задание на самоподготовку 15ст

Задание 5 ИТОГОВОЕ ЗАНЯТИЕ ПО БЛОКУ «БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ

НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА (СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, УЧАСТИЕ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ)».

Мотивация цели. Большинство биологически активных соединений, участвующих в процессах метаболизма, в том числе лекарственных препаратов, относится к гетерофункциональным соединениям. Для лучшего понимания зависимости строения, свойств и биологической роли гетерофункциональных соединений и их производных следует повторить и обобщить учебный материал.

Цель самоподготовки. Необходимо повторить свойства гетерофункциональных производных алифатического и ароматического рядов, а также гетероциклических соединений.

При подготовке к итоговому занятию пользуйтесь тестовыми вопросами тем 2-4. Формируемые компетенции: ОК-1, ПК-2,ПК-3, ПК-50, ПК-51

Учебники и дополнительная литература.

См. Задания №№ 2(20)-4(22).

Вопросы для самоконтроля.

1.Запишите формулы молочной и -гидроксимасляной кислот. Назовите их по IUPAC. Отметьте хиральные центры молекул, запишите формулы стереоизомеров, определите их относительную конфигурацию.

2.Дайте определение понятиям «энантиомеры», «рацемическая смесь».

3.Приведите схемы реакций молочной кислоты по карбоксильной группе (образование солей и сложных эфиров) и по гидроксильной группе (реакции ацилирования и окисления).

4.Приведите строение пировиноградной, ацетоуксусной и щавелевоуксусной кислот. Назовите их по номенклатуре IUPAC.

5.Приведите по одному примеру реакций ацетоуксусной кислоты по каждой функциональной группе и специфическую реакцию (декарбоксилирование).

6.Приведите схемы реакций пировиноградной и ацетоуксусной кислот по карбоксильной группе (образование солей и сложных эфиров).

7.Приведите схемы реакций пировиноградной и щавелевоуксусной кислот по оксогруппе (восстановление, реакции с синильной кислотой и гидроксиламином).

Назовите полученные продукты.

51

8.Охарактеризуйте кислотно-основные свойства п-аминобензойной кислоты (по одному примеру реакций по кислотному и основному центрам).

9.Приведите схемы реакций получения лекарственных препаратов – производных п-

аминобензойной кислоты анестезина и новокаина, укажите их применение в медицине.

10.Приведите схемы реакций получения натрия салицилата и ацетилсалициловой кислоты из салициловой кислоты. Укажите применение этих препаратов в медицине.

11.Приведите схемы реакций получения фенилсалицилата из салициловой кислоты

(через хлорангидрид). Как применяется фенилсалицилат в медицине?

12.Дайте определение понятию «гетероциклические соединения».

13.Приведите строение индола (бензпиррола) и схему реакции, доказывающей его кислотные свойства.

14.Приведите структуру пиразола. Приведите примеры двух реакций, иллюстрирующих кислотные и основные свойства пиразола.

15.Запишите формулу пиразолона-3(5), укажите тривиальные названия лекарственных препаратов – производных пиразолона и их фармакологический эффект.

16.Приведите примеры двух реакций, иллюстрирующих кислотные и основные свойства имидазола.

17.Приведите строение пиридина, объясните, почему он относится к π-недостаточным циклам.

18.Объясните, почему пиридин проявляет основные свойства. Приведите схему реакции,

иллюстрирующей основные свойства пиридина.

19.Приведите схему реакций получения никотиновой кислоты и её амида из соответствующего гомолога пиридина. Укажите их биологическую роль.

20.Приведите схему реакций получения изоникотиновой кислоты и её гидразида из соответствующего гомолога пиридина. Каким фармакологическим эффектом обладает гидразид изоникотиновой кислоты?

21.Каким фармакологическим эффектом обладают препараты – производные 8-

оксихинолина? Объясните механизм их действия (приведите структуру комплекса 8-

гидроксихинолина с ионами Co2+).

52

22.Приведите строение пиримидина и его производного – барбитуровой кислоты (2,4,6-

тригидроксипиримидина) в наиболее устойчивой таутомерной форме Приведите схему реакции образования соли с одним молем щелочи.

23.Приведите общую структурную формулу барбитуратов. Укажите применение барбитуратов в медицине.

24.Приведите строение пурина, Назовите гетероциклы, из которых состоит эта конденсированная гетероциклическая система

25.Приведите структуру ксантина (2,6-дигидроксипурина) и его метилированного производного – кофеина (1,3,7-триметилксантина), укажите его биологическое значение.

26.Для мочевой кислоты (2,6,8-тригидроксипурина) приведите схемы реакций образования её кислой и средней натриевых солей. Укажите их растворимость в воде.

План работы на предстоящем занятии.

1.Контрольная работа (форма контрольной работы – компьютерное тестирование +

собеседование).

53

Задание № 6

УГЛЕВОДЫ (МОНО-, ДИ- И ПОЛИСАХАРИДЫ). ИХ СТРУКТУРА,

СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.

Мотивация цели. Моносахариды содержатся во всех живых организмах и имеют важное биологическое значение. Остатки моносахаридов входят в состав молекул нуклеиновых кислот, сердечных гликозидов, коферментов. Они являются структурными единицами полисахаридов, выполняющих в организме разнообразные функции.

Некоторые моносахариды используются для получения лекарственных препаратов.

Полисахариды выполняют различные функции: энергетическую (крахмал, гликоген),

скелетную (хондроитинсульфаты, гликопротеиды), являются биорегуляторами (гепарин) и

др. Гетерополисахариды участвуют в построении молекул групповых веществ крови и тканей.

Цель самоподготовки. Необходимо усвоить строение и химические свойства природных моносахаридов, дисахаридов и важнейших гомо- и гетерополисахаридов во взаимосвязи с их биологическими функциями.

Основные знания, необходимые для изучения темы формируются на базе знаний,

полученных при изучении курса химии, физики, биологии общеобразовательных учебных заведениях.

Формируемые компетенции: ОК-1, ПК-2,ПК-3, ПК-50, ПК-51

План изучения материала.

1.Классификация и изомерия моносахаридов.

1.1.Классификация по количеству атомов углерода в цепи и по характеру оксогруппы. Примеры

1.2.Стереоизомерия моносахаридов. Формулы Фишера. Энантиомеры,

определение относительной конфигурации. Диастереомеры, эпимеры.

2.Цикло-оксо-таутомерия моносахаридов на примере D-глюкозы, α- и β-аномеры.

Формулы Хеуорса. Сравнительная устойчивость таутомерных форм.

3.Цикло-оксо-таутомерия моносахаридов и их производных на примере D-рибозы, D-

дезоксирибозы, D-галактозы, D-маннозы, D-фруктозы, D-глюкозамина, D-

галактозамина, D-глюкуроновой кислоты.

4.Свойства моносахаридов, обусловленные открытой таутомерной формой (оксо-

формой).

4.1.Реакции окисления моносахаридов.

54

-окисление слабыми окислителями (гидроксидом меди (II), аммиачным раствором оксида серебра), значение этих реакций для идентификации моносахаридов;

-окисление слабыми окислителями в нейтральной или слабокислой среде

(получение гликоновых кислот); глюконат кальция, его применение в медицине;

4.2.Реакции восстановления моносахаридов. Получение ксилита и сорбита, их применение в медицине.

4.3.Качественная реакция на фруктозу (реакция Селиванова).

5.Реакции циклических форм моносахаридов.

5.1.Реакции по полуацетальному гидроксилу. Образование O- и N-гликозидов, их номенклатура. Условия гидролиза гликозидов.

5.2.Реакции по спиртовым гидроксилам.

-реакции моносахаридов как многоатомных спиртов (взаимодействие с

Cu(OH)2);

-образование фосфатов моносахаридов.

6.Отдельные представители моносахаридов и их значение.

6.1.Пентозы – ксилоза, рибоза, дезоксирибоза, гексозы – глюкоза, манноза,

галактоза, фруктоза.

6.2.Аминосахара – глюкозамин, галактозамин.

7.Классификация полисахаридов (олиго- и собственно полисахариды; гомо- и

гетерополисахариды, восстанавливающие и невосстанавливающие).

8.Строение дисахаридов.

8.1.Мальтоза, целлобиоза, лактоза, сахароза. Их моносахаридный состав, тип гликозидной связи. Медико-биологическое значение.

8.2.Принцип строения восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов.

9.Строение и свойства гомополисахаридов.

9.1.Строение фракций крахмала (амилозы и амилопектина), гликогена, декстрана,

целлюлозы. Моносахаридный состав, типы гликозидных связей, биологическое и медицинское значение.

9.2.Гидролиз полисахаридов, его условия.

10.Гетерополисахариды.

10.1.Моносахаридный состав, типы гликозидных связей, биологическая роль гиалуроновой кислоты, хондроитинсульфатов.

55

10.2. Понятие о строении и биологической роли гепарина.

Учебники и дополнительная литература.

1.А – с. 377-392, 395-405, 407411, 413-429.

2.А* - с. 369-383, 388-398, 400 - 420.

3.Б – с. 311-325

4.В – с.169–181

Вопросы для самоконтроля.

1.*Приведите проекционные формулы Фишера D-глюкозы, её энантиомера и двух эпимеров по С2 и С4. Назовите их. Конфигурация какого атома в моносахаридах определяет принадлежность их к D- и L-стереохимическим рядам?

2.*Приведите формулы Хеуорса α- и β-аномеров глюкопиранозы, галактопиранозы,

маннопиранозы, фруктофуранозы, рибофуранозы, дезоксирибофуранозы, 6-

фосфата глюкопиранозы, 1,6-дифосфата фруктофуранозы.

3.* Приведите схемы реакций:

а) α-D-галактопиранозы с метанолом в присутствии газообразного хлороводорода;

б) β-D-дезоксирибофуранозы с этиламином;

Назовите продукты реакций.

4.Приведите схемы реакций получения глюконовой и глюкуроновой кислот из глюкозы. Укажите условия реакций.

5.Объясните, почему целлобиоза является восстанавливающим дисахаридом.

6.*Приведите схему реакции получения O-метилмальтозида. Характерна ли подобная реакция для сахарозы? Почему?

7.Приведите схему реакции гидролиза O-этиллактозида. Назовите продукты реакции,

укажите её условия. Обладают ли восстанавливающими свойствами исходное соединение и продукты гидролиза?

8.*Приведите строение фрагментов молекул амилозы, амилопектина, гликогена,

декстрана и целлюлозы. Укажите моносахаридный состав, типы гликозидных связей

между моносахаридными фрагментами.

56

Схема 2

Таутомерия глюкозы

План работы на предстоящем занятии.

1.Разбор основных вопросов темы, выполнение упражнений.

2.Тестовый контроль (включает материал предыдущего занятия).

57

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ (ОТВЕТЫ)!

9.ФОРМУЛА ДИАСТЕРЕОМЕРА D-ГЛЮКОЗЫ:

10.

ЭПИМЕРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ:

1.стереоизомеры, молекулы которых похожи как предмет и несовместимое с ним зеркальное отражение

2.стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией одного хирального центра

3.стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией двух и более хиральных центров

4.моносахариды, не являющиеся стереоизомерами

11.

ЭНАНТИОМЕРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ:

5.стереоизомеры, молекулы которых похожи как предмет и несовместимое с ним зеркальное отражение

6.стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией одного хирального центра

7.стереоизомеры, отличающиеся конфигурацией двух и более хиральных центров

8.моносахариды, не являющиеся стереоизомерами

12.

13.

OH

59

14.

OH OH

ВПИШИТЕ НЕДОСТАЮЩЕЕ СЛОВО (ЦИФРУ)!

18.

HO OH

2

3

60