Предмет на биоорганска хемија. класификација, структура, реактивност на органски соединенија Џејмс Дјуи Вотсон Џерард, Герхард Чарлс Фредерик. Биоорганска хемија (БОК), нејзината важност во медицината Што е биоорганска хемија
Структура и изомеризам на органски
врски.
Хемиска врска и интеракција
атоми во органски соединенија.
Видови хемиски реакции.
Поли- и хетерофункционален
врски.
Основен учебник – Тјукавкина Н.А., Бауков Ју.И.
Биоорганска хемија.
Текст на предавања и прирачник „Биоорганска хемија во
прашања и одговори“ видете на веб-страницата на ТСУ http://tgumed.ru
табот „Помош за студенти“, дел „Предавања за
дисциплини на наставната програма“. И, се разбира, VK
Биоорганската хемија ја проучува структурата и својствата на супстанциите вклучени во животните процеси во врска со знаењето за нивните биолошки
Биоорганската хемија ја проучува структурата и својствата на супстанциитеучество во животни процеси, во врска со
познавање на нивните биолошки функции.
Главните предмети на проучување се биолошки
полимери (биополимери) и биорегулатори.
Биополимери
–
висока молекуларна тежина
природно
соединенија кои се структурна основа на сите живи суштества
организми и игра одредена улога во процесите
животна активност. Биополимерите вклучуваат пептиди и
протеини, полисахариди (јаглехидрати), нуклеински киселини. ВО
Оваа група вклучува и липиди, кои самите не се
се соединенија со висока молекуларна тежина, но во
телото обично се поврзува со други биополимери.
Биорегулаторите се соединенија кои хемиски
го регулира метаболизмот. Тие вклучуваат витамини,
хормони, многу синтетички биолошки активни
соединенија, вклучително и лекови.
Збирот на хемиски реакции што се случуваат во телото се нарекува метаболизам или метаболизам. Супстанции произведени во клетките
Збир на хемиски реакции што се случуваат во телотонаречен метаболизам или метаболизам. Супстанции
формирана во клетки, ткива и органи на растенија и животни
за време на метаболизмот се нарекуваат метаболити.
Метаболизмот вклучува две насоки - катаболизам и
анаболизам.
Катаболизмот се однесува на реакциите на распаѓање на супстанциите што влегуваат
во телото со храна. Како по правило, тие се придружени со оксидација на органски соединенија и продолжуваат со ослободување
енергија.
Анаболизмот е синтеза на сложени молекули од
поедноставни, што резултира со формирање и обновување на структурните елементи на живиот организам.
Метаболичките процеси се случуваат со учество на ензими,
тие. специфични протеини кои се наоѓаат во клетките
организмот и играат улога на катализатори за биохемиски
процеси (биокатализатори).
Метаболизам
катаболизаманаболизам
Распаѓање на биополимерите
со истакнување
енергија
Синтеза на биополимери
со апсорпција
енергија
Глицерин и
масна киселина
Основни принципи на теоријата на структурата на органските соединенија А.М. Батлеров
1. Атомите во молекулата се наоѓаат во одреденасеквенци според нивната валентност.
Валентност на јаглеродниот атом во органски
врски е еднаква на четири.
2. Својствата на супстанциите не зависат само од тоа што
атоми и во колкави количини се вклучени во составот
молекулите, но и по редоследот по кој тие
поврзани едни со други.
3. Атоми или групи на атоми што го сочинуваат
молекулите меѓусебно влијаат едни на други, предизвикувајќи
зависат од хемиската активност и реакција
способноста на молекулите.
4. Проучувањето на својствата на супстанциите ни овозможува да ги одредиме
хемиска структура.
H o m o l o g h i c y r a y d
Хомологниред
Голем број на структурно слични соединенија кои имаат
слични хемиски својства, во кои поединец
членовите на една серија се разликуваат едни од други само по количина
групите -CH2- се нарекуваат хомолошка серија, а групата
CH2 – хомолошка разлика.
Членовите на која било хомолошка серија имаат огромно
повеќето реакции се одвиваат на ист начин (исклучок
ги сочинуваат само првите членови на серијата). Затоа, знаејќи
хемиски реакции на само еден член од серијата, можно е со
со висок степен на веројатност да се тврди дека истото
тип на трансформации се случуваат и кај преостанатите членови
хомологни серии.
За секоја хомологна серија може да се изведе
општа формула што ја одразува врската помеѓу атомите
јаглерод и водород во членовите на оваа серија; ова е формулата
се нарекува општа формула на хомолошката серија.
Класификација на органските соединенија според структурата на јаглеродниот скелет
Класификација на органските соединенија според присуството на функционални групи
Функционална групаКласа
Пример
халогени атоми (F, Cl, Br, I) халогени деривати CH3CH2Cl (хлороетан)
хидроксил (-OH)
алкохоли (феноли)
CH3CH2OH (етанол)
тиол или меркапто- (– тиоли (меркаптани) CH3CH2SH (етанетиол)
SN)
етерични (–O–)
етери
CH3CH2–O–CH2CH3
(диетил
етер)
естер
карбоксил –C UN
естри
CH3CH2COOCH3 (метил ацетат)
карбоксилни киселини CH3COOH (оцетна киселина)
амид –С ОНН2
амиди
карбонил (–C=O)
сулфо- (–SO3H)
амино- (-NH2)
алдехиди и
кетони
сулфонски киселини
амини
нитро- (-NO2)
нитро соединенија
киселини
CH3CONH2 (ацетамид)
CH3CHO (етанал)
CH3COCH3 (пропанон)
СН3SO3Н (метансулфонска киселина)
CH3CH2NH2
(етиламин,
примарен амин)
CH3NHCH3
(диметиламин,
секундарен амин)
CH3CH2NO2 (нитроетан)
Номенклатура на органски соединенија
Изомеризам на органски соединенија
Ако две или повеќе поединечни супстанции имаатистиот квантитативен состав (молекуларна формула),
но се разликуваат едни од други по сврзувачката низа
атомите и (или) нивната локација во вселената, потоа воопшто
Во овој случај тие се нарекуваат изомери.
Бидејќи структурата на овие соединенија е различна, тогаш
хемиски или физички својства на изомерите
се различни.
Видови изомеризам: структурни (структурни изомери) и
стереоизомеризам (просторен).
Структурниот изомеризам може да биде од три вида:
- изомеризам на јаглеродниот скелет (изомери на синџир),
- позиционира изомери (повеќе врски или функционални
групи),
- изомери од функционалната група (меѓукласа).
Стереоизомеризмот е поделен
конфигурација
на
конформациски
И
Ова е геометриски изомеризам
Рамно поларизирана светлина
Знаци на оптичка активност:- присуство на асиметричен јаглероден атом;
- отсуство на елементи на молекуларна симетрија
Енантиомери на адреналин
протеин
Анјонски
Рамен
центар
површина
не е окупирана
Рамен
Анјонски
површина
центар
зафатен
(+) - адреналин
(-) - адреналин
нецелосни
кореспонденција
низок
активност
заврши
кореспонденција
високо
активност
Биолошка активност на енантиомери
аспарагинДАРВОН
аналгетик
НОВРАД
антитусивен лек
огледало
Л-аспарагин
Д-аспарагин
(од аспарагус)
(од грашок)
горчлив вкус
сладок вкус
енантиомери
Жртви на талидомид
Киселост и базичност на органските соединенија
Бронстени киселини (протински киселини) -неутрални молекули или јони кои можат
донира протон (донатори на протон).
Типични Бронстед киселини се карбоксилни киселини
киселини. Имаат послаби киселински својства
хидроксилни групи на феноли и алкохоли, како и тио-,
амино и имино групи.
Бронстираните бази се неутрални молекули или
јони способни да прифатат протон (акцептори
протони).
Типични бронстед бази се амини.
Амфолити - соединенија, во молекули
кои содржат и кисели и
главни групи.
Видови киселини и бази според Бронстед
Главните центри во молекулата на новокаина
Употреба на основни својства за добивање форми на лекови растворливи во вода
Основнисвојства
медицински
лекови
се користат за добивање на нивните форми растворливи во вода.
При интеракција со киселини, соединенијата со
јонски врски - соли кои се многу растворливи во вода.
Да, новокаин за инјектирање
се користи во форма на хидрохлорид.
најсилниот главен центар,
на кои се споил протонот
Киселинско-базните својства на супстанциите и нивното влегување во телото
липидимембрана
рН на желудникот 1
UNS
липиди
мембрана
крвна плазма
pH 7,4
UNS
OSOSN3
рН на желудникот 1
+
OSOSN3
NH3
SOOOOSCH3
ТОА-
NH2
NH2
OSOSN3
Цревната pH вредност 7-8
крвна плазма
pH 7,4
Цревната pH вредност 7-8
Киселите лекови подобро се апсорбираат од желудникот (pH 1-3),
и се случува само апсорпција на лекови или ксенобиотски бази
откако ќе поминат од желудникот во цревата (рН 7-8). За време на
За еден час, речиси 60% од ацетилсалицилна киселина се апсорбира од стомакот на стаорци.
киселина и само 6% анилин од администрираната доза. Во цревата на стаорци
56% од администрираната доза на анилин веќе се апсорбира. Толку слаба основа
како кофеинот (рKВH + 0,8), се апсорбира во исто време во многу поголема
степен (36%), бидејќи дури и во високо киселата средина на желудникот, кофеинот
е претежно во нејонизирана состојба.
Видови реакции во органската хемија
Органските реакции се класифицираат споредследните знаци:
1. Според електронската природа на реагенсите.
2. Со промената на бројот на честички во текот на реакцијата.
3. Врз основа на специфични карактеристики.
4. Според елементарни механизми
фази на реакции.
Во зависност од електронската природа на реагенсите, се разликуваат реакции: нуклеофилни, електрофилни и слободни радикали.
Слободните радикали се електрично неутрални честичкиимајќи неспарен електрон, на пример: Cl, NO2.
Реакциите на слободните радикали се карактеристични за алканите.
Електрофилните реагенси се катјони или молекули
кои сами по себе или во присуство на катализатор
имаат зголемен афинитет за електронски пар или
негативно наелектризирани центри на молекули. Тие вклучуваат
катјони H+, Cl+, +NO2, +SO3H, R+ и молекули со слободен
орбитали AlCl3, ZnCl2 итн.
Електрофилните реакции се карактеристични за алкените, алкините,
ароматични соединенија (додавање при двојна врска,
замена на протон).
Нуклеофилните реагенси се анјони или молекули кои
кои имаат центри со зголемена густина на електрони. На нив
вклучуваат анјони и молекули како што се
HO-, RO-, Cl-, Br-, RCOO-, CN-, R-, NH3, C2H5OH, итн. Со промена
број на честички за време на
се разликуваат реакции
реакции на замена,
пристапувања,
разделување
(елиминација),
распаѓање
Класификација на реакции според посебни карактеристики
Реактивноста секогаш се смета
само во однос на реакционерниот партнер.
За време на хемиска трансформација, обично е
не е засегната целата молекула, туку само дел од неа -
центар за реакција.
Органско соединение може да содржи
неколку нееднакви реакциони центри.
Реакциите може да доведат до изомерни производи.
Реакциска селективност – квалитативна
карактеристично значење преовладува
реакцијата се одвива во една насока од
неколку можни.
Постојат региоселективност,
хемоселективност, стереоселективност на реакцијата.
Селективност на реакциите во органската хемија
Региоселективност - преференцијална реакција споредеден од неколкуте реакциони центри на молекулата.
CH3-CH2-CH3 + Br2
СН3-СНВr-СН3 + НВr
Вториот изомер, 1-бромопропан, практично не е формиран.
Хемоселективност - повластена реакција според
една од сродните функционални групи.
Стереоселективност - преференцијално формирање во реакција
еден од неколкуте можни стереоизомери. Мултифункционалните соединенија содржат
неколку идентични функционални групи.
Хетерофункционалните соединенија содржат
неколку различни функционални групи.
Хетерополифункционален
соединенијата ги содржат и двете
различни и исти
функционални групи.
Својства на поли- и хетерофункционални соединенија
Секоја група во поли- и хетерофункционалнасоединенијата можат да подлежат на истите реакции како
соодветната група во монофункционални
врски Специфични својства на поли- и
хетерофункционални соединенија
Циклизациски реакции
Формирање на хелатни комплекси Полифункционални соединенија како противотрови
Токсичниот ефект на тешките метали е
врзување на тиол групи на протеини. Како резултат на тоа, тие се инхибирани
виталните ензими на телото.
Принципот на дејство на противотрови е формирање на силни
комплекси со јони на тешки метали.
БИООРГАНСКА ХЕМИЈА ја проучува врската помеѓу структурата на органските материи и нивните биолошки функции, користејќи главно методи на органска и физичка хемија, како и физика и математика. Биоорганската хемија целосно ја покрива хемијата на природните соединенија и делумно се преклопува со биохемијата и молекуларната биологија. Предметите на неговото проучување се биолошки важни природни соединенија - главно биополимери (протеини, нуклеински киселини, полисахариди и мешани биополимери) и нискомолекуларни биолошки активни супстанции - витамини, хормони, антибиотици, токсини итн., Како и синтетички аналози на природни соединенија, лекови, пестициди итн.
Биоорганската хемија се појави како независно поле во втората половина на 20 век на пресекот на биохемијата и органската хемија заснована на традиционалната хемија на природните соединенија. Неговото формирање е поврзано со имињата на L. Pauling (откривање на α-спиралата и β-структурата како главни елементи на просторната структура на полипептидниот синџир во протеините), A. Todd (појаснување на хемиската структура на нуклеотидите и првата синтеза на динуклеотид), F. Sanger (развој на метод за одредување на аминокиселинските секвенци во протеините и декодирање со негова помош на примарната структура на инсулинот), V. Du Vigneault (изолација, воспоставување структура и хемиска синтеза на пептидни хормони - окситоцин и вазопресин), D. Barton и V. Prelog (конформациона анализа), R. Woodward (целосна хемиска синтеза на многу сложени природни соединенија, вклучувајќи резерпин, хлорофил, витамин Б 12) итн.; Во СССР, делата на НД Зелински, А.Н. Особено, тој започна да работи (подоцна широко развиен) на проучување на циклични депсипептиди кои вршат функција на јонофори. Водач на домашната биоорганска хемија во 1970-80-тите беше Ју.А. Овчиников, под чие раководство беше воспоставена структурата на десетици протеини, вклучувајќи мембрански протеини (за прв пат) - бактериородопсин и говедски визуелен родопсин.
Главните области на биоорганската хемија вклучуваат:
1. Развој на методи за изолација и прочистување на природни соединенија. Во исто време, за да се контролира степенот на прочистување, често се користи специфичната биолошка функција на супстанцијата што се проучува (на пример, чистотата на антибиотикот се контролира со неговата антимикробна активност, на хормонот со неговиот ефект врз одредена биолошка процес, и така натаму). При одвојување на сложени природни мешавини, често се користат методи на течна хроматографија и електрофореза со високи перформанси. Од крајот на 20 век, наместо да се бараат и изолираат поединечни компоненти, се спроведува целосен скрининг на биолошки примероци за максимален можен број на компоненти од одредена класа на соединенија (види Proteomics).
2. Определување на структурата на супстанциите што се проучуваат. Структурата се подразбира не само како воспоставување на природата и редоследот на врските на атомите во молекулата, туку и нивниот просторен распоред. За ова се користат различни методи, пред се хемиски (хидролиза, оксидативно расцепување, третман со специфични реагенси), кои овозможуваат да се добијат поедноставни супстанции со позната структура, од кои се реконструира структурата на првобитната материја. Широко се користат автоматски уреди кои обезбедуваат брзо решение за стандардните проблеми, особено во хемијата на протеините и нуклеинските киселини: анализатори за квантитативно определување на составот на аминокиселините и нуклеотидите и секвенционери за одредување на низата на амино киселински остатоци во протеините и нуклеотидите во нуклеински киселини. Важна улога во проучувањето на структурата на биополимерите играат ензимите, особено оние кои конкретно ги расцепуваат по строго дефинирани врски (на пример, протеинази кои ги катализираат реакциите на расцепување на пептидните врски кај остатоците од глутаминска киселина, пролин, аргинин и лизин, или рестриктивни ензими кои специфично ги расцепуваат фосфодиестерските врски во полинуклеотидите). Информациите за структурата на природните соединенија се добиваат и со помош на методи на физичко истражување - главно масена спектрометрија, нуклеарна магнетна резонанца и оптичка спектроскопија. Зголемувањето на ефикасноста на хемиските и физичките методи се постигнува преку истовремена анализа на не само природни соединенија, туку и нивни деривати кои содржат карактеристични, специјално внесени групи и означени атоми (на пример, со одгледување бактерии - производители на одредено соединение на медиум кој содржи прекурсори на ова соединение, збогатени стабилни или радиоактивни изотопи). Веродостојноста на податоците добиени од проучувањето на сложените протеини значително се зголемува со истовремено проучување на структурата на соодветните гени. Просторната структура на молекулите и нивните аналози во кристална состојба се проучува со рендгенска дифракциона анализа. Резолуцијата во некои случаи достигнува вредности помали од 0,1 nm. За решенија, најинформативен метод е NMR во комбинација со теоретска конформациска анализа. Дополнителни информации се обезбедени со методите на оптичка спектрална анализа (електронски и флуоресцентни спектри, спектри на кружен дихроизам итн.).
3. Синтеза и на самите природни соединенија и на нивните аналози. Во многу случаи, хемиската или хемиско-ензимската синтеза е единствениот начин да се добие саканата супстанција во големи (препаративни) количини. За релативно едноставни нискомолекуларни соединенија, контра синтезата служи како важен критериум за исправноста на претходно одредената структура. Создадени се автоматски синтисајзери на протеини и полинуклеотиди кои можат значително да го намалат времето на синтеза; со нивна помош, синтетизирани се голем број на протеини и полинуклеотиди кои содржат неколку стотици мономерни единици. Хемиската синтеза е главниот метод за добивање лекови од неприродно потекло. Во случај на природни супстанции, тој често ја надополнува или се натпреварува со биосинтезата.
4. Воспоставување на клеточната и молекуларната цел кон која е насочено дејството на биолошки активната супстанција, разјаснување на хемискиот механизам на нејзината интеракција со жива клетка и нејзините компоненти. Разбирањето на молекуларниот механизам на дејство е неопходно за продуктивна употреба на биомолекули, со нивната често екстремно висока активност (на пример, токсини), како алатки за проучување на биолошките системи; служи како основа за насочена синтеза на нови, практично важни супстанции со однапред одредени својства. Во голем број случаи (на пример, при проучување на пептиди кои влијаат на активноста на нервниот систем), супстанциите добиени на овој начин имаат значително зголемена активност, во споредба со оригиналниот природен прототип, променет во посакуваната насока.
Биоорганската хемија е тесно поврзана со решавањето на практични проблеми во медицината и земјоделството (производство на витамини, хормони, антибиотици и други лекови, стимуланси за раст на растенијата, регулатори на однесувањето на животните, вклучително и инсекти), хемиската, прехранбената и микробиолошката индустрија. Како резултат на комбинацијата на методи на биоорганска хемија и генетски инженеринг, стана возможно практично да се реши проблемот со индустриското производство на сложени, биолошки важни супстанции од протеинско-пептидна природа, вклучително и такви високомолекуларни супстанции како човечки инсулин, α. -, β- и γ-интерферони и човечки хормон за раст.
Лит.: Дугас Г., Пени К. Биоорганска хемија. М., 1983; Ovchinnikov Yu. A. Биоорганска хемија. М., 1996 година.
План 1. Предмет и значење на биоорганската хемија 2. Класификација и номенклатура на органски соединенија 3. Методи на прикажување на органски молекули 4. Хемиско поврзување во биооргански молекули 5. Електронски ефекти. Заемно влијание на атомите во молекулата 6. Класификација на хемиски реакции и реагенси 7. Поим за механизмите на хемиските реакции 2
Предмет на биоорганска хемија 3 Биоорганската хемија е независна гранка на хемиската наука која ги проучува структурата, својствата и биолошките функции на хемиските соединенија од органско потекло кои учествуваат во метаболизмот на живите организми.
Предметите на проучување на биоорганската хемија се нискомолекуларни биомолекули и биополимери (протеини, нуклеински киселини и полисахариди), биорегулатори (ензими, хормони, витамини и други), природни и синтетички физиолошки активни соединенија, вклучувајќи лекови и супстанции со токсични ефекти. Биомолекулите се биооргански соединенија кои се дел од живите организми и се специјализирани за формирање на клеточни структури и учество во биохемиски реакции, ја формираат основата на метаболизмот (метаболизмот) и физиолошките функции на живите клетки и на повеќеклеточните организми воопшто. 4 Класификација на биооргански соединенија
Метаболизмот е збир на хемиски реакции кои се случуваат во телото (in vivo). Метаболизмот се нарекува и метаболизам. Метаболизмот може да се случи во две насоки - анаболизам и катаболизам. Анаболизмот е синтеза во телото на сложени супстанции од релативно едноставни. Се јавува со трошење на енергија (ендотермичен процес). Катаболизмот, напротив, е разградување на сложени органски соединенија на поедноставни. Се јавува со ослободување на енергија (егзотермичен процес). Метаболичките процеси се одвиваат со учество на ензими. Ензимите ја играат улогата на биокатализатори во телото. Без ензими, биохемиските процеси или воопшто не би се случиле, или би се одвивале многу бавно, а телото не би можело да одржува живот. 5
Биоелементи. Составот на биоорганските соединенија, покрај атомите на јаглерод (C), кои ја формираат основата на која било органска молекула, вклучува и водород (H), кислород (O), азот (N), фосфор (P) и сулфур (S) . Овие биоелементи (органогени) се концентрирани во живите организми во количини кои се над 200 пати поголеми од нивната содржина во неживите предмети. Забележаните елементи сочинуваат над 99% од елементарниот состав на биомолекулите. 6
Биоорганската хемија произлезе од длабочините на органската хемија и се заснова на нејзините идеи и методи. Во историјата на развојот, органската хемија ги има следните фази: емпириска, аналитичка, структурна и модерна. Периодот од првото запознавање на човекот со органските материи до крајот на 18 век се смета за емпириски. Главниот резултат на овој период беше тоа што луѓето ја сфатија важноста на елементарната анализа и воспоставувањето на атомски и молекуларни маси. Теоријата на витализам - животна сила (Берзелиус). Аналитичкиот период продолжи до 60-тите години на 19 век. Беше обележан со фактот дека од крајот на првата четвртина на 19 век беа направени голем број ветувачки откритија кои и нанесоа кршен удар на виталистичката теорија. Првиот во оваа серија беше ученикот на Берзелиус, германскиот хемичар Волер. Тој направи голем број откритија во 1824 година - синтеза на оксална киселина од цијаноген: (CN) 2 HOOC - COOH r. – синтеза на уреа од амониум цијанат: NH 4 CNO NH 2 – C – NH 2 O 8
Во 1853 година, C. Gerard ја развил „теоријата на типови“ и ја користел за класификација на органските соединенија. Според Џерард, посложени органски соединенија можат да се добијат од следните четири главни типови супстанции: HHHH тип HHHH O тип ВОДА H Cl тип ВОДОРОД ХЛОРИД HHHHN N тип АМОНИЈ Од 1857 година, на предлог на F. A. Kekule, јаглеводородите почнале да се класифицираат како метан тип HHHNNHH C 9
Основни одредби на теоријата за структурата на органските соединенија (1861) 1) атомите во молекулите се поврзани едни со други со хемиски врски во согласност со нивната валентност; 2) атомите во молекулите на органските материи се поврзани едни со други во одредена низа, што ја одредува хемиската структура (структура) на молекулата; 3) својствата на органските соединенија не зависат само од бројот и природата на нивните составни атоми, туку и од хемиската структура на молекулите; 4) во органските молекули постои интеракција помеѓу атомите, и врзани едни со други и неврзани; 5) хемиската структура на супстанцијата може да се одреди со проучување на нејзините хемиски трансформации и, обратно, нејзините својства може да се карактеризираат со структурата на супстанцијата. 10
Основни одредби на теоријата за структурата на органските соединенија (1861) Структурна формула е слика на низата врски на атоми во молекулата. Бруто формула - CH 4 O или CH 3 OH Структурна формула Поедноставените структурни формули понекогаш се нарекуваат рационална молекуларна формула - формула на органско соединение, што го означува бројот на атоми на секој елемент во молекулата. На пример: C 5 H 12 - пентан, C 6 H 6 - бензин, итн. единаесет
Фази на развој на биоорганската хемија Како посебно поле на знаење кое ги комбинира концептуалните принципи и методологија на органската хемија од една страна и молекуларната биохемија и молекуларната фармакологија од друга страна, биоорганската хемија е формирана во дваесеттиот век врз основа на развојот на хемија на природни материи и биополимери. Современата биоорганска хемија доби фундаментално значење благодарение на работата на В. Штајн, С. Мур, Ф. Сангер (анализа на составот на аминокиселините и одредување на примарната структура на пептидите и протеините), Л. Полинг и Х. Астбери (појаснување на структурата на -спиралата и -структурата и нивното значење во спроведувањето на биолошките функции на протеинските молекули), E. Chargaff (дешифрирање на карактеристиките на нуклеотидниот состав на нуклеинските киселини), J. Watson, Fr. Крик, М. Вилкинс, Р. Френклин (воспоставување на моделите на просторната структура на молекулата на ДНК), Г. Корани (синтеза на хемиски гени) итн. 14
Класификација на органските соединенија според структурата на јаглеродниот скелет и природата на функционалната група Огромниот број на органски соединенија ги поттикна хемичарите да ги класифицираат. Класификацијата на органските соединенија се заснова на два критериуми за класификација: 1. Структура на јаглеродниот скелет 2. Природа на функционалните групи Класификација според методот на градба на јаглеродниот скелет: 1. Ациклични (алкани, алкени, алкини, алкадиени); 2. Циклично 2.1. Карбоциклични (алициклични и ароматични) 2.2. Хетероциклични 15 Ацикличните соединенија се нарекуваат и алифатични. Тие вклучуваат супстанции со отворен јаглероден ланец. Ацикличните соединенија се делат на заситени (или заситени) C n H 2n+2 (алкани, парафини) и незаситени (незаситени). Последните вклучуваат алкени C n H 2n, алкини C n H 2n -2, алкадиени C n H 2n -2.
16 Цикличните соединенија содржат прстени (циклуси) во нивните молекули. Ако циклусите содржат само јаглеродни атоми, тогаш таквите соединенија се нарекуваат карбоциклични. За возврат, карбоцикличните соединенија се поделени на алициклични и ароматични. Алицикличните јаглеводороди (циклоалкани) вклучуваат циклопропан и неговите хомолози - циклобутан, циклопентан, циклохексан итн. Ако цикличниот систем, покрај јаглеводородот, вклучува и други елементи, тогаш таквите соединенија се класифицираат како хетероциклични.
Класификација според природата на функционална група Функционална група е атом или група атоми поврзани на одреден начин, чие присуство во молекула на органска супстанција ги одредува карактеристичните својства и нејзината припадност на една или друга класа на соединенија. . Врз основа на бројот и хомогеноста на функционалните групи, органските соединенија се делат на моно-, поли- и хетерофункционални. Супстанциите со една функционална група се нарекуваат монофункционални, а супстанциите со неколку идентични функционални групи се нарекуваат полифункционални. Соединенијата што содржат неколку различни функционални групи се хетерофункционални. Важно е соединенијата од иста класа да се комбинираат во хомологни серии. Хомологна серија е серија на органски соединенија со исти функционални групи и иста структура; секој претставник на хомологната серија се разликува од претходниот со константна единица (CH 2), која се нарекува хомолошка разлика. Членовите на хомологната серија се нарекуваат хомолози. 17
Номенклатурни системи во органската хемија - тривијална, рационална и меѓународна (IUPAC) Хемиска номенклатура е збир од имиња на одделни хемиски супстанции, нивните групи и класи, како и правила за составување на нивните имиња Хемиска номенклатура е збир на имиња на одделни хемиски супстанции супстанции, нивните групи и класи, како и правила за составување на нивните имиња. Тривијалната (историска) номенклатура е поврзана со процесот на добивање на супстанции (пирогалол - производ на пиролиза на галска киселина), изворот на потекло од кој е добиен (мравја киселина) итн. Тривијалните имиња на соединенијата се широко користени во хемијата на природните и хетероцикличните соединенија (цитрал, гераниол, тиофен, пирол, кинолин итн.) Тривијалната (историска) номенклатура е поврзана со процесот на добивање супстанции (пирогалол е производ на пиролиза од галска киселина), изворот на потекло, од кој е добиен (мравја киселина) итн. Тривијалните имиња на соединенијата се широко користени во хемијата на природните и хетероцикличните соединенија (цитрал, гераниол, тиофен, пирол, кинолин итн.). Рационалната номенклатура се заснова на принципот на делење на органските соединенија во хомологни серии. Сите супстанции во одредена хомологна серија се сметаат за деривати на наједноставниот претставник на оваа серија - првиот или понекогаш вториот. Особено, за алканите - метан, за алкените - етилен, итн. Рационалната номенклатура се заснова на принципот на делење на органските соединенија во хомологни серии. Сите супстанции во одредена хомологна серија се сметаат за деривати на наједноставниот претставник на оваа серија - првиот или понекогаш вториот. Особено, за алкани - метан, за алкени - етилен, итн. 18
Меѓународна номенклатура (IUPAC). Правилата на модерната номенклатура беа развиени во 1957 година на 19-тиот конгрес на Меѓународната унија за чиста и применета хемија (IUPAC). Радикална функционална номенклатура. Овие имиња се засноваат на името на функционалната класа (алкохол, етер, кетон итн.), на која претходат имињата на јаглеводородните радикали, на пример: алил хлорид, диетил етер, диметил кетон, пропил алкохол итн. Заменска номенклатура. Правила за номенклатура. Матичната структура е структурен фрагмент на молекулата (молекуларен скелет) што лежи во основата на името на соединението, главниот јаглероден ланец на атоми за алицикличните соединенија и циклусот за карбоцикличните соединенија. 19
Хемиска врска во органски молекули Хемиска врска е феномен на интеракција помеѓу надворешните електронски обвивки (валентни електрони на атомите) и атомските јадра, што го одредува постоењето на молекула или кристал како целина. Како по правило, атомот, прифаќајќи или донирајќи електрон или формирајќи заеднички електронски пар, има тенденција да стекне конфигурација на надворешната електронска обвивка слична на онаа на благородните гасови. Следниве видови хемиски врски се карактеристични за органските соединенија: - јонска врска - ковалентна врска - донорска - акцепторска врска - водородна врска. Постојат и некои други видови хемиски врски (метални, едноелектронски, двоелектронски трицентрални) , но практично не се наоѓаат во органските соединенија. 20
Видови врски во органски соединенија Најкарактеристична за органските соединенија е ковалентна врска. Ковалентната врска е интеракција на атомите, која се реализира преку формирање на заеднички електронски пар. Овој тип на врска се формира помеѓу атоми кои имаат споредливи вредности на електронегативност. Електронегативноста е својство на атомот што покажува способност да привлекува електрони кон себе од други атоми. Ковалентната врска може да биде поларна или неполарна. Неполарна ковалентна врска се јавува помеѓу атомите со иста електронегативност
Видови врски во органски соединенија Се формира поларна ковалентна врска помеѓу атоми кои имаат различни вредности на електронегативност. Во овој случај, врзаните атоми добиваат парцијални полнежи δ+δ+ δ-δ- Посебен подтип на ковалентна врска е врската донор-акцептор. Како и во претходните примери, овој тип на интеракција се должи на присуството на заеднички електронски пар, но вториот е обезбеден од еден од атомите што ја формира врската (донатор) и прифатен од друг атом (акцептор) 24
Видови врски во органски соединенија Се формира јонска врска помеѓу атомите кои многу се разликуваат во вредностите на електронегативност. Во овој случај, електронот од помалку електронегативниот елемент (често метал) целосно се пренесува на поелектронегативниот елемент. Оваа електронска транзиција предизвикува појава на позитивен полнеж на помалку електронегативниот атом и негативен полнеж на поелектронегативниот. Така, се формираат два јона со спротивни полнежи, меѓу кои има електровалентна интеракција. 25
Видови врски во органски соединенија Водородна врска е електростатска интеракција помеѓу водородниот атом, кој е врзан на високополарен начин, и електронски парови кислород, флуор, азот, сулфур и хлор. Овој тип на интеракција е прилично слаба интеракција. Водородното поврзување може да биде интермолекуларно или интрамолекуларно. Интермолекуларна водородна врска (интеракција помеѓу две молекули на етил алкохол) Интрамолекуларна водородна врска во салицилен алдехид 26
Хемиско поврзување во органски молекули Модерната теорија за хемиско поврзување се заснова на квантно механичкиот модел на молекулата како систем кој се состои од електрони и атомски јадра. Концептот на камен-темелникот на квантната механичка теорија е атомската орбитала. Атомска орбитала е дел од просторот во кој веројатноста да се најдат електрони е максимална. Така, врзувањето може да се гледа како интеракција („преклопување“) на орбиталите што секоја носи по еден електрон со спротивни спинови. 27
Хибридизација на атомските орбитали Според квантната механичка теорија, бројот на ковалентни врски што ги формира еден атом се определува со бројот на едноелектронски атомски орбитали (бројот на неспарени електрони). Јаглеродниот атом во неговата основна состојба има само два неспарени електрони, но можната транзиција на електрон од 2s на 2 pz овозможува да се формираат четири ковалентни врски. Состојбата на јаглеродниот атом во кој има четири неспарени електрони се нарекува „возбудена“. И покрај фактот дека јаглеродните орбитали се нееднакви, познато е дека формирањето на четири еквивалентни врски е можно поради хибридизацијата на атомските орбитали. Хибридизацијата е појава во која ист број орбитали со иста форма и број се формираат од неколку орбитали со различни форми и слични по енергија. 28
Хибридни состојби на јаглеродниот атом во органски молекули ПРВА ХИБРИДНА СОСТОЈБА Атомот C е во состојба на sp 3 хибридизација, формира четири σ врски, формира четири хибридни орбитали, кои се распоредени во форма на тетраедар (агол на врска) σ врска 31
Хибридни состојби на јаглеродниот атом во органски молекули ВТОРА ХИБРИДНА СОСТОЈБА Атомот C е во состојба на sp 2 хибридизација, формира три σ-врски, формира три хибридни орбитали, кои се распоредени во форма на рамен триаголник (агол на врска 120) σ-врски π-врска 32
Хибридни состојби на јаглеродниот атом во органски молекули ТРЕТА ХИБРИДНА СОСТОЈБА Атомот C е во состојба на sp-хибридизација, формира две σ-врски, формира две хибридни орбитали, кои се распоредени во линија (агол на врска 180) σ-врски π -обврзници 33
Карактеристики на хемиските врски POLING скала: F-4.0; О – 3,5; Cl – 3,0; N - 3,0; Br – 2,8; S – 2,5; C-2,5; H-2.1. разлика 1.7
Карактеристики на хемиските врски Поларизираноста на врската е поместување на густината на електроните под влијание на надворешни фактори. Поларизираноста на врската е степенот на подвижност на електроните. Како што се зголемува атомскиот радиус, поларизираноста на електроните се зголемува. Според тоа, поларизираноста на јаглерод - халогената врска се зголемува на следниов начин: C-F 
Електронски ефекти. Заемно влијание на атомите во молекулата 39 Според современите теоретски концепти, реактивноста на органските молекули е предодредена со поместувањето и подвижноста на електронските облаци кои формираат ковалентна врска. Во органската хемија, се разликуваат два вида на поместувања на електрони: а) електронски поместувања кои се јавуваат во системот -врзници, б) електронски поместувања пренесени од системот -врзници. Во првиот случај, се случува таканаречениот индуктивен ефект, во вториот - мезомерен ефект. Индуктивниот ефект е прераспределба на густината на електроните (поларизација) што произлегува од разликата во електронегативноста помеѓу атомите на молекулата во системот на врски. Поради незначителната поларизација на -обврзниците, индуктивниот ефект брзо исчезнува и по 3-4 врски скоро и да не се појавува.
Електронски ефекти. Заемно влијание на атомите во молекула 40 Концептот на индуктивниот ефект го вовел К. Инголд, а ги вовел и следните ознаки: –I-ефект во случај на намалување на густината на електроните со супституент +I-ефект во случај на зголемување на густината на електроните со супституент Позитивен индуктивен ефект е прикажан од алкилните радикали (CH 3, C 2 H 5 - итн.). Сите други супституенти поврзани со јаглеродниот атом покажуваат негативен индуктивен ефект.
Електронски ефекти. Меѓусебно влијание на атомите во молекулата 41 Мезомерскиот ефект е прераспределба на густината на електроните по конјугиран систем. Коњугираните системи вклучуваат молекули на органски соединенија во кои двојните и единечните врски се наизменично или кога атом со осамен пар електрони во р-орбиталата се наоѓа веднаш до двојната врска. Во првиот случај, - се случува конјугација, а во вториот случај, стр, -конјугација. Споените системи доаѓаат во конфигурации на отворено и затворено коло. Примери за такви соединенија се 1,3-бутадиен и бензин. Во молекулите на овие соединенија, атомите на јаглеродот се во состојба на хибридизација на sp 2 и поради нехибридните p-орбитали, формираат -врски кои меѓусебно се преклопуваат и формираат единечен електронски облак, односно се случува конјугација.
Електронски ефекти. Меѓусебно влијание на атомите во молекулата 42 Постојат два вида мезомерски ефект - позитивен мезомерен ефект (+M) и негативен мезомерен ефект (-M). Позитивен мезомерен ефект е прикажан со супституенти кои обезбедуваат p-електрони на конјугираниот систем. Тие вклучуваат: -O, -S -NH 2, -OH, -OR, Hal (халогени) и други супституенти кои имаат негативен полнеж или осамен пар електрони. Негативниот мезомерен ефект е карактеристичен за супституентите кои ја апсорбираат густината на електроните од конјугираниот систем. Тие вклучуваат супституенти кои имаат повеќекратни врски помеѓу атомите со различна електронегативност: - N0 2 ; -SO3H; >C=O; -КУН и други. Мезомерскиот ефект графички се рефлектира со свиткана стрелка, која ја покажува насоката на поместување на електроните.За разлика од ефектот на индукција, мезомерскиот ефект не се гаси. Целосно се пренесува низ системот, без оглед на должината на синџирот за поврзување. C=O; -КУН и други. Мезомерскиот ефект графички се рефлектира со свиткана стрелка, која ја покажува насоката на поместување на електроните.За разлика од ефектот на индукција, мезомерскиот ефект не се гаси. Целосно се пренесува низ системот, без оглед на должината на синџирот на интерфејс."> 
Видови хемиски реакции 43 Хемиската реакција може да се смета како интеракција на реагенс и супстрат. Во зависност од начинот на раскинување и формирање на хемиска врска во молекулите, органските реакции се делат на: а) хомолитични б) хетеролитички в) молекуларни Хомолитички или слободни радикали реакции се предизвикани од хомолитичко расцепување на врската, кога секој атом има оставен по еден електрон. , односно се формираат радикали . Хомолитичкото расцепување се јавува при високи температури, дејство на светлосен квант или катализа.
Хетеролитичките или јонските реакции се одвиваат на таков начин што пар на сврзувачки електрони остануваат во близина на еден од атомите и се формираат јони. Честичка со електронски пар се нарекува нуклеофилна и има негативен полнеж (-). Честичка без електронски пар се нарекува електрофилна и има позитивен полнеж (+). 44 Видови хемиски реакции
Механизам на хемиска реакција 45 Механизмот на реакцијата е збир од елементарни (едноставни) фази кои ја сочинуваат дадената реакција. Механизмот на реакција најчесто ги вклучува следните фази: активирање на реагенсот со формирање на електрофил, нуклеофил или слободен радикал. За да се активира реагенс, обично е потребен катализатор. Во втората фаза, активираниот реагенс е во интеракција со подлогата. Во овој случај, се формираат средни честички (посредни производи). Последните вклучуваат -комплекси, -комплекси (карбокации), карбаниони и нови слободни радикали. Во последната фаза, додавањето или елиминацијата на честичка во (од) посредникот формиран во втората фаза се случува со формирање на финалниот производ на реакцијата. Ако реагенсот генерира нуклеофил при активирање, тогаш тоа се нуклеофилни реакции. Тие се означени со буквата N - (во индексот). Во случај кога реагенсот генерира електрофил, реакциите се класифицирани како електрофилни (E). Истото може да се каже и за реакциите на слободните радикали (R).
Нуклеофилите се реагенси кои имаат негативен полнеж или атом збогатен со електронска густина: 1) анјони: OH -, CN -, RO -, RS -, Hal - и други анјони; 2) неутрални молекули со осамени парови електрони: NH 3, NH 2 R, H 2 O, ROH и други; 3) молекули со вишок електронска густина (имаат - врски). Електрофилите се реагенси кои имаат позитивен полнеж или атом осиромашен во електронската густина: 1) катјони: H + (протон), HSO 3 + (јон на водород сулфониум), NO 2 + (нитрониум јон), NO (нитросониум јон) и други катјони; 2) неутрални молекули со празна орбитала: AlCl 3, FeBr 3, SnCl 4, BF 4 (Луис киселини), SO 3; 3) молекули со осиромашена електронска густина на атомот. 46
49
50
51
52
Здраво! Многу студенти по медицина сега учат биоорганска хемија, позната и како биохемија.
На некои универзитети овој предмет завршува со тест, на други со испит. Понекогаш се случува тестот на еден универзитет да биде споредлив по тешкотија со испит на друг.
На мојот универзитет, биоорганската хемија се полагаше како испит на летната сесија на самиот крај на првата година. Мора да се каже дека БПЦ е една од оние теми кои на почетокот се застрашувачки и можат да ја поттикнат мислата „ова е невозможно да се помине“. Ова е особено точно, се разбира, за луѓето со слаба основа во органската хемија (и, чудно е доволно, има доста од нив на медицинските универзитети).
Програмите за изучување на биоорганска хемија на различни универзитети може многу да се разликуваат, а методите на настава може да се разликуваат уште повеќе.
Сепак, барањата за студентите се приближно исти насекаде. Многу едноставно кажано, за да ја поминете биоорганската хемија со 5, мора да ги знаете имињата, својствата, структурните карактеристики и типичните реакции на голем број органски супстанции.
Нашиот учител, почитуван професор, го презентираше материјалот како секој ученик да е најдобриот ученик по органска хемија во училиштето (а биоорганската хемија во суштина е комплициран курс во училишната органска хемија). Веројатно беше во право во пристапот, секој треба да се труди да го достигне врвот и да се труди да биде најдобар. Сепак, тоа доведе до фактот дека некои студенти, кои делумно не го разбираа материјалот во првите 2-3 часови, престанаа да разбираат сè поблиску до средината на семестарот.
Решив да го напишам овој материјал главно затоа што бев баш таков студент. На училиште навистина ја сакав неорганската хемија, но секогаш се борев со органската. Уште кога се подготвував за обединет државен испит, ја избрав стратегијата да ги зајакнам сите мои знаења во неорганиката, а во исто време да ја консолидирам само основата на органската супстанција. Патем, ова речиси ми се врати во однос на влезните точки, но тоа е друга приказна.
Не попусто кажав за методологијата на наставата, бидејќи и нашата беше многу необична. Веднаш, речиси на првиот час, ни ги покажаа прирачниците според кои требаше да полагаме тестови, а потоа и испит.
Биоорганска хемија - тестови и испит
Целиот наш курс беше поделен на 4 главни теми, од кои секоја заврши со тест лекција. Веќе имавме прашања за секој од четирите тестови од првиот пар. Тие, се разбира, беа застрашувачки, но во исто време служеа како еден вид мапа по која се движи.
Првиот тест беше сосема основен. Беше посветен главно на номенклатурата, тривијалните (секојдневни) и меѓународните имиња и, се разбира, класификацијата на супстанциите. Исто така, во една или друга форма, беа допрени знаците на ароматичноста.
Вториот тест по првиот изгледаше многу потежок. Таму беше неопходно да се опишат својствата и реакциите на супстанциите како што се кетони, алдехиди, алкохоли и карбоксилни киселини. На пример, една од најтипичните реакции на алдехидите е реакцијата на сребреното огледало. Доста убава глетка. Ако додадете Толенсов реагенс, односно OH, на кој било алдехид, тогаш на ѕидот на епрувета ќе видите талог кој наликува на огледало, вака изгледа: 
Третиот тест во споредба со вториот не изгледаше толку страшно. Секој е веќе навикнат да пишува реакции и да памети својства според класификациите. Во третиот тест зборувавме за соединенија со две функционални групи - аминофеноли, амино алкохоли, оксокиселини и други. Исто така, секој билет содржел најмалку еден билет за јаглени хидрати.
Четвртиот тест во биоорганската хемија беше речиси целосно посветен на протеините, амино киселините и пептидните врски. Посебен белег беа прашањата кои бараа собирање РНК и ДНК.
Патем, токму вака изгледа една аминокиселина - можете да ја видите амино групата (на оваа слика е обоена жолто) и групата карбоксилна киселина (тоа е јоргована). Токму со супстанции од оваа класа моравме да се справиме во четвртиот тест. 
Секој тест беше полаган на табла - ученикот мора, без поттикнување, да ги опише и објасни сите потребни својства во форма на реакции. На пример, ако го правите вториот тест, ги имате својствата на алкохолот на вашиот билет. Наставникот ти вели - пиј пропанол. Ја пишуваш формулата на пропанол и 4-5 типични реакции за да ги илустрираш неговите својства. Може да има и егзотични работи, како соединенија што содржат сулфур. Грешка дури и во индексот на еден производ на реакција често ме испраќаше понатаму да го проучувам овој материјал до следниот обид (што беше една недела подоцна). Страшно? Суров? Секако!
Сепак, овој пристап има многу пријатен несакан ефект. Беше тешко за време на редовните семинарски часови. Многумина ги полагаа тестовите 5-6 пати. Но, испитот беше многу лесен, бидејќи секој тикет содржеше 4 прашања. Точно, по еден од секој веќе научен и решен тест.
Затоа, јас дури и нема да ги опишам сложеноста на подготовката за испитот по биоорганска хемија. Во нашиот случај, целата подготовка се сведуваше на тоа како се подготвувавме за самите тестови. Самоуверено го поминав секој од четирите тестови - пред испитот, само погледнете ги вашите сопствени нацрти, запишете ги најосновните реакции и сè ќе се врати веднаш. Факт е дека органската хемија е многу логична наука. Она што треба да го запомните не се огромните низи реакции, туку самите механизми.
Да, забележувам дека ова не функционира со сите ставки. Нема да можете да ја поминете огромната анатомија со едноставно читање на вашите белешки претходниот ден. Голем број други предмети исто така имаат свои карактеристики. Дури и ако вашето медицинско училиште поинаку учи биоорганска хемија, можеби ќе треба да ја прилагодите вашата подготовка и да ја направите малку поинаку од мене. Во секој случај, со среќа, разберете и сакајте ја науката!
“ … Имаше толку многу неверојатни инциденти,
Дека ништо не и се чинеше воопшто можно сега ”
Л. Керол „Алиса во земјата на чудата“
Биоорганската хемија се развила на границата меѓу две науки: хемијата и биологијата. Во моментов им се придружија медицината и фармакологијата. Сите четири од овие науки користат современи методи на физичко истражување, математичка анализа и компјутерско моделирање.
Во 1807 г Џ.Ја. Берзелиуспредложи да се повикаат супстанции како маслиново масло или шеќер, кои се вообичаени во живата природа органски.
Во тоа време, многу природни соединенија веќе беа познати, кои подоцна почнаа да се дефинираат како јаглени хидрати, протеини, липиди и алкалоиди.
Во 1812 година, руски хемичар К.С. Кирхофго претвора скробот со загревање со киселина во шеќер, подоцна наречен гликоза.
Во 1820 година, француски хемичар А. Браконо, со третирање на протеинот со желатин, ја добил супстанцијата глицин, која спаѓа во класа на соединенија кои подоцна Берзелиусименуван амино киселини.
Датумот на раѓање на органската хемија може да се смета за дело објавено во 1828 година Ф. Велера, кој прв синтетизирал супстанца од природно потекло – уреа- од неорганското соединение амониум цијанат.
Во 1825 година, физичарот Фарадејизолиран бензен од гас што се користел за осветлување на градот Лондон. Присуството на бензен може да го објасни зачадениот пламен на лондонските светилки.
Во 1842 г Н.Н. Зининспроведена синте z анилин,
Во 1845 година А.В. Колбе, ученик на Ф. Волер, синтетизирал оцетна киселина - несомнено природно органско соединение - од почетните елементи (јаглерод, водород, кислород)
Во 1854 г П.М. Бертлотзагреан глицерин со стеаринска киселина и добиен тристеарин, кој се покажа дека е идентичен со природното соединение изолирано од масти. Понатаму П.М. Бертелотземал други киселини кои не биле изолирани од природните масти и добил соединенија многу слични на природните масти. Со ова францускиот хемичар докажа дека е можно да се добијат не само аналози на природни соединенија, туку и создаваат нови, слични и во исто време различни од природните.
Многу големи достигнувања во органската хемија во втората половина на 19 век се поврзани со синтезата и проучувањето на природните материи.
Во 1861 година, германскиот хемичар Фридрих Август Кекуле фон Страдониц (во научната литература секогаш се нарекува едноставно Кекуле) објави учебник во кој ја дефинира органската хемија како хемија на јаглеродот.
Во периодот 1861-1864 г. Рускиот хемичар А.М. Батлеров создаде унифицирана теорија за структурата на органските соединенија, што овозможи да се пренесат сите постоечки достигнувања на единствена научна основа и го отвори патот за развој на науката за органска хемија.
Во истиот период, Д.И.Менделеев. познат низ светот како научник кој го открил и формулирал периодичниот закон за промени во својствата на елементите, го објави учебникот „Органска хемија“. Го имаме на располагање неговото второ издание (поправено и проширено, Публикација на Партнерството „Јавна корист“, Санкт Петербург, 1863 година. 535 стр.)
Во својата книга, големиот научник јасно ја дефинираше врската помеѓу органските соединенија и виталните процеси: „Можеме да репродуцираме многу од процесите и супстанциите што ги произведуваат организмите вештачки, надвор од телото. Така, протеинските материи, уништени кај животните под влијание на кислородот апсорбиран од крвта, се претвораат во амониумови соли, уреа, слуз шеќер, бензоева киселина и други супстанции кои обично се излачуваат во урината... Земено посебно, секоја витална појава не е резултат на некоја посебна сила, но се јавува според општите закони на природата" Во тоа време, биоорганската хемија и биохемијата сè уште не се појавија како
независни насоки, на почетокот тие беа обединети физиолошка хемија, но постепено тие прераснаа врз основа на сите достигнувања во две самостојни науки.
Науката за биоорганска хемија студииврска помеѓу структурата на органските материи и нивните биолошки функции, користејќи главно методи на органска, аналитичка, физичка хемија, како и математика и физика
Главната карактеристика на оваа тема е проучувањето на биолошката активност на супстанциите во врска со анализата на нивната хемиска структура
Предмети на проучување на биоорганската хемија: биолошки важни природни биополимери - протеини, нуклеински киселини, липиди, супстанции со ниска молекуларна тежина - витамини, хормони, сигнални молекули, метаболити - супстанции вклучени во енергетскиот и пластичен метаболизам, синтетички дроги.
Главните задачи на биоорганската хемија вклучуваат:
1. Развој на методи за изолирање и прочистување на природните соединенија, користејќи медицински методи за проценка на квалитетот на лекот (на пример, хормон врз основа на степенот на неговата активност);
2. Определување на структурата на природно соединение. Се користат сите методи на хемијата: определување на молекуларна тежина, хидролиза, анализа на функционални групи, оптички методи на истражување;
3. Развој на методи за синтеза на природни соединенија;
4. Проучување на зависноста на биолошкото дејство од структурата;
5. Појаснување на природата на биолошката активност, молекуларните механизми на интеракција со различни клеточни структури или со неговите компоненти.
Развојот на биоорганската хемија во текот на децениите е поврзан со имињата на руските научници:Д.И.Менделева, А.М. Батлеров, Н.Н.Зинин, Н.Д.Зелински А.Н.Белозерски Н.А.Преображенски М.М.М.Шемјакин, Ју.А. Овчиникова.
Основачите на биоорганската хемија во странство се научници кои направиле многу големи откритија: структурата на секундарната структура на протеините (Л. Полинг), целосната синтеза на хлорофилот, витаминот Б 12 (Р. Вудворд), употребата на ензими во синтеза на сложени органски материи. вклучувајќи го и генот (Г. Куран) и други
На Урал во Екатеринбургво областа на биоорганската хемија од 1928 до 1980 г. работеше како раководител на одделот за органска хемија на УПИ, академик И.Ја.Постовски, познат како еден од основачите во нашата земја на научната насока за пребарување и синтеза на лекови и автор на голем број лекови (сулфонамиди, антитуморно, анти-зрачење, анти-туберкулоза).Неговото истражување го продолжуваат студенти кои работат под водство на академиците О.Н.Чупахин, В.Н. Чарушин во USTU-UPI и во Институтот за органска синтеза по име. И ЈАС. Постовски Руската академија на науките.
Биоорганската хемија е тесно поврзана со задачите на медицината и е неопходна за проучување и разбирање на биохемијата, фармакологијата, патофизиологијата и хигиената. Целиот научен јазик на биоорганската хемија, усвоената нотација и користените методи не се разликуваат од органската хемија што сте ја учеле во училиште
Се вчитува...