentrazione di ioni idrogeno nelle soluzioni acquose 2. aumentano la concentrazione di ioni idrossido nelle soluzioni acquose 3. sono molecole e ioni neutri - donatori di protoni 4. sono molecole e ioni neutri - accettori di protoni 5. non influenzano la reazione di il mezzo 2. Specificare i fattori che influenzano l'acidità delle molecole organiche:

1. elettronegatività dell'eteroatomo 2. polarizzabilità dell'eteroatomo 3. natura del radicale 4. capacità di dissociarsi 5. solubilità in acqua 3. Selezionare gli acidi di Bronsted più forti dai composti elencati:

1. alcani 2. ammine 3. alcoli 4. tioli 5. acidi carbossilici 4. Indicare le caratteristiche dei composti organici che hanno le proprietà delle basi:

1. accettori di protoni 2. donatori di protoni 3. in seguito alla dissociazione danno ioni ossidrile 4. non si dissociano 5. le proprietà basiche determinano la reattività 5. Selezionare la base più debole dai composti indicati:

1. ammoniaca 2. metilamina 3. fenilamina 4. etilamina 5. propilamina 8.2 Esempi di compiti situazionali di controllo corrente (con standard di risposta) 1. Determinare la struttura madre nel composto:

Soluzione. La scelta della struttura madre nella formula strutturale di un composto organico è regolata nella nomenclatura sostitutiva IUPAC da una serie di regole applicate in modo coerente (vedi Libro di testo, 1.2.1).

Ogni regola successiva viene applicata solo quando quella precedente non consente di effettuare una scelta chiara. Il composto I contiene frammenti alifatici e aliciclici. Secondo la prima regola, la struttura con la quale il gruppo di caratteristiche senior è direttamente correlato viene scelta come struttura madre. Dei due gruppi caratteristici presenti nel composto I (OH e NH), il gruppo ossidrile è il più antico. Pertanto, la struttura iniziale sarà il cicloesano, che si riflette nel nome di questo composto: 4-amminometilcicloesanolo.

2. La base di numerosi composti e farmaci biologicamente importanti è un sistema purinico eterociclico condensato, inclusi nuclei di pirimidina e imidazolo. Cosa spiega la maggiore resistenza delle purine all'ossidazione?

Soluzione. I composti aromatici hanno un'elevata energia di coniugazione e stabilità termodinamica. Una delle manifestazioni delle proprietà aromatiche è la resistenza all'ossidazione, anche se “esternamente”

i composti aromatici hanno un alto grado di insaturazione, che solitamente li rende soggetti all'ossidazione. Per rispondere alla domanda posta nella formulazione del problema, è necessario stabilire se la purina appartiene a sistemi aromatici.

Secondo la definizione di aromaticità, una condizione necessaria (ma non sufficiente) per l'emergere di un sistema chiuso coniugato è la presenza nella molecola di uno scheletro ciclico piatto con una singola nuvola di elettroni. Nella molecola della purina tutti gli atomi di carbonio e di azoto sono in uno stato di ibridazione sp2 e quindi tutti i legami giacciono sullo stesso piano. Per questo motivo, gli orbitali di tutti gli atomi inclusi nel ciclo si trovano perpendicolari al piano scheletrico e paralleli tra loro, il che crea le condizioni per la loro reciproca sovrapposizione con la formazione di un unico sistema ti-elettronico delocalizzato chiuso che copre tutti gli atomi di il ciclo (coniugazione circolare).

L'aromaticità è determinata anche dal numero di elettroni -, che devono corrispondere alla formula 4/7 + 2, dove n è una serie di numeri naturali O, 1, 2, 3, ecc. (regola di Hückel). Ciascun atomo di carbonio e gli atomi di azoto piridinico nelle posizioni 1, 3 e 7 contribuiscono con un elettrone p al sistema coniugato, e l'atomo di azoto pirrolico in posizione 9 contribuisce con una coppia solitaria di elettroni. Il sistema purinico coniugato contiene 10 elettroni, che corrisponde alla regola di Hückel n = 2.

Pertanto, la molecola di purina ha un carattere aromatico e ad esso è associata la sua resistenza all'ossidazione.

La presenza di eteroatomi nel ciclo delle purine porta ad una distribuzione non uniforme della densità elettronica. Gli atomi di azoto piridinico mostrano un carattere di attrazione di elettroni e riducono la densità elettronica sugli atomi di carbonio. A questo proposito, l'ossidazione della purina, generalmente considerata come la perdita di elettroni da parte del composto ossidante, risulterà ancora più difficile rispetto al benzene.

8.3 Attività di test per i test (un'opzione completa con standard di risposta) 1.Nominare gli elementi organogeni:

7.Si 8.Fe 9.Cu 2.Indicare i gruppi funzionali che hanno un legame Pi:

1.Carbossile 2.gruppo amminico 3.idrossile 4.gruppo osso 5.carbonile 3.Indicare il gruppo funzionale senior:

1.-C=O 2.-SO3H 3.-CII 4.-COOH 5.-OH 4.Quale classe di composti organici fa l'acido lattico CH3-CHOH-COOH, formato nei tessuti a seguito della degradazione anaerobica del glucosio , appartiene a?

1.Acidi carbossilici 2.Idrossiacidi 3.Amminoacidi 4.Chetoacidi 5.Denominare mediante nomenclatura di sostituzione la sostanza che costituisce il principale combustibile energetico della cellula e ha la seguente struttura:

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

I I III I

OH OH OH OH OH H

1. 2,3,4,5,6-pentaidrossiesanale 2,6-ossoesanopnentanolo 1,2,3,4, 3. Glucosio 4. Esoso 5.1,2,3,4,5-pentaidrossiesanale 6. Indicare i tratti caratteristici del coniugato sistemi:

1. Equalizzazione della densità elettronica dei legami sigma e pi 2. Stabilità e bassa reattività 3. Instabilità e alta reattività 4. Contengono legami sigma e pi greco alternati 5. I legami Pi sono separati da gruppi -CH2 7. Per quali composti caratteristici Pi- Coniugazione Pi:

1. caroteni e vitamina A 2. pirrolo 3. piridina 4. porfirine 5. benzpirene 8. Selezionare i sostituenti del primo tipo, orientandosi nelle posizioni orto e para:

1.alchile 2.- OH 3.- NH 4.- COOH 5.- SO3H 9. Che effetto ha il gruppo -OH negli alcoli alifatici:

1. Induttivo positivo 2. Induttivo negativo 3. Mesomerico positivo 4. Mesomerico negativo 5. Il tipo e il segno dell'effetto dipendono dalla posizione del gruppo -OH 10. Selezionare i radicali che hanno un effetto mesomerico negativo 1. Alogeni 2. Radicali alchilici 3. Gruppo amminico 4. Gruppo idrossile 5. Gruppo carbossilico 11. Selezionare le caratteristiche degli acidi di Bronsted-Lowry:

1. aumentano la concentrazione di ioni idrogeno nelle soluzioni acquose 2. aumentano la concentrazione di ioni idrossido nelle soluzioni acquose 3. sono molecole e ioni neutri - donatori di protoni 4. sono molecole e ioni neutri - accettori di protoni 5. non influenzano la reazione di il mezzo 12. Specificare i fattori che influenzano l'acidità delle molecole organiche:

1. elettronegatività dell'eteroatomo 2. polarizzabilità dell'eteroatomo 3. natura del radicale 4. capacità di dissociarsi 5. solubilità in acqua 13. Selezionare gli acidi di Bronsted più forti dai composti elencati:

1. alcani 2. ammine 3. alcoli 4. tioli 5. acidi carbossilici 14. Indicare le caratteristiche dei composti organici che hanno le proprietà delle basi:

1. accettori di protoni 2. donatori di protoni 3. dopo la dissociazione danno ioni ossidrile 4. non si dissociano 5. le proprietà basiche determinano la reattività 15. Selezionare la base più debole dai composti indicati:

1. ammoniaca 2. metilammina 3. fenilammina 4. etilammina 5. propilammina 16. Quali caratteristiche vengono utilizzate per classificare le reazioni dei composti organici:

1. Il meccanismo di rottura di un legame chimico 2. Il risultato finale della reazione 3. Il numero di molecole che partecipano alla fase che determina la velocità dell'intero processo 4. La natura del reagente che attacca il legame 17. Selezionare il principio attivo forme di ossigeno:

1. ossigeno singoletto 2. perossido diradicale -O-O-ione superossido 4. radicale ossidrile 5. ossigeno molecolare tripletto 18. Selezionare le caratteristiche dei reagenti elettrofili:

1.particelle che portano una carica positiva parziale o completa 2.sono formate dalla scissione omolitica di un legame covalente 3.particelle che portano un elettrone spaiato 4.particelle che portano una carica negativa parziale o completa 5.sono formate dalla scissione eterolitica di un legame covalente 19.Composti selezionati per i quali le reazioni caratteristiche sono la sostituzione elettrofila:

1. alcheni 2. areni 3. alcadieni 4. eterocicli aromatici 5. alcani 20. Indicare il ruolo biologico delle reazioni di ossidazione dei radicali liberi:

1. attività fagocitaria delle cellule 2. meccanismo universale di distruzione delle membrane cellulari 3. autorinnovamento delle strutture cellulari 4. svolgere un ruolo decisivo nello sviluppo di molti processi patologici 21. Selezionare quali classi di composti organici sono caratterizzate da reazioni di sostituzione nucleofila :

1. alcoli 2. ammine 3. derivati alogeno degli idrocarburi 4. tioli 5. aldeidi 22. In quale ordine diminuisce la reattività dei substrati nelle reazioni di sostituzione nucleofila:

1. alogeno derivati di idrocarburi, alcoli amminici 2. alcoli amminici, alogeno derivati di idrocarburi 3. alcoli amminici, alogeno derivati di idrocarburi 4. alogeno derivati di idrocarburi, alcoli amminici 23. Selezionare gli alcoli polivalenti dai composti elencati:

1. etanolo 2. glicole etilenico 3. glicerolo 4. xilitolo 5. sorbitolo 24. Scegli cosa è caratteristico di questa reazione:

CH3-CH2OH --- CH2=CH2 + H2O 1. reazione di eliminazione 2. reazione di disidratazione intramolecolare 3. avviene in presenza di acidi minerali quando riscaldati 4. avviene in condizioni normali 5. reazione di disidratazione intermolecolare 25. Quali proprietà appaiono quando un organico la sostanza viene introdotta in una molecola di cloro sostanze:

1. proprietà narcotiche 2. lacrimazione (lacrimazione) 3. proprietà antisettiche 26. Selezionare le reazioni caratteristiche dell'atomo di carbonio ibridato SP2 negli osso composti:

1. addizione nucleofila 2. sostituzione nucleofila 3. addizione elettrofila 4. reazioni omolitiche 5. reazioni eterolitiche 27. In quale ordine diminuisce la facilità di attacco nucleofilo dei composti carbonilici:

1. aldeidi chetoni anidridi esteri ammidi sali di acidi carbossilici 2. chetoni aldeidi anidridi esteri ammidi sali di acidi carbossilici 3. anidridi aldeidi chetoni esteri ammidi sali di acidi carbossilici 28. Determinare cosa è caratteristico di questa reazione:

1.reazione qualitativa alle aldeidi 2.l'aldeide è un agente riducente, l'ossido d'argento (I) è un agente ossidante 3.l'aldeide è un agente ossidante, l'ossido d'argento (I) è un agente riducente 4.reazione redox 5.si verifica in una reazione alcalina mezzo 6.caratteristica dei chetoni 29 .Quali dei seguenti composti carbonilici subiscono decarbossilazione per formare ammine biogene?

1. acidi carbossilici 2. amminoacidi 3. ossoacidi 4. idrossiacidi 5. acido benzoico 30. Come cambiano le proprietà degli acidi nella serie omologa degli acidi carbossilici:

1. aumenta 2. diminuisce 3. non cambia 31. Quali tra le classi di composti proposte sono eterofunzionali:

1. idrossiacidi 2. ossoacidi 3. amminoalcoli 4. amminoacidi 5. acidi dicarbossilici 32. Gli idrossiacidi includono:

1. citrico 2. butirrico 3. acetoacetico 4. piruvico 5. malico 33. Seleziona farmaci - derivati dell'acido salicilico:

1. paracetamolo 2. fenacetina 3. sulfamidici 4. aspirina 5. PAS 34. Farmaci selezionati - derivati del p-aminofenolo:

1. paracetamolo 2. fenacetina 3. sulfamidici 4. aspirina 5. PAS 35. Farmaci selezionati - derivati dell'acido sulfanilico:

1. paracetamolo 2. fenacetina 3. sulfamidici 4. aspirina 5. PASK 36. Selezionare le principali disposizioni della teoria di A.M. Butlerov:

1. gli atomi di carbonio sono collegati da legami semplici e multipli 2. il carbonio nei composti organici è tetravalente 3. il gruppo funzionale determina le proprietà della sostanza 4. gli atomi di carbonio formano cicli aperti e chiusi 5. nei composti organici il carbonio è in forma ridotta 37. Quali isomeri sono classificati come spaziali:

1. catene 2. posizione di legami multipli 3. gruppi funzionali 4. strutturale 5. configurazionale 38. Scegli cosa è caratteristico del concetto “conformazione”:

1. la possibilità di rotazione attorno a uno o più legami sigma 2. i conformeri sono isomeri 3. un cambiamento nella sequenza dei legami 4. un cambiamento nella disposizione spaziale dei sostituenti 5. un cambiamento nella struttura elettronica 39. Scegli la somiglianza tra enantiomeri e diastereomeri:

1. hanno le stesse proprietà fisico-chimiche 2. sono in grado di ruotare il piano di polarizzazione della luce 3. non sono in grado di ruotare il piano di polarizzazione della luce 4. sono stereoisomeri 5. sono caratterizzati dalla presenza di un centro di chiralità 40. Seleziona la somiglianza tra isomeria configurazionale e conformazionale:

1. L'isomeria è associata a diverse posizioni nello spazio di atomi e gruppi di atomi 2. L'isomeria è dovuta alla rotazione di atomi o gruppi di atomi attorno a un legame sigma 3. L'isomeria è dovuta alla presenza di un centro di chiralità nella molecola 4. L'isomeria è dovuta alla diversa disposizione dei sostituenti rispetto al piano del legame pi greco.

41.Nomina gli eteroatomi che compongono gli eterocicli biologicamente importanti:

1.azoto 2.fosforo 3.zolfo 4.carbonio 5.ossigeno 42.Indicare l'eterociclo a 5 membri che fa parte delle porfirine:

1.pirrolidina 2.imidazolo 3.pirrolo 4.pirazolo 5.furano 43.Quale eterociclo con un eteroatomo fa parte dell'acido nicotinico:

1. purina 2. pirazolo 3. pirrolo 4. piridina 5. pirimidina 44. Nominare il prodotto finale dell'ossidazione delle purine nel corpo:

1. ipoxantina 2. xantina 3. acido urico 45. Specificare gli alcaloidi dell'oppio:

1. stricnina 2. papaverina 4. morfina 5. reserpina 6. chinino 6. Quali reazioni di ossidazione sono caratteristiche del corpo umano:

1. deidrogenazione 2. aggiunta di ossigeno 3. donazione di elettroni 4. aggiunta di alogeni 5. interazione con permanganato di potassio, acido nitrico e perclorico 47. Cosa determina il grado di ossidazione di un atomo di carbonio nei composti organici:

1. il numero dei suoi legami con atomi di elementi più elettronegativi dell'idrogeno 2. il numero dei suoi legami con atomi di ossigeno 3. il numero dei suoi legami con atomi di idrogeno 48. Quali composti si formano durante l'ossidazione dell'atomo di carbonio primario?

1. alcol primario 2. alcol secondario 3. aldeide 4. chetone 5. acido carbossilico 49. Determinare ciò che è caratteristico delle reazioni ossidasiche:

1. l'ossigeno viene ridotto ad acqua 2. l'ossigeno è incluso nella composizione della molecola ossidata 3. l'ossigeno va all'ossidazione dell'idrogeno scisso dal substrato 4. le reazioni hanno valore energetico 5. le reazioni hanno valore plastico 50. Che dei substrati proposti si ossida più facilmente nella cellula e perchè?

1. glucosio 2. acido grasso 3. contiene atomi di carbonio parzialmente ossidati 4. contiene atomi di carbonio completamente idrogenati 51. Selezionare gli aldosi:

1. glucosio 2. ribosio 3. fruttosio 4. galattosio 5. desossiribosio 52. Selezionare le forme di riserva dei carboidrati in un organismo vivente:

1. fibra 2. amido 3. glicogeno 4. acido ialurico 5. saccarosio 53. Seleziona i monosaccaridi più comuni in natura:

1. triosi 2. tetrosi 3. pentosi 4. esosi 5. eptosi 54. Selezionare gli aminozuccheri:

1. beta-ribosio 2. glucosamina 3. galattosamina 4. acetilgalattosamina 5. desossiribosio 55. Selezionare i prodotti dell'ossidazione del monosaccaride:

1. glucosio-6-fosfato 2. acidi gliconici (aldonici) 3. acidi glicuronici (uronici) 4. glicosidi 5. esteri 56. Seleziona disaccaridi:

1. maltosio 2. fibra 3. glicogeno 4. saccarosio 5. lattosio 57. Selezionare omopolisaccaridi:

1. amido 2. cellulosa 3. glicogeno 4. destrano 5. lattosio 58. Selezionare quali monosaccaridi si formano durante l'idrolisi del lattosio:

1.beta-D-galattosio 2.alfa-D-glucosio 3.alfa-D-fruttosio 4.alfa-D-galattosio 5.alfa-D-desossiribosio 59. Scegli cosa è caratteristico della cellulosa:

1. polisaccaride vegetale lineare 2. l'unità strutturale è il beta-D-glucosio 3. necessario per la normale alimentazione, è una sostanza di zavorra 4. il principale carboidrato nell'uomo 5. non si decompone nel tratto gastrointestinale 60. Selezionare i derivati dei carboidrati che compongono Muramin:

1.N-acetilglucosamina 2.acido N-acetilmuramico 3.glucosamina 4.acido glucuronico 5.ribulosio-5-fosfato 61.Scegli le affermazioni corrette tra le seguenti: Gli amminoacidi sono...

1. composti contenenti sia gruppi amminici che idrossilici nella molecola 2. composti contenenti gruppi idrossilici e carbossilici 3. sono derivati di acidi carbossilici nel cui radicale l'idrogeno è sostituito da un gruppo amminico 4. composti contenenti gruppi osso e carbossilici nella molecola 5. composti contenenti gruppi idrossilici e aldeidici 62. Come vengono classificati gli amminoacidi?

1. dalla natura chimica del radicale 2. dalle proprietà fisico-chimiche 3. dal numero di gruppi funzionali 4. dal grado di insaturazione 5. dalla natura di gruppi funzionali aggiuntivi 63. Selezionare un amminoacido aromatico:

1. glicina 2. serina 3. glutammico 4. fenilalanina 5. metionina 64. Selezionare un amminoacido che presenta proprietà acide:

1. leucina 2. triptofano 3. glicina 4. acido glutammico 5. alanina 65. Selezionare un amminoacido basico:

1. serina 2. lisina 3. alanina 4. glutammina 5. triptofano 66. Selezionare le basi azotate puriniche:

1. timina 2. adenina 3. guanina 4. uracile 5. citosina 67. Selezionare basi azotate pirimidiniche:

1.uracile 2.timina 3.citosina 4.adenina 5.guanina 68.Selezionare i componenti del nucleoside:

1.basi azotate puriniche 2.basi azotate pirimidiniche 3.ribosio 4.desossiribosio 5.acido fosforico 69.Indicare i componenti strutturali dei nucleotidi:

1. basi azotate puriniche 2. basi azotate pirimidiniche 3. ribosio 4. desossiribosio 5. acido fosforico 70. Indicare le caratteristiche distintive del DNA:

1. formato da una catena polinucleotidica 2. formato da due catene polinucleotidiche 3. contiene ribosio 4. contiene desossiribosio 5. contiene uracile 6. contiene timina 71. Selezionare lipidi saponificabili:

1. grassi neutri 2. triacilgliceroli 3. fosfolipidi 4. sfingomieline 5. steroidi 72. Selezionare acidi grassi insaturi:

1. palmitico 2. stearico 3. oleico 4. linoleico 5. arachidonico 73. Specificare la composizione caratteristica dei grassi neutri:

1.alcol mericilico + acido palmitico 2.glicerolo + acido butirrico 3.sfingosina + acido fosforico 4.glicerolo + acido carbossilico superiore + acido fosforico 5.glicerolo + acidi carbossilici superiori 74. Scegli quale funzione svolgono i fosfolipidi nel corpo umano:

1. regolatorio 2. protettivo 3. strutturale 4. energetico 75. Seleziona glicolipidi:

1.fosfatidilcolina 2.cerebrosidi 3.sfingomieline 4.solfatidi 5.gangliosidi

RISPOSTE AI COMPITI DEL TEST

8.4 Elenco delle abilità pratiche e dei compiti (per intero) richiesti per il superamento 1. La capacità di classificare i composti organici in base alla struttura dello scheletro di carbonio e 2. La capacità di redigere formule per nome e nome rappresentanti tipici di sostanze biologicamente importanti e farmaci per formula strutturale.

3. La capacità di isolare gruppi funzionali, centri acidi e basici, frammenti coniugati e aromatici nelle molecole per determinare il comportamento chimico 4. La capacità di prevedere la direzione e il risultato delle trasformazioni chimiche organiche 5. Possedere le capacità di lavoro indipendente con compiti educativi, letteratura scientifica e di riferimento; condurre una ricerca e trarre conclusioni generali.

6. Possesso di competenze nella manipolazione di vetreria chimica.

7. Possesso di capacità di lavoro sicure in un laboratorio chimico e capacità di maneggiare composti organici caustici, velenosi e altamente volatili, lavorare con bruciatori, lampade ad alcool e dispositivi di riscaldamento elettrico.

1. Oggetto e compiti della chimica bioorganica. Implicazioni nella formazione medica.

2. La composizione elementare dei composti organici, come motivo della loro conformità ai processi biologici.

3. Classificazione dei composti organici. Classi, formule generali, gruppi funzionali, singoli rappresentanti.

4. Nomenclatura dei composti organici. Nomi banali. Nomenclatura IUPAC sostitutiva.

5. Principali gruppi funzionali. Struttura genitoriale. Deputati. Anzianità dei gruppi, deputati. Nomi di gruppi funzionali e sostituenti come prefissi e desinenze.

6. Fondamenti teorici della struttura dei composti organici. Teoria di A.M. Butlerov.

Formule strutturali. Isomeria strutturale. Isomeri di catena e di posizione.

7. Struttura spaziale dei composti organici. Formule stereochimiche.

Modelli molecolari. I concetti più importanti della stereochimica sono la configurazione e la conformazione delle molecole organiche.

8. Conformazioni delle catene aperte - eclissate, inibite, oblique. Energia e reattività delle diverse conformazioni.

9. Conformazioni dei cicli sull'esempio del cicloesano (sedia e bagno). Collegamenti assiali ed equatoriali.

10. Influenza reciproca degli atomi nelle molecole di composti organici. Le sue cause, tipi di manifestazione. Influenza sulla reattività delle molecole.

11.Associazione. Sistemi coniugati, connessioni coniugate. Coniugazione pi-pi nei dieni. Energia di coniugazione. Stabilità dei sistemi accoppiati (vitamina A).

12. Accoppiamento nelle arene (accoppiamento pi-pi). Aromaticità. Regola di Hückel. Benzene, naftalene, fenantrene. Reattività dell'anello benzenico.

13. Coniugazione in eterocicli (coniugazione p-pi e pi-pi usando l'esempio di pirrolo e piridina).

Stabilità degli eterocicli: significato biologico usando l'esempio dei composti tetrapirrolici.

14.Polarizzazione dei legami. Cause. Polarizzazione in alcoli, fenoli, composti carbonilici, tioli. Influenza sulla reattività delle molecole.\ 15.Effetti elettronici. Effetto induttivo in molecole contenenti legami sigma. Segno dell'effetto induttivo.

16.Effetto mesomerico in catene aperte con legami pi coniugati usando l'esempio dell'1,3 butadiene.

17.Effetto mesomerico nei composti aromatici.

18. Sostituenti donatori ed attrattori di elettroni.

19. Deputati di 1° e 2° specie. Regola di orientamento dell'anello benzenico.

20.Acidità e basicità dei composti organici. Acidi e basi di Brendstet-Lowry.

Le coppie acido-base sono acidi e basi coniugati. Ka e pKa sono caratteristiche quantitative dell'acidità dei composti organici. L'importanza dell'acidità per l'attività funzionale delle molecole organiche.

21.Acidità di varie classi di composti organici. I fattori che determinano l'acidità dei composti organici sono l'elettronegatività dell'atomo non metallico legato all'idrogeno, la polarizzabilità dell'atomo non metallico, la natura del radicale legato all'atomo non metallico.

22.Basi organiche. Ammine. Ragione della basicità. Influenza dei radicali sulla basicità delle ammine alifatiche ed aromatiche.

23. Classificazione delle reazioni dei composti organici in base al loro meccanismo. Concetti di reazioni omolitiche ed eterolitiche.

24. Reazioni di sostituzione radicalica negli alcani. Ossidazione dei radicali liberi negli organismi viventi. Specie reattive dell'ossigeno.

25. Addizione elettrofila negli alcheni. Formazione di complessi Pi, carbocationi. Reazioni di idratazione, idrogenazione.

26.Sostituzione elettrofila nell'anello aromatico. Formazione di complessi sigma intermedi. Reazione di bromurazione del benzene.

27.Sostituzione nucleofila negli alcoli. Reazioni di disidratazione, ossidazione di alcoli primari e secondari, formazione di esteri.

28.Addizione nucleofila di composti carbonilici. Reazioni biologicamente importanti delle aldeidi: ossidazione, formazione di emiacetali quando interagiscono con gli alcoli.

29.Sostituzione nucleofila negli acidi carbossilici. Reazioni biologicamente importanti degli acidi carbossilici.

30. Ossidazione dei composti organici, significato biologico. Il grado di ossidazione del carbonio nelle molecole organiche. Ossidabilità di diverse classi di composti organici.

31.Ossidazione energetica. Reazioni ossidasiche.

32.Ossidazione non energetica. Reazioni dell'ossigenasi.

33. Ruolo dell'ossidazione dei radicali liberi nell'azione battericida delle cellule fagocitiche.

34. Ripristino di composti organici. Significato biologico.

35.Composti multifunzionali. Alcoli polivalenti: glicole etilenico, glicerina, xilitolo, sorbitolo, inositolo. Significato biologico. Le reazioni biologicamente importanti del glicerolo sono l'ossidazione e la formazione di esteri.

36.Acidi dicarbossilici dibasici: ossalico, malonico, succinico, glutarico.

La conversione dell'acido succinico in acido fumarico è un esempio di deidrogenazione biologica.

37. Ammine. Classificazione:

Per la natura del radicale (alifatico e aromatico); -dal numero di radicali (basi ammonio primarie, secondarie, terziarie, quaternarie); -dal numero di gruppi amminici (mono- e diammine-). Diammine: putrescina e cadaverina.

38. Composti eterofunzionali. Definizione. Esempi. Caratteristiche della manifestazione delle proprietà chimiche.

39. Amino alcoli: etanolamina, colina, acetilcolina. Significato biologico.

40.Idrossiacidi. Definizione. Formula generale. Classificazione. Nomenclatura. Isomeria.

Rappresentanti degli idrossiacidi monocarbossilici: lattico, beta-idrossibutirrico, gamma-xibutirrico;

bicarbonato: mela, vino; tricarbossilici: limone; aromatico: salicilico.

41. Proprietà chimiche degli idrossiacidi: per carbossile, per gruppo idrossile, reazioni di disidratazione degli isomeri alfa, beta e gamma, differenza nei prodotti di reazione (lattidi, acidi insaturi, lattoni).

42. Stereoisomeria. Enantiomeri e diastereomeri. Chiralità di molecole di composti organici come causa di isomeria ottica.

43. Enantiomeri con un centro di chiralità (acido lattico). Configurazione assoluta e relativa degli enantiomeri. Chiave ossiacida. D e L gliceraldeide. Isomeri D e L.

Racemati.

44. Enantiomeri con diversi centri di chiralità. Acidi tartarico e mesotartarico.

45.Stereoisomerismo e attività biologica degli stereoisomeri.

46.Isomeria cis e trans usando l'esempio degli acidi fumarico e maleico.

47.Ossoacidi. Definizione. Rappresentanti biologicamente importanti: acido piruvico, acido acetoacetico, acido ossalacetico. Tautomeria del chetoenolo usando l'esempio dell'acido piruvico.

48. Aminoacidi. Definizione. Formula generale. Isomeri della posizione dei gruppi amminici (alfa, beta, gamma). Significato biologico degli alfa aminoacidi. Rappresentanti di beta, gamma e altri isomeri (beta-amminopropionico, gamma-aminobutirrico, epsilonaminocaproico). Reazione di disidratazione degli isomeri gamma con formazione di lattoni ciclici.

49. Derivati eterofunzionali del benzene come base dei medicinali. Derivati dell'acido p-aminobenzoico - PABA (acido folico, anestetico). Gli antagonisti del PABA sono derivati dell'acido sulfanilico (sulfamidici - streptocidi).

50. Derivati eterofunzionali del benzene - medicinali. Derivati del raminofenolo (paracetamolo), derivati dell'acido salicilico (acido acetilsalicilico). Acido raminosalicilico - PAS.

51. Eterocicli biologicamente importanti. Definizione. Classificazione. Caratteristiche di struttura e proprietà: coniugazione, aromaticità, stabilità, reattività. Significato biologico.

52. Eterocicli a cinque membri con un eteroatomo e loro derivati. Pirrolo (porfina, porfirine, eme), furano (medicinali), tiofene (biotina).

53. Eterocicli a cinque membri con due eteroatomi e loro derivati. Pirazolo (5-oxo derivati), imidazolo (istidina), tiazolo (vitamina B1-tiamina).

54. Eterocicli a sei membri con un eteroatomo e loro derivati. Piridina (acido nicotinico - partecipazione alle reazioni redox, vitamina B6-piridossale), chinolina (5-NOK), isochinolina (alcaloidi).

55. Eterocicli a sei membri con due eteroatomi. Pirimidina (citosina, uracile, timina).

56. Eterocicli fusi. Purine (adenina, guanina). Prodotti di ossidazione delle purine (ipoxantina, xantina, acido urico).

57. Alcaloidi. Definizione e caratteristiche generali. La struttura della nicotina e della caffeina.

58.Carboidrati. Definizione. Classificazione. Funzioni dei carboidrati negli organismi viventi.

59.Monozuccheri. Definizione. Classificazione. Rappresentanti.

60.Pentosi. I rappresentanti sono ribosio e desossiribosio. Struttura, formule aperte e cicliche. Significato biologico.

61.Esosi. Aldosi e chetosi. Rappresentanti.

62.Formule aperte di monosaccaridi. Determinazione della configurazione stereochimica. Significato biologico della configurazione dei monosaccaridi.

63. Formazione di forme cicliche di monosaccaridi. Idrossile glicosidico. Anomeri alfa e beta. Le formule di Haworth.

64. Derivati dei monosaccaridi. Esteri del fosforo, acidi gliconico e glicuronico, aminozuccheri e loro derivati acetilici.

65. Maltosio. Composizione, struttura, idrolisi e significato.

66.Lattosio. Sinonimo. Composizione, struttura, idrolisi e significato.

67.Saccarosio. Sinonimi. Composizione, struttura, idrolisi e significato.

68. Omopolisaccaridi. Rappresentanti. Amido, struttura, proprietà, prodotti di idrolisi, significato.

69.Glicogeno. Struttura, ruolo nell'organismo animale.

70. Fibra. Struttura, ruolo nelle piante, significato per l'uomo.

72. Eteropolisaccaridi. Sinonimi. Funzioni. Rappresentanti. Caratteristiche strutturali: unità dimeriche, composizione. Legami 1,3 e 1,4-glicosidici.

73.Acido ialuronico. Composizione, struttura, proprietà, significato nel corpo.

74.Condroitin solfato. Composizione, struttura, significato nel corpo.

75.Muramin. Composizione, significato.

76. Alfa aminoacidi. Definizione. Formula generale. Nomenclatura. Classificazione. Rappresentanti individuali. Stereoisomeria.

77. Proprietà chimiche degli alfa aminoacidi. Anfotericità, reazioni di decarbossilazione, deaminazione, idrossilazione nel radicale, formazione di un legame peptidico.

78.Peptidi. Peptidi individuali. Ruolo biologico.

79. Scoiattoli. Funzioni delle proteine. Livelli di struttura.

80. Basi azotate degli acidi nucleici: purine e pirimidine. Basi azotate modificate - antimetaboliti (fluorouracile, mercaptopurina).

81.Nucleosidi. Antibiotici nucleosidici. Nucleotidi. I mononucleotidi nella composizione degli acidi nucleici e i nucleotidi liberi sono coenzimi.

82. Acidi nucleici. DNA e RNA. Significato biologico. Formazione di legami fosfodiesterici tra mononucleotidi. Livelli di struttura degli acidi nucleici.

83. Lipidi. Definizione. Ruolo biologico. Classificazione.

84.Acidi carbossilici superiori - saturi (palmitico, stearico) e insaturi (oleico, linoleico, linolenico e arachidonico).

85. Grassi neutri - acilgliceroli. Struttura, significato. Grassi animali e vegetali.

Idrolisi dei grassi - prodotti, significato. Idrogenazione di oli vegetali, grassi artificiali.

86. Glicerofosfolipidi. Struttura: acido fosfatidico e basi azotate.

Fosfatidilcolina.

87. Sfingolipidi. Struttura. Sfingosina. Sfingomielina.

88.Steroidi. Colesterolo - struttura, significato, derivati: acidi biliari e ormoni steroidei.

89.Terpeni e terpenoidi. Struttura e significato biologico. Rappresentanti.

90.Vitamine liposolubili. Caratteristiche generali.

91. Anestesia. Etere dietilico. Cloroformio. Senso.

92. Farmaci che stimolano i processi metabolici.

93. Sulfamidici, struttura, significato. Streptocide bianco.

94. Antibiotici.

95. Farmaci antinfiammatori e antipiretici Paracetamolo. Struttura. Senso.

96. Antiossidanti. Caratteristica. Senso.

96. Tioli. Antidoti.

97. Anticoagulanti. Caratteristica. Senso.

98. Barbiturici. Caratteristica.

99. Analgesici. Senso. Esempi. Acido acetilsalicilico (aspirina).

100. Antisettici. Senso. Esempi. Furacilina. Caratteristica. Senso.

101. Farmaci antivirali.

102. Diuretici.

103. Mezzi per la nutrizione parenterale.

104. PABC, PASK. Struttura. Caratteristica. Senso.

105. Iodoformio. Xeroform.Significato.

106. Poligliukina. Caratteristica. Valore 107.Formalina. Caratteristica. Senso.

108. Xilitolo, sorbitolo. Struttura, significato.

109. Resorcina. Struttura, significato.

110. Atropina. Senso.

111. Caffeina. Struttura. Valore 113. Furacilina. Furazolidone. Caratteristica.Valore.

114. GABA, GHB, acido succinico.. Struttura. Senso.

115. Acido nicotinico. Struttura, significato

L'anno scorso si è tenuto un seminario sul Miglioramento dei meccanismi di regolamentazione del mercato del lavoro nella Repubblica di Sakha (Yakutia) con partecipazione internazionale, organizzato dal Centro per gli studi strategici della Repubblica di Sakha (Yakutia). Al seminario hanno preso parte rappresentanti delle principali istituzioni scientifiche all'estero, della Federazione Russa, della Federazione dell'Estremo Oriente...".

“Codice disciplina dell'Accademia statale dei trasporti per via d'acqua di Novosibirsk: F.02, F.03 Scienza dei materiali. Tecnologia dei materiali strutturali Programma di lavoro per specialità: 180400 Azionamento elettrico e automazione di impianti industriali e complessi tecnologici e 240600 Funzionamento di apparecchiature elettriche e automazione navali Novosibirsk 2001 Programma di lavoro redatto dal Professore associato S.V. Gorelov sulla base dello standard educativo statale di professionalità superiore..."

"UNIVERSITÀ STATALE RUSSA DEL PETROLIO E DEL GAS intitolata a I.M. Gubkina Approvato dal vicerettore per il lavoro scientifico prof. AV. Muradov 31 marzo 2014 PROGRAMMA del test di ammissione nella direzione del 15.06.01 - Ingegneria meccanica per i candidati alla scuola di specializzazione presso l'Università statale russa del petrolio e del gas intitolata a I.M. Gubkin nell'anno accademico 2014/2015. anno Mosca 2014 Il programma del test di ammissione per la direzione 15/06/01 Ingegneria Meccanica è stato sviluppato sulla base dei requisiti stabiliti dai passaporti delle specialità scientifiche (05/02/04,..."

“Appendice 5A: Programma di lavoro della disciplina speciale Psicologia dello sviluppo mentale BILANCIO DELLO STATO FEDERALE ISTITUTO EDUCATIVO DI ISTRUZIONE PROFESSIONALE SUPERIORE UNIVERSITÀ LINGUISTICA STATALE DI PYATIGORSK Approvato dal Vicerettore per il lavoro scientifico e lo sviluppo del potenziale intellettuale dell'Università, il professor Z.A. Zavrumov _2012 Studi post-laurea nella specialità 19.00.07 Ramo della scienza di psicologia pedagogica: 19.00.00 Dipartimento di scienze psicologiche...”

“Ministero dell'Istruzione e della Scienza dell'Istituto educativo statale di istruzione professionale secondaria Kabardino-Balkarian Automobile and Highway College Approvato da: Direttore dell'Istituto educativo statale di istruzione professionale secondaria KBADK M.A. Abregov 2013 Programma di formazione per lavoratori qualificati, dipendenti per professione 190631.01.01 Qualificazione di meccanico d'auto Meccanico di riparazione auto. Modulo di formazione per autista di auto, operatore di stazione di servizio - a tempo pieno Nalchik, 2013 INDICE 1. CARATTERISTICHE..."

“Viene esposta l’essenza del modello matematico della cardiopatia ischemica basato sulla visione tradizionale del meccanismo di afflusso di sangue agli organi, che è stato elaborato nella joint-venture “Medical Scientific Center” (Novgorod). Secondo le statistiche, attualmente la malattia coronarica (CHD) è al primo posto in termini di incidenza..."

“MINISTERO DEI TRASPORTI DELLA FEDERAZIONE RUSSA AGENZIA FEDERALE DEI TRASPORTI FERROVIARI istituto di istruzione di bilancio statale federale di istruzione professionale superiore UNIVERSITÀ STATALE DEI TRASPORTI DI IRKUTSK IRGUPS (IrIIT) APPROVATO dal Preside della FEM Pykhalov A.A. PROGRAMMA DI LAVORO PRATICA PRODUTTIVA 2011 C5. P Pratica industriale, 3° anno. Specialità 190300.65 Materiale rotabile ferroviario Specializzazione PSG.2 Vetture Titoli di laurea..."

“MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DELLA RF Istituto educativo di bilancio dello Stato federale di istruzione professionale superiore Università statale di Tver Facoltà di fisica e tecnologia Dipartimento di fisica generale APPROVATO Preside della Facoltà di fisica e tecnologia B.B. Pedko 2012 Programma di lavoro della disciplina FISICA DEL NUCLEO ATOMICO E DELLE PARTICELLE ELEMENTARI per studenti a tempo pieno del 3° anno Direzione 222000.62 - Innovazione, profilo Gestione dell'innovazione (per settori e aree...)

“MINISTERO DELLA SCIENZA EDUCATIVA DELL'ISTITUTO EDUCATIVO STATALE RUSSO DI ISTRUZIONE PROFESSIONALE SUPERIORE UNIVERSITÀ STATALE DI VORONEZH (GOU VPO VSU) APPROVATO Capo del Dipartimento di diritto del lavoro Perederin S.V. 21/01/2011 Il programma di lavoro della disciplina accademica B 3.b.13 Diritto fondiario 1. Cifra e nome della direzione di formazione/specializzazione: 030900 Giurisprudenza 2. Profilo di formazione/specializzazione: giurisprudenza_ 3. Qualifica (laurea) di il laureato: laurea in giurisprudenza_ 4. Forma.. forma..."

“Il programma di lavoro è stato redatto sulla base dello standard educativo statale federale per l'istruzione professionale superiore e tenendo conto delle raccomandazioni del programma educativo di base approssimativo per la formazione di specialisti 130400.65 Minerario, specializzazione 130400.65.10 Elettrificazione e automazione della produzione mineraria. 1. Obiettivi della padronanza della disciplina L'obiettivo principale della disciplina Macchine elettriche è sviluppare le basi teoriche degli studenti sulla moderna elettromeccanica ... "

“Indice I. Nota esplicativa 3 II. I principali risultati ottenuti nel 2013 durante la 6a attuazione del programma di sviluppo strategico III. Appendici 2 I. Nota esplicativa Le finalità e gli obiettivi del programma di sviluppo strategico dell'Ateneo rimangono invariati per tutta la durata del programma e vengono progressivamente raggiunti in ogni anno di attuazione, garantendo il raggiungimento degli indicatori stabiliti nell'allegato al programma commentato . Obiettivo 1 Sviluppo di tecnologie didattiche avanzate Obiettivo...”

“Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa Agenzia Federale per l'Istruzione della Federazione Russa Università statale di economia e servizi di Vladivostok _ FILOSOFIA POLITICA Curriculum del corso nella specialità 03020165 Scienze politiche Casa editrice Vladivostok VGUES 2008 BBK 66.2 Il curriculum della disciplina La filosofia politica è compilata in conformità con i requisiti dello standard educativo statale dell'istruzione professionale superiore della Federazione Russa. Oggetto del corso è la politica come fenomeno sociale complesso, i suoi valori e obiettivi, le tecnologie e...”

“PROGRAMMA ESAME CANDIDATI SISTEMA QUALITÀ NELLA SPECIALITÀ p. 2 di 5 16.05.04 PRODUZIONE DI FONDERIA Queste domande dell'esame del candidato nella specialità sono compilate secondo il programma dell'esame del candidato nella specialità 16.05.04 Fonderia, approvato dall'Ordine del Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa N. 274 del 08.10.2007. 1 ELENCO DELLE DOMANDE 1. Classificazione delle leghe fuse utilizzate nell'ingegneria meccanica. Parametri fondamentali delle leghe: punto di fusione,..."

“Considerato e adottato nella riunione del Direttore del lavoro dell'Istituto scolastico autonomo statale MO SPO MKETI del personale universitario V.V. Malkov, protocollo n. _ 2013 del_ Programma di obiettivi a lungo termine Sviluppo del College di economia e tecnologie dell'informazione di Murmansk per il 2013 -2015 Murmansk 2013 2 1. Passaporto del programma di sviluppo universitario. Nome Programma con obiettivi a lungo termine Sviluppo del programma dell'Accademia di economia e tecnologia dell'informazione di Murmansk per il 2013 (di seguito denominato Programma) Base per la legislazione della Federazione Russa da...”

"Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa Istituto di istruzione di bilancio dello Stato federale di istruzione professionale superiore UNIVERSITÀ FORESTALE STATALE DI MOSCA Facoltà di silvicoltura Dipartimento di silvicoltura artificiale a s h i n a i m a n i z a t i o n i n l / lavoro agricolo APPROVATO DA: Rettore della FG B O U V P O M GUL ^J^AJTAEBJUX*PROGRAMMA DI L'ESAME DI AMMISSIONE AGLI STUDI POST-LAUREA Disciplina Dipartimento Colture forestali Artificiale..."

“AGENZIA FEDERALE PER L’AVIAZIONE CIVILE UNIVERSITÀ TECNICA STATALE DELL’AVIAZIONE CIVILE APPROVATA Vicerettore per MMR V.V. Krinitsin _2007. PROGRAMMA FORMATIVO DI LAVORO DELLA DISCIPLINA Termodinamica e trasferimento di calore, SD.04 (nome, codice secondo GOS) Specialità 160901 Esercizio tecnico di aeromobili e motori (codice secondo GOS) Facoltà - Dipartimento di Meccanica - Motori aeronautici Corso - 3 Forma di studio - tempo pieno Semestre Numero totale di ore di formazione per...”

“MC45 b MANUALE PER L'UTENTE Manuale per l'utente MC45 72E-164159-01EN Rev. B Gennaio 2013 ii Guida dell'utente dell'MC45 Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta o utilizzata in qualsiasi forma o con qualsiasi mezzo elettrico o meccanico senza il consenso scritto di Motorola. Ciò include dispositivi di fotocopiatura o registrazione elettronici o meccanici, nonché dispositivi di archiviazione e recupero delle informazioni...”

“Il programma di lavoro è stato sviluppato sulla base di: 1. Standard educativo statale federale dell’istruzione professionale superiore in direzione della formazione di laurea 560800 Agroingegneria approvato il 04/05/2000 (numero di registrazione 313 s/bak). 2. Programma approssimativo della disciplina Fondamenti della teoria delle macchine, approvato il 27 giugno 2001. 3. Curriculum di lavoro, approvato dal consiglio accademico dell'università in data 22/04/13, n. 4. Insegnante principale: Ablikov V.A., professore _ Ablikov 16/06/13 Insegnanti: Ablikov V.A., professore _ Ablikov 16/06/13 Sokht K.A., professore _...”

“MINISTERO DELL'AGRICOLTURA DELLA FEDERAZIONE RUSSA Istituto di istruzione di bilancio dello Stato federale di istruzione professionale superiore Università statale di ingegneria agricola di Mosca intitolata a V.P. Goryachkina DIPARTIMENTO DI RIPARAZIONE E AFFIDABILITÀ DELLE MACCHINE Approvato da: Preside della Facoltà di Educazione per corrispondenza P.A. Silaichev “_” _ 2013 PROGRAMMA DI LAVORO Specialità 190601 - Automobile e industria automobilistica Specializzazione 653300 - Gestione dei trasporti terrestri Corso 6 semestre..."

“ … Ci sono stati così tanti incidenti sorprendenti,

Che niente le sembrava più possibile adesso ”

L. Carroll "Alice nel Paese delle Meraviglie"

La chimica bioorganica si è sviluppata al confine tra due scienze: chimica e biologia. Attualmente si sono aggiunte la medicina e la farmacologia. Tutte e quattro queste scienze utilizzano metodi moderni di ricerca fisica, analisi matematica e modellazione computerizzata.

Nel 1807 J.Ya. Berzelius ha proposto di denominare sostanze comuni nella natura vivente come l'olio d'oliva o lo zucchero biologico.

A questo punto erano già conosciuti molti composti naturali, che in seguito iniziarono a essere definiti come carboidrati, proteine, lipidi e alcaloidi.

Nel 1812, un chimico russo K.S. Kirchhoff convertì l'amido riscaldandolo con acido in zucchero, in seguito chiamato glucosio.

Nel 1820, un chimico francese A. Braconno, trattando le proteine con gelatina, ottenne la sostanza glicina, che appartiene ad una classe di composti che successivamente Berzelius di nome aminoacidi.

La data di nascita della chimica organica può essere considerata l'opera pubblicata nel 1828 F. Velera, che fu il primo a sintetizzare una sostanza di origine naturale – urea- dal composto inorganico cianato di ammonio.

Nel 1825, il fisico Faraday isolò il benzene da un gas utilizzato per illuminare la città di Londra. La presenza di benzene potrebbe spiegare le fiamme fumose delle lampade londinesi.

Nel 1842 N.N. Zinin effettuato la sintesi z anilina,

Nel 1845 A.V. Kolbe, uno studente di F. Wöhler, sintetizzò l'acido acetico - senza dubbio un composto organico naturale - da elementi di partenza (carbonio, idrogeno, ossigeno)

Nel 1854 Il Primo Ministro Bertlot glicerina riscaldata con acido stearico e ottenuto tristearina, che si è rivelata identica al composto naturale isolato dai grassi. Ulteriore PM Berthelot presero altri acidi che non erano isolati dai grassi naturali e ottennero composti molto simili ai grassi naturali. Con questo, il chimico francese ha dimostrato che è possibile ottenere non solo analoghi di composti naturali, ma anche crearne di nuovi, simili e allo stesso tempo diversi da quelli naturali.

Molti importanti risultati della chimica organica nella seconda metà del XIX secolo sono associati alla sintesi e allo studio delle sostanze naturali.

Nel 1861, il chimico tedesco Friedrich August Kekule von Stradonitz (sempre chiamato semplicemente Kekule nella letteratura scientifica) pubblicò un libro di testo in cui definiva la chimica organica come la chimica del carbonio.

Nel periodo 1861-1864. Il chimico russo A.M. Butlerov ha creato una teoria unificata della struttura dei composti organici, che ha permesso di trasferire tutti i risultati esistenti su un'unica base scientifica e ha aperto la strada allo sviluppo della scienza della chimica organica.

Nello stesso periodo D.I. Mendeleev. conosciuto in tutto il mondo come scienziato che scoprì e formulò la legge periodica dei cambiamenti nelle proprietà degli elementi, pubblicò il libro di testo “Chimica Organica”. Abbiamo a nostra disposizione la sua 2a edizione (corretta e ampliata, Pubblicazione della partnership “Public Benefit”, San Pietroburgo, 1863. 535 pp.)

Nel suo libro, il grande scienziato definì chiaramente la connessione tra composti organici e processi vitali: “Possiamo riprodurre artificialmente molti dei processi e delle sostanze prodotti dagli organismi, al di fuori del corpo. Pertanto, le sostanze proteiche, distrutte negli animali sotto l'influenza dell'ossigeno assorbito dal sangue, vengono convertite in sali di ammonio, urea, zucchero del muco, acido benzoico e altre sostanze solitamente escrete nelle urine... Preso separatamente, ogni fenomeno vitale non lo è il risultato di una forza speciale, ma avviene secondo le leggi generali della natura" A quel tempo, la chimica bioorganica e la biochimica non erano ancora emerse

direzioni indipendenti, all'inizio erano unite chimica fisiologica, ma gradualmente sono cresciuti sulla base di tutti i risultati in due scienze indipendenti.

La scienza degli studi di chimica bioorganica connessione tra la struttura delle sostanze organiche e le loro funzioni biologiche, utilizzando principalmente metodi di chimica organica, analitica, fisica, nonché matematica e fisica

La principale caratteristica distintiva di questa materia è lo studio dell'attività biologica delle sostanze in connessione con l'analisi della loro struttura chimica

Oggetti di studio della chimica bioorganica: biopolimeri naturali di importanza biologica - proteine, acidi nucleici, lipidi, sostanze a basso peso molecolare - vitamine, ormoni, molecole segnale, metaboliti - sostanze coinvolte nel metabolismo energetico e plastico, farmaci di sintesi.

I compiti principali della chimica bioorganica includono:

1. Sviluppo di metodi per isolare e purificare composti naturali, utilizzando metodi medici per valutare la qualità di un farmaco (ad esempio, un ormone in base al grado della sua attività);

2. Determinazione della struttura di un composto naturale. Vengono utilizzati tutti i metodi della chimica: determinazione del peso molecolare, idrolisi, analisi dei gruppi funzionali, metodi di ricerca ottica;

3. Sviluppo di metodi per la sintesi di composti naturali;

4. Studio della dipendenza dell'azione biologica dalla struttura;

5. Chiarimento della natura dell'attività biologica, meccanismi molecolari di interazione con varie strutture cellulari o con i suoi componenti.

Lo sviluppo della chimica bioorganica nel corso dei decenni è associato ai nomi degli scienziati russi: D.I.Mendeleeva, A.M. Butlerov, N.N. Zinin, N.D. Zelinsky A.N. Belozersky N.A. Preobrazhensky M.M. Shemyakin, Yu.A. Ovchinnikova.

I fondatori della chimica bioorganica all'estero sono scienziati che hanno fatto molte importanti scoperte: la struttura della struttura secondaria delle proteine (L. Pauling), la sintesi completa della clorofilla, la vitamina B 12 (R. Woodward), l'uso di enzimi nella sintesi di sostanze organiche complesse. compreso il gene (G. Koran) e altri

Negli Urali a Ekaterinburg nel campo della chimica bioorganica dal 1928 al 1980. ha lavorato come capo del dipartimento di chimica organica dell'UPI, l'accademico I. Ya Postovsky, noto come uno dei fondatori nel nostro paese della direzione scientifica della ricerca e della sintesi dei farmaci e autore di numerosi farmaci (sulfamidici, antitumorale, anti-radiazioni, anti-tubercolosi). La sua ricerca è continuata da studenti che lavorano sotto la guida degli accademici O.N. Chupakhin, V.N. Charushin all'USTU-UPI e all'Istituto di sintesi organica da cui prende il nome. E IO. Accademia Russa delle Scienze Postovskij.

La chimica bioorganica è strettamente correlata ai compiti della medicina ed è necessaria per lo studio e la comprensione della biochimica, della farmacologia, della fisiopatologia e dell'igiene. Tutto il linguaggio scientifico della chimica bioorganica, la notazione adottata e i metodi utilizzati non sono diversi dalla chimica organica che hai studiato a scuola

La chimica bioorganica è una scienza che studia la struttura e le proprietà delle sostanze coinvolte nei processi vitali in diretta connessione con la conoscenza delle loro funzioni biologiche.

La chimica bioorganica è la scienza che studia la struttura e la reattività dei composti biologicamente significativi. L'argomento della chimica bioorganica sono i biopolimeri, i bioregolatori e i loro elementi strutturali.

I biopolimeri includono proteine, polisaccaridi (carboidrati) e acidi nucleici. Questo gruppo comprende anche i lipidi, che non sono BMC, ma sono solitamente associati ad altri biopolimeri nel corpo.

I bioregolatori sono composti che regolano chimicamente il metabolismo. Questi includono vitamine, ormoni e molti composti sintetici, comprese le sostanze medicinali.

La chimica bioorganica si basa sulle idee e sui metodi della chimica organica.

Senza la conoscenza dei principi generali della chimica organica, è difficile studiare la chimica bioorganica. La chimica bioorganica è strettamente correlata alla biologia, alla chimica biologica e alla fisica medica.

Viene chiamato l'insieme delle reazioni che si verificano nelle condizioni di un organismo metabolismo.

Le sostanze formate durante il metabolismo sono chiamate: metaboliti.

Il metabolismo ha due direzioni:

Il catabolismo è la reazione di rottura di molecole complesse in molecole più semplici.

L'anabolismo è il processo di sintesi di molecole complesse da sostanze più semplici utilizzando energia.

Il termine biosintesi si applica ad una reazione chimica IN VIVO (nel corpo), IN VITRO (fuori dal corpo)

Esistono antimetaboliti, concorrenti dei metaboliti nelle reazioni biochimiche.

La coniugazione come fattore per aumentare la stabilità delle molecole. Influenza reciproca degli atomi nelle molecole di composti organici e metodi della sua trasmissione

Schema della lezione:

Accoppiamento e suoi tipi:

p, p - abbinamento,

r,p - coniugazione.

Energia di coniugazione.

Sistemi accoppiati a circuito aperto.

Vitamina A, caroteni.

Coniugazione in radicali e ioni.

Sistemi accoppiati a circuito chiuso. Aromaticità, criteri di aromaticità, composti aromatici eterociclici.

Legame covalente: apolare e polare.

Effetti induttivi e mesomerici. EA e ED sono sostituti.

Il principale tipo di legami chimici nella chimica organica sono i legami covalenti. Nelle molecole organiche gli atomi sono collegati da legami s e p.

Gli atomi nelle molecole dei composti organici sono collegati da legami covalenti, chiamati legami s e p.

Il legame s singolo nello stato ibridato SP 3 è caratterizzato da lunghezza l (C-C 0,154 nm), energia E (83 kcal/mol), polarità e polarizzabilità. Per esempio:

Un doppio legame è caratteristico dei composti insaturi, in cui, oltre al legame s centrale, c'è anche una sovrapposizione perpendicolare al legame s, che è chiamata legame π).

I doppi legami sono localizzati, cioè la densità elettronica copre solo 2 nuclei degli atomi legati.

Molto spesso tu ed io ci occuperemo coniugato sistemi. Se i doppi legami si alternano a legami singoli (e nel caso generale, un atomo collegato a un doppio legame ha un orbitale p, allora gli orbitali p degli atomi vicini possono sovrapporsi, formando un sistema di elettroni p comune). Tali sistemi sono chiamati coniugato o delocalizzato . Ad esempio: butadiene-1,3

p, p - sistemi coniugati

Tutti gli atomi del butadiene sono nello stato ibridato SP 2 e giacciono sullo stesso piano (Pz non è un orbitale ibrido). Рz – gli orbitali sono paralleli tra loro. Ciò crea le condizioni per la loro reciproca sovrapposizione. La sovrapposizione dell'orbitale Pz avviene tra C-1 e C-2 e C-3 e C-4, nonché tra C-2 e C-3, cioè avviene delocalizzato legame covalente. Ciò si riflette nei cambiamenti nella lunghezza dei legami nella molecola. La lunghezza del legame tra C-1 e C-2 aumenta, mentre tra C-2 e C-3 viene ridotta rispetto a un legame singolo.

l-C -С, 154 nm l С=С 0,134 nm

l С-N 1,147 nm l С =O 0,121 nm

r, p - abbinamento

Un esempio di un sistema coniugato p, π è un legame peptidico.

r, p - sistemi coniugati

Il doppio legame C=0 viene esteso a 0,124 nm rispetto alla lunghezza abituale di 0,121, e il legame C–N si accorcia e diventa 0,132 nm rispetto a 0,147 nm nel caso normale. Cioè, il processo di delocalizzazione degli elettroni porta all'equalizzazione delle lunghezze dei legami e ad una diminuzione dell'energia interna della molecola. Tuttavia, la coniugazione ρ,p – avviene nei composti aciclici, non solo quando si alternano = legami con singoli legami C-C, ma anche quando si alternano con un eteroatomo:

Un atomo X con un orbitale p libero può trovarsi vicino al doppio legame. Molto spesso si tratta di eteroatomi O, N, S e dei loro orbitali p che interagiscono con i legami p, formando p, coniugazione p.

Per esempio:

CH2 = CH – O – CH = CH 2

La coniugazione può avvenire non solo nelle molecole neutre, ma anche nei radicali e negli ioni:

Sulla base di quanto sopra, nei sistemi aperti, l'accoppiamento avviene nelle seguenti condizioni:

Tutti gli atomi che partecipano al sistema coniugato sono nello stato ibridato SP 2.

Pz – gli orbitali di tutti gli atomi sono perpendicolari al piano s-scheletro, cioè paralleli tra loro.

Quando si forma un sistema multicentrico coniugato, le lunghezze dei legami vengono equalizzate. Non ci sono legami singoli e doppi “puri” qui.

La delocalizzazione degli elettroni p in un sistema coniugato è accompagnata dal rilascio di energia. Il sistema si sposta ad un livello energetico più basso, diventa più stabile, più stabile. Pertanto, la formazione di un sistema coniugato nel caso del butadiene - 1,3 porta al rilascio di energia nella quantità di 15 kJ/mol. È grazie alla coniugazione che aumenta la stabilità dei radicali ionici di tipo allilico e la loro prevalenza in natura.

Più lunga è la catena di coniugazione, maggiore è il rilascio di energia derivante dalla sua formazione.

Questo fenomeno è abbastanza diffuso nei composti biologicamente importanti. Per esempio:

Incontreremo costantemente problemi di stabilità termodinamica di molecole, ioni e radicali nel corso della chimica bioorganica, che comprende un numero di ioni e molecole diffusi in natura. Per esempio:

Sistemi accoppiati ad anello chiuso

Aromaticità. Nelle molecole cicliche, in determinate condizioni, può formarsi un sistema coniugato. Un esempio di un sistema coniugato p, p - è il benzene, dove la nuvola di elettroni p copre gli atomi di carbonio, tale sistema è chiamato - aromatico.

Il guadagno energetico dovuto alla coniugazione nel benzene è 150,6 kJ/mol. Pertanto il benzene è termicamente stabile fino ad una temperatura di 900°C.

La presenza di un anello elettronico chiuso è stata dimostrata mediante NMR. Se una molecola di benzene viene posta in un campo magnetico esterno, si verifica una corrente anulare induttiva.

Pertanto, il criterio di aromaticità formulato da Hückel è:

la molecola ha una struttura ciclica;

tutti gli atomi sono in SP 2 – stato ibridato;

esiste un sistema p-elettronico delocalizzato contenente 4n + 2 elettroni, dove n è il numero di cicli.

Per esempio:

Un posto speciale nella chimica bioorganica è occupato dalla domanda aromaticità dei composti eterociclici.

Nelle molecole cicliche contenenti eteroatomi (azoto, zolfo, ossigeno), si forma una singola nuvola di elettroni p con la partecipazione di orbitali p di atomi di carbonio e un eteroatomo.

Composti eterociclici a cinque membri

Il sistema aromatico è formato dall'interazione di 4 orbitali p C e un orbitale di un eteroatomo, che ha 2 elettroni. Sei elettroni p formano lo scheletro aromatico. Un tale sistema coniugato è elettronicamente ridondante. Nel pirrolo, l'atomo di N è nello stato ibridato SP 2.

Il pirrolo fa parte di molte sostanze biologicamente importanti. Quattro anelli pirrolici formano la porfina, un sistema aromatico con 26 elettroni p e un'elevata energia di coniugazione (840 kJ/mol)

La struttura porfina fa parte dell'emoglobina e della clorofilla

Composti eterociclici a sei membri

Il sistema aromatico nelle molecole di questi composti è formato dall'interazione di cinque orbitali p di atomi di carbonio e un orbitale p di un atomo di azoto. Due elettroni in due orbitali SP 2 sono coinvolti nella formazione di legami s con gli atomi di carbonio dell'anello. L'orbitale P con un elettrone è incluso nello scheletro aromatico. SP 2 – un orbitale con una coppia solitaria di elettroni si trova nel piano dello scheletro s.

La densità elettronica nella pirimidina è spostata verso N, cioè il sistema è impoverito di elettroni p, è carente di elettroni.

Molti composti eterociclici possono contenere uno o più eteroatomi

I nuclei pirrolo, pirimidina e purina fanno parte di molte molecole biologicamente attive.

Influenza reciproca degli atomi nelle molecole di composti organici e metodi della sua trasmissione

Come già notato, i legami nelle molecole di composti organici vengono effettuati a causa dei legami s e p; la densità elettronica è distribuita uniformemente tra gli atomi legati solo quando questi atomi sono uguali o vicini nell'elettronegatività. Tali connessioni sono chiamate non polare.

CH 3 -CH 2 →Legame polare CI

Più spesso in chimica organica ci occupiamo di legami polari.

Se la densità elettronica viene spostata verso un atomo più elettronegativo, tale legame viene chiamato polare. Sulla base dei valori dell'energia di legame, il chimico americano L. Pauling propose una caratteristica quantitativa dell'elettronegatività degli atomi. Di seguito è riportata la scala Pauling.

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

Gli atomi di carbonio nei diversi stati di ibridazione differiscono in elettronegatività. Pertanto, s - il legame tra gli atomi ibridati SP 3 e SP 2 - è polare

Effetto induttivo

Viene chiamato il trasferimento della densità elettronica attraverso il meccanismo dell'induzione elettrostatica lungo una catena di legami S per induzione, l'effetto viene chiamato induttivo ed è indicato con J. L'effetto di J, di regola, è attenuato attraverso tre legami, ma gli atomi vicini subiscono un'influenza piuttosto forte del dipolo vicino.

I sostituenti che spostano la densità elettronica lungo la catena del legame s nella loro direzione mostrano un effetto -J – e viceversa un effetto +J.

Un legame p isolato, così come una singola nube di elettroni p di un sistema coniugato aperto o chiuso, può essere facilmente polarizzato sotto l'influenza dei sostituenti EA ed ED. In questi casi l'effetto induttivo viene trasferito alla connessione p, indicata quindi con Jp.

Effetto mesomerico (effetto di coniugazione)

La ridistribuzione della densità elettronica in un sistema coniugato sotto l'influenza di un sostituente che è un membro di questo sistema coniugato è chiamata effetto mesomerico(effetto M).

Affinché un sostituente faccia parte di un sistema coniugato, deve avere un doppio legame (coniugazione p,p) o un eteroatomo con una coppia solitaria di elettroni (coniugazione r,p). M – l'effetto viene trasmesso attraverso il sistema accoppiato senza attenuazione.

I sostituenti che abbassano la densità elettronica in un sistema coniugato (densità elettronica spostata nella sua direzione) mostrano un effetto -M, mentre i sostituenti che aumentano la densità elettronica in un sistema coniugato mostrano un effetto +M.

Effetti elettronici dei sostituenti

La reattività delle sostanze organiche dipende in gran parte dalla natura degli effetti J e M. La conoscenza delle possibilità teoriche degli effetti elettronici ci consente di prevedere il corso di alcuni processi chimici.

Proprietà acido-base dei composti organici Classificazione delle reazioni organiche.

Schema della lezione

Il concetto di substrato, nucleofilo, elettrofilo.

Classificazione delle reazioni organiche.

reversibile e irreversibile

radicale, elettrofilo, nucleofilo, sincrono.

mono e bimolecolari

reazioni di sostituzione

reazioni di addizione

reazioni di eliminazione

ossidazione e riduzione

interazioni acido-base

Le reazioni sono regioselettive, chemoselettive, stereoselettive.

Reazioni di addizione elettrofila. Il governo di Morkovnikov, l'adesione di anti-Morkovnikov.

Reazioni di sostituzione elettrofila: orientanti di 1a e 2a specie.

Proprietà acido-base dei composti organici.

Acidità e basicità di Bronsted

Acidità e basicità di Lewis

Teoria degli acidi e delle basi duri e molli.

Classificazione delle reazioni organiche

La sistematizzazione delle reazioni organiche consente di ridurre la diversità di queste reazioni a un numero relativamente piccolo di tipi. Le reazioni organiche possono essere classificate:

in direzione: reversibile e irreversibile

dalla natura dei cambiamenti nei legami nel substrato e nel reagente.

Substrato– una molecola che fornisce un atomo di carbonio per formare un nuovo legame

Reagente- un composto che agisce sul substrato.

Le reazioni basate sulla natura dei cambiamenti nei legami nel substrato e nel reagente possono essere suddivise in:

radicale R

elettrofilo E

N(Y) nucleofilo

sincroni o coordinati

Meccanismo delle reazioni SR

Iniziazione

Crescita a catena

Circuito aperto

CLASSIFICA PER RISULTATO FINALE

La corrispondenza al risultato finale della reazione è:

A) Reazioni di sostituzione

B) reazioni di addizione

B) reazioni di eliminazione

D) raggruppamenti

D) ossidazione e riduzione

E) Interazioni acido-base

Si verificano anche reazioni:

Regioselettivo– preferibilmente fluendo attraverso uno dei numerosi centri di reazione.

Chemoselettivo– reazione preferenziale per uno dei relativi gruppi funzionali.

Stereoselettivo– formazione preferenziale di uno tra diversi stereoisomeri.

Reattività di alcheni, alcani, alcadieni, areni e composti eterociclici

La base dei composti organici sono gli idrocarburi. Considereremo solo quelle reazioni effettuate in condizioni biologiche e, di conseguenza, non con gli idrocarburi stessi, ma con la partecipazione di radicali idrocarburici.

Gli idrocarburi insaturi includono alcheni, alcadieni, alchini, cicloalcheni e idrocarburi aromatici. Il principio unificante per loro è π – la nuvola di elettroni. In condizioni dinamiche anche i composti organici tendono ad essere attaccati dagli E+

Tuttavia, le reazioni di interazione di alchini e areni con reagenti portano a risultati diversi, poiché in questi composti la natura della nuvola di elettroni π è diversa: localizzata e delocalizzata.

Inizieremo la nostra considerazione dei meccanismi di reazione con le reazioni A E. Come sappiamo, gli alcheni interagiscono con

Meccanismo della reazione di idratazione

Secondo la regola di Markovnikov - l'aggiunta agli idrocarburi insaturi di una struttura asimmetrica di composti con la formula generale HX - un atomo di idrogeno viene aggiunto all'atomo di carbonio più idrogenato, se il sostituente è ED. Nell'addizione anti-Markovnikov, un atomo di idrogeno viene aggiunto a quello meno idrogenato se il sostituente è EA.

Le reazioni di sostituzione elettrofila nei sistemi aromatici hanno le loro caratteristiche. La prima caratteristica è che l'interazione con un sistema aromatico termodinamicamente stabile richiede elettrofili forti, che solitamente vengono generati utilizzando catalizzatori.

Meccanismo di reazione S E

INFLUENZA ORIENTANTE
VICE

Se nell'anello aromatico è presente un sostituente, ciò influenza necessariamente la distribuzione della densità elettronica dell'anello. ED - sostituenti (orientanti della 1a riga) CH 3, OH, OR, NH 2, NR 2 - facilitano la sostituzione rispetto al benzene non sostituito e dirigono il gruppo in arrivo nella posizione orto e para. Se i sostituenti ED sono forti, non è necessario un catalizzatore; queste reazioni procedono in 3 fasi.

I sostituenti EA (orientanti del secondo tipo) ostacolano le reazioni di sostituzione elettrofila rispetto al benzene non sostituito. La reazione SE avviene in condizioni più rigorose; il gruppo entrante entra in una meta posizione. I sostituenti di tipo II includono:

COOH, SO 3 H, CHO, alogeni, ecc.

Le reazioni SE sono tipiche anche per gli idrocarburi eterociclici. Pirrolo, furano, tiofene e i loro derivati appartengono ai sistemi in eccesso π e entrano abbastanza facilmente nelle reazioni SE. Sono facilmente alogenati, alchilati, acilati, solfonati e nitrati. Quando si scelgono i reagenti, è necessario tenere conto della loro instabilità in un ambiente fortemente acido, cioè dell'acidofobicità.

La piridina e altri sistemi eterociclici con un atomo di azoto piridinico sono sistemi π insufficienti, è molto più difficile entrare nelle reazioni SE e l'elettrofilo in entrata occupa la posizione β rispetto all'atomo di azoto.

Proprietà acide e basiche dei composti organici

Gli aspetti più importanti della reattività dei composti organici sono le proprietà acido-base dei composti organici.

Acidità e basicità anche concetti importanti che definiscono molte proprietà fisico-chimiche e biologiche funzionali dei composti organici. La catalisi acida e basica è una delle reazioni enzimatiche più comuni. Gli acidi e le basi deboli sono componenti comuni dei sistemi biologici che svolgono un ruolo importante nel metabolismo e nella sua regolazione.

Esistono diversi concetti di acidi e basi in chimica organica. La teoria di Brønsted degli acidi e delle basi, generalmente accettata nella chimica inorganica e organica. Secondo Brønsted gli acidi sono sostanze che possono donare un protone e le basi sono sostanze che possono accettarlo.

Acidità bronzata

In linea di principio, la maggior parte dei composti organici possono essere considerati acidi, poiché nei composti organici H è legato a C, N O S

Gli acidi organici sono quindi suddivisi in acidi C – H, N – H, O – H, S-H.

L'acidità viene valutata sotto forma di Ka o - log Ka = pKa, minore è il pKa, più forte è l'acido.

La valutazione quantitativa dell'acidità dei composti organici non è stata determinata per tutte le sostanze organiche. Pertanto, è importante sviluppare la capacità di condurre una valutazione qualitativa delle proprietà acide di vari siti acidi. A questo scopo viene utilizzato un approccio metodologico generale.

La forza dell'acido è determinata dalla stabilità dell'anione (base coniugata). Più l'anione è stabile, più l'acido è forte.

La stabilità dell'anione è determinata da una combinazione di una serie di fattori:

elettronegatività e polarizzabilità dell'elemento nel centro acido.

il grado di delocalizzazione della carica negativa nell'anione.

la natura del radicale associato al centro acido.

effetti di solvatazione (influenza del solvente)

Consideriamo in sequenza il ruolo di tutti questi fattori:

Effetto dell'elettronegatività degli elementi

Più l'elemento è elettronegativo, più la carica è delocalizzata e l'anione è stabile, più l'acido è forte.

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

Pertanto, l'acidità cambia nella serie CH< NН < ОН

Per gli acidi SH predomina un altro fattore: la polarizzabilità.

L'atomo di zolfo è di dimensioni maggiori e ha orbitali d vuoti. pertanto, la carica negativa è in grado di delocalizzarsi su un ampio volume, con conseguente maggiore stabilità dell'anione.

I tioli, come acidi più forti, reagiscono con gli alcali, nonché con ossidi e sali di metalli pesanti, mentre gli alcoli (acidi deboli) possono reagire solo con metalli attivi

L'acidità relativamente elevata dei tols viene utilizzata in medicina e nella chimica dei farmaci. Per esempio:

Utilizzato per avvelenare con As, Hg, Cr, Bi, il cui effetto è dovuto al legame dei metalli e alla loro rimozione dal corpo. Per esempio:

Quando si valuta l'acidità dei composti con lo stesso atomo nel centro acido, il fattore determinante è la delocalizzazione della carica negativa nell'anione. La stabilità dell'anione aumenta significativamente con l'emergere della possibilità di delocalizzazione della carica negativa lungo il sistema di legami coniugati. Un aumento significativo dell'acidità nei fenoli, rispetto agli alcoli, si spiega con la possibilità di delocalizzazione degli ioni rispetto alla molecola.

L'elevata acidità degli acidi carbossilici è dovuta alla stabilità alla risonanza dell'anione carbossilato

La delocalizzazione della carica è facilitata dalla presenza di sostituenti elettron-attrattori (EA), che stabilizzano gli anioni, aumentando così l'acidità. Ad esempio, introducendo un sostituente in una molecola EA

Effetto del sostituente e del solvente

a - gli idrossiacidi sono acidi più forti dei corrispondenti acidi carbossilici.

ED - i sostituenti, al contrario, riducono l'acidità. I solventi hanno una maggiore influenza sulla stabilizzazione dell'anione; di norma, gli ioni piccoli con un basso grado di delocalizzazione della carica vengono solvatati meglio.

L'effetto della solvatazione può essere rintracciato, ad esempio, nella serie:

Se un atomo in un centro acido trasporta una carica positiva, ciò porta ad un aumento dell'acidità.

Domanda al pubblico: quale acido - acetico o palmitico C 15 H 31 COOH - dovrebbe avere un valore pKa inferiore?

Se l'atomo nel centro acido trasporta una carica positiva, ciò porta ad un aumento dell'acidità.

Si può notare la forte acidità CH del complesso σ formato nella reazione di sostituzione elettrofila.

Basicità Bronsted

Per formare un legame con un protone è necessaria una coppia di elettroni non condivisi sull’eteroatomo,

o essere anioni. Esistono basi p e

π basi, dove si trova il centro di basicità

elettroni di un legame π localizzato o elettroni π di un sistema coniugato (componenti π)

La forza della base dipende dagli stessi fattori dell'acidità, ma la loro influenza è opposta. Maggiore è l'elettronegatività di un atomo, più strettamente trattiene una coppia solitaria di elettroni e meno è disponibile per il legame con un protone. Quindi, in generale, la forza delle n-basi con lo stesso sostituente cambia nella serie:

I composti organici più elementari sono le ammine e gli alcoli:

I sali di composti organici con acidi minerali sono altamente solubili. Molti medicinali vengono utilizzati sotto forma di sali.

Centro acido-base in una molecola (anfotero)

Legami idrogeno come interazioni acido-base

Per tutti gli α-amminoacidi si riscontra una predominanza delle forme cationiche in ambienti fortemente acidi e anioniche in ambienti fortemente alcalini.

La presenza di centri acidi e basici deboli porta a interazioni deboli: legami idrogeno. Ad esempio: l'imidazolo, a basso peso molecolare, ha un punto di ebollizione elevato per la presenza di legami idrogeno.

J. Lewis propose una teoria più generale degli acidi e delle basi, basata sulla struttura dei gusci elettronici.

Un acido di Lewis può essere un atomo, una molecola o un catione che ha un orbitale libero in grado di accettare una coppia di elettroni per formare un legame.

I rappresentanti degli acidi di Lewis sono gli alogenuri degli elementi dei gruppi II e III del sistema periodico D.I. Mendeleev.

Le basi di Lewis sono un atomo, una molecola o un anione capace di donare una coppia di elettroni.

Le basi di Lewis includono ammine, alcoli, eteri, tioli, tioeteri e composti contenenti legami π.

Ad esempio, l'interazione seguente può essere rappresentata come un'interazione acido-base di Lewis

Un'importante conseguenza della teoria di Lewis è che qualsiasi sostanza organica può essere rappresentata come un complesso acido-base.

Nei composti organici, i legami idrogeno intramolecolari si verificano molto meno frequentemente di quelli intermolecolari, ma si verificano anche nei composti bioorganici e possono essere considerati come interazioni acido-base.

I concetti di “duro” e “morbido” non sono identici ad acidi e basi forti e deboli. Queste sono due caratteristiche indipendenti. L'essenza dell'LCMO è che gli acidi duri reagiscono con basi dure e gli acidi molli reagiscono con basi morbide.

Secondo il principio di Pearson degli acidi e delle basi duri e molli (HABP), gli acidi di Lewis si dividono in duri e molli. Gli acidi duri sono atomi accettori di piccole dimensioni, grande carica positiva, elevata elettronegatività e bassa polarizzabilità.

Gli acidi molli sono grandi atomi accettori con una piccola carica positiva, bassa elettronegatività ed elevata polarizzabilità.

L'essenza dell'LCMO è che gli acidi duri reagiscono con basi dure e gli acidi molli reagiscono con basi morbide. Per esempio:

Ossidazione e riduzione dei composti organici

Le reazioni redox sono della massima importanza per i processi vitali. Con il loro aiuto l'organismo soddisfa i propri bisogni energetici, poiché l'ossidazione delle sostanze organiche rilascia energia.

D'altra parte, queste reazioni servono a convertire il cibo in componenti cellulari. Le reazioni di ossidazione promuovono la disintossicazione e la rimozione dei farmaci dal corpo.

L'ossidazione è il processo di rimozione dell'idrogeno per formare un legame multiplo o nuovi legami più polari.

La riduzione è il processo inverso dell’ossidazione.

L'ossidazione dei substrati organici procede tanto più facilmente quanto più forte è la sua tendenza a cedere elettroni.

L'ossidazione e la riduzione devono essere considerate in relazione a specifiche classi di composti.

Ossidazione dei legami C – H (alcani e alchili)

Quando gli alcani bruciano completamente, si formano CO 2 e H 2 O e viene rilasciato calore. Altri modi della loro ossidazione e riduzione possono essere rappresentati dai seguenti schemi:

L'ossidazione degli idrocarburi saturi avviene in condizioni difficili (la miscela di cromo è calda); gli ossidanti più morbidi non li influenzano. I prodotti di ossidazione intermedia sono alcoli, aldeidi, chetoni e acidi.

Gli idroperossidi R – O – OH sono i prodotti intermedi più importanti dell'ossidazione dei legami C – H in condizioni blande, in particolare in vivo

Un'importante reazione di ossidazione dei legami C – H in condizioni corporee è l'idrossilazione enzimatica.

Un esempio potrebbe essere la produzione di alcoli attraverso l'ossidazione del cibo. A causa dell'ossigeno molecolare e delle sue forme attive. effettuato in vivo.

Il perossido di idrogeno può fungere da agente idrossilante nel corpo.

Il perossido in eccesso deve essere decomposto dalla catalasi in acqua e ossigeno.

L'ossidazione e la riduzione degli alcheni possono essere rappresentate dalle seguenti trasformazioni:

Riduzione degli alcheni

Ossidazione e riduzione degli idrocarburi aromatici

Il benzene è estremamente difficile da ossidare anche in condizioni difficili secondo il seguente schema:

La capacità di ossidarsi aumenta notevolmente dal benzene al naftalene e successivamente all'antracene.

I sostituenti ED facilitano l'ossidazione dei composti aromatici. EA – ostacola l’ossidazione. Recupero del benzene.

C6H6 + 3H2

Idrossilazione enzimatica di composti aromatici

Ossidazione degli alcoli

Rispetto agli idrocarburi, l'ossidazione degli alcoli avviene in condizioni più blande

La reazione più importante dei dioli in condizioni corporee è la trasformazione nel sistema chinone-idrochinone

Il trasferimento di elettroni dal substrato all'ossigeno avviene nei metacondri.

Ossidazione e riduzione di aldeidi e chetoni

Una delle classi di composti organici più facilmente ossidabili

2H 2 C = O + H 2 O CH 3 OH + HCOOH scorre particolarmente facilmente alla luce

Ossidazione di composti contenenti azoto

Le ammine si ossidano abbastanza facilmente; i prodotti finali dell'ossidazione sono nitro composti

La riduzione esaustiva delle sostanze contenenti azoto porta alla formazione di ammine.

Ossidazione delle ammine in vivo

Ossidazione e riduzione dei tioli

Caratteristiche comparative delle proprietà OB dei composti organici.

I tioli e i fenoli biatomici si ossidano più facilmente. Le aldeidi si ossidano abbastanza facilmente. Gli alcoli sono più difficili da ossidare e quelli primari sono più facili di quelli secondari e terziari. I chetoni sono resistenti all'ossidazione o si ossidano con la scissione della molecola.

Gli alchini si ossidano facilmente anche a temperatura ambiente.

I più difficili da ossidare sono i composti contenenti atomi di carbonio nello stato ibridato Sp3, cioè frammenti di molecole saturi.

ED – i sostituenti facilitano l’ossidazione

EA – ostacola l’ossidazione.

Proprietà specifiche dei composti poli- ed eterofunzionali.

Schema della lezione

Poli- ed eterofunzionalità come fattore che aumenta la reattività dei composti organici.

Proprietà specifiche dei composti poli- ed eterofunzionali:

formazione di anfotericità di sali intramolecolari.

Ciclizzazione intramolecolare di γ, δ, ε – composti eterofunzionali.

ciclizzazione intermolecolare (lattidi e dechetopirosine)

chelazione.

Reazioni di eliminazione dei composti beta-eterofunzionali

connessioni.

tautomerismo cheto-enolico. Fosfoenolpiruvato, as

composto macroergico.

decarbossilazione.

stereoisomeria

Poli- ed eterofunzionalità come motivo della comparsa di proprietà specifiche in idrossi, ammino e ossoacidi.

La presenza di più gruppi funzionali identici o diversi in una molecola è una caratteristica dei composti organici biologicamente importanti. Una molecola può contenere due o più gruppi idrossilici, gruppi amminici o gruppi carbossilici. Per esempio:

Un importante gruppo di sostanze coinvolte nell'attività vitale sono composti eterofunzionali che hanno una combinazione a coppie di diversi gruppi funzionali. Per esempio:

Nei composti alifatici, tutti i gruppi funzionali sopra indicati presentano un carattere EA. A causa della loro influenza reciproca, la loro reattività si potenzia reciprocamente. Ad esempio, negli ossiacidi, l'elettrofilicità di ciascuno dei due atomi di carbonio carbonilico è migliorata dal -J dell'altro gruppo funzionale, portando ad un attacco più facile da parte dei reagenti nucleofili.

Poiché l'effetto I svanisce dopo 3-4 legami, una circostanza importante è la vicinanza della posizione dei gruppi funzionali nella catena degli idrocarburi. I gruppi eterofunzionali possono essere localizzati sullo stesso atomo di carbonio (disposizione α), oppure su atomi di carbonio diversi, sia vicini (disposizione β) che più distanti tra loro (γ, delta, epsilon).

Ciascun gruppo eterofunzionale conserva la propria reattività; più precisamente, i composti eterofunzionali entrano in un numero “doppio” di reazioni chimiche. Quando la disposizione reciproca dei gruppi eterofunzionali è sufficientemente vicina, la reattività di ciascuno di essi viene potenziata a vicenda.

Con la presenza simultanea di gruppi acidi e basici nella molecola, il composto diventa anfotero.

Ad esempio: aminoacidi.

Interazione di gruppi eterofunzionali

La molecola dei composti gerofunzionali può contenere gruppi capaci di interagire tra loro. Ad esempio, nei composti anfoteri, come gli α-amminoacidi, è possibile la formazione di sali interni.

Pertanto tutti gli aminoacidi α si presentano sotto forma di ioni biopolari e sono altamente solubili in acqua.

Oltre alle interazioni acido-base, diventano possibili altri tipi di reazioni chimiche. Ad esempio, la reazione S N a SP 2 è un ibrido di un atomo di carbonio nel gruppo carbonilico dovuto all'interazione con il gruppo alcolico, la formazione di esteri, un gruppo carbossilico con un gruppo amminico (formazione di ammidi).

A seconda della disposizione relativa dei gruppi funzionali, queste reazioni possono verificarsi sia all'interno di una molecola (intramolecolare) che tra molecole (intermolecolare).

Poiché la reazione porta alla formazione di ammidi ed esteri ciclici. allora il fattore determinante diventa la stabilità termodinamica dei cicli. A questo proposito, il prodotto finale contiene solitamente anelli a sei o cinque membri.

Affinché l'interazione intramolecolare formi un anello estere (ammidico) a cinque o sei membri, il composto eterofunzionale deve avere una disposizione gamma o sigma nella molecola. Poi in classe