“ … Så mange fantastiske ting skjedde.

At ingenting virket for henne nå helt umulig ”

L. Carroll "Alice i Eventyrland"

Bioorganisk kjemi utviklet seg på grensen mellom to vitenskaper: kjemi og biologi. For tiden har medisin og farmakologi sluttet seg til dem. Alle fire av disse vitenskapene bruker moderne metoder fysisk forskning, matematisk analyse og datamodellering.

I 1807 Y.Ya. Berzelius foreslo at stoffer som olivenolje eller sukker, som er vanlige i dyrelivet, bør kalles organisk.

På dette tidspunktet var mange naturlige forbindelser allerede kjent, som senere begynte å bli definert som karbohydrater, proteiner, lipider og alkaloider.

I 1812 en russisk kjemiker K.S. Kirchhoff omdannet stivelse ved å varme den opp med syre til sukker, senere kalt glukose.

I 1820 en fransk kjemiker A. Braconno, behandlet proteinet med gelatin, mottok stoffet glycin, som tilhører klassen av forbindelser som senere Berzelius navngitt aminosyrer.

Fødselsdatoen til organisk kjemi kan betraktes som verket publisert i 1828 F. Wehler som først syntetiserte et stoff av naturlig opprinnelse – urea- fra den uorganiske forbindelsen ammoniumcyanat.

I 1825 fysikeren Faraday isolert benzen fra gassen som ble brukt til å lyse opp London. Tilstedeværelsen av benzen kan forklare de røykfylte flammene til London-lykter.

I 1842 N.N. Zinin utført synth fra anilin,

I 1845 ble A.V. Kolbe, en student av F. Wöhler, syntetiserte eddiksyre - utvilsomt en naturlig organisk forbindelse - fra startelementene (karbon, hydrogen, oksygen)

I 1854 P. M. Bertlo oppvarmet glyserin med stearinsyre og oppnådd tristearin, som viste seg å være identisk med en naturlig forbindelse isolert fra fett. Lengre P.M. Berthelot tok andre syrer som ikke var isolert fra naturlig fett og oppnådde forbindelser som ligner veldig på naturlig fett. Ved dette beviste den franske kjemikeren at det er mulig å oppnå ikke bare analoger av naturlige forbindelser, men også skape nye, like og samtidig annerledes enn naturlige.

Mange store prestasjoner innen organisk kjemi i andre halvdel av 1800-tallet er knyttet til syntese og studier av naturlige stoffer.

I 1861 publiserte den tyske kjemikeren Friedrich August Kekule von Stradonitz (alltid kalt Kekule i den vitenskapelige litteraturen) en lærebok der han definerte organisk kjemi som karbonkjemien.

I perioden 1861-1864. Den russiske kjemikeren A.M. Butlerov skapte en enhetlig teori om strukturen til organiske forbindelser, som gjorde det mulig å overføre alle eksisterende prestasjoner til et enkelt vitenskapelig grunnlag og åpnet veien for utviklingen av vitenskapen om organisk kjemi.

I samme periode, D.I. Mendeleev. kjent over hele verden som en vitenskapsmann som oppdaget og formulerte den periodiske loven om endringer i elementenes egenskaper, ga ut læreboken Organic Chemistry. Vi har til rådighet dens 2. utgave.

I sin bok definerte den store forskeren klart forholdet mellom organiske forbindelser og livsprosesser: "Mange av de prosessene og stoffene som produseres av organismer, kan vi reprodusere kunstig utenfor kroppen. Så proteinstoffer, som brytes ned i dyr under påvirkning av oksygen absorbert av blodet, blir til ammoniakksalter, urea, slimsukker, benzosyre og andre stoffer som vanligvis skilles ut i urinen ... Tatt separat, hver vital fenomen er ikke et resultat av noen spesiell kraft, men utføres i henhold til de generelle naturlovene". På den tiden var bioorganisk kjemi og biokjemi ennå ikke blitt dannet som

uavhengige retninger, først var de forent fysiologisk kjemi men gradvis vokste de på grunnlag av alle prestasjoner til to uavhengige vitenskaper.

Vitenskapen om bioorganisk kjemistudier sammenheng mellom strukturen til organiske stoffer og deres biologiske funksjoner, hovedsakelig ved hjelp av metodene for organisk, analytisk, fysisk kjemi, samt matematikk og fysikk

Det viktigste kjennetegnet ved dette emnet er studiet av den biologiske aktiviteten til stoffer i forbindelse med analysen av deres kjemiske struktur.

Studieobjekter av bioorganisk kjemi: biologisk viktige naturlige biopolymerer - proteiner, nukleinsyrer, lipider, lavmolekylære stoffer - vitaminer, hormoner, signalmolekyler, metabolitter - stoffer involvert i energi- og plastmetabolisme, syntetiske stoffer.

Hovedoppgavene til bioorganisk kjemi inkluderer:

1. Utvikling av metoder for isolering, rensing av naturlige forbindelser, ved bruk av medisinske metoder for å vurdere kvaliteten på et stoff (for eksempel et hormon etter graden av dets aktivitet);

2. Bestemmelse av strukturen til en naturlig forbindelse. Alle metoder for kjemi brukes: bestemmelse av molekylvekt, hydrolyse, analyse av funksjonelle grupper, optiske forskningsmetoder;

3. Utvikling av metoder for syntese av naturlige forbindelser;

4. Studie av biologisk handlings avhengighet av strukturen;

5. Finne ut naturen til biologisk aktivitet, molekylære mekanismer for interaksjon med ulike cellestrukturer eller med dens komponenter.

Utviklingen av bioorganisk kjemi i flere tiår er assosiert med navnene på russiske forskere: D.I.Mendeleev, A.M. Butlerov, N.N. Zinin, N.D. Zelinsky A.N. Belozersky N.A. Preobrazhensky M.M. Shemyakin, Yu.A. Ovchinnikov.

Grunnleggerne av bioorganisk kjemi i utlandet er forskere som har gjort mange store funn: strukturen til den sekundære strukturen til protein (L. Pauling), den fullstendige syntesen av klorofyll, vitamin B 12 (R. Woodward), bruken av enzymer i syntese av komplekse organiske stoffer. inkludert, gen (G. Qur'an) og andre

I Ural i Jekaterinburg innen bioorganisk kjemi fra 1928 til 1980. jobbet som leder av Institutt for organisk kjemi ved UPI, akademiker I.Ya. under veiledning av akademikere O.N. Chupakhin, V.N. Charushin ved USTU-UPI og ved Institute of Organic Synthesis. OG JEG. Postovsky fra det russiske vitenskapsakademiet.

Bioorganisk kjemi er nært knyttet til medisinens oppgaver, det er nødvendig for studiet og forståelsen av biokjemi, farmakologi, patofysiologi og hygiene. Hele det vitenskapelige språket for bioorganisk kjemi, den aksepterte notasjonen og metodene som brukes er de samme som den organiske kjemien du studerte på skolen

Moderne bioorganisk kjemi er et forgrenet kunnskapsfelt, grunnlaget for mange biomedisinske disipliner og først og fremst biokjemi, molekylærbiologi, genomikk, proteomikk og

bioinformatikk, immunologi, farmakologi.

Programmet er basert på en systematisk tilnærming til å bygge hele kurset på en enkelt teori

grunnlag basert på ideer om den elektroniske og romlige strukturen til organisk

forbindelser og mekanismer for deres kjemiske transformasjoner. Materialet presenteres i form av 5 seksjoner, hvorav de viktigste er: "Teoretisk grunnlag for strukturen til organiske forbindelser og faktorer som bestemmer deres reaktivitet", "Biologisk viktige klasser av organiske forbindelser" og "Biopolymerer og deres strukturelle komponenter. Lipider"

Studiet retter seg mot den spesialiserte undervisningen i bioorganisk kjemi ved et medisinsk universitet, i forbindelse med hvilken disiplinen kalles "bioorganisk kjemi i medisin". Profilering av undervisningen i bioorganisk kjemi er hensynet til det historiske forholdet mellom utviklingen av medisin og kjemi, inkludert organisk, økt oppmerksomhet til klasser av biologisk viktige organiske forbindelser (heterofunksjonelle forbindelser, heterosykler, karbohydrater, aminosyrer og proteiner, nukleinsyrer, lipider ) så vel som biologisk viktige reaksjoner av disse klassene av forbindelser ). En egen del av programmet er viet vurderingen av de farmakologiske egenskapene til visse klasser av organiske forbindelser og den kjemiske naturen til visse klasser av legemidler.

Tatt i betraktning den viktige rollen til "oksidative stresssykdommer" i strukturen av sykelighet hos en moderne person, gir programmet spesiell oppmerksomhet til frie radikaler oksidasjonsreaksjoner, påvisning av frie radikaler lipid oksidasjons sluttprodukter i laboratoriediagnostikk, naturlige antioksidanter og antioksidanter narkotika. Programmet tar hensyn til miljøproblemer, nemlig naturen til fremmedlegemer og mekanismene for deres giftige effekter på levende organismer.

1. Hensikt og mål for opplæringen.

1.1. Formålet med å undervise i faget bioorganisk kjemi i medisin: å danne en forståelse av rollen til bioorganisk kjemi som grunnlaget for moderne biologi, det teoretiske grunnlaget for å forklare biologiske effekter av bioorganiske forbindelser, virkemekanismene til legemidler og skapelse av nye medikamenter. Å legge ned kunnskap om forholdet mellom struktur, kjemiske egenskaper og biologisk aktivitet til de viktigste klassene av bioorganiske forbindelser, for å lære å anvende den ervervede kunnskapen i studiet av påfølgende disipliner og i faglig virksomhet.

1.2. Oppgaver med å undervise i bioorganisk kjemi:

1. Dannelse av kunnskap om struktur, egenskaper og reaksjonsmekanismer til de viktigste klassene av bioorganiske forbindelser, som bestemmer deres medisinske og biologiske betydning.

2. Dannelse av ideer om den elektroniske og romlige strukturen til organiske forbindelser som grunnlag for å forklare deres kjemiske egenskaper og biologiske aktivitet.

3. Dannelse av ferdigheter og praktiske ferdigheter:

klassifisere bioorganiske forbindelser i henhold til strukturen til karbonskjelettet og funksjonelle grupper;

bruke reglene for kjemisk nomenklatur for å angi navn på metabolitter, medisiner, fremmedfrykt;

bestemme reaksjonssentre i molekyler;

kunne gjennomføre kvalitative reaksjoner av klinisk og laboratoriemessig betydning.

2. Disiplinens plass i strukturen til OOP:

Disiplinen "Bioorganisk kjemi" er en integrert del av disiplinen "Kjemi", som refererer til den matematiske, naturvitenskapelige syklusen av disipliner.

Den grunnleggende kunnskapen som er nødvendig for å studere disiplinen er dannet i syklusen av matematiske, naturvitenskapelige disipliner: fysikk, matematikk; medisinsk informatikk; kjemi; biologi; anatomi, histologi, embryologi, cytologi; normal fysiologi; mikrobiologi, virologi.

Det er en forløper for studiet av disipliner:

biokjemi;

farmakologi;

mikrobiologi, virologi;

immunologi;

fagdisipliner.

Parallelt studerte disipliner som gir tverrfaglige koblinger innenfor rammen av den grunnleggende delen av læreplanen:

kjemi, fysikk, biologi, 3. En liste over disipliner og emner, assimilering av hvilke av studenter er nødvendig for studiet av bioorganisk kjemi.

Generell kjemi. Atomets struktur, arten av den kjemiske bindingen, typer bindinger, klasser av kjemikalier, typer reaksjoner, katalyse, reaksjonen til mediet i vandige løsninger.

Organisk kjemi. Klasser av organiske stoffer, nomenklatur av organiske forbindelser, konfigurasjon av karbonatomet, polarisering av atomorbitaler, sigma- og pi-bindinger. Genetisk kobling av klasser av organiske forbindelser. Reaktivitet av forskjellige klasser av organiske forbindelser.

Fysikk. Strukturen til atomet. Optikk - ultrafiolette, synlige og infrarøde områder av spekteret.

Interaksjon av lys med materie - transmisjon, absorpsjon, refleksjon, spredning. polarisert lys.

Biologi. Genetisk kode. Kjemiske grunnlag for arv og variasjon.

latinsk språk. Beherske terminologi.

Fremmed språk. Evne til å arbeide med utenlandsk litteratur.

4. Deler av faget og tverrfaglige forbindelser med det gitte (påfølgende) disipliner Antall deler av denne disiplinen, nødvendig for å studere det oppgitte nr. Navn på de oppgitte p/n (påfølgende) disipliner (påfølgende) disipliner 1 2 3 4 5 1 Kjemi + + + + + Biologi + - - + + Biokjemi + + + + + + 4 Mikrobiologi, virologi + + - + + + 5 Immunologi + - - - + Farmakologi + + - + + + 7 Hygiene + - + + + Fagdisipliner + - - + + + 5. Krav til den nivå for å mestre innholdet i disiplinen Å oppnå formålet med studiedisiplinen "Bioorganisk kjemi" sørger for gjennomføring av en rekke målrettede problematiske oppgaver, som et resultat av at studentene bør ha visse kompetanser, kunnskaper, ferdigheter og visse praktiske ferdigheter skal vises.

5.1. Studenten skal ha:

5.1.1. Generell kulturell kompetanse:

evne og beredskap til å analysere samfunnsmessig betydningsfulle problemer og prosesser, i praksis bruke humaniora, naturvitenskaps, biomedisinske og kliniske vitenskapers metoder i ulike typer faglige og sosiale aktiviteter (OK-1);

5.1.2. faglig kompetanse(PC):

evnen og beredskapen til å anvende de viktigste metodene, metodene og midlene for å innhente, lagre, behandle vitenskapelig og faglig informasjon; motta informasjon fra ulike kilder, inkludert bruk av moderne dataverktøy, nettverksteknologi, databaser og evne og vilje til å arbeide med vitenskapelig litteratur, analysere informasjon, søke, gjøre det som leses til et verktøy for å løse faglige problemer (fremhev hovedbestemmelsene, konsekvenser fra dem og forslag);

evne og vilje til å delta i formuleringen av vitenskapelige problemer og deres eksperimentelle gjennomføring (PC-2, PC-3, PC-5, PC-7).

5.2. Studenten skal vite:

Prinsipper for klassifisering, nomenklatur og isomerisme av organiske forbindelser.

De grunnleggende grunnlagene for teoretisk organisk kjemi, som er grunnlaget for å studere strukturen og reaktivitet organiske forbindelser.

Romlig og elektronisk struktur av organiske molekyler og kjemiske transformasjoner av stoffer som deltar i livets prosesser, i direkte forbindelse med deres biologiske struktur, kjemiske egenskaper og biologiske rolle i hovedklassene av biologisk viktige organiske forbindelser.

5.3. Studenten skal kunne:

Klassifiser organiske forbindelser etter strukturen til karbonskjelettet og arten av funksjonelle grupper.

Komponer formler ved navn og navn typiske representanter for biologisk viktige stoffer og legemidler i henhold til strukturformelen.

Isoler funksjonelle grupper, sure og basiske sentre, konjugerte og aromatiske fragmenter i molekyler for å bestemme den kjemiske oppførselen til organiske forbindelser.

Forutsi retningen og resultatet av kjemiske transformasjoner av organiske forbindelser.

5.4. Studenten skal ha:

Ferdigheter til selvstendig arbeid med pedagogisk, vitenskapelig og referanselitteratur; gjennomføre undersøkelser og trekke konklusjoner.

Være dyktig i håndtering av kjemikalier.

Ha ferdigheter til å arbeide trygt i et kjemisk laboratorium og evne til å håndtere etsende, giftige, flyktige organiske forbindelser, arbeid med brennere, spritlamper og elektriske varmeapparater.

5.5. Kunnskapskontrollformer 5.5.1. Gjeldende kontroll:

Diagnostisk kontroll av mestring av materialet. Det utføres med jevne mellomrom, hovedsakelig for å kontrollere kunnskapen om formelmaterialet.

Pedagogisk datakontroll ved hver leksjon.

Testoppgaver som krever evne til å analysere og generalisere (se vedlegg).

Planlagt kollokvier etter fullført studie av store deler av programmet (se vedlegg).

5.5.2 Endelig kontroll:

Testing (utført i to trinn):

C.2 - Matematisk, naturvitenskapelig og biomedisinsk

2 Klassifisering, nomenklatur og Klassifiserings- og klassifiseringstrekk ved organiske moderne fysiske forbindelser: strukturen til karbonskjelettet og den funksjonelle gruppens natur.

kjemiske metoder Funksjonelle grupper, organiske radikaler. Biologisk viktige studier av bioorganiske klasser av organiske forbindelser: alkoholer, fenoler, tioler, etere, sulfider, aldehydforbindelser, ketoner, karboksylsyrer og deres derivater, sulfonsyrer.

IUPAC-nomenklatur. Varianter av internasjonal nomenklatur - substitutiv og radikal-funksjonell nomenklatur. Kunnskapens verdi 3 Teoretisk grunnlag for strukturen til organiske forbindelser og Teori om strukturen til organiske forbindelser A.M. Butlerova. De viktigste faktorene som bestemmer deres posisjoner. Strukturelle formler. Karbonatomets natur etter posisjon i reaktivitet. kjeder. Isomerisme som et spesifikt fenomen i organisk kjemi. Typer stereoisomerisme.

Kiralitet av molekyler av organiske forbindelser som en årsak til optisk isomeri. Stereoisomerisme av molekyler med ett kiralitetssenter (enantiomerisme). optisk aktivitet. Glyseraldehyd som en konfigurasjonsstandard. Fisher-projeksjonsformler. D og L-system av stereokjemisk nomenklatur. Ideer om R,S-nomenklatur.

Stereoisomerisme av molekyler med to eller flere kiralitetssentre: enantiomerisme og diastereomerisme.

Stereoisomerisme i en serie forbindelser med dobbeltbinding (Pidastereomerism). Cis- og trans-isomerer. Stereoisomerisme og biologisk aktivitet av organiske forbindelser.

Gjensidig påvirkning av atomer: årsaker, typer og metoder for overføring i molekylene til organiske forbindelser.

Sammenkobling. Konjugering i åpne kretsløp (Pi-Pi). konjugerte bindinger. Dienstrukturer i biologisk viktige forbindelser: 1,3-diener (butadien), polyener, alfa, beta-umettede karbonylforbindelser, karboksylgruppe. Kobling som en faktor for systemstabilisering. Konjugasjonsenergi. Konjugering i arenaer (Pi-Pi) og i heterosykler (p-Pi).

Aromatikk. Aromatiske kriterier. Aromatisering av benzoid (benzen, naftalen, antracen, fenantren) og heterosykliske (furan, tiofen, pyrrol, imidazol, pyridin, pyrimidin, purin) forbindelser. Utbredt forekomst av konjugerte strukturer i biologisk viktige molekyler (porfin, hem, etc.).

Bindingspolarisering og elektroniske effekter (induktive og mesomere) som årsak til ujevn fordeling av elektrontetthet i et molekyl. Substituenter er elektrondonorer og elektronakseptorer.

De viktigste substituentene og deres elektroniske effekter. Elektroniske effekter av substituenter og reaktivitet av molekyler. Orienteringsregel i benzenringen, substituenter av typen I og II.

Surhet og basicitet av organiske forbindelser.

Surhet og basicitet av nøytrale molekyler av organiske forbindelser med hydrogenholdige funksjonelle grupper (aminer, alkoholer, tioler, fenoler, karboksylsyrer). Syrer og baser ifølge Bronsted Lowry og Lewis. Konjugerte par av syrer og baser. Anionets surhet og stabilitet. Kvantitativ vurdering av surheten til organiske forbindelser med verdiene til Ka og pKa.

Surhet av ulike klasser av organiske forbindelser. Faktorer som bestemmer surheten til organiske forbindelser: elektronegativiteten til det ikke-metalliske atomet (C-H, N-H og O-H syrer); polariserbarhet av et ikke-metallatom (alkoholer og tioler, tiolgifter); radikalets natur (alkoholer, fenoler, karboksylsyrer).

Grunnleggende av organiske forbindelser. n-baser (heterocykler) og Pi-baser (alkener, alkandiener, arener). Faktorer som bestemmer basisiteten til organiske forbindelser: elektronegativiteten til heteroatomet (O- og N-baser); polariserbarhet av et ikke-metallatom (O- og S-baser); radikalets natur (alifatiske og aromatiske aminer).

Betydningen av syre-base-egenskapene til nøytrale organiske molekyler for deres reaktivitet og biologiske aktivitet.

Hydrogenbinding som en spesifikk manifestasjon av syre-base egenskaper. Generelle mønstre for reaktivitet av organiske forbindelser som et kjemisk grunnlag for deres biologiske funksjon.

Mekanismer for reaksjoner av organiske forbindelser.

Klassifisering av reaksjoner av organiske forbindelser i henhold til resultatet av substitusjon, addisjon, eliminering, omorganisering, redoksreaksjoner og i henhold til mekanismen - radikal, ionisk (elektrofil, nukleofil). Typer kovalent bindingsspaltning i organiske forbindelser og de resulterende partiklene: homolytisk spaltning (frie radikaler) og heterolytisk spaltning (karbokationer og karboanioner).

Den elektroniske og romlige strukturen til disse partiklene og faktorene som bestemmer deres relative stabilitet.

Homolytiske reaksjoner av radikal substitusjon i alkaner som involverer C-H-bindinger sp 3-hybridisert karbonatom. Reaksjoner av fri radikal oksidasjon i en levende celle. Reaktive (radikale) former for oksygen. Antioksidanter. biologisk betydning.

Elektrofile addisjonsreaksjoner (Ae): heterolytiske reaksjoner som involverer Pi-binding. Mekanisme for etylenhalogenerings- og hydratiseringsreaksjoner. syrekatalyse. Påvirkning av statiske og dynamiske faktorer på regioselektiviteten til reaksjoner. Egenskaper ved addisjonsreaksjoner av hydrogenholdige stoffer til Pi-bindingen i usymmetriske alkener. Markovnikovs styre. Funksjoner ved elektrofil tilsetning til konjugerte systemer.

Elektrofile substitusjonsreaksjoner (Se): heterolytiske reaksjoner som involverer et aromatisk system. Mekanisme for elektrofile substitusjonsreaksjoner i arene. Sigma-komplekser. Reaksjoner av alkylering, acylering, nitrering, sulfonering, halogenering av arener. orienteringsregel.

Innbyttere av 1. og 2. slag. Funksjoner ved elektrofile substitusjonsreaksjoner i heterosykler. Orienterende påvirkning av heteroatomer.

Reaksjoner av nukleofil substitusjon (Sn) ved det sp3-hybridiserte karbonatomet: heterolytiske reaksjoner på grunn av polariseringen av karbon-heteroatom sigma-bindingen (halogenderivater, alkoholer). Påvirkning av elektroniske og romlige faktorer på reaktiviteten til forbindelser i nukleofile substitusjonsreaksjoner.

Hydrolysereaksjon av halogenderivater. Alkyleringsreaksjoner av alkoholer, fenoler, tioler, sulfider, ammoniakk og aminer. Rollen til syrekatalyse i den nukleofile substitusjonen av hydroksylgruppen.

Deaminering av forbindelser med en primær aminogruppe. Den biologiske rollen til alkyleringsreaksjoner.

Eliminasjonsreaksjoner (dehydrohalogenering, dehydrering).

Økt CH-surhet som årsak til eliminasjonsreaksjoner som følger med nukleofil substitusjon ved det sp3-hybridiserte karbonatomet.

Nukleofile addisjonsreaksjoner (An): heterolytiske reaksjoner som involverer karbon-oksygen pi-binding (aldehyder, ketoner). Klasser av karbonylforbindelser. Representanter. Innhenting av aldehyder, ketoner, karboksylsyrer. Struktur og reaktivitet av karbonylgruppen. Påvirkning av elektroniske og romlige faktorer. Mekanisme for reaksjoner: Protoneringens rolle i å øke reaktiviteten til karbonyl. Biologisk viktige reaksjoner av aldehyder og ketoner hydrogenering, oksidasjon-reduksjon av aldehyder (dismutasjonsreaksjon), oksidasjon av aldehyder, dannelse av cyanohydriner, hydrering, dannelse av hemiacetaler, iminer. Aldol addisjonsreaksjoner. biologisk betydning.

Reaksjoner av nukleofil substitusjon ved det sp2-hybridiserte karbonatomet (karboksylsyrer og deres funksjonelle derivater).

Mekanisme for reaksjoner av nukleofil substitusjon (Sn) ved det sp2 hybridiserte karbonatomet. Acyleringsreaksjoner - dannelsen av anhydrider, estere, tioetere, amider - og deres omvendte hydrolysereaksjoner. Den biologiske rollen til acyleringsreaksjoner. Syreegenskaper til karboksylsyrer i henhold til O-H-gruppen.

Oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner av organiske forbindelser.

Redoksreaksjoner, elektronisk mekanisme.

Grader av oksidasjon av karbonatomer i organiske forbindelser. Oksidasjon av primære, sekundære og tertiære karbonatomer. Oksiderbarhet av ulike klasser av organiske forbindelser. Måter å utnytte oksygen i cellen.

Energioksidasjon. oksidasereaksjoner. Oksidasjon av organiske stoffer er den viktigste energikilden for kjemotrofer. plastisk oksidasjon.

4 Biologisk viktige klasser av organiske forbindelser Flerverdige alkoholer: etylenglykol, glyserol, inositol. Dannelse av hydroksysyrer: klassifisering, nomenklatur, representanter for melkesyre, betahydroksysmørsyre, gammahydroksysmørsyre, eplesyre, vinsyre, sitronsyre, reduktiv aminering, transaminering og dekarboksylering.

Aminosyrer: klassifisering, representanter for beta- og gamma-isomerer aminopropan, gammaaminosmørsyre, epsilonaminokapronsyre. Reaksjon Salisylsyre og dens derivater (acetylsalisylsyre er et febernedsettende, antiinflammatorisk og antireumatisk middel, enteroseptol og 5-NOC. Kjernen av isokinolin som grunnlag for opiumalkaloider, krampestillende midler (papaverin) og smertestillende midler (morfinderivater). Akridinderivater. desinfeksjonsmidler.

xantinderivater - koffein, teobromin og teofyllin, indolderivater reserpin, stryknin, pilokarpin, kinolinderivater - kinin, isokinolinmorfin og papaverin.

cefalosproiner - derivater av cefalosporansyre, tetracykliner - derivater av naftacen, streptomyciner - amyloglykosider. Halvsyntetiske 5 biopolymerer og deres strukturelle komponenter. Lipider. Definisjon. Klassifisering. Funksjoner.

Syklo-oksotautomerisme. Mutarotasjon. Derivater av monosakkarider deoksysukker (deoksyribose) og aminosukker (glukosamin, galaktosamin).

Oligosakkarider. Disakkarider: maltose, laktose, sukrose. Struktur. glykosidbinding. restaurerende egenskaper. Hydrolyse. Biologisk (bane for nedbrytning av aminosyrer); radikale reaksjoner - hydroksylering (dannelse av oksyderivater av aminosyrer). Dannelse av en peptidbinding.

Peptider. Definisjon. Strukturen til peptidgruppen. Funksjoner.

Biologisk aktive peptider: glutation, oksytocin, vasopressin, glukagon, nevropeptider, kininpeptider, immunoaktive peptider (thymosin), betennelsespeptider (difexin). Konseptet med cytokiner. Antibiotiske peptider (gramicidin, actinomycin D, cyklosporin A). Peptider-toksiner. Assosiasjon av biologiske effekter av peptider med visse aminosyrerester.

Ekorn. Definisjon. Funksjoner. Proteinstrukturnivåer. Den primære strukturen er sekvensen av aminosyrer. Forskningsmetoder. Delvis og fullstendig hydrolyse av proteiner. Verdien av å bestemme den primære strukturen til proteiner.

Stedsrettet mutagenese som en metode for å studere forholdet mellom funksjonell aktivitet av proteiner og primærstrukturen. Medfødte lidelser i den primære strukturen til proteiner - punktmutasjoner. Sekundærstruktur og dens typer (alfahelix, betastruktur). Tertiær struktur.

Denaturering. Konseptet med aktive sentre. Kvartær struktur av oligomere proteiner. andels eiendommer. Enkle og komplekse proteiner, glykoproteiner, lipoproteiner, nukleoproteiner, fosfoproteiner, metalloproteiner, kromoproteiner.

Nitrogenholdige baser, nukleosider, nukleotider og nukleinsyrer.

Definisjon av begreper nitrogenholdig base, nukleosid, nukleotid og nukleinsyre. Purin (adenin og guanin) og pyrimidin (uracil, tymin, cytosin) nitrogenholdige baser. aromatiske egenskaper. Motstand mot oksidativ nedbrytning som grunnlag for å oppfylle en biologisk rolle.

Lactim - laktam tautomerisme. Mindre nitrogenholdige baser (hypoxanthin, 3-N-methyluracil, etc.). Derivater av nitrogenholdige baser - antimetabolitter (5-fluorouracil, 6-merkaptopurin).

Nukleosider. Definisjon. Dannelse av en glykosidbinding mellom en nitrogenholdig base og en pentose. Hydrolyse av nukleosider. Nukleosider antimetabolitter (adenin arabinosid).

Nukleotider. Definisjon. Struktur. Dannelse av en fosfoesterbinding under forestring av C5 pentosehydroksyl med fosforsyre. Hydrolyse av nukleotider. Makroerge nukleotider (nukleosidpolyfosfater - ADP, ATP, etc.). Nukleotider-koenzymer (NAD+, FAD), struktur, rolle vitamin B5 og B2.

Nukleinsyrer - RNA og DNA. Definisjon. Nukleotidsammensetning av RNA og DNA. primær struktur. Fosfodiesterbinding. Hydrolyse av nukleinsyrer. Definisjon av begreper triplett (kodon), gen (cistron), genetisk kode (genom). Internasjonalt prosjekt "Human Genome".

Sekundær struktur av DNA. Rollen til hydrogenbindinger i dannelsen av sekundærstrukturen. Komplementære par av nitrogenholdige baser. Tertiær struktur av DNA. Endringer i strukturen til nukleinsyrer under påvirkning av kjemikalier. Begrepet stoffer-mutagener.

Lipider. Definisjon, klassifisering. Forsåpbare og uforsåpbare lipider.

Naturlige høyere fettsyrer er komponenter av lipider. De viktigste representantene: palmitinsyre, stearinsyre, oljesyre, linolsyre, linolensyre, arakidonsyre, eikosapentaensyre, dokosaheksaensyre (vitamin F).

nøytrale lipider. Acylglycerols - naturlig fett, oljer, voks.

Kunstige mathydrofetter. Den biologiske rollen til acylglyceroler.

Fosfolipider. Fosfatsyrer. Fosfatidylkoliner, fosfatidietanolaminer og fosfatidylseriner. Struktur. Deltakelse i dannelsen av biologiske membraner. Lipidperoksidasjon i cellemembraner.

Sfingolipider. Sfingosin og sfingomyeliner. Glykolipider (cerebrosider, sulfatider og gangliosider).

uforsåpbare lipider. Terpener. Mono- og bicykliske terpener 6 Farmakologiske egenskaper Farmakologiske egenskaper til noen klasser av monopoly- og noen klasser av heterofunksjonelle forbindelser (hydrohalogenider, alkoholer, hydroksy- og organiske forbindelser, oksosyrer, benzenderivater, heterosykler, alkaloider.). Kjemisk Den kjemiske naturen til visse antiinflammatoriske legemidler, analgetika, antiseptika og legemiddelklasser. antibiotika.

6.3. Disiplindeler og klassetyper 1. Innføring i emnet. Klassifisering, nomenklatur og forskning av bioorganiske forbindelser 2. Teoretisk grunnlag for strukturen til organisk reaktivitet.

3. Biologisk viktige klasser av organiske 5 Farmakologiske egenskaper til visse klasser av organiske forbindelser. Den kjemiske naturen til noen klasser av medisiner L-forelesninger; PZ - praktiske øvelser; LR - laboratoriearbeid; C - seminarer; SRS - uavhengig arbeid av studenter;

6.4 Tematisk plan for forelesninger om disiplin 1 1 Introduksjon til emnet. Historie om utviklingen av bioorganisk kjemi, betydning for 3 2 Teori om strukturen til organiske forbindelser AM Butlerova. Isomerisme som 4 2 Gjensidig påvirkning av atomer: årsakene til forekomst, typer og metoder for overføring i 7 1.2 Testarbeid på seksjonene "Klassifisering, nomenklatur og moderne fysisk-kjemiske metoder for å studere bioorganiske forbindelser" og "Teoretisk grunnlag for strukturen til organiske forbindelser" forbindelser og faktorer som bestemmer deres reaksjon 15 5 Farmakologiske egenskaper til noen klasser av organiske forbindelser. Kjemisk 19 4 14 Påvisning av uløselige kalsiumsalter av høyere karboksylsyre 1 1 Introduksjon til emnet. Klassifisering og Arbeid med anbefalt litteratur.

nomenklatur av bioorganiske forbindelser. Gjennomføring av skriftlig oppgave for 3 2 Gjensidig påvirkning av atomer i molekyler Arbeid med anbefalt litteratur.

4 2 Syrlighet og grunnleggende ved organisk Arbeid med anbefalt litteratur.

5 2 Mekanismer for organiske reaksjoner Arbeid med anbefalt litteratur.

6 2 Oksidasjon og reduksjon av organisk Arbeid med anbefalt litteratur.

7 1.2 Seksjonseksamen Arbeid med anbefalt litteratur. * moderne fysisk-kjemiske metoder for de foreslåtte temaene, drive forskning på bioorganiske forbindelser, informasjonsinnhenting i ulike organiske forbindelser og faktorer, INTERNETT og arbeid med engelske databaser 8 3 Heterofunksjonell bioorganisk Arbeid med anbefalt litteratur.

9 3 Biologisk viktige heterosykler. Arbeid med anbefalt litteratur.

10 3 Vitaminer (labarbeid). Arbeid med anbefalt litteratur.

12 4 Alfa-aminosyrer, peptider og proteiner. Arbeid med anbefalt litteratur.

13 4 Nitrogenholdige baser, nukleosider, Arbeid med anbefalt litteratur.

nukleotider og nukleinsyrer. Gjennomføring av skriftlig oppgave for skriving 15 5 Farmakologiske egenskaper ved noen Arbeid med anbefalt litteratur.

klasser av organiske forbindelser. Gjennomføring av en skriftlig oppgave for skriving Den kjemiske naturen til noen klasser kjemiske formler noen medisinske * - oppgaver etter studentens valg.

organiske forbindelser.

organiske molekyler.

organiske molekyler.

organiske forbindelser.

organiske forbindelser.

forbindelser. Stereoisomerisme.

noen klasser av narkotika.

I løpet av semesteret kan en student maksimalt score 65 poeng i praksistimer.

I en praktisk leksjon kan en elev maksimalt score 4,3 poeng. Dette tallet består av poeng for å delta i en klasse (0,6 poeng), gjennomføre en oppgave for utenomfaglig selvstendig arbeid (1,0 poeng), laboratoriearbeid (0,4 poeng) og poeng gitt for muntlig besvarelse og en prøveoppgave (fra 1,3 til 2,3 poeng). Poeng for å delta på undervisning, fullføring av oppgaver for utenomfaglig selvstendig arbeid og laboratoriearbeid gis på «ja» - «nei»-basis. Poeng for muntlig besvarelse og prøveoppgave gis differensiert fra 1,3 til 2,3 poeng ved positive svar: 0-1,29 poeng tilsvarer vurderingen "utilfredsstillende", 1,3-1,59 - "tilfredsstillende", 1,6 -1,99 - " bra", 2,0-2,3 - "utmerket". På kontrollarbeidet kan en elev maksimalt skåre 5,0 poeng: møte på en leksjon 0,6 poeng og muntlig besvarelse 2,0-4,4 poeng.

For å bli tatt opp til prøven må en student score minst 45 poeng, mens elevens nåværende prestasjoner vurderes som følger: 65-75 poeng - "utmerket", 54-64 poeng - "god", 45-53 poeng - " tilfredsstillende", mindre enn 45 skårer er utilfredsstillende. Hvis en student skårer fra 65 til 75 poeng ("utmerket" resultat), blir han fritatt fra testen og mottar automatisk et "bestått" karakter i rekordboken, og får 25 poeng for testen.

På prøven kan en elev maksimalt score 25 poeng: 0-15,9 poeng tilsvarer vurderingen "utilfredsstillende", 16-17,5 - "tilfredsstillende", 17,6-21,2 - "bra", 21,3-25 - "Flott" .

Fordeling av bonuspoeng (totalt inntil 10 poeng per semester) 1. Forelesningsoppmøte - 0,4 poeng (100 % forelesningsoppmøte - 6,4 poeng per semester);

2. Deltakelse i UIRS opptil 3 poeng, inkludert:

skrive et essay om det foreslåtte emnet - 0,3 poeng;

utarbeidelse av rapport og multimediapresentasjon til den avsluttende pedagogiske og teoretiske konferansen 3. Deltakelse i NIRS - inntil 5 poeng, inkludert:

delta på et møte i en studentvitenskapelig sirkel ved instituttet - 0,3 poeng;

utarbeidelse av en rapport for et møte i en studentvitenskapelig sirkel - 0,5 poeng;

presentasjon med en rapport på en vitenskapelig konferanse for universitetsstudenter - 1 poeng;

presentasjon med en rapport på en regional, all-russisk og internasjonal studentvitenskapelig konferanse - 3 poeng;

publisering i samlinger av studentvitenskapelige konferanser - 2 poeng;

publisering i et fagfellevurdert vitenskapelig tidsskrift - 5 poeng;

4. Deltakelse i pedagogisk arbeid ved instituttet inntil 3 poeng, inkludert:

deltakelse i organiseringen av aktiviteter utført av avdelingen for pedagogisk arbeid i utenomfaglig tid - 2 poeng for ett arrangement;

delta på arrangementene som holdes av avdelingen for pedagogisk arbeid i utenomfaglig tid - 1 poeng for ett arrangement;

Fordeling av straffepoeng (totalt inntil 10 poeng per semester) 1. Fravær fra en forelesning av uunnskyldt grunn - 0,66-0,67 poeng (0 % av forelesningsoppmøtet - 10 poeng for Hvis en student har gått glipp av en leksjon av en god grunn, har rett til å utarbeide leksjonen for å forbedre din nåværende rangering.

Dersom bestått er respektløst, skal eleven gjennomføre timen og få karakter med reduksjonsfaktor 0,8.

Hvis en student er fritatt fra fysisk tilstedeværelse i klasserommet (etter ordre fra akademiet), tildeles han maksimale poeng dersom oppgaven for utenomfaglig selvstendig arbeid er fullført.

6. Utdannings-, metodisk- og informasjonsstøtte for disiplinen 1. N.A. Tyukavkina, Yu.I. Baukov, S.E. Zurabyan. Bioorganisk kjemi. M.: DROFA, 2009.

2. Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I. Bioorganisk kjemi. M.: DROFA, 2005.

1. Ovchinikov Yu.A. Bioorganisk kjemi. M.: Opplysning, 1987.

2. Riles A., Smith K., Ward R. Fundamentals of organic chemistry. M.: Mir, 1983.

3. Shcherbak I.G. Biologisk kjemi. Lærebok for medisinske skoler. S.-P. SPbGMU forlag, 2005.

4. Berezov T.T., Korovkin B.F. Biologisk kjemi. M.: Medisin, 2004.

5. Berezov T.T., Korovkin B.F. Biologisk kjemi. M.: Medisin, Postupaev V.V., Ryabtseva E.G. Biokjemisk organisering av cellemembraner (lærebok for studenter ved farmasøytiske fakulteter ved medisinske universiteter). Khabarovsk, FESMU. 2001

7. Soros Educational Journal, 1996-2001.

8. Veiledning til laboratoriestudier i bioorganisk kjemi. Redigert av N.A. Tyukavkina, Moskva:

Medisin, 7.3 Utdannings- og metodemateriell utarbeidet av instituttet 1. Metodeutvikling av praktiske timer i bioorganisk kjemi for studenter.

2. Metodisk utvikling av selvstendig utenomfaglig arbeid av studenter.

3. Borodin E.A., Borodina G.P. Biokjemisk diagnose (fysiologisk rolle og diagnostisk verdi av biokjemiske parametere for blod og urin). Lærebokutgave 4. Blagoveshchensk, 2010.

4. Borodina G.P., Borodin E.A. Biokjemisk diagnose (fysiologisk rolle og diagnostisk verdi av biokjemiske parametere for blod og urin). Elektronisk lærebok. Blagoveshchensk, 2007.

5. Oppgaver for datamaskintesting av elevenes kunnskaper i bioorganisk kjemi (Satt sammen av Borodin E.A., Doroshenko G.K., Egorshina E.V.) Blagoveshchensk, 2003.

6. Prøveoppgaver i bioorganisk kjemi til eksamen i bioorganisk kjemi for studenter ved medisinsk fakultet ved medisinske universiteter. Verktøysett. (Satt sammen av E. A. Borodin, G. K. Doroshenko). Blagoveshchensk, 2002.

7. Prøveoppgaver i bioorganisk kjemi for praktiske timer i bioorganisk kjemi for studenter ved det medisinske fakultet. Verktøysett. (Satt sammen av E. A. Borodin, G. K. Doroshenko). Blagoveshchensk, 2002.

8. Vitaminer. Verktøysett. (Satt sammen av Yegorshina E.V.). Blagoveshchensk, 2001.

8.5 Å gi disiplin med utstyr og undervisningsmateriell 1 Kjemisk glass:

Glassvarer:

1.1 kjemiske prøverør 5000 Kjemiske forsøk og analyser i praksistimer, UIRS, 1.2 sentrifugerør 2000 Kjemiske forsøk og analyser i praktiske klasser, UIRS, 1.3 glasspinner 100 Kjemiske forsøk og analyser i praksistimer, UIRS, 1.4. kolber av ulike volum (til 200 Kjemiske forsøk og analyser i praktiske klasser, UIRS, 1,5 store volumkolber - 0,5-2,0 30 Kjemiske forsøk og analyser i praktiske klasser, UIRS, 1,6 kjemiske begerglass av ulike 120 Kjemiske eksperimenter og analyser i praktiske klasser, UIRS, 1,7 begre store 50 Kjemiske forsøk og analyser i praktiske klasser, UIRS, forberedelser av arbeidere 1,8 flasker i ulike størrelser 2000 Kjemiske forsøk og analyser i praktiske klasser, UIRS, 1,9 trakter for filtrering 200 Kjemiske eksperimenter og analyser i praktiske klasser, UIRS , 1.10 glassvarer Kjemiske eksperimenter og analyser i praktiske klasser, UIRS, kromatografi, etc.).

1.11 spritlamper 30 Kjemiske forsøk og analyser i praksistimer, UIRS, Porselensfat 1.12 glass forskjellige volumer (0,2-30 Klargjøring av reagenser for praktiske øvelser 1,13 mortere med stamper Klargjøring av reagenser for praktiske øvelser, kjemiske eksperimenter og 1,15 kopper for fordampning 20 Kjemiske eksperimenter og analyser i praktiske øvelser, UIRS, Volumetriske redskaper:

1,16 målekolber av ulike 100 Forberedelse av reagenser for praktiske øvelser, Kjemiske eksperimenter 1,17 målesylindere av ulike 40 Klargjøring av reagenser for praktiske øvelser, Kjemiske eksperimenter 1,18 begerglass med ulike volum 30 Klargjøring av reagenser for praktiske øvelser, Kjemiske eksperimenter, mikropipette, UIRS ) 1,20 mekanisk automat 15 Kjemiske forsøk og analyser i praksistimer, UIRS, 1,21 mekanisk automatikk 2 Kjemiske eksperimenter og analyser i praktiske klasser, UIRS, dispensere med variabelt volum NIRS 1,22 elektronisk automat 1 Kjemiske eksperimenter og analyser i praktiske klasser, UIRS, 123 variable mikrosprøyter. 5 Kjemiske eksperimenter og analyser i praktiske klasser, UIRS, 2 Teknisk utstyr:

2.1 stativer for prøverør 100 Kjemiske forsøk og analyser i praksistimer, UIRS, 2.2 pipettestativer 15 Kjemiske forsøk og analyser i praktiske klasser, UIRS, 2.3 metallstativ 15 Kjemiske forsøk og analyser i praktiske klasser, UIRS, Varmeapparater:

2.4 tørkeskap 3 Tørking av kjemisk glass, holder kjemiske 2.5 lufttermostater 2 Temperaturkontroll av inkubasjonsblandingen under bestemmelse 2,6 vanntermostater 2 Temperaturkontroll av inkubasjonsblandingen under bestemmelse 2,7 elektriske komfyrer 3 Klargjøring av reagenser for praktiske øvelser, kjemiske eksperimenter og 2,8 Kjøleskap med frysere 5 Oppbevaring av kjemiske reagenser, løsninger og biologisk materiale for de "Chinar", "Biryusa" kamre, praktiske øvelser , UIRS, NIRS "Stinol"

2.9 Oppbevaringsskap 8 Lagring av kjemiske reagenser 2.10 Metallsikker 1 Lagring av giftig reagenser og etanol 3 Generelt utstyr:

3.1 analytisk spjeld 2 Gravimetrisk analyse i praktiske klasser, UIRS, NIRS 3.6 Ultrasentrifuge 1 Demonstrasjon av metoden for sedimentasjonsanalyse i praktisk (Tyskland) 3.8 Magnetrørere 2 Klargjøring av reagenser for praktiske klasser 3.9 Elektrisk destillering DE– 1 Innhenting av destillasjonsvann reagenser 3.10 Termometre 10 Temperaturkontroll under kjemiske analyser kl 3.11 Sett med hydrometre 1 Tetthetsmåling av løsninger 4 Utstyr for spesielle formål:

4.1 Elektroforeseapparat i 1 demonstrasjon av serumprotein Elektroforesemetode 4.2 Elektroforeseapparat i 1 demonstrasjon av s4.3 Kolonneutstyr Demonstrasjon av proteinseparasjonsmetode ved kromatografilag. klasser, NIRS Måleutstyr:

Fotoelektrokolorimetre:

4.8 Fotometer “SOLAR” 1 Måling av lysabsorpsjon av fargede løsninger ved 4.9 Spektrofotometer SF 16 1 Måling lysabsorpsjon av løsninger i de synlige og UV-områdene 4.10 Klinisk spektrofotometer 1 Måling av lysabsorpsjon av løsninger i de synlige og UV-områdene i "Schimadzu - CL-770"-spekteret ved bruk av spektrale bestemmelsesmetoder 4.11 Høy ytelse 1 Demonstrasjon av HPLC metode (praktiske øvelser, UIRS, NIRS) væskekromatograf "Milichrom - 4".

4.12 Polarimeter 1 Demonstrasjon av optisk aktivitet av enantiomerer, 4.13 Refraktometer 1 Demonstrasjon refraktometrisk bestemmelsesmetode 4,14 pH-meter 3 Fremstilling av bufferløsninger, demonstrasjon av bufferløsninger 5 Projeksjonsutstyr:

5.1 Multimediaprojektor og 2 Demonstrasjon av multimediapresentasjoner, foto- og overheadprojektorer: Demonstrasjon lysbilder ved forelesninger og praktiske øvelser 5.3 "Poeleng-halvautomatisk" 5.6 Apparat for demonstrasjon Tildelt morfologisk undervisningsbygg. Demonstrasjon av transparente filmer (overhead) og illustrasjonsmateriale på forelesninger, under UIRS og NIRS filmprojektor.

6 Databehandling:

6.1 Katedralnettverk av 1 Tilgang til pedagogiske ressurser på INTERNETT (nasjonale og personlige datamaskiner med internasjonale elektroniske databaser om kjemi, biologi og tilgang til INTERNETT-medisin) for lærere ved avdelingen og studenter i pedagogisk og 6.2 Personlige datamaskiner 8 Oppretting av lærere i avdeling for trykte og elektroniske ansatte ved avdelingens didaktiske materiell i løpet av pedagogisk og metodisk arbeid, 6.3 Dataklasse for 10 1 Programmert testing av studentenes kunnskap ved setene i praktiske klasser, under prøver og eksamener (gjeldende, 7 Studietabeller:

1. Peptidbinding.

2. Regelmessighet av strukturen til polypeptidkjeden.

3. Typer bindinger i et proteinmolekyl.

4. Disulfidbinding.

5. Artsspesifisitet av proteiner.

6. Sekundær struktur av proteiner.

7. Tertiær struktur av proteiner.

8. Myoglobin og hemoglobin.

9. Hemoglobin og dets derivater.

10. Lipoproteiner i blodplasma.

11. Typer hyperlipidemier.

12. Elektroforese av proteiner på papir.

13. Opplegg for proteinbiosyntese.

14. Kollagen og tropokollagen.

15. Myosin og aktin.

16. Avitaminose PP (pellagra).

17. Avitaminose B1.

18. Avitaminose C.

19. Avitaminose A.

20. Avitaminose D (rakitt).

21. Prostaglandiner er fysiologisk aktive derivater av umettede fettsyrer.

22. Nevroksiner dannet fra katalaminer og indolaminer.

23. Produkter av ikke-enzymatiske reaksjoner av dopamin.

24. Nevropeptider.

25. Flerumettede fettsyrer.

26. Interaksjon av et liposom med en cellemembran.

27. Fri oksidasjon (forskjeller fra vevsånding).

28. PUFAer fra omega 6- og omega 3-familiene.

2 Sett med lysbilder på ulike deler av programmet 8.6 Interaktive læremidler (Internettteknologier), multimediamateriell, Elektroniske biblioteker og en lærebok, foto- og videomateriell 1 Interaktive læremidler (Internettteknologier) 2 Multimediamateriell Stonik V.A. (TIBOCH DSC SB RAS) “Naturlige forbindelser er grunnlaget 5 Borodin E.A. (AGMA) «Det menneskelige genom. Genomikk, proteomikk og forfatterpresentasjon 6 Pivovarova Ye.N. (ICiG SB RAMS) "Rollen til regulering av genuttrykk Forfatterens presentasjon av en person".

3 elektroniske biblioteker og lærebøker:

2 MEDLINE. CD-versjon av den elektroniske databasen om kjemi, biologi og medisin.

3 Livsvitenskap. CD-versjon av elektronisk database om kjemi og biologi.

4 Cambridge Scientific Abstracts. CD-versjon av elektronisk database om kjemi og biologi.

5 PubMed - elektronisk database for National Institutes of Health http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ Organisk kjemi. E-bibliotek. (Satt sammen av N.F. Tyukavkina, A.I. Khvostova) - M., 2005.

Organisk og generell kjemi. Medisinen. Forelesninger for studenter, kurs. (Elektronisk manual). M., 2005

4 videoer:

3 MES TIBOCH DSC FEB RAS CD

5 Foto- og videomateriale:

Forfatterens foto- og videomateriale kafe prof. E.A. Borodina om 1 universiteter i Uppsala (Sverige), Granada (Spania), medisinske skoler ved universiteter i Japan (Niigata, Osaka, Kanazawa, Hirosaki), IBMCh RAMS, IFChM i Russlands helsedepartement, TIBOHE DSC. FEB løp.

8.1. Eksempler på testoppgaver for strømkontroll (med responsstandarder) for leksjon nr. 4 «Surhet og grunnleggendehet organiske molekyler"

1. Velg kjennetegn Brønsted-Lowry syrer:

1. øke konsentrasjonen i vandige løsninger av hydrogenioner 2. øke konsentrasjonen i vandige løsninger av hydroksydioner 3. er nøytrale molekyler og ioner - donorer av protoner 4. er nøytrale molekyler og ioner - akseptorer av protoner 5. påvirker ikke reaksjon av mediet 2. Spesifiser faktorene som påvirker surheten til organiske molekyler:

1. elektronegativitet til et heteroatom 2. polariserbarhet av et heteroatom 3. natur av radikalet 4. evne til å dissosiere 5. løselighet i vann 3. Velg de sterkeste Bronsted-syrene fra de listede forbindelsene:

1. alkaner 2. aminer 3. alkoholer 4. tioler 5. karboksylsyrer 4. Angi karakteristiske trekk ved organiske forbindelser som har egenskapene til baser:

1. protonakseptorer 2. protondonorer 3. ved dissosiasjon gir hydroksidioner 4. dissosierer ikke 5. grunnleggende egenskaper bestemmer reaktivitet 5. Velg den svakeste basen fra de gitte forbindelsene:

1.ammoniakk 2.metylamin 3.fenylamin 4.etylamin 5.propylamin 8.2 Eksempler på situasjonsbetingede overvåkingsoppgaver (med svarstandarder) 1. Bestem overordnet struktur i forbindelsen:

Løsning. Valget av overordnet struktur i strukturformelen til en organisk forbindelse er regulert i IUPAC-substitusjonsnomenklaturen av en rekke påfølgende anvendte regler (se Lærebok, 1.2.1).

Hver påfølgende regel gjelder bare når den forrige ikke tillater et entydig valg. Forbindelse I inneholder alifatiske og alicykliske fragmenter. I henhold til den første regelen velges strukturen som den høyeste karakteristiske gruppen er direkte forbundet med som overordnet struktur. Av de to karakteristiske gruppene som er tilstede i forbindelse I (OH og NH,), er hydroksylgruppen den eldste. Derfor vil strukturen til cykloheksan tjene som forelder, noe som gjenspeiles i navnet på denne forbindelsen - 4-aminometylcykloheksanol.

2. Grunnlaget for en rekke biologisk viktige forbindelser og legemidler er et kondensert heterosyklisk system av purin, inkludert pyrimidin- og imidazolkjerner. Hva forklarer den økte motstanden til purin mot oksidasjon?

Løsning. Aromatiske forbindelser har høy konjugasjonsenergi og termodynamisk stabilitet. En av manifestasjonene av aromatiske egenskaper er oksidasjonsmotstand, selv om "utad"

aromatiske forbindelser har en høy grad av umettethet, noe som vanligvis fører til en tendens til å oksidere. For å svare på spørsmålet som stilles i tilstanden til problemet, er det nødvendig å fastslå at purin tilhører aromatiske systemer.

I henhold til definisjonen av aromatisitet er en nødvendig (men ikke tilstrekkelig) betingelse for fremveksten av et konjugert lukket system tilstedeværelsen i molekylet til et flatt syklisk skjelett med en enkelt elektronsky. I et purinmolekyl er alle karbon- og nitrogenatomer i en tilstand av sp2-hybridisering, og derfor ligger alle abonds i samme plan. På grunn av dette er orbitalene til alle atomer inkludert i syklusen plassert vinkelrett på skjelettplanet og parallelt med hverandre, noe som skaper forhold for deres gjensidige overlapping med dannelsen av et enkelt lukket delokalisert ti-elektronsystem som dekker alle atomer i syklusen (sirkulær konjugasjon).

Aromatiteten bestemmes også av antall -elektroner, som må tilsvare formelen 4/7 + 2, der n er en serie av naturlige tall O, 1, 2, 3 osv. (Hückels regel). Hvert karbonatom og pyridin-nitrogenatomer i posisjon 1, 3 og 7 bidrar med ett p-elektron til det konjugerte systemet, og pyrrol-nitrogenatomet i posisjon 9 bidrar med et ikke-delt elektronpar. Det konjugerte systemet av purin inneholder 10 elektroner, som tilsvarer Hückel-regelen ved n = 2.

Dermed har purinmolekylet en aromatisk karakter og dets motstand mot oksidasjon er forbundet med dette.

Tilstedeværelsen av heteroatomer i purinsyklusen fører til ujevn fordeling av -elektrontettheten. Pyridin-nitrogenatomer viser en elektrontrekkende karakter og reduserer elektrontettheten på karbonatomer. I denne forbindelse vil oksidasjon av purin, som i det generelle tilfellet anses som tap av elektroner av den oksiderende forbindelsen, være enda vanskeligere sammenlignet med benzen.

8.3 Testoppgaver for testen (ett alternativ i sin helhet med svarstandarder) 1. Nevn de organogene elementene:

7.Si 8.Fe 9.Cu 2. Spesifiser de funksjonelle gruppene som har en Pi-binding:

1. Karboksyl 2. aminogruppe 3. hydroksyl 4. oksogruppe 5. karbonyl 3. Angi den høyeste funksjonelle gruppen:

1.-С=О 2.-SO3Н 3.-СII 4.-СООН 5.-OH 4. Hvilken klasse av organiske forbindelser danner melkesyre CH3-CHOH-COOH i vev som følge av anaerob nedbrytning av glukose ?

1. Karboksylsyrer 2. Hydroksysyrer 3. Aminosyrer 4. Ketosyrer 5. Navngi stoffet ved substitusjonsnomenklatur, som er cellens viktigste energibrensel og har følgende struktur:

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

I I III I

OH OH OH OH OH

1. 2,3,4,5,6-pentahydroksyheksanal 2,6-oksoheksan pnentanol 1,2,3,4, 3. Glukose 4. Heksose 5.1,2,3,4,5-pentahydroksyheksanal- 6. Angi karakteristikken funksjoner til konjugerte systemer:

1. Justering av elektrontettheten til sigma- og pi-bindinger 2. Stabilitet og lav reaktivitet 3. Ustabilitet og høy reaktivitet 4. Inneholder vekslende sigma- og pi-bindinger 5. Pi-bindinger er atskilt med -CH2-grupper 7. For hvilke forbindelser Pi-Pi konjugasjon er typisk:

1. karotener og vitamin A 2. pyrrol 3. pyridin 4. porfyriner 5. benzpyren

1. alkyler 2.- OH 3.- NH 4.- COOH 5.- SO3H 9. Hvilken effekt har -OH-gruppen i alifatiske alkoholer:

1.Positiv induktiv 2.Negativ induktiv 3.Positiv mesomerisk 4.Negativ mesomerisk 5.Typen og tegnet på effekten avhenger av posisjonen til -OH-gruppen 10.Velg radikalene som har negativ mesomerisk effekt 5. Karboksygruppe 11 Velg de karakteristiske egenskapene til Bronsted-Lowry-syrer:

1. øke konsentrasjonen av hydrogenioner i vandige løsninger 2. øke konsentrasjonen av hydroksydioner i vandige løsninger 3. er nøytrale molekyler og ioner - donorer av protoner 4. er nøytrale molekyler og ioner - akseptorer av protoner 5. påvirker ikke reaksjon av mediet 12. Spesifiser faktorene som påvirker surheten til organiske molekyler:

1. elektronegativitet av et heteroatom 2. polariserbarhet av et heteroatom 3. natur av radikalet 4. evne til å dissosiere 5. løselighet i vann 13. Velg fra de listede forbindelsene de sterkeste Brønsted-syrene:

1. alkaner 2. aminer 3. alkoholer 4. tioler 5. karboksylsyrer 14. Angi karakteristiske trekk ved organiske forbindelser som har egenskapene til baser:

1. protonakseptorer 2. protondonorer 3. ved dissosiasjon gir hydroksidioner 4. dissosierer ikke 5. grunnleggende egenskaper bestemmer reaktivitet 15. Velg den svakeste basen fra de gitte forbindelsene:

1. ammoniakk 2. metylamin 3. fenylamin 4. etylamin 5. propylamin 16. Hvilke tegn brukes for å klassifisere reaksjonene til organiske forbindelser:

1. Mekanismen for kjemisk bindingsbryting 2. Det endelige resultatet av reaksjonen 3. Antall molekyler som deltar i stadiet som bestemmer hastigheten til hele prosessen 4. Naturen til reagensen som angriper bindingen 17. Velg reaktive oksygenarter :

1. singlett oksygen 2. peroksid diradikalt -O-O-superoksidion 4. hydroksylradikal 5. triplett molekylært oksygen 18. Velg de karakteristiske egenskapene til elektrofile reagenser:

1. partikler som bærer en delvis eller full positiv ladning 2. dannet ved homolytisk brudd av en kovalent binding 3. partikler som bærer et uparet elektron 4. partikler som bærer en delvis eller total negativ ladning 5. dannet ved heterolytisk brudd på en kovalent binding 19. Velg forbindelser for hvilke karakteristiske reaksjoner av elektrofil substitusjon:

1.alkener 2.arener 3.alkadiener 4.aromatiske heterocykler 5.alkaner 20. Angi den biologiske rollen til frie radikaloksidasjonsreaksjoner:

1. fagocytisk aktivitet av celler 2. universell mekanisme for ødeleggelse av cellemembraner 3. selvfornyelse av cellulære strukturer 4. spille en avgjørende rolle i utviklingen av mange patologiske prosesser 21. Velg hvilke klasser av organiske forbindelser som karakteriseres av nukleofile substitusjonsreaksjoner :

1. alkoholer 2. aminer 3. halogenderivater av hydrokarboner 4. tioler 5. aldehyder 22. I hvilken rekkefølge avtar reaktiviteten til substrater i nukleofile substitusjonsreaksjoner:

1. halogenderivater av hydrokarboner alkoholer aminer 2. aminer alkoholer av halogenderivater av hydrokarboner 3. alkoholer aminer av halogenderivater av hydrokarboner 4. halogenderivater av hydrokarboner aminer alkoholer 23. Velg flerverdige alkoholer fra følgende forbindelser:

1. etanol 2. etylenglykol 3. glyserin 4. xylitol 5. sorbitol 24. Velg karakteristikk for denne reaksjonen:

CH3-CH2OH --- CH2 = CH2 + H2O 1. eliminasjonsreaksjon 2. intramolekylær dehydreringsreaksjon 3. fortsetter i nærvær av mineralsyrer ved oppvarming 4. fortsetter under normale forhold 5. intermolekylær dehydreringsreaksjon klorstoffer:

1. narkotiske egenskaper 2. tåredannelse (lacrimation) 3. antiseptiske egenskaper 26. Velg reaksjonene som er karakteristiske for det SP2-hybridiserte karbonatomet i oksoforbindelser:

1. nukleofil addisjon 2. nukleofil substitusjon 3. elektrofil addisjon 4. homolytiske reaksjoner 5. heterolytiske reaksjoner 27. I hvilken rekkefølge reduseres det enkle nukleofile angrepet av karbonylforbindelser:

1. aldehyder ketoner anhydrider estere amider salter av karboksylsyrer 2. ketoner aldehyder anhydrider estere amider salter av karboksylsyrer 3. anhydrider aldehyder ketoner estere amider salter av karboksylsyrer karakteristikken: 28. Bestem denne reaksjonen:

1. kvalitativ reaksjon på aldehyder 2. aldehyd - reduksjonsmiddel, sølv (I) oksid - oksidasjonsmiddel 3. aldehyd - oksidasjonsmiddel, sølv (I) oksid - reduksjonsmiddel 4. redoksreaksjon 5. foregår i et alkalisk miljø 6. karakteristikk av ketoner 29 .Hvilke av de gitte karbonylforbindelsene gjennomgår dekarboksylering med dannelse av biogene aminer?

1. karboksylsyrer 2. aminosyrer 3. oksosyrer 4. hydroksysyrer 5. benzosyre 30. Hvordan endres syreegenskaper i den homologe serien av karboksylsyrer:

1. økning 2. reduksjon 3. ikke endre 31. Hvilken av de foreslåtte klassene av forbindelser er heterofunksjonelle:

1. hydroksysyrer 2. oksosyrer 3. aminoalkoholer 4. aminosyrer 5. dikarboksylsyrer 32. Hydroksysyrer inkluderer:

1. sitronsyre 2. oljeaktig 3. acetoeddiksyre 4. pyrodruesyre 5. eplesyre 33. Velg medisiner - derivater av salisylsyre:

1. paracetomol 2. fenacetin 3. sulfonamider 4. aspirin 5. PAS 34. Utvalgte legemidler - derivater av p-aminofenol:

1. paracetomol 2. fenacetin 3. sulfonamider 4. aspirin 5. PAS 35. Velg medikamenter - derivater av sulfanilsyre:

1. paracetomol 2. fenacetin 3. sulfonamider 4. aspirin 5. PAS 36. Velg hovedbestemmelsene i teorien til A. M. Butlerov:

1. karbonatomer er forbundet med enkle og multiple bindinger 2. karbon i organiske forbindelser er tetravalent 3. den funksjonelle gruppen bestemmer egenskapene til et stoff 4. karbonatomer danner åpne og lukkede sykluser 5. i organiske forbindelser er karbon i redusert form 37. Hvilke isomerer er romlige:

1. kjeder 2. plassering av flere bindinger 3. funksjonelle grupper 4. strukturelle 5. konfigurasjon 38. Velg hva som er typisk for konseptet "konformasjon":

1. muligheten for rotasjon rundt en eller flere sigmabindinger 2. konformatorer er isomerer 3. endring i bindingssekvensen 4. endring i det romlige arrangementet av substituenter 5. endring i elektronisk struktur 39. Velg likheten mellom enantiomerer og diastereomerer:

1. har de samme fysiske og kjemiske egenskapene 2. er i stand til å rotere lysets polarisasjonsplan 3. er ikke i stand til å rotere lysets polariseringsplan 4. er stereoisomerer 5. er preget av tilstedeværelsen av et kiralitetssenter 40. Velg likheten mellom konfigurasjons- og konformasjonsisomerisme:

1. Isomerisme er assosiert med en annen posisjon i rommet av atomer og grupper av atomer 2. Isomerisme skyldes rotasjon av atomer eller grupper av atomer rundt en sigmabinding 3. Isomerisme skyldes tilstedeværelsen av et chiralitetssenter i molekylet 4. Isomerisme skyldes et annet arrangement av substituenter i forhold til pi-bindingsplanet.

41. Nevn heteroatomene som er en del av biologisk viktige heterocykler:

1. nitrogen 2. fosfor 3. svovel 4. karbon 5. oksygen 42. Angi den 5-leddede heterosyklusen som er en del av porfyrinene:

1. pyrrolidin 2. imidazol 3. pyrrol 4. pyrazol 5. furan 43. Hvilken heterosyklus med ett heteroatom er en del av nikotinsyre:

1. purin 2. pyrazol 3. pyrrol 4. pyridin 5. pyrimidin 44. Nevn sluttproduktet av purinoksidasjon i kroppen:

1. hypoksantin 2. xantin 3. urinsyre 45. Spesifiser opiumalkaloider:

1. stryknin 2. papaverin 4. morfin 5. reserpin 6. kinin 6. Hvilke oksidasjonsreaksjoner er typiske for menneskekroppen:

1. dehydrogenering 2. tilsetning av oksygen 3. elektrondonasjon 4. tilsetning av halogener 5. interaksjon med kaliumpermanganat, salpetersyre og perklorsyre 47. Hva bestemmer graden av oksidasjon av et karbonatom i organiske forbindelser:

1. antall bindinger med atomene til grunnstoffer som er mer elektronegative enn hydrogen 2. antall bindinger med oksygenatomer 3. antall bindinger med hydrogenatomer 48. Hvilke forbindelser dannes under oksidasjonen av den primære karbonatom?

1. primær alkohol 2. sekundær alkohol 3. aldehyd 4. keton 5. karboksylsyre 49. Bestem egenskapene til oksidasereaksjoner:

1. oksygen reduseres til vann 2. oksygen inngår i sammensetningen av det oksiderte molekylet 3. oksygen brukes til å oksidere hydrogen spaltet fra substratet 4. reaksjoner har en energiverdi 5. reaksjoner har en plastisk verdi 50. Hvilken av de foreslåtte substratene oksideres lettere i en celle og hvorfor?

1. glukose 2. fettsyre 3. inneholder delvis oksiderte karbonatomer 4. inneholder fullstendig hydrogenerte karbonatomer 51. Velg aldoser:

1.glukose 2.ribose 3.fruktose 4.galaktose 5.deoksyribose 52.Velg reserveformer for karbohydrater i en levende organisme:

1. fiber 2. stivelse 3. glykogen 4. hyalurinsyre 5. sukrose 53. Velg de vanligste monosakkaridene i naturen:

1. trioser 2. tetroser 3. pentoser 4. heksoser 5. heptoser 54. Velg aminosukker:

1. beta-ribose 2. glukosamin 3. galaktosamin 4. acetylgalaktosamin 5. deoksyribose 55. Velg monosakkarid-oksidasjonsprodukter:

1.glukose-6-fosfat 2.glykonsyrer (aldonsyrer) 3.glykuronsyrer (uronsyrer) 4.glykosider 5.estere 56.Velg disakkarider:

1.maltose 2.fiber 3.glykogen 4.sukrose 5.laktose 57.Velg homopolysakkarider:

1. stivelse 2. cellulose 3. glykogen 4. dekstran 5. laktose 58. Velg hvilke monosakkarider som dannes under laktosehydrolyse:

1.beta-D-galaktose 2.alfa-D-glukose 3.alfa-D-fruktose 4.alfa-D-galaktose 5.alfa-D-deoksyribose 59. Velg hva som er karakteristisk for cellulose:

1.lineært, plantepolysakkarid 2.strukturell enhet er beta-D-glukose 3.nødvendig for normal ernæring, er et ballaststoff 4.det viktigste menneskelige karbohydratet 5.brytes ikke ned i mage-tarmkanalen 60.Velg derivater av karbohydrater som utgjør muramin:

1.N-acetylglukosamin 2.N-acetylmuraminsyre 3.glukosamin 4.glukuronsyre 5.ribulose-5-fosfat 61.Velg riktige utsagn fra følgende: Aminosyrer er...

1. forbindelser som inneholder både amino- og hydroksygrupper i molekylet 2. forbindelser som inneholder hydroksyl- og karboksylgrupper 3. er derivater av karboksylsyrer, i hvis radikal hydrogen er erstattet med en aminogruppe 4. forbindelser som inneholder okso- og karboksylgrupper i molekyl 5. forbindelser som inneholder hydroksy- og aldehydgrupper 62. Hvordan klassifiseres aminosyrer?

1. etter radikalets kjemiske natur 2. etter de fysisk-kjemiske egenskapene 3. etter antall funksjonelle grupper 4. etter graden av umettethet 5. etter arten av ytterligere funksjonelle grupper 63. Velg en aromatisk aminosyre:

1.glycin 2.serin 3.glutamin 4.fenylalanin 5.metionin 64.Velg en aminosyre som viser sure egenskaper:

1. leucin 2. tryptofan 3. glysin 4. glutamin 5. alanin 65. Velg hovedaminosyren:

1. serin 2. lysin 3. alanin 4. glutamin 5. tryptofan 66. Velg purin nitrogenholdige baser:

1. tymin 2. adenin 3. guanin 4. uracil 5. cytosin 67. Velg pyrimidin nitrogenholdige baser:

1.uracil 2.tymin 3.cytosin 4.adenin 5.guanin 68.Velg komponentene i nukleosidet:

1. purin nitrogenholdige baser 2. pyrimidin nitrogenholdige baser 3. ribose 4. deoksyribose 5. fosforsyre 69. Angi de strukturelle komponentene til nukleotider:

1. purin nitrogenholdige baser 2. pyrimidin nitrogenholdige baser 3. ribose 4. deoksyribose 5. fosforsyre 70. Spesifiser kjennetegnene til DNA:

1.dannet av én polynukleotidkjede 2.dannet av to polynukleotidkjeder 3.inneholder ribose 4.inneholder deoksyribose 5.inneholder uracil 6.inneholder tymin 71.Velg forsåpbare lipider:

1. nøytrale fettstoffer 2. triacylglyseroler 3. fosfolipider 4. sfingomyeliner 5. steroider 72. Velg umettede fettsyrer:

1. palmitinsyre 2. stearinsyre 3. oljesyre 4. linolsyre 5. arakidonsyre 73. Angi den karakteristiske sammensetningen av nøytralt fett:

1. mericylalkohol + palmitinsyre 2. glyserin + smørsyre 3. sfingosin + fosforsyre 4. glyserin + høyere karboksylsyre + fosforsyre 5. glyserol + høyere karboksylsyrer 74. Velg hvilken funksjon fosfolipider utfører i menneskekroppen:

1.regulatorisk 2.beskyttende 3.strukturell 4.energi 75.Velg glykolipider:

1. fosfatidylkolin 2. cerebrosider 3. sfingomyeliner 4. sulfatider 5. gangliosider

SVAR PÅ TESTER

8.4 Liste over praktiske ferdigheter og oppgaver (i sin helhet) som kreves for levering 1. Evnen til å klassifisere organiske forbindelser etter strukturen til karbonskjelettet og 2. Evnen til å utarbeide formler ved navn og navn typiske representanter for biologisk viktige stoffer og medisiner i henhold til strukturformelen.

3. Evne til å isolere funksjonelle grupper, sure og basiske sentre, konjugerte og aromatiske fragmenter i molekyler for å bestemme kjemisk atferd 4. Evne til å forutsi retning og resultat av organiske kjemiske transformasjoner 5. Besittelse av ferdigheter for selvstendig arbeid med pedagogisk, vitenskapelig og referanse. litteratur; gjennomføre undersøkelser og trekke konklusjoner.

6. Besittelse av ferdigheter i håndtering av kjemisk glass.

7. Besittelse av sikker arbeidsferdighet i et kjemisk laboratorium og evne til å håndtere kaustiske, giftige, flyktige organiske forbindelser, arbeid med brennere, spritlamper og elektriske varmeapparater.

1. Fag og oppgaver i bioorganisk kjemi. Betydning i medisinsk utdanning.

2. Den elementære sammensetningen av organiske forbindelser, som årsaken til deres samsvar med tilbudet av biologiske prosesser.

3. Klassifisering av organiske forbindelser. Klasser, generelle formler, funksjonsgrupper, individuelle representanter.

4. Nomenklatur for organiske forbindelser. Trivielle navn. Substitutiv IUPAC-nomenklatur.

5. Hovedfunksjonsgrupper. Forfedres struktur. Varamedlemmer. Gruppeansiennitet, varamedlemmer. Navn på funksjonelle grupper og substituenter som et prefiks og ending.

6. Teoretisk grunnlag for strukturen til organiske forbindelser. Teori om A.M. Butlerov.

Strukturelle formler. Strukturell isomeri. Kjede- og posisjonsisomerer.

7. Romlig struktur av organiske forbindelser. stereokjemiske formler.

Molekylære modeller. De viktigste konseptene i stereokjemi er konfigurasjoner og konformasjoner av organiske molekyler.

8. Konformasjoner av åpne kjeder - skjult, hemmet, skråstilt. Energi og reaktivitet av ulike konformasjoner.

9. Syklus konformasjoner på eksemplet med cykloheksan (lenestol og bad). Aksiale og ekvatoriale forbindelser.

10. Gjensidig påvirkning av atomer i molekylene til organiske forbindelser. Dens årsaker, manifestasjoner. Påvirkning på reaktiviteten til molekyler.

11. Paring. Konjugerte systemer, konjugerte forbindelser. Pi-pi-konjugering i diener. Konjugasjonsenergi. Stabilitet av konjugerte systemer (vitamin A).

12. Paring på arenaer (pi-pi-paring). Aromatikk. Hückels regel. Benzen, naftalen, fenantren. Reaktivitet av benzenringen.

13. Konjugering i heterosykler (p-pi og pi-pi konjugering på eksemplet med pyrrol og pyridin).

Stabilitet av heterosykler - biologisk betydning på eksemplet med tetrapyrrolforbindelser.

14. Polarisering av obligasjoner. Grunnene. Polarisering i alkoholer, fenoler, karbonylforbindelser, tioler. Påvirkning på molekylers reaktivitet 15. Elektroniske effekter. Induktiv effekt i molekyler som inneholder sigmabindinger. Induktiv effekt tegn.

16. Mesomerisk effekt i åpne kjeder med konjugerte pi-bindinger på eksemplet med butadien-1,3.

17. Mesomerisk effekt i aromatiske forbindelser.

18. Elektrondonor- og elektronakseptorsubstituenter.

19. Varamedlemmer av 1. og 2. slag. Orienteringsregel i benzenringen.

20. Surhet og basicitet av organiske forbindelser. Syrer og baser av Brendsteth-Lowry.

Syre-base-par er konjugerte syrer og baser. Ka og pKa - kvantitative egenskaper ved surheten til organiske forbindelser. Verdien av surhet for den funksjonelle aktiviteten til organiske molekyler.

21. Surhet av ulike klasser av organiske forbindelser. Faktorene som bestemmer surheten til organiske forbindelser er elektronegativiteten til det ikke-metalliske atomet assosiert med hydrogen, polariserbarheten til det ikke-metalliske atomet, arten av radikalet assosiert med det ikke-metalliske atomet.

22. Organiske baser. Aminer. Grunn til grunnleggende. Radikalets innflytelse på basisiteten til alifatiske og aromatiske aminer.

23. Klassifisering av reaksjoner av organiske forbindelser i henhold til deres mekanisme. Begrepene homolytiske og heterolytiske reaksjoner.

24. Substitusjonsreaksjoner etter radikaltype i alkaner. Fri radikal oksidasjon i levende organismer. reaktive oksygenarter.

25. Elektrofil addisjon i alkener. Dannelse av Pi-komplekser, karbokasjoner. Reaksjoner av hydrering, hydrogenering.

26. Elektrofil substitusjon i den aromatiske kjernen. Dannelse av mellomliggende sigmakomplekser. Benzenbromeringsreaksjon.

27. Nukleofil substitusjon i alkoholer. Reaksjoner av dehydrering, oksidasjon av primære og sekundære alkoholer, dannelse av estere.

28. Nukleofil addisjon i karbonylforbindelser. Biologisk viktige reaksjoner av aldehyder: oksidasjon, dannelse av hemiacetaler ved interaksjon med alkoholer.

29. Nukleofil substitusjon i karboksylsyrer. Biologisk viktige reaksjoner av karboksylsyrer.

30. Oksidasjon av organiske forbindelser, biologisk betydning. Oksydasjonstilstanden til karbon i organiske molekyler. Oksiderbarhet av forskjellige klasser av organiske forbindelser.

31. Energioksidasjon. oksidasereaksjoner.

32. Ikke-energioksidasjon. oksygenase-reaksjoner.

33. Rollen til friradikaloksidasjon i den bakteriedrepende virkningen av fagocytiske celler.

34. Gjenvinning av organiske forbindelser. biologisk betydning.

35. Polyfunksjonelle forbindelser. Flerverdige alkoholer - etylenglykol, glyserin, xylitol, sorbitol, inositol. biologisk betydning. Biologisk viktige reaksjoner av glyserol er oksidasjon, dannelse av estere.

36. Dibasiske dikarboksylsyrer: oksalsyre, malonsyre, ravsyre, glutarsyre.

Omdannelsen av ravsyre til fumarsyre er et eksempel på biologisk dehydrogenering.

37. Aminer. Klassifisering:

Av radikalens natur (alifatisk og aromatisk); - etter antall radikaler (primære, sekundære, tertiære, kvaternære ammoniumbaser); - ved antall aminogrupper (mono- og diaminer-). Diaminer: putrescin og kadaverin.

38. Heterofunksjonelle forbindelser. Definisjon. Eksempler. Funksjoner av manifestasjonen av manifestasjonen av kjemiske egenskaper.

39. Aminoalkoholer: etanolamin, kolin, acetylkolin. biologisk betydning.

40. Hydroksysyrer. Definisjon. Generell formel. Klassifisering. Nomenklatur. Isomerisme.

Representanter for monokarboksylhydroksysyrer: melkesyre, beta-hydroksysmør, gamma-hydroksysmør;

dikarboksylsyre: eple, vin; trikarboksylsyre: sitron; aromatisk: salisylsyre.

41. Kjemiske egenskaper til hydroksysyrer: etter karboksyl, etter hydroksydgruppe, dehydreringsreaksjoner i alfa-, beta- og gamma-isomerer, forskjell i reaksjonsprodukter (laktider, umettede syrer, laktoner).

42. Stereoisomerisme. Enantiomerer og diastereomerer. Kiralitet av molekyler av organiske forbindelser som en årsak til optisk isomeri.

43. Enantiomerer med ett kiralitetssenter (melkesyre). Absolutt og relativ konfigurasjon av enantiomerer. Oksysyrenøkkel. D og L glyceraldehyd. D- og L-isomerer.

Racekamerater.

44. Enantiomerer med flere kiralitetssentre. Vinsyre og mesovinsyre.

45. Stereoisomerisme og biologisk aktivitet av stereoisomerer.

46. ​​Cis- og transisomerisme på eksemplet med fumarsyre og maleinsyrer.

47. Oksosyrer. Definisjon. Biologisk viktige representanter: pyruvic, acetoeddiksyre, oksaloeddiksyre. Ketoenol-tautomerisme på eksemplet med pyrodruesyre.

48. Aminosyrer. Definisjon. Generell formel. Aminogruppeposisjon isomerer (alfa, beta, gamma). Den biologiske betydningen av alfa-aminosyrer. Representanter for beta, gamma og andre isomerer (betaaminopropionsyre, gammaaminosmørsyre, epsilonaminokapronsyre). Dehydreringsreaksjon av gamma-isomerer for å danne sykliske laktoner.

49. Heterofunksjonelle derivater av benzen som grunnlag for medisiner. Derivater av p-aminobenzosyre - PABA (folsyre, anestezin). Antagonister av PABA-derivater av sulfanilsyre (sulfonamider - streptocid).

50. Heterofunksjonelle derivater av benzen - medisiner. Raminofenolderivater (paracetamol), salisylsyrederivater (acetylsalisylsyre). raminosalisylsyre - PASK.

51. Biologisk viktige heterosykler. Definisjon. Klassifisering. Funksjoner ved strukturen og egenskapene: konjugering, aromatisitet, stabilitet, reaktivitet. biologisk betydning.

52. Fem-leddede heterosykler med ett heteroatom og deres derivater. Pyrrol (porfin, porfyriner, hem), furan (medikamenter), tiofen (biotin).

53. Fem-leddede heterosykler med to heteroatomer og deres derivater. Pyrazol (5oxo-derivater), imidazol (histidin), tiazol (vitamin B1-tiamin).

54. Seksleddede heterosykler med ett heteroatom og deres derivater. Pyridin (nikotinsyre - deltakelse i redoksreaksjoner, vitamin B6-pyridoksal), kinolin (5-NOC), isokinolin (alkalloider).

55. Seksleddede heterosykler med to heteroatomer. Pyrimidin (cytosin, uracil, tymin).

56. Sammensmeltede heterosykler. Purin (adenin, guanin). Purin oksidasjonsprodukter hypoxanthine, xanthine, urinsyre).

57. Alkaloider. Definisjon og generelle egenskaper. Struktur av nikotin og koffein.

58. Karbohydrater. Definisjon. Klassifisering. Funksjoner av karbohydrater i levende organismer.

59. Monosukker. Definisjon. Klassifisering. Representanter.

60. Pentoser. Representanter - ribose og deoksyribose. Struktur, åpne og sykliske formler. biologisk betydning.

61. Heksoser. Aldoser og ketoser. Representanter.

62. Åpne formler for monosakkarider. Bestemmelse av den stereokjemiske konfigurasjonen. Den biologiske betydningen av konfigurasjonen av monosakkarider.

63. Dannelse av sykliske former av monosakkarider. Glykosidhydroksyl. alfa- og betaanomerer. Haworth-formler.

64. Derivater av monosakkarider. Fosforsyreestere, glykon- og glykuronsyrer, aminosukkere og deres acetylderivater.

65. Maltose. Sammensetning, struktur, hydrolyse og betydning.

66. Laktose. Synonym. Sammensetning, struktur, hydrolyse og betydning.

67. Sukrose. Synonymer. Sammensetning, struktur, hydrolyse og betydning.

68. Homopolysakkarider. Representanter. Stivelse, struktur, egenskaper, hydrolyseprodukter, verdi.

69. Glykogen. Struktur, rolle i dyrekroppen.

70. Fiber. Struktur, rolle i planter, betydning for mennesker.

72. Heteropolysakkarider. Synonymer. Funksjoner. Representanter. Strukturelt trekk - dimerenheter, sammensetning. 1,3- og 1,4-glykosidbindinger.

73. Hyaluronsyre. Sammensetning, struktur, egenskaper, betydning i kroppen.

74. Kondroitinsulfat. Sammensetning, struktur, betydning i kroppen.

75. Muramin. Sammensetning, verdi.

76. Alfa-aminosyrer. Definisjon. Generell formel. Nomenklatur. Klassifisering. individuelle representanter. Stereoisomerisme.

77. Kjemiske egenskaper til alfa-aminosyrer. Amfoterisitet, dekarboksylering, deamineringsreaksjoner, hydroksylering i radikalet, dannelse av en peptidbinding.

78. Peptider. individuelle peptider. biologisk rolle.

79. Proteiner. Proteinfunksjoner. Strukturnivåer.

80. Nitrogenholdige baser av nukleinsyrer - puriner og pyrimidiner. Modifiserte nitrogenholdige baser - antimetabolitter (fluorouracil, merkaptopurin).

81. Nukleosider. Nukleosider antibiotika. Nukleotider. Mononukleotider i sammensetningen av nukleinsyrer og frie nukleotider er koenzymer.

82. Nukleinsyrer. DNA og RNA. biologisk betydning. Dannelse av fosfodiesterbindinger mellom mononukleotider. Strukturnivåer av nukleinsyrer.

83. Lipider. Definisjon. biologisk rolle. Klassifisering.

84. Høyere karboksylsyrer - mettet (palmitinsyre, stearinsyre) og umettet (oljesyre, linolsyre, linolensyre og arakidonsyre).

85. Nøytralt fett - acylglyseroler. Struktur, mening. Animalsk og vegetabilsk fett.

Hydrolyse av fett - produkter, betydning. Hydrogenering av vegetabilske oljer, kunstig fett.

86. Glyserofosfolipider. Struktur: fosfatidinsyre og nitrogenholdige baser.

Fosfatidylkolin.

87. Sfingolipider. Struktur. Sfingosin. Sphingomyelin.

88. Steroider. Kolesterol - struktur, betydning, derivater: gallesyrer og steroidhormoner.

89. Terpener og terpenoider. Struktur og biologisk betydning. Representanter.

90. Fettløselige vitaminer. Generelle egenskaper.

91. Midler for anestesi. dietyleter. Kloroform. Betydning.

92. Narkotikastimulerende midler av metabolske prosesser.

93. Sulfonamider, struktur, betydning. Hvit streptocid.

94. Antibiotika.

95. Antiinflammatoriske og febernedsettende midler Paracetamol. Struktur. Betydning.

96. Antioksidanter. Karakteristisk. Betydning.

96. Thiols. Motgift.

97. Antikoagulanter. Karakteristisk. Betydning.

98. Barbiturater. Karakteristisk.

99. Analgetika. Betydning. Eksempler. Acetylsalisylsyre (aspirin).

100. Antiseptika. Betydning. Eksempler. Furacilin. Karakteristisk. Betydning.

101. Antivirale legemidler.

102. Diuretika.

103. Midler for parenteral ernæring.

104. PABC, PASK. Struktur. Karakteristisk. Betydning.

105. Jodoform. Xeroform.Value.

106. Polyglucin. Karakteristisk. Betydning 107.Formalin. Karakteristisk. Betydning.

108. Xylitol, sorbitol. Struktur, mening.

109. Resorcinol. Struktur, mening.

110. Atropin. Betydning.

111. Koffein. Struktur. Betydning 113. Furacilin. Furazolidon. Feature.Value.

114. GABA, GOBA, ravsyre.. Struktur. Betydning.

115. Nikotinsyre. Struktur, mening

I 2009 ble det holdt et seminar om forbedring av mekanismene for arbeidsmarkedsregulering i republikken Sakha (Yakutia) med internasjonal deltakelse, organisert av Senter for strategiske studier i republikken Sakha (Yakutia). Seminaret ble deltatt av representanter fra ledende utenlandske vitenskapelige institusjoner, Den russiske føderasjonen, Far Eastern Federal ... " “Novosibirsk State Academy of Water Transport Disiplinkodeks: F.02, F.03 Materialvitenskap. Technology of Structural Materials Arbeidsprogram i spesialitetene: 180400 Elektrisk drift og automatisering av industrielle installasjoner og teknologiske komplekser og 240600 Drift av skipselektrisk utstyr og automasjon Novosibirsk 2001 Arbeidsprogrammet er satt sammen av førsteamanuensis S.V. Gorelov på grunnlag av staten pedagogisk standard høyere profesjonell ... " «RUSSIAN STATE UNIVERSITY OF OIL AND GAS oppkalt etter I.M. Gubkina Godkjent av prorektor for forskning prof. A.V. Muradov 31. mars 2014 PROGRAM opptaksprøve i retning 15.06.01 - Maskinteknikk for hovedfagsstudenter ved Russian State University of Oil and Gas oppkalt etter I.M. Gubkin i studieåret 2014/2015 år Moskva 2014 Programmet for opptaksprøven i retning av 15.06.01 Mechanical Engineering ble utviklet på grunnlag av kravene fastsatt av passene til vitenskapelige spesialiteter (05.02.04, ... " "Vedlegg 5A: Arbeidsprogram for spesialdisiplinen Psychology of mental development FEDERAL STATE EDUCATIONAL INSTITUTION OF HØYERE PROFESJONELL EDUCATION PYATIGORSK STATE LINGUISTIC UNIVERSITY Jeg godkjenner prorektor for vitenskapelig arbeid og utvikling av det intellektuelle potensialet til universitetsprofessor Z.A. Zavrumov _2012 Postgraduate studier i spesialiteten 19.00.07 Pedagogisk psykologi vitenskapsgren: 19.00.00 Psykologiske vitenskaper Institutt ... " "Undervisnings- og vitenskapsdepartementet til KBR State Public Educational Institution of Secondary Vocational Education Kabardino-Balkarian Automobile and Road College Abregov 2013 Opplæringsprogram for fagarbeidere, ansatte etter yrke 190631.01.01 Bilmekaniker Kvalifikasjon Bilmekaniker. Bilfører, bensinstasjonsoperatør form for opplæring - Nalchik på heltid, 2013 INNHOLD 1. KARAKTERISTIKKER ... " « er forklart en essens av den matematiske modellen for iskemisk hjertesykdom basert på tradisjonell syn på organers blodtilførselsmekanisme, som er utarbeidet i "Medical Scientific Center" joint-venture (Novgorod). I følge statistikk er koronar hjertesykdom (CHD) for øyeblikket rangert først når det gjelder forekomst ... " "TRANSPORTDEPARTEMENTET TIL DEN RUSSISKE FØDERASJONEN FEDERAL AGENCY OF RAILWAY TRANSPORT Federal State Budgetary Educational Institution of Higher yrkesopplæring IRKUTSK STATE TRANSPORT UNIVERSITY IRGUPS (IRIIT) JEG GODKJENNER dekan EMF Pykhalov A.A. 2011 PRAKTIKK ARBEIDSPROGRAM C5. P Industriell praksis, 3 kurs. Spesialitet 190300.65 Jernbanemateriell Spesialisering PSG.2 Vogner Graduate-kvalifisering...» «UTDANNINGS- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJON Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education Tver State University Fakultet for fysikk og teknologi Institutt for generell fysikk GODKJENT av dekan ved fakultetet for fysikk og teknologi B.B. Pedko 2012 Arbeidsprogrammet for disiplinen PHYSICS OF ATOMIC NUCLEUS AND ELEMENT PARTICLES for studenter i det tredje året av fulltidsutdanning Retning 222000.62 - Innovasjon, profil Innovasjonsledelse (etter industri og områder ... " "UTDANNINGS- OG VITENSKAPSMINISTERIET I RUSSIA STATSUTDANNINGSINSTITUTION FOR HØYERE PROFESJONELL UDDANNELSE VORONEZH STATE UNIVERSITY (GOU VPO VSU) GODKJENT av lederen av avdelingen for arbeidsrett Perederin S.V. 21.01.2011 ARBEIDSPROGRAM FOR UTDANNINGSFISKIPINEN B 3.B.13 Jordrett 1. Kode og navn på opplæringsretning / spesialitet: 030900 rettslære 2. Utdanningsprofil / spesialisering: rettslære_ 3. Kvalifikasjon (grad) av utdannet: bachelor i jus_ 4. Form .. ." "Arbeidsprogrammet ble satt sammen på grunnlag av Federal State Education Standard for Higher Professional Education og under hensyntagen til anbefalingene fra det eksemplariske grunnleggende utdanningsprogrammet for opplæringsspesialister 130400.65 Gruvedrift, spesialisering 130400.65.10 Elektrifisering og automatisering av gruveproduksjon. 1. Målene for å mestre disiplinen «Innhold I. Forklaring 3 II. Hovedresultatene oppnådd i 2013 under 6 implementeringen av det strategiske utviklingsprogrammet III. Vedlegg 2 I. Forklarende notat Målene og målene for universitetets strategiske utviklingsprogram forblir uendret i hele programmets varighet og oppnås gradvis hvert år av implementeringen, noe som sikrer oppnåelse av indikatorene fastsatt i vedlegget til det kommenterte programmet. . Mål 1 Utvikling av avanserte pedagogiske teknologier Oppgave...» "Undervisnings- og vitenskapsdepartementet i den russiske føderasjonen Federal Agency for Education of the Russian Federation Vladivostok State University of Economics and Service _ POLITISK FILOSOFI Pensum for kurset i spesialiteten 03020165 Statsvitenskap Vladivostok VGUES Publishing House 2008 LBC 66.2 Læreplanen for faget Politisk filosofi er satt sammen i samsvar med kravene i den russiske føderasjonens statlige utdanningsstandard for høyere profesjonell utdanning. Emnet for kurset er politikk som et komplekst sosialt fenomen, dets verdier og mål, teknologier og...» «KVALITETSSYSTEM PROGRAMMET FOR KANDIDATEKSAMEN I SPESIALITETEN s. 2 av 5 kandidateksamen i spesialiteten 05.16.04 Støperi, godkjent etter ordre fra departementet for utdanning og vitenskap i den russiske føderasjonen nr. 274 datert 08.10.2007. 1 LISTE OVER SPØRSMÅL 1. Klassifisering av støpelegeringer brukt i maskinteknikk. De viktigste parametrene for legeringer: smeltepunkt, ... " "Gjennomgått og vedtatt på det GODKJENTE møtet til arbeidsdirektøren for GAOU MO SPO MKETI av høgskolens ansatte V. V. Malkov protokoll nr. _ 2013 fra_ Langsiktig målprogram Utvikling av Murmansk College of Economics and Information Technology for 2013-2015 Murmansk 2013 2 1. Høgskoleutviklingsprogram Pass. Navn Langsiktig målprogram Utvikling av Murmansk-programmet ved College of Economics and Information Technology for 2013 (heretter referert til som programmet) Grunnlag for den russiske føderasjonens lov datert ... " "Undervisnings- og vitenskapsdepartementet i den russiske føderasjonen Federal State Budgetary Education Institution of Higher Professional Education MOSKVA STATE FOREST UNIVERSITY Fakultetet for skogbruk beskyttelse og mekanisering og l / x arbeid Kunstig ... " "FEDERAL AGENCY OF CIVIL AVIATION MOSKVA STATE TECHNICAL UNIVERSITY OF CIVIL AVIATION GODKJENT av viserektor for UMR VV Krinitsin _2007. FAGNETS ARBEIDSPLAN Termodynamikk og varmeoverføring, SD.04 (navn, kode iht. GOS) Spesialitet 160901 Teknisk drift av fly og motorer (kode iht. GOS) Fakultet - Mekanisk avdeling - Flymotorer Kurs - 3 Studieform - full -time Semester Totalt volum treningstimer for...» "MC45 b BRUKERVEILEDNING MC45 Brukerhåndbok 72E-164159-01NO Rev. B Januar 2013 ii Brukerveiledning for MC45 Ingen deler av denne publikasjonen kan reproduseres eller brukes i noen form eller på noen elektrisk eller mekanisk måte uten skriftlig tillatelse fra Motorola. Dette inkluderer elektroniske eller mekaniske midler som utfører fotokopiering eller opptak, samt informasjonslagringsenheter og søkemotorer ... " “Arbeidsprogrammet ble utviklet på grunnlag av: 1. Federal State Education Standard of Higher Professional Education i retning av opplæring av bachelorer 560800 Agroengineering godkjent 5. april 2000 (registreringsnummer 313 s / tank). 2. Eksempel på program disiplin Fundamentals of theory of machines, godkjent 27. juni 2001 3. Arbeidspensum, godkjent av akademisk råd ved universitetet 22.04.13, nr. 4. Ledende lærer: Ablikov V.A., professor _ Ablikov 16.06.13 Lærere: Ablikov V.A. ., professor _ Ablikov 16.06.13 Sokht K.A., professor _... " "LANDBRUKSDEPARTEMENTET I DEN RUSSISKE FØDERASJONEN Federal State Budgetary Education Institute of Higher Professional Education Moscow State Agroengineering University oppkalt etter V.P. Goryachkina AVDELING FOR REPARASJON OG PÅLITELIGHET AV MASKINER Godkjent av: Dekan ved Fakultet for korrespondanseutdanning P.A. Silaichev “_” _ 2013 ARBEIDSPROGRAM Spesialitet 190601 - Bil- og bilindustri Spesialisering 653300 Drift av bakketransport Kurs

Bioorganisk kjemi. Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I.

3. utg., revidert. og tillegg - M.: 2004 - 544 s.

Hovedtrekket i læreboken er kombinasjonen av den medisinske orienteringen til dette kjemiske kurset, som er nødvendig for medisinstudenter, med sitt høye, grunnleggende vitenskapelige nivå. Læreboken inneholder grunnleggende materiale om strukturen og reaktiviteten til organiske forbindelser, inkludert biopolymerer, som er cellens strukturelle komponenter, samt hovedmetabolitter og lavmolekylære bioregulatorer. I den tredje utgaven (2. - 1991) vies spesiell oppmerksomhet til forbindelser og reaksjoner som har analogier i en levende organisme, det legges vekt på å fremheve den biologiske rollen til viktige klasser av forbindelser, og rekkevidden av moderne informasjon om en økologisk og toksikologisk natur utvides. For universitetsstudenter som studerer i spesialitetene 040100 Allmennmedisin, 040200 Pediatri, 040300 Medisinsk og forebyggende arbeid, 040400 Tannlege.

Format: pdf

Størrelsen: 15 MB

Se, last ned:drive.google

INNHOLD
Forord........................... 7
Introduksjon........................... 9
Del I
GRUNNLEGGENDE OM STRUKTUREN OG REAKTIVITETEN TIL ORGANISKE FORBINDELSER
Kapittel 1. Generelle egenskaper ved organiske forbindelser 16
1.1. Klassifisering. "................ 16
1.2. .Nomenklatur............... 20
1.2.1. Substitutiv nomenklatur ........... 23
1.2.2. Radikal-funksjonell nomenklatur ........ 28
Kapittel 2. Kjemisk binding og gjensidig påvirkning av atomer i organisk
tilkoblinger ................... 29
2.1. Elektronisk struktur av organogene elementer...... 29
2.1.1. Atomorbitaler ................ 29
2.1.2. Hybridisering av orbitaler .............. 30
2.2. Kovalente bindinger ............... 33
2.2.1. a- og l-forbindelser............. 34
2.2.2. Donor-akseptor-obligasjoner ............... 38
2.2.3. Hydrogenbindinger ............... 39
2.3. Konjugasjon og aromatitet ............... 40
2.3.1. Åpne kretssystemer... ,..... 41
2.3.2. Systemer med lukket sløyfe ........................... 45
2.3.3. Elektroniske effekter ............... 49
Kapittel 3. Grunnleggende om strukturen til organiske forbindelser....... 51
3.1. Kjemisk struktur og strukturell isomeri ...... 52
3.2. Romlig struktur og stereoisomerisme ...... 54
3.2.1. Konfigurasjon................. 55
3.2.2. Konformasjon................. 57
3.2.3. Elementer av symmetri av molekyler ............... 68
3.2.4. Eangiomerisme .............. 72
3.2.5. Diastereomerisme ................
3.2.6. Racekamerater............ 80
3.3. Enantiotopi, diastereotopi. . ......... 82
Kapittel 4 Generelle kjennetegn ved reaksjonene til organiske forbindelser 88
4.1. Konseptet med reaksjonsmekanismen..... 88
3
11.2. Den primære strukturen til peptider og proteiner ........ 344
11.2.1. Sammensetning og aminosyresekvens ...... 345
11.2.2. Strukturen og syntesen av peptider .............. 351
11.3. Romlig struktur av polypeptider og proteiner... 361
Kapittel 12
12.1. Monosakkarider ............... 378
12.1.1. Struktur og stereoisomerisme .............. 378
12.1.2. Tautomerisme..............." 388
12.1.3. Konformasjoner................. 389
12.1.4. Derivater av monosakkarider .............. 391
12.1.5. Kjemiske egenskaper ............... 395
12.2. Disakkarider ............... 407
12.3. Polysakkarider................. 413
12.3.1. Homopolysakkarider ............... 414
12.3.2. Heteropolysakkarider ............... 420
Kapittel 13
13.1. Nukleosider og nukleotider ............... 431
13.2. Strukturen til nukleinsyrer ........... 441
13.3 Nukleosidpolyfosfater. Nikotinamdnukleotider..... 448
Kapittel 14
14.1. Forsåpbare lipider ............... 458
14.1.1. Høyere fettsyrer - strukturelle komponenter av forsåpbare lipider 458
14.1.2. Enkle lipider ................ 461
14.1.3. Komplekse lipider ................ 462
14.1.4. Noen egenskaper til forsåpbare lipider og deres strukturelle komponenter 467
14.2. Uforsåpbare lipider 472
14.2.1. Terpener ........... ...... 473
14.2.2. Lavmolekylære lipidbioregulatorer. . . 477
14.2.3. Steroider................... 483
14.2.4. Biosyntese av terpener og steroider ........... 492
Kapittel 15
15.1. Kromatografi................... 496
15.2. Analyse av organiske forbindelser. . ........ 500
15.3. Spektralmetoder ............... 501
15.3.1. Elektronisk spektroskopi ............... 501
15.3.2. Infrarød spektroskopi ............... 504
15.3.3. Spektroskopi av kjernemagnetisk resonans ...... 506
15.3.4. Elektron paramagnetisk resonans ......... 509
15.3.5. Massespektrometri .............. 510

Forord
Gjennom den århundrelange historien til utviklingen av naturvitenskapen har det blitt etablert et nært forhold mellom medisin og kjemi. Den pågående dype interpenetrasjonen av disse vitenskapene fører til fremveksten av nye vitenskapelige retninger som studerer den molekylære naturen til individuelle fysiologiske prosesser, det molekylære grunnlaget for patogenesen av sykdommer, de molekylære aspektene ved farmakologi, etc. riket av store og små molekyler, kontinuerlig samhandler, oppstår og forsvinner.
Bioorganisk kjemi studerer biologisk betydningsfulle stoffer og kan tjene som et "molekylært verktøy" for en omfattende studie av cellekomponenter.
Bioorganisk kjemi spiller en viktig rolle i utviklingen av moderne medisinfelt og er en integrert del av den naturvitenskapelige utdanningen til en lege.
Fremskritt innen medisinsk vitenskap og forbedring av folkehelsen er forbundet med dyp grunnleggende opplæring av spesialister. Relevansen av denne tilnærmingen er i stor grad bestemt av transformasjonen av medisin til en stor gren av den sosiale sfæren, i synsfeltet som er problemene med økologi, toksikologi, bioteknologi, etc.
På grunn av fraværet av et generelt kurs i organisk kjemi i læreplanene til medisinske universiteter, vier denne læreboken et visst sted til det grunnleggende om organisk kjemi, som er nødvendig for assimilering av bioorganisk kjemi. Under utarbeidelsen av den tredje utgaven (2. - 1992) ble materialet i læreboken revidert og er enda nærmere oppgavene med å oppfatte medisinsk kunnskap. Utvalget av forbindelser og reaksjoner som har analogier i levende organismer har blitt utvidet. Økologisk og toksikologisk informasjon vies større oppmerksomhet. Elementer av rent kjemisk karakter, som ikke er av grunnleggende betydning for medisinsk utdanning, har gjennomgått en viss reduksjon, særlig metoder for å oppnå organiske forbindelser, egenskapene til en rekke individuelle representanter osv. Samtidig har seksjoner blitt gjennomført. utvidet, inkludert materiale om forholdet mellom strukturen til organiske stoffer og deres biologiske virke som det molekylære grunnlaget for legemiddelvirkning. Strukturen i læreboken er forbedret, kjemisk materiale av spesiell biomedisinsk betydning er plassert i egne overskrifter.
Forfatterne uttrykker sin oppriktige takknemlighet til professorene S. E. Zurabyan, I. Yu. Belavin, I. A. Selivanova, samt til alle kolleger for hjelpsomme tips og hjelp til å klargjøre manuskriptet for opptrykk.

Bioorganisk kjemi er en grunnleggende vitenskap som studerer strukturen og de biologiske funksjonene til de viktigste komponentene i levende materie, primært biopolymerer og lavmolekylære bioregulatorer, med fokus på å belyse mønstrene i forholdet mellom strukturen til forbindelser og deres biologiske virkning.

Bioorganisk kjemi er en vitenskap i skjæringspunktet mellom kjemi og biologi, den bidrar til avsløringen av prinsippene for hvordan levende systemer fungerer. Bioorganisk kjemi har en uttalt praktisk orientering, og er det teoretiske grunnlaget for å skaffe nye verdifulle forbindelser for medisin, landbruk, kjemisk, mat og mikrobiologi. Interesseområdet for bioorganisk kjemi er uvanlig bredt - dette er en verden av stoffer isolert fra dyrelivet og spiller en viktig rolle i livet, og verden av kunstig oppnådde organiske forbindelser med biologisk aktivitet. Bioorganisk kjemi dekker kjemien til alle stoffer i en levende celle, titalls og hundretusener av forbindelser.

Studieobjekter, forskningsmetoder og hovedoppgaver innen bioorganisk kjemi

Studieobjekter bioorganisk kjemi er proteiner og peptider, karbohydrater, lipider, biopolymerer av blandet type - glykoproteiner, nukleoproteiner, lipoproteiner, glykolipider, etc., alkaloider, terpenoider, vitaminer, antibiotika, hormoner, prostaglandiner, feromoner, giftstoffer, samt regulatorer av bitoksiner. prosesser: medikamenter, plantevernmidler, etc.

Hovedarsenalet av forskningsmetoder bioorganisk kjemi sammenstillingsmetoder; fysiske, fysisk-kjemiske, matematiske og biologiske metoder brukes for å løse strukturelle problemer.

Hovedoppgaver bioorganisk kjemi er:

• Isolering i en individuell tilstand og rensing av de studerte forbindelsene ved hjelp av krystallisering, destillasjon, forskjellige typer kromatografi, elektroforese, ultrafiltrering, ultrasentrifugering, etc. dens innflytelse på en viss fysiologisk prosess, etc.);
• Etablering av strukturen, inkludert den romlige strukturen, basert på tilnærmingene til organisk kjemi (hydrolyse, oksidativ spaltning, spaltning ved spesifikke fragmenter, for eksempel ved metioninrester ved etablering av strukturen til peptider og proteiner, spaltning ved 1,2-diol grupper av karbohydrater, etc.) og fysikalsk - kjemisk kjemi ved bruk av massespektrometri, ulike typer optisk spektroskopi (IR, UV, laser, etc.), røntgendiffraksjonsanalyse, kjernemagnetisk resonans, elektronparamagnetisk resonans, optisk rotasjonsspredning og sirkulær dikroisme, raske kinetiske metoder osv. i kombinasjon med databeregninger. For raskt å løse standardproblemer knyttet til å etablere strukturen til en rekke biopolymerer, er det opprettet automatiske enheter og er mye brukt, hvis operasjonsprinsipp er basert på standardreaksjoner og egenskapene til naturlige og biologisk aktive forbindelser. Dette er analysatorer for å bestemme den kvantitative aminosyresammensetningen til peptider, sekvensere for å bekrefte eller etablere sekvensen av aminosyrerester i peptider og nukleotidsekvensen i nukleinsyrer osv. Bruk av enzymer som spesifikt spalter de studerte forbindelsene i henhold til strengt definerte bindinger er viktig for å studere strukturen til komplekse biopolymerer. Slike enzymer brukes i studiet av strukturen til proteiner (trypsin, proteinaser som spalter peptidbindinger ved glutaminsyre, prolin og andre aminosyrerester), nukleinsyrer og polynukleotider (nukleaser, restriksjonsenzymer), karbohydratholdige polymerer (glykosidaser, inkludert spesifikke - galaktosidaser, glukuronidase, etc.). For å øke effektiviteten av forskning, blir ikke bare naturlige forbindelser utsatt for analyse, men også deres derivater som inneholder karakteristiske, spesielt introduserte grupper og merkede atomer. Slike derivater oppnås for eksempel ved å dyrke produsenten på et medium som inneholder merkede aminosyrer eller andre radioaktive forløpere, som inkluderer tritium, radioaktivt karbon eller fosfor. Påliteligheten til dataene oppnådd i studiet av komplekse proteiner øker betydelig hvis denne studien utføres i kombinasjon med studien av strukturen til de tilsvarende genene.
• Kjemisk syntese og kjemisk modifikasjon av de studerte forbindelsene, inkludert total syntese, syntese av analoger og derivater. For forbindelser med lav molekylvekt er fortsatt motsyntesen et viktig kriterium for riktigheten av den etablerte strukturen. Utviklingen av metoder for syntese av naturlige og biologisk aktive forbindelser er nødvendig for å løse det neste viktige problemet med bioorganisk kjemi - for å belyse forholdet mellom deres struktur og biologiske funksjon.
• Belysning av forholdet mellom struktur og biologiske funksjoner til biopolymerer og lavmolekylære bioregulatorer; studie av de kjemiske mekanismene for deres biologiske virkning. Dette aspektet av bioorganisk kjemi får mer og mer praktisk betydning. Forbedring av arsenalet av metoder for kjemisk og kjemisk-enzymatisk syntese av komplekse biopolymerer (biologisk aktive peptider, proteiner, polynukleotider, nukleinsyrer, inkludert aktivt fungerende gener), i kombinasjon med den stadig bedre teknikken for syntese av relativt enklere bioregulatorer , så vel som metoder for selektiv spaltning av biopolymerer, tillater stadig dypere forståelse av avhengigheten av biologisk virkning på strukturen til forbindelser. Bruken av høyeffektiv datateknologi gjør det mulig å objektivt sammenligne tallrike data fra ulike forskere og finne felles mønstre. De spesielle og generelle regelmessighetene som er funnet stimulerer og letter syntesen av nye forbindelser, som i noen tilfeller (for eksempel ved studiet av peptider som påvirker hjerneaktivitet) gjør det mulig å finne praktisk talt viktige syntetiske forbindelser som er overlegne i biologisk aktivitet til deres naturlige motparter. Studiet av de kjemiske mekanismene for biologisk virkning åpner for muligheten for å lage biologisk aktive forbindelser med forhåndsbestemte egenskaper.
• Innhenting av praktisk talt verdifulle stoffer.
• Biologisk testing av de oppnådde forbindelsene.

Dannelse av bioorganisk kjemi. Historiereferanse

Dannelsen av bioorganisk kjemi i verden fant sted på slutten av 50-tallet - begynnelsen av 60-tallet, da hovedobjektene for forskning på dette området var fire klasser av organiske forbindelser som spiller en nøkkelrolle i cellens og organismens liv - proteiner, polysakkarider og lipider. Enestående prestasjoner av tradisjonell kjemi av naturlige forbindelser, for eksempel oppdagelsen av L. Pauling av α-helixen som et av hovedelementene romlige strukturer s av polypeptidkjeden i proteiner, etableringen av A. Todd av den kjemiske strukturen til nukleotidene og den første syntesen av et dinukleotid, utviklingen av F. Sanger av en metode for å bestemme aminosyresekvensen i proteiner og dechiffrere strukturen til insulin med dets hjelp, R. Woodwards syntese av slike komplekse naturlige forbindelser som reserpin, klorofyll og vitamin B 12, syntesen av det første peptidhormonet oksytocin markerte i hovedsak transformasjonen av kjemien til naturlige forbindelser til moderne bioorganisk kjemi.

Men i vårt land oppsto interessen for proteiner og nukleinsyrer mye tidligere. De første studiene på kjemien til proteiner og nukleinsyrer ble startet på midten av 1920-tallet. innenfor murene til Moskva-universitetet, og det var her de første vitenskapelige skolene ble dannet, og arbeidet med suksess innen disse viktige områdene innen naturvitenskap frem til i dag. Altså på 20-tallet. etter initiativ fra N.D. Zelinsky begynte systematisk forskning på proteinkjemi, hvis hovedoppgave var å belyse de generelle prinsippene for strukturen til proteinmolekyler. N.D. Zelinsky opprettet det første proteinkjemilaboratoriet i vårt land, der viktig arbeid ble utført med syntese og strukturell analyse av aminosyrer og peptider. En enestående rolle i utviklingen av disse verkene tilhører M.M. Botvinnik og studentene hennes, som oppnådde imponerende resultater i å studere strukturen og virkningsmekanismen til uorganiske pyrofosfataser, nøkkelenzymene i fosformetabolismen i cellen. På slutten av 1940-tallet, da nukleinsyrenes ledende rolle i genetiske prosesser begynte å dukke opp, ble M.A. Prokofiev og Z.A. Shabarova begynte arbeidet med syntesen av nukleinsyrekomponenter og deres derivater, og la dermed grunnlaget for kjemien til nukleinsyrer i vårt land. De første syntesene av nukleosider, nukleotider og oligonukleotider ble utført, og et stort bidrag ble gitt til opprettelsen av innenlandske automatiske nukleinsyresyntetisatorer.

På 60-tallet. denne trenden i vårt land har utviklet seg konsekvent og raskt, ofte foran lignende trinn og trender i utlandet. De grunnleggende funnene til A.N. Belozersky, som beviste eksistensen av DNA i høyere planter og systematisk studerte den kjemiske sammensetningen av nukleinsyrer, de klassiske studiene av V.A. Engelhardt og V.A. Belitser om den oksidative mekanismen til fosforylering, de verdensberømte studiene av A.E. Arbuzov om kjemien til fysiologisk aktive organofosforforbindelser, så vel som det grunnleggende arbeidet til I.N. Nazarova og N.A. Preobrazhensky om syntesen av forskjellige naturlige stoffer og deres analoger, og andre arbeider. De største prestasjonene i opprettelsen og utviklingen av bioorganisk kjemi i USSR tilhører akademiker M.M. Shemyakin. Han begynte spesielt arbeidet med studiet av atypiske peptider - depsipeptider, som senere fikk bred utvikling i forbindelse med deres funksjon som ionoforer. Talentet, klarheten og den kraftige aktiviteten til denne og andre forskere bidro til den raske veksten av den internasjonale prestisje av sovjetisk bioorganisk kjemi, dens konsolidering i de mest relevante områdene og organisatorisk styrking i landet vårt.

På slutten av 60-tallet - begynnelsen av 70-tallet. i syntesen av biologisk aktive forbindelser med kompleks struktur begynte enzymer å bli brukt som katalysatorer (den såkalte kombinerte kjemisk-enzymatiske syntesen). Denne tilnærmingen ble brukt av G. Korana for den første gensyntesen. Bruken av enzymer gjorde det mulig å utføre en strengt selektiv transformasjon av en rekke naturlige forbindelser og oppnå nye biologisk aktive derivater av peptider, oligosakkarider og nukleinsyrer i høyt utbytte. På 70-tallet. slike grener av bioorganisk kjemi som syntesen av oligonukleotider og gener, studiet av cellemembraner og polysakkarider, og analysen av de primære og romlige strukturene til proteiner utviklet seg mest intensivt. Strukturene til viktige enzymer (transaminase, β-galaktosidase, DNA-avhengig RNA-polymerase), beskyttende proteiner (γ-globuliner, interferoner) og membranproteiner (adenosintrifosfataser, bakterorodopsin) ble studert. Arbeider med studiet av strukturen og virkningsmekanismen til peptider - regulatorer av nervøs aktivitet (de såkalte nevropeptider) har fått stor betydning.

Moderne innenlandsk bioorganisk kjemi

For tiden inntar innenlandsk bioorganisk kjemi en ledende posisjon i verden på en rekke nøkkelområder. Store fremskritt har blitt gjort i studiet av strukturen og funksjonen til biologisk aktive peptider og komplekse proteiner, inkludert hormoner, antibiotika og nevrotoksiner. Viktige resultater er oppnådd i kjemien til membranaktive peptider. Årsakene til den unike selektiviteten og effektiviteten av virkningen av dyspepsidionoforer har blitt undersøkt, og mekanismen for funksjon i levende systemer er blitt belyst. Syntetiske analoger av ionoforer med ønskede egenskaper er oppnådd, som er mange ganger mer effektive enn naturlige prøver (V.T. Ivanov, Yu.A. Ovchinnikov). De unike egenskapene til ionoforer brukes til å lage ioneselektive sensorer basert på dem, som er mye brukt i teknologi. Suksessene som er oppnådd i studiet av en annen gruppe regulatorer - nevrotoksiner, som er hemmere av overføring av nerveimpulser, har ført til utbredt bruk av dem som verktøy for å studere membranreseptorer og andre spesifikke strukturer av cellemembraner (EV Grishin). Utviklingen av arbeidet med syntese og studie av peptidhormoner har ført til dannelsen av svært effektive analoger av hormonene oksytocin, angiotensin II og bradykinin, som er ansvarlige for sammentrekning av glatt muskel og blodtrykksregulering. En stor suksess var den fullstendige kjemiske syntesen av insulinpreparater, inkludert humant insulin (N.A. Yudaev, Yu.P. Shvachkin og andre). En rekke proteinantibiotika ble oppdaget og studert, inkludert gramicidin S, polymyxin M, actinoxanthin (G.F. Gause, A.S. Khokhlov og andre). Det utvikles aktivt arbeid for å studere strukturen og funksjonen til membranproteiner som utfører reseptor- og transportfunksjoner. Fotoreseptorproteinene rhodopsin og bacteriorhodopsin ble oppnådd og det fysisk-kjemiske grunnlaget for deres funksjon som lysavhengige ionepumper ble studert (V.P. Skulachev, Yu.A. Ovchinnikov, M.A. Ostrovsky). Strukturen og mekanismen for funksjon av ribosomer, hovedsystemene for proteinbiosyntese i cellen, er mye studert (A.S. Spirin, A.A. Bogdanov). Store forskningssykluser er assosiert med studiet av enzymer, bestemmelsen av deres primære struktur og romlige struktur, studiet av katalytiske funksjoner (aspartataminotransferase, pepsin, chymotrypsin, ribonuklease, fosformetabolismeenzymer, glykosidaser, kolinesteraser, etc.). Metoder for syntese og kjemisk modifisering av nukleinsyrer og deres komponenter er utviklet (D.G. Knorre, M.N. Kolosov, Z.A. Shabarova), tilnærminger utvikles for å lage ny generasjon medikamenter basert på dem for behandling av virale, onkologiske og autoimmune sykdommer. Ved hjelp av unike egenskaper nukleinsyrer og basert på dem, diagnostiske preparater og biosensorer, blir det opprettet analysatorer av en rekke biologisk aktive forbindelser (V.A. Vlasov, Yu.M. Evdokimov, etc.)

Det er gjort betydelige fremskritt i den syntetiske kjemien av karbohydrater (syntesen av bakterielle antigener og dannelsen av kunstige vaksiner, syntesen av spesifikke hemmere av virussorpsjon på celleoverflaten, syntesen av spesifikke hemmere av bakterielle toksiner (N.K. Kochetkov, A. .Ya. Khorlin)). Det er gjort betydelige fremskritt i studiet av lipider, lipoaminosyrer, lipopeptider og lipoproteiner (LD Bergelson, NM Sisakyan). Metoder for syntese av mange biologisk aktive fettsyrer, lipider og fosfolipider er utviklet. Transmembranfordelingen av lipider i ulike typer liposomer, i bakteriemembraner og i levermikrosomer ble studert.

Et viktig område innen bioorganisk kjemi er studiet av ulike naturlige og syntetiske stoffer som er i stand til å regulere ulike prosesser som forekommer i levende celler. Dette er frastøtende midler, antibiotika, feromoner, signalstoffer, enzymer, hormoner, vitaminer og andre (de såkalte lavmolekylære regulatorer). Det er utviklet metoder for syntese og produksjon av nesten alle kjente vitaminer, en betydelig del av steroidhormoner og antibiotika. Det er utviklet industrielle metoder for å oppnå en rekke koenzymer som brukes som terapeutiske legemidler (koenzym Q, pyridoksalfosfat, tiaminpyrofosfat, etc.). Nye sterke anabole stoffer er blitt foreslått som er overlegne i virkning i forhold til kjente utenlandske stoffer (I.V. Torgov, S.N. Ananchenko). Biogenese og virkningsmekanismer for naturlige og transformerte steroider har blitt studert. Det er gjort betydelige fremskritt i studiet av alkaloider, steroid- og triterpenglykosider og kumariner. Opprinnelig forskning ble utført innen plantevernmiddelkjemi, noe som førte til utgivelsen av en rekke verdifulle stoffer (IN Kabachnik, N.N. Melnikov, etc.). Det søkes aktivt etter nye legemidler som trengs for behandling av ulike sykdommer. Det er oppnådd preparater som har bevist sin effektivitet i behandlingen av en rekke onkologiske sykdommer (dopan, sarcolysin, ftorafur, etc.).

Prioriterte retninger og utsikter for utvikling av bioorganisk kjemi

Prioriterte veibeskrivelser Vitenskapelig forskning innen bioorganisk kjemi er:

• studie av den strukturelle og funksjonelle avhengigheten til biologisk aktive forbindelser;
• design og syntese av nye biologisk aktive legemidler, inkludert produksjon av medisiner og plantevernmidler;
• forskning på svært effektive bioteknologiske prosesser;
• studie av de molekylære mekanismene til prosesser som skjer i en levende organisme.

Orientert grunnforskning innen bioorganisk kjemi er rettet mot å studere strukturen og funksjonen til de viktigste biopolymerene og lavmolekylære bioregulatorer, inkludert proteiner, nukleinsyrer, karbohydrater, lipider, alkaloider, prostaglandiner og andre forbindelser. Bioorganisk kjemi er nært beslektet med praktiske oppgaver medisin og landbruk (innhenting av vitaminer, hormoner, antibiotika og andre medisiner, plantevekststimulerende midler og adferdsregulatorer for dyr og insekter), kjemiske, matvare- og mikrobiologiske industrier. Resultatene av vitenskapelig forskning er grunnlaget for å skape et vitenskapelig og teknisk grunnlag for teknologier for produksjon av moderne medisinsk immundiagnostikk, reagenser for medisinsk genetisk forskning og reagenser for biokjemisk analyse, teknologier for syntese av legemiddelstoffer for bruk i onkologi, virologi, endokrinologi, gastroenterologi, samt kjemikalier plantevern og teknologier for deres anvendelse i landbruket.

Løsningen av hovedproblemene i bioorganisk kjemi er viktig for videre fremgang innen biologi, kjemi og en rekke tekniske vitenskaper. Uten å belyse strukturen og egenskapene til de viktigste biopolymerene og bioregulatorene, er det umulig å vite essensen av livsprosesser, og enda mer å finne måter å kontrollere slike komplekse fenomener som reproduksjon og overføring av arvelige egenskaper, normal og ondartet cellevekst , immunitet, hukommelse, overføring av nerveimpulser og mye mer. Samtidig kan studiet av høyt spesialiserte biologisk aktive stoffer og prosessene som skjer med deres deltakelse åpne for fundamentalt nye muligheter for utvikling av kjemi, kjemisk teknologi og teknologi. Problemene, hvis løsning er assosiert med forskning innen bioorganisk kjemi, inkluderer opprettelsen av strengt spesifikke svært aktive katalysatorer (basert på studiet av strukturen og virkningsmekanismen til enzymer), direkte konvertering av kjemisk energi til mekanisk energi (basert på studiet av muskelkontraksjon), bruk av kjemiske lagringsprinsipper i teknologi og overføring av informasjon utført i biologiske systemer, prinsippene for selvregulering av multikomponentcellesystemer, først og fremst den selektive permeabiliteten til biologiske membraner, og mye mer poeng for utvikling av biokjemisk forskning, allerede knyttet til feltet molekylærbiologi. Bredden og betydningen av problemene som skal løses, variasjonen av metoder og nær tilknytning til andre vitenskapelige disipliner sikrer rask utvikling av bioorganisk kjemi Bulletin of the Moscow University, series 2, Chemistry. 1999. V. 40. Nr. 5. S. 327-329.

Bender M, Bergeron R, Komiyama M. Bioorganisk kjemi for enzymatisk katalyse. Per. fra engelsk. M.: Mir, 1987. 352 S.

Yakovishin L.A. Utvalgte kapitler i bioorganisk kjemi. Sevastopol: Strizhak-press, 2006. 196 s.

Nikolaev A.Ya. Biologisk kjemi. M.: Medisinsk informasjonsbyrå, 2001. 496 s.

Bioorganisk kjemi er en vitenskap som studerer strukturen og egenskapene til stoffer som er involvert i livsprosesser, i direkte sammenheng med kunnskapen om deres biologiske funksjoner.

Bioorganisk kjemi er en vitenskap som studerer strukturen og reaktiviteten til biologisk signifikante forbindelser. Emnet for bioorganisk kjemi er biopolymerer og bioregulatorer og deres strukturelle elementer.

Biopolymerer inkluderer proteiner, polysakkarider (karbohydrater) og nukleinsyrer. Denne gruppen inkluderer også lipider som ikke er HMC-er, men som vanligvis er assosiert med andre biopolymerer i kroppen.

Bioregulatorer er forbindelser som kjemisk regulerer metabolismen. Disse inkluderer vitaminer, hormoner, mange syntetiske forbindelser, inkludert medisinske stoffer.

Bioorganisk kjemi er basert på ideer og metoder innen organisk kjemi.

Uten kunnskap om de generelle lovene for organisk kjemi er det vanskelig å studere bioorganisk kjemi. Bioorganisk kjemi er nært knyttet til biologi, biologisk kjemi og medisinsk fysikk.

Settet av reaksjoner som finner sted i en organisme kalles metabolisme.

Stoffer som dannes i prosessen med metabolisme kalles - metabolitter.

Metabolisme har to retninger:

Katabolisme er nedbrytning av komplekse molekyler til enklere.

Anabolisme er prosessen med å syntetisere komplekse molekyler fra enklere stoffer med energiforbruk.

Begrepet biosyntese brukes i forhold til den kjemiske reaksjonen IN VIVO (i kroppen), IN VITRO (utenfor kroppen)

Det er antimetabolitter - konkurrenter til metabolitter i biokjemiske reaksjoner.

Konjugering som en faktor for å øke stabiliteten til molekyler. Gjensidig påvirkning av atomer i molekylene til organiske forbindelser og metoder for overføring

Forelesningsplan:

Konjugasjon og dens typer:

p, p - konjugasjon,

r,p - konjugasjon.

Konjugasjonsenergi.

Konjugerte åpne kretssystemer.

Vitamin A, karotener.

Konjugering i radikaler og ioner.

Konjugerer systemer med en lukket krets. Aromatitet, aromatisitetskriterier, heterosykliske aromatiske forbindelser.

Kovalent binding: ikke-polar og polar.

Induktive og mesomere effekter. EA og ED er erstatninger.

Hovedtypen kjemiske bindinger i organisk kjemi er kovalente bindinger. I organiske molekyler er atomer forbundet med s- og p-bindinger.

Atomene i molekylene til organiske forbindelser er forbundet med kovalente bindinger, som kalles s- og p-bindinger.

En enkelt s - binding i SP 3 - hybridisert tilstand er preget av l - lengde (С-С 0,154 nm) E-energi (83 kcal / mol), polaritet og polariserbarhet. For eksempel:

En dobbeltbinding er karakteristisk for umettede forbindelser der det i tillegg til den sentrale s-bindingen også er en overlapping vinkelrett på s-bindingen, som kalles π-bindingen).

Dobbeltbindinger er lokaliserte, det vil si at elektrontettheten dekker bare 2 kjerner av de bundne atomene.

Oftest vil vi forholde oss til konjugert systemer. Hvis dobbeltbindinger veksler med enkeltbindinger (og i det generelle tilfellet har et atom koblet til en dobbeltbinding en p-orbital, så kan p-orbitalene til naboatomer overlappe hverandre og danne et felles p-elektronsystem). Slike systemer kalles konjugert eller delokalisert . For eksempel: butadien-1,3

p, p - konjugerte systemer

Alle atomer i butadien er i SP 2 hybridisert tilstand og ligger i samme plan (Pz er ikke en hybrid orbital). Рz - orbitaler er parallelle med hverandre. Dette skaper forutsetninger for deres gjensidige overlapping. Overlappingen av Pz-orbitalen skjer mellom C-1 og C-2 og C-3 og C-4, så vel som mellom C-2 og C-3, det vil si at det er delokalisert kovalent binding. Dette gjenspeiles i endringen i bindingslengder i molekylet. Bindingslengden mellom C-1 og C-2 økes, og mellom C-2 og C-3 forkortes sammenlignet med en enkeltbinding.

1-C-C, 154 nm 1 C=C 0,134 nm

l С-N 1,147 nm l С \u003d O 0,121 nm

r, p - konjugasjon

Et eksempel på et p, π-konjugert system er en peptidbinding.

r, p - konjugerte systemer

C=0-dobbeltbindingen forlenges til 0,124 nm mot vanlig lengde på 0,121, og C-N-bindingen blir kortere og blir 0,132 nm sammenlignet med 0,147 nm i det vanlige tilfellet. Det vil si at prosessen med elektrondelokalisering fører til justering av bindingslengder og en reduksjon i den indre energien til molekylet. Imidlertid forekommer ρ,p - konjugering i asykliske forbindelser, ikke bare når alternerende = bindinger med enkelt C-C bindinger, men også når det veksles med et heteroatom:

I nærheten av dobbeltbindingen kan det være et X-atom som har en fri p-orbital. Oftest er disse O, N, S heteroatomer og deres p-orbitaler, interagerer med p-bindinger og danner p, p-konjugering.

For eksempel:

CH 2 \u003d CH - O - CH \u003d CH 2

Konjugering kan utføres ikke bare i nøytrale molekyler, men også i radikaler og ioner:

Basert på det ovennevnte, i åpne systemer, skjer konjugering under følgende forhold:

Alle atomer som deltar i det konjugerte systemet er i SP 2 - hybridisert tilstand.

Pz - orbitalene til alle atomer er vinkelrett på s-skjelettplanet, det vil si at de er parallelle med hverandre.

Når et konjugert multisentersystem dannes, justeres bindingslengdene. Det er ingen "rene" enkelt- og dobbeltbindinger.

Delokaliseringen av p-elektroner i et konjugert system er ledsaget av frigjøring av energi. Systemet beveger seg til et lavere energinivå, blir mer stabilt, mer stabilt. Dermed fører dannelsen av et konjugert system i tilfelle av butadien - 1,3 til en energifrigjøring i mengden 15 kJ/mol. Det er på grunn av konjugering at stabiliteten til ioneradikaler av allyltype og deres overflod i naturen øker.

Jo lengre konjugasjonskjeden er, desto større frigjøring av energien fra dannelsen.

Dette fenomenet er ganske utbredt i biologisk viktige forbindelser. For eksempel:

Vi vil stadig møte spørsmål om den termodynamiske stabiliteten til molekyler, ioner, radikaler i løpet av bioorganisk kjemi, som inkluderer en rekke ioner og molekyler spredt i naturen. For eksempel:

Konjugerte lukkede kretssystemer

Aromatikk. I sykliske molekyler kan det under visse forhold oppstå et konjugert system. Et eksempel på et p, p - konjugert system er benzen, hvor p - en elektronsky dekker karbonatomer, et slikt system kalles - aromatisk.

Energigevinsten på grunn av konjugering i benzen er 150,6 kJ/mol. Derfor er benzen termisk stabil opp til en temperatur på 900 o C.

Tilstedeværelsen av en lukket elektronisk ring er bevist ved bruk av NMR. Hvis et benzenmolekyl plasseres i et eksternt magnetfelt, oppstår det en induktiv ringstrøm.

Således er aromatisitetskriteriet formulert av Hückel:

molekylet har en syklisk struktur;

alle atomer er i SP 2 - hybridisert tilstand;

det er et delokalisert p-elektronsystem som inneholder 4n + 2 elektroner, hvor n er antall sykluser.

For eksempel:

En spesiell plass i bioorganisk kjemi er okkupert av spørsmålet aromatisiteten til heterosykliske forbindelser.

I sykliske molekyler som inneholder heteroatomer (nitrogen, svovel, oksygen) dannes en enkelt p-elektronsky med deltakelse av p-orbitaler av karbon- og heteroatomatomer.

Femleddede heterosykliske forbindelser

Et aromatisk system dannes ved samspillet mellom 4 p-orbitaler C og en orbital av et heteroatom, som har 2 elektroner. Seks p - elektroner danner et aromatisk skjelett. Et slikt konjugert system er elektronisk overflødig. I pyrrol er N-atomet i SP 2-hybridisert tilstand.

Pyrrol er en del av mange biologisk viktige stoffer. Fire pyrrolringer danner et porfin - et aromatisk system med 26 p - elektroner og høy konjugasjonsenergi (840 kJ / mol)

Porfinstrukturen er en del av hemoglobin og klorofyll

Seksleddede heterosykliske forbindelser

Det aromatiske systemet i molekylene til disse forbindelsene dannes ved samspillet mellom fem p-orbitaler av karbonatomer og en p-orbital av nitrogenatomet. To elektroner på to SP 2 - orbitaler er involvert i dannelsen av s - bindinger med karbonatomer i ringen. P-orbital med ett elektron er inkludert i det aromatiske skjelettet. SP 2 - en orbital med et ensomt elektronpar ligger i s-skjelettplanet.

Elektrontettheten i pyrimidin forskyves til N, det vil si at systemet er utarmet i p-elektroner, det er elektronmangel.

Mange heterosykliske forbindelser kan inneholde ett eller flere heteroatomer.

Kjernene til pyrrol, pyrimidin, purin er en del av mange biologisk aktive molekyler.

Gjensidig påvirkning av atomer i molekylene til organiske forbindelser og metoder for overføring

Som allerede nevnt, utføres bindinger i molekylene til organiske forbindelser på grunn av s- og p-bindinger, elektrontettheten er jevnt fordelt mellom de bundne atomene bare når disse atomene er like eller nær elektronegativitet. Slike forbindelser kalles ikke-polar.

CH 3 -CH 2 → CI polar binding

I organisk kjemi har vi oftere å gjøre med polare bindinger.

Hvis elektrontettheten forskyves mot et mer elektronegativt atom, kalles en slik binding polar. Basert på verdiene til bindingsenergien foreslo den amerikanske kjemikeren L. Pauling en kvantitativ karakteristikk av atomers elektronegativitet. Nedenfor er Pauling-skalaen.

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

Karbonatomer i forskjellige hybridiseringstilstander er forskjellige i elektronegativitet. Derfor er s - bindingen mellom SP 3 og SP 2 hybridiserte atomer - polar

Induktiv effekt

Overføringen av elektrontetthet ved hjelp av mekanismen for elektrostatisk induksjon langs en kjede av s-bindinger kalles ved induksjon, kalles effekten induktiv og er betegnet med J. Virkningen av J, som regel, henfaller etter tre bindinger, men tettliggende atomer opplever en ganske sterk påvirkning av en nærliggende dipol.

Substituenter som forskyver elektrontettheten langs kjeden av s - bindinger i deres retning, viser -J - effekt, og omvendt +J effekt.

En isolert p-binding, så vel som en enkelt p-elektronsky av et åpent eller lukket konjugert system, kan lett polariseres under påvirkning av EA- og ED-substituenter. I disse tilfellene overføres den induktive effekten til p-bindingen, og betegner derfor Jp.

Mesomerisk effekt (konjugasjonseffekt)

Omfordelingen av elektrontetthet i et konjugert system under påvirkning av en substituent som er medlem av dette konjugerte systemet kalles mesomerisk effekt(M-effekt).

For at en substituent skal gå inn i selve et konjugert system, må den ha enten en dobbeltbinding (p, p - konjugering) eller et heteroatom med et udelt elektronpar (r, p - konjugering). M - effekten overføres gjennom det konjugerte systemet uten demping.

Substituenter som senker elektrontettheten i det konjugerte systemet (forskjøvet elektrontetthet i deres retning) viser -M-effekten, og substituenter som øker elektrontettheten i det konjugerte systemet viser +M-effekten.

Elektroniske effekter av substituenter

Reaktiviteten til organiske stoffer avhenger i stor grad av typen J- og M-effekter. Kunnskap om de teoretiske mulighetene for virkningen av elektroniske effekter gjør det mulig å forutsi forløpet av visse kjemiske prosesser.

Syre-base egenskaper av organiske forbindelser Klassifisering av organiske reaksjoner.

Forelesningsplan

Konseptet med substrat, nukleofil, elektrofil.

Klassifisering av organiske reaksjoner.

reversible og irreversible

radikal, elektrofil, nukleofil, synkron.

mono- og bimolekylært

substitusjonsreaksjoner

addisjonsreaksjoner

eliminasjonsreaksjoner

oksidasjon og reduksjon

syre-base interaksjoner

Reaksjonene er regioselektive, kjemoselektive, stereoselektive.

Reaksjoner av elektrofil tilsetning. Morkovnikovs styre, anti-Morkovnikovs tillegg.

Reaksjoner av elektrofil substitusjon: orientanter av 1. og 2. type.

Syre-base egenskaper til organiske forbindelser.

surhet og basicitet ifølge Bronsted

Lewis surhet og basicitet

Teorien om harde og myke syrer og baser.

Klassifisering av organiske reaksjoner

Systematiseringen av organiske reaksjoner gjør det mulig å redusere mangfoldet av disse reaksjonene til et relativt lite antall typer. Organiske reaksjoner kan klassifiseres:

mot: reversible og irreversible

av arten av endringen i bindinger i substratet og reagenset.

substrat- et molekyl som gir et karbonatom for å danne en ny binding

Reagens- Substratvirkende forbindelse.

I henhold til arten av endringen i bindinger i substratet og reagenset, kan reaksjoner deles inn i:

radikale R

elektrofil E

nukleofil N(Y)

synkron eller koordinert

Mekanisme for SR-reaksjoner

Innvielse

kjedevekst

kjedebrudd

KLASSIFISERING ETTER SLUTTRESULTAT

Korrespondanse med sluttresultatet av reaksjonen er:

A) substitusjonsreaksjoner

B) addisjonsreaksjoner

B) eliminasjonsreaksjoner

D) omorganiseringer

D) oksidasjon og reduksjon

E) syre-base interaksjoner

Reaksjonene er også:

Regioselektiv- helst strømme gjennom ett av flere reaksjonssentre.

Kjeselektiv- det foretrukne reaksjonsforløpet i henhold til en av de beslektede funksjonelle gruppene.

stereoselektiv- den foretrukne dannelsen av en av flere stereoisomerer.

Reaktivitet av alkener, alkaner, alkadiener, arener og heterosykliske forbindelser

Grunnlaget for organiske forbindelser er hydrokarboner. Vi vil bare vurdere de reaksjonene som utføres under biologiske forhold og følgelig ikke med hydrokarboner selv, men med deltakelse av hydrokarbonradikaler.

Umettede hydrokarboner inkluderer alkener, alkadiener, alkyner, cykloalkener og aromatiske hydrokarboner. Den samlende begynnelsen for dem π er en elektronsky. Under dynamiske forhold har organiske forbindelser også en tendens til å bli angrepet av E+

Imidlertid fører interaksjonsreaksjoner for alkyner og arener med reagenser til forskjellige resultater, siden i disse forbindelsene er naturen til π - elektronskyen forskjellig: lokalisert og delokalisert.

Betraktning av reaksjonsmekanismer vil begynne med reaksjoner A E. Som vi vet interagerer alkener med

Hydreringsreaksjonsmekanisme

I henhold til Markovnikovs regel - tilsetning av forbindelser med den generelle formelen HX til umettede hydrokarboner med en asymmetrisk struktur - er et hydrogenatom festet til det mest hydrogenerte karbonatomet hvis substituenten er ED. I anti-Markovnikov-addisjon tilsettes et hydrogenatom til det minst hydrogenerte dersom substituenten er EA.

Elektrofile substitusjonsreaksjoner i aromatiske systemer har sine egne egenskaper. Den første egenskapen er at interaksjon med et termodynamisk stabilt aromatisk system krever sterke elektrofiler, som vanligvis genereres ved hjelp av katalysatorer.

S E reaksjonsmekanisme

ORIENTERENDE PÅVIRKNING
UNDERSTAND

Hvis det er noen substituent i den aromatiske kjernen, så påvirker det nødvendigvis fordelingen av elektrontettheten til ringen. ED - substituenter (orientanter i 1. rad) CH 3, OH, OR, NH 2, NR 2 - letter substitusjon sammenlignet med usubstituert benzen og dirigerer den innkommende gruppen til orto- og para-posisjonen. Hvis ED-substituentene er sterke, er ingen katalysator nødvendig; disse reaksjonene foregår i 3 trinn.

EA - substituenter (orienterende midler av den andre typen) hindrer elektrofile substitusjonsreaksjoner sammenlignet med usubstituert benzen. SE-reaksjonen fortsetter under mer alvorlige forhold, den innkommende gruppen går inn i metaposisjonen. Type II substituenter inkluderer:

COOH, SO 3 H, CHO, halogener, etc.

SE-reaksjoner er også karakteristiske for heterosykliske hydrokarboner. Pyrrol, furan, tiofen og deres derivater tilhører π-overdrevne systemer og går ganske lett inn i SE-reaksjoner. De kan lett halogeneres, alkyleres, acyleres, sulfoneres, nitreres. Når du velger reagenser, er det nødvendig å ta hensyn til deres ustabilitet i et sterkt surt miljø, dvs. acidofobicitet.

Pyridin og andre heterosykliske systemer med et pyridin-nitrogenatom er π-ikke tilstrekkelige systemer, de er mye vanskeligere å gå inn i SЕ-reaksjoner, mens den innkommende elektrofilen opptar β-posisjonen i forhold til nitrogenatomet.

Syre og grunnleggende egenskaper til organiske forbindelser

De viktigste aspektene ved reaktiviteten til organiske forbindelser er syre-base-egenskapene til organiske forbindelser.

Surhet og basicitet også viktige konsepter, som bestemmer mange funksjonelle fysisk-kjemiske og biologiske egenskaper til organiske forbindelser. Syre- og basekatalyse er en av de vanligste enzymatiske reaksjonene. Svake syrer og baser er vanlige komponenter i biologiske systemer som spiller en viktig rolle i metabolismen og dens regulering.

Det er flere begreper om syrer og baser i organisk kjemi. Bronsteds teori om syrer og baser generelt akseptert i uorganisk og organisk kjemi. Ifølge Bronsted er syrer stoffer som kan donere et proton, og baser er stoffer som kan akseptere et proton.

Surhet ifølge Bronsted

I prinsippet kan de fleste organiske forbindelser betraktes som syrer, siden H i organiske forbindelser er bundet til C, N O S

Organiske syrer er henholdsvis delt inn i C - H, N - H, O - H, S-H - syrer.

Surhet estimeres som Ka eller - lg Ka = pKa, jo mindre pKa, desto sterkere er syren.

Den kvantitative vurderingen av surhetsgraden til organiske forbindelser er ikke fastsatt for alle organiske stoffer. Derfor er det viktig å utvikle evnen til å gjennomføre en kvalitativ vurdering av syreegenskapene til ulike syresteder. Til dette brukes en generell metodisk tilnærming.

Styrken til en syre bestemmes av stabiliteten til anion (konjugert base). Jo mer stabilt anion, jo sterkere syre.

Anionstabilitet bestemmes av en kombinasjon av en rekke faktorer:

elektronegativitet og polariserbarhet av grunnstoffet i syresenteret.

graden av delokalisering av den negative ladningen i anionet.

arten av radikalet knyttet til syresenteret.

solvasjonseffekter (løsningsmiddeleffekt)

La oss vurdere rollen til alle disse faktorene i sin tur:

Påvirkning av elektronegativitet av elementer

Jo mer elektronegativt grunnstoffet er, jo mer delokalisert ladningen og jo mer stabilt anion, jo sterkere er syren.

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

Derfor endres surhetsgraden i serien CH< NН < ОН

For SH-syrer er det en annen faktor som dominerer - polariserbarhet.

Svovelatomet er større og har ledige d-orbitaler. derfor er den negative ladningen i stand til å delokaliseres i et stort volum, noe som resulterer i større stabilitet av anionet.

Tioler, som sterkere syrer, reagerer med alkalier, samt med oksider og salter av tungmetaller, mens alkoholer (svake syrer) bare kan reagere med aktive metaller.

Den relativt høye surheten til toll brukes i medisin, i kjemien til legemidler. For eksempel:

Brukes til forgiftning av As, Hg, Cr, Bi, hvis virkning skyldes binding av metaller og fjerning av dem fra kroppen. For eksempel:

Ved vurdering av surheten til forbindelser med samme atom i syresenteret, er den avgjørende faktoren delokaliseringen av den negative ladningen i anionet. Stabiliteten til anion øker betydelig med fremkomsten av muligheten for delokalisering av den negative ladningen langs systemet med konjugerte bindinger. En betydelig økning i surhet i fenoler, sammenlignet med alkoholer, forklares av muligheten for delokalisering i ioner sammenlignet med molekylet.

Den høye surheten til karboksylsyrer skyldes resonansstabiliteten til karboksylatanionet

Ladningsdelokalisering forenkles av tilstedeværelsen av elektrontiltrekkende substituenter (EA), de stabiliserer anioner og øker dermed surheten. For eksempel innføring av en substituent i EA-molekylet

Påvirkning av substituent og løsemiddel

a - hydroksysyrer er sterkere syrer enn de tilsvarende karboksylsyrene.

ED - substituenter, tvert imot, senker surheten. Løsemidler har større effekt på anionstabilisering, som regel løses små ioner med lav grad av ladningsdelokalisering bedre.

Påvirkningen av løsning kan spores for eksempel i serien:

Hvis et atom i syresenteret har en positiv ladning, fører dette til en økning i sure egenskaper.

Spørsmål til publikum: hvilken syre - eddiksyre eller palmitinsyre C 15 H 31 COOH - bør ha en lavere pKa-verdi?

Hvis et atom i et surt senter har en positiv ladning, fører dette til en økning i sure egenskaper.

Man kan merke seg den sterke CH - surheten σ - av komplekset som dannes i reaksjonen av elektrofil substitusjon.

Grunnleggende ifølge Bronsted

For å danne en binding med et proton, kreves et udelt elektronpar ved heteroatomet,

eller være anioner. Det er p-baser og

π-baser, hvor senteret for basicitet er

elektroner av en lokalisert π-binding eller π-elektroner av et konjugert system (π-komponenter)

Styrken til basen avhenger av de samme faktorene som surhet, men deres innflytelse er motsatt. Jo større elektronegativitet et atom har, jo sterkere holder det det ensomme elektronparet, og jo mindre tilgjengelig er det for binding med et proton. Så generelt endres styrken til n-baser med samme substituent i serien:

Blant organiske forbindelser har aminer og alkoholer den høyeste basiciteten:

Salter av organiske forbindelser med mineralsyrer er svært løselige. Mange legemidler brukes i form av salter.

Syre-base senter i ett molekyl (amfoterisk)

Hydrogenbindinger som en syre-base interaksjon

For alle α - aminosyrer er overvekt av kationiske former i sterkt sure og anioniske former i sterkt alkaliske medier.

Tilstedeværelsen av svake sure og basiske sentre fører til svake interaksjoner - hydrogenbindinger. For eksempel: imidazol med liten molekylvekt har et høyt kokepunkt på grunn av tilstedeværelsen av hydrogenbindinger.

J. Lewis foreslo en mer generell teori om syrer og baser, basert på strukturen til elektronskall.

Lewis-syrer kan være et atom, molekyl eller kation som har en ledig orbital som er i stand til å akseptere et par elektroner for å danne en binding.

Representanter for Lewis-syrer er halogenidene av elementer fra gruppene II og III i det periodiske systemet til D.I. Mendeleev.

Lewis-baser er et atom, molekyl eller anion som er i stand til å donere et par elektroner.

Lewis-baser inkluderer aminer, alkoholer, etere, tioler, tioetere og forbindelser som inneholder π-bindinger.

For eksempel kan følgende interaksjon representeres som interaksjonen mellom Lewis-syrer og baser

En viktig konsekvens av Lewis-teorien er at ethvert organisk stoff kan representeres som et syre-base-kompleks.

I organiske forbindelser forekommer intramolekylære hydrogenbindinger mye sjeldnere enn intermolekylære, men de forekommer også i bioorganiske forbindelser og kan betraktes som syre-base-interaksjoner.

Konseptet «hardt» og «mykt» er ikke identisk med sterke og svake syrer og baser. Dette er to uavhengige funksjoner. Essensen av LCMO er at harde syrer reagerer med harde baser og myke syrer reagerer med myke baser.

I henhold til Pearsons prinsipp om harde og myke syrer og baser (HMCA) deles Lewis-syrer inn i harde og myke. Harde syrer er akseptoratomer med liten størrelse, stor positiv ladning, høy elektronegativitet og lav polariserbarhet.

Myke syrer - akseptoratomer av stor størrelse med en liten positiv ladning, med lav elektronegativitet og høy polariserbarhet.

Essensen av LCMO er at harde syrer reagerer med harde baser og myke syrer reagerer med myke baser. For eksempel:

Oksidasjon og reduksjon av organiske forbindelser

Redoksreaksjoner er av største betydning for vitale prosesser. Med deres hjelp tilfredsstiller kroppen sitt energibehov, siden når organiske stoffer oksideres, frigjøres energi.

På den annen side tjener disse reaksjonene til å omdanne mat til komponenter i cellen. Oksidasjonsreaksjoner fremmer avgiftning og utskillelse av legemidler fra kroppen.

Oksidasjon - prosessen med å fjerne hydrogen med dannelse av en multippelbinding eller nye mer polare bindinger

Utvinning er den omvendte prosessen med oksidasjon.

Oksidasjon av organiske substrater fortsetter jo lettere, jo sterkere tendensen til å donere elektroner.

Oksidasjon og reduksjon må vurderes i forhold til visse klasser av forbindelser.

Oksidasjon av C - H-bindinger (alkaner og alkyler)

Ved fullstendig forbrenning av alkaner dannes CO 2 og H 2 O, mens varme frigjøres. Andre måter for deres oksidasjon og reduksjon kan representeres av følgende skjemaer:

Oksidasjon av mettede hydrokarboner foregår under tøffe forhold (kromblandingen er varm); mildere oksidasjonsmidler virker ikke på dem. Mellomliggende oksidasjonsprodukter er alkoholer, aldehyder, ketoner, syrer.

Hydroperoksider R - O - OH er de viktigste mellomproduktene for oksidasjon av C - H-bindinger under milde forhold, spesielt in vivo

Enzymatisk hydroksylering er en viktig oksidasjonsreaksjon av CH-bindinger i kroppen.

Et eksempel kan være produksjon av alkoholer fra oksidasjon av mat. På grunn av molekylært oksygen og dets aktive former. utført in vivo.

Hydrogenperoksid kan tjene som et hydroksylmiddel i kroppen.

Overskuddet av peroksid må spaltes av katalase til vann og oksygen.

Oksydasjonen og reduksjonen av alkener kan representeres ved følgende transformasjoner:

Gjenvinning av alkener

Oksidasjon og reduksjon av aromatiske hydrokarboner

Benzen er ekstremt vanskelig å oksidere selv under tøffe forhold i henhold til ordningen:

Evnen til å oksidere øker merkbart fra benzen til naftalen og videre til antracen.

ED-substituenter letter oksidasjonen av aromatiske forbindelser. EA - hindre oksidasjon. Gjenvinning av benzen.

C6H6 + 3H2

Enzymatisk hydroksylering av aromatiske forbindelser

Alkoholoksidasjon

Sammenlignet med hydrokarboner oksideres alkoholer under mildere forhold.

Den viktigste reaksjonen av dioler i kroppen er transformasjonen i kinon-hydrokinon-systemet

Overføringen av elektroner fra underlaget til oksygen utføres i metakondriene.

Oksidasjon og reduksjon av aldehyder og ketoner

En av de lettest oksiderte klassene av organiske forbindelser

2H 2 C \u003d O + H 2 O CH 3 OH + HCOOH flyter spesielt lett i lyset

Oksidasjon av nitrogenholdige forbindelser

Aminer oksideres ganske lett; sluttproduktene av oksidasjon er nitroforbindelser.

Uttømmende reduksjon av nitrogenholdige stoffer fører til dannelse av aminer.

Aminoksidasjon in vivo

Oksidasjon og reduksjon av tioler

Sammenlignende egenskaper av O-B-egenskaper til organiske forbindelser.

Tioler og 2-atomære fenoler oksideres lettest. Aldehyder oksideres lett. Alkoholer er vanskeligere å oksidere, og primære er lettere enn sekundære, tertiære. Ketoner er motstandsdyktige mot oksidasjon, eller oksiderer med spaltning av molekylet.

Alkyner oksiderer lett selv ved romtemperatur.

Forbindelser som inneholder karbonatomer i Sp3-hybridisert tilstand, det vil si mettede fragmenter av molekyler, er vanskeligst å oksidere.

ED - substituenter letter oksidasjon

EA - hindre oksidasjon.

Spesifikke egenskaper til poly- og heterofunksjonelle forbindelser.

Forelesningsplan

Poly- og heterofunksjonalitet som en faktor som øker reaktiviteten til organiske forbindelser.

Spesifikke egenskaper til poly- og heterofunksjonelle forbindelser:

amfoterisk dannelse av intramolekylære salter.

intramolekylær cyklisering av γ, δ, ε heterofunksjonelle forbindelser.

intermolekylær cyklisering (laktider og deketopipyrosiner)

chelering.

eliminasjonsreaksjoner av beta-heterofunksjonelle

forbindelser.

keto-enol tautomerisme. Fosfoenolpyruvat, som

makroergisk forbindelse.

dekarboksylering.

stereoisomerisme

Poly- og heterofunksjonalitet, som årsaken til fremkomsten av spesifikke egenskaper i hydroksy-, amino- og oksosyrer.

Tilstedeværelsen av flere identiske eller forskjellige funksjonelle grupper i et molekyl er et karakteristisk trekk ved biologisk viktige organiske forbindelser. Det kan være to eller flere hydroksylgrupper, aminogrupper, karboksylgrupper i et molekyl. For eksempel:

En viktig gruppe stoffer involvert i livet er heterofunksjonelle forbindelser som har en parvis kombinasjon av ulike funksjonelle grupper. For eksempel:

I alifatiske forbindelser viser alle de ovennevnte funksjonelle gruppene en EA-karakter. På grunn av påvirkningen på hverandre, er deres reaktivitet gjensidig forbedret. For eksempel, i oksosyrer, økes elektrofilisiteten av hvert av de to karbonylkarbonatomene under påvirkning av -J fra den andre funksjonelle gruppen, noe som fører til en lettere oppfatning av angrep av nukleofile reagenser.

Siden I-effekten dør ut etter 3–4 bindinger, er en viktig omstendighet nærheten til plasseringen av funksjonelle grupper i hydrokarbonkjeden. Heterofunksjonelle grupper kan være lokalisert ved det samme karbonatomet (α - plassering), eller ved forskjellige karbonatomer, begge nærliggende (β-plassering) og mer fjernt fra hverandre (γ, delta, epsilon).

Hver heterofunksjonell gruppe beholder sin egen reaktivitet, mer presist går heterofunksjonelle forbindelser som det var inn i et "dobbelt" antall kjemiske reaksjoner. Med et tilstrekkelig tett gjensidig arrangement av heterofunksjonelle grupper, oppstår gjensidig forbedring av reaktiviteten til hver av dem.

Med samtidig tilstedeværelse av sure og basiske grupper i molekylet, blir forbindelsen amfoter.

For eksempel: aminosyrer.

Interaksjon mellom heterofunksjonelle grupper

Molekylet av gerofunksjonelle forbindelser kan inneholde grupper som er i stand til å samhandle med hverandre. For eksempel, i amfotere forbindelser, som i a-aminosyrer, er dannelsen av indre salter mulig.

Derfor finnes alle α - aminosyrer i form av biopolare ioner og er svært løselige i vann.

I tillegg til syre-base-interaksjoner blir andre typer kjemiske reaksjoner mulige. For eksempel er reaksjonene S N ved SP 2 en hybrid av et karbonatom i en karbonylgruppe på grunn av interaksjon med en alkoholgruppe, dannelse av estere, en karboksylgruppe med en aminogruppe (dannelse av amider).

Avhengig av den gjensidige ordningen av funksjonelle grupper, kan disse reaksjonene forekomme både innenfor ett molekyl (intramolekylært) og mellom molekyler (intermolekylært).

Siden reaksjonen produserer sykliske amider, estere. da blir den termodynamiske stabiliteten til syklusene den avgjørende faktoren. I denne forbindelse inneholder sluttproduktet som regel seks- eller fem-leddede sykluser.

For å danne en fem- eller seksleddet ester (amid) syklus under intramolekylær interaksjon, må en heterofunksjonell forbindelse ha et gamma- eller sigma-arrangement i molekylet. Så i klassen