- •6. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 89
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
- •1.2.1 Радикало-функциональная номенклатура
- •1.2.2 Систематическая (заместительная) номенклатура
- •1.3 Вопросы и упражнения для самопроверки:
- •2. ИЗОМЕРИЯ. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ СТРОЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ
- •2.1 Структурная изомерия
- •2.2 Стереоизомерия
- •2.2.1.1 Геометрическая изомерия или цис-транс-изомерия один из видов стереоизомерии, возникающий при разном расположении одинаковых заместителей по одну или по разные стороны плоскости π связи или неароматического цикла (Рис.2.1).
- •2.2.1.2 Хиральность.
- •2.2.1.3 Оптическая изомерия. Энантиомеры и диастереомеры
- •2.2.1.4 Относительная и абсолютная конфигурации
- •2.2.2.2 Конформации циклических алифатических соединений. Теория напряжения Байера
- •2.3 Вопросы и упражнения для самопроверки
- •3.1. Образование ковалентных связей
- •3.2.3 Ароматичность
- •3.3 Взаимное влияние атомов в молекуле
- •3.3.1 Индуктивный эффект
- •3.3.2 Мезомерный эффект
- •3.4. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •4. КИСЛОТНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
- •4.1 Теория Бренстеда-Лоури, протолитическая
- •4.2. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •5. КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
- •5.1 Механизмы органических реакций
- •5.2.1 Гидратация алкенов. Роль кислотного катализатора
- •5.2.2 Реакции присоединения к асимметричным алкенам (правило Марковникова)
- •5.2.3 Реакция присоединения к α, β-ненасыщенным карбонильным соединениям
- •5.3.1 Галогенирование бензола
- •5.3.2 Ориентирующее действие заместителей в бензольном ядре. Ориентанты первого и второго рода
- •5.4 Нуклеофильное замещение у насыщенного атома углерода
- •5.5 Механизм и стереохимия реакций элиминирования (Е)
- •5.6 Окисление и восстановление органических соединений
- •5.6.1 Окисление гидроксильных и оксо-групп
- •5.6.2 Окисление непредельных и ароматических соединений
- •5.6.3 Реакции восстановления
- •5.6.4 Обратимые окислительно-восстановительныесистемы
- •5.7. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •6. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
- •6.1 Способы получения альдегидов и кетонов
- •6.2 Химические свойства альдегидов и кетонов (карбонильных соединений)
- •6.2.1 Реакция альдегидов с нуклеофилами
- •6.2.1.1 Особенности реакций присоединения к альдегидам и асимметричным кетонам
- •6.2.1.2. Реакции присоединения спиртов. Образование полуацеталей и ацеталей
- •6.2.2 Реакции конденсации
- •6.2.2.1 Кето-енольная таутомерия альдегидов и кетонов. Альдольное присоединение
- •6.2.2.2 Кротоновая конденсация или альдольно - кротоновая конденсация
- •6.3 Окисление и восстановление альдегидов и кетонов
- •6.4 Вопросы и упражнения для самопроверки
- •7. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
- •7.1. Основные пути получения карбоновых кислот:
- •7.2. Малоновый синтез карбоновых кислот
- •7.3. Классификация карбоновых кислот
- •7.4 Химические свойства карбоновых кислот
- •7.4.2. Восстановление карбоновых кислот
- •7.4.3. Декарбоксилирование карбоновых кислот
- •7.5. Дикарбоновые кислоты
- •7.6. Угольная кислота и ее производные
- •7.7. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •8. ПОЛИ- И ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •8.1. Аминоспирты
- •8.2 Классификация одноосновных гидроксикислот
- •8.2.1 Получение гидроксикислот
- •8.2.2 Специфические реакции гидроксикислот
- •8.3. Многоосновные гидроксикислоты
- •8.4. Оксокислоты
- •8.5 Вопросы и упражнения для самопроверки
- •9. АМИНОКИСЛОТЫ
- •9.1. Изомерия аминокислот
- •9.2. Классификации аминокислот
- •9.2.1. Классификации аминокислот по биологической ценности
- •9.2.2. Классификации аминокислот на основе химического строения аминокислот
- •9.2.2.3. Современная классификация α-аминокислот
- •9.4. Кислотно-основные свойства аминокислот
- •9.5. Способы получения аминокислот
- •9.6. Химические свойства
- •9.7. Специфические реакции α, β, γ, δ-аминокислот
- •9.8. Качественные реакции на аминокислоты, пептиды, белки.
- •9.9. Методы количественного определения аминокислот
- •9.10. Редко встречающиеся аминокислоты
- •9.11.2 Вторичная структура полипептидной цепи
- •9.11.3 Третичная структура белков
- •9.12. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •Классификация углеводов
- •10.1. Моносахариды, классификация
- •10.2. Циклическое строение моносахаридов
- •10.3. Химические свойства моносахаридов
- •10.3.1. Реакции полуацетального гидроксила
- •10.3.3. Окисление и восстановление моносахаридов
- •10.3.4. Изомеризация в щелочной среде
- •10.4. Качественные реакции моносахаридов. Отличительные реакции пентоз и гексоз
- •10.5. Производные моносахаридов
- •10.6. Олигосахариды
- •10.6.1. Химические свойства олигосахаридов
- •10.7. Полисахариды
- •10.7.1. Гомополисахариды
- •10.7.2. Гетерополисахариды
- •10.8. Гликопротеины
- •10.9. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •11. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •11.1. Пятичленные ароматические гетероциклы
- •11.2. Шестичленный ароматический гетероцикл
- •11. 3. Нуклеиновые кислоты (НК)
- •11.3.1 Нуклеозиды
- •11.3.2. Нуклеотиды
- •11.3.3. Нуклеозидциклофосфаты
- •11.3.4. Рибо- и дезокси-рибонуклеиновые кислоты
- •11.4. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •12. ЛИПИДЫ
- •12.1. Высшие жирные кислоты
- •12.2. Классификация омыляемых липидов
- •12.2.1. Простые липиды
- •12.2.1.1.Химические свойства простых липидов
- •12.2.2 Сложные липиды
- •12.2.2.2. Гликолипиды
- •12.3. Неомыляемые липиды
- •12.3.1 Терпены (изопреноиды)
- •12.3.3. Стероиды
- •12.4. Вопросы и упражнения для самопроверки
- •13. Методы, используемые для изучения соединений в органической химии
- •Литература
ЕРЕВАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. МХИТАРА ГЕРАЦИ
М.М. МЕЛКОНЯН
БИООРГАНИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
Учебник для иностранных студентов медицинских ВУЗ-ов
Посвящен 100-летию ЕГМУ им. М. Гераци и кафедры Медицинской химии
Ереван 2024 1
УДК 577.1(075.8) ББК 28.072.51я73 М 477
Рекомендовано к печатиУченым Советом ЕГМУ им. М. Гераци
Рецензент: Агаджанов М.И, д.б.н. профессор
Саакян Л.А., к.х.н., д.п.н, профессор Редактор: Карапетян С.А., к.х.н., доцент
Корректор: ОганесянГ.А., преподаватель кафедры
иностранных языков ЕГМУ
Оформление текста, дизайн:Абелян А.Е.
Биоорганическая химия
М 477 Мелконян М.М.,– Ер.: ЕГМУ, 2024г.,240c.
Учебник «Биоорганическая химия» предназначен для иностранных студентов лечебного и стоматологического факультетов ЕГМУ имени Мхитара Гераци. Настоящий учебник включает все главы биоорганической химии (в рамках учебной программы). В учебнике систематизированы данные о строении органических соединений, связи между структурами органических веществ, их химической и биологической активностью. В учебнике дано строение основных классов соединений, участвующих в обмене веществ, общепризнанных и широко используемых лекарственных средств, особое место отведено обсуждению химических свойств и основных закономерностей реакционной способности органических соединений.
Учебный материал иллюстрирован таблицами, схемами и рисунками. Иллюстрации и примеры носят медико-биологический характер.
Мелконян М.М.
УДК 577.1(075.8) ББК 28.072.51я73
ISBN 978-9939-65-265-8 |
Мелконян М.М., 2024 |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
ПРЕДИСЛОВИЕ..................................................................................... |
8 |
|
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................. |
9 |
|
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ...... |
11 |
|
1.1 |
Классификация по типу функциональных групп......................... |
13 |
1.2 |
Номенклатура органических соединений....................................... |
15 |
1.2.1 Радикало-функциональная номенклатура.............................. |
16 |
|
1.2.2 Систематическая (заместительная) номенклатура................ |
17 |
|
1.3 |
Вопросы и упражнения для самопроверки: ................................... |
25 |
2. ИЗОМЕРИЯ. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ СТРОЕНИЕ |
|
|
ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ.......................................................... |
26 |
|
2.1 |
Структурная изомерия....................................................................... |
26 |
2.2 |
Стереоизомерия ................................................................................... |
26 |
2.2.1 Конфигурационные изомеры..................................................... |
27 |
|
2.2.2. Конформационные изомеры, конформеры ............................ |
33 |
|
2.3 |
Вопросы и упражнения для самопроверки..................................... |
42 |
3. ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ В ОРГАНИЧЕСКИХ........................... |
44 |
|
СОЕДИНЕНИЯХ .................................................................................. |
44 |
|
3.1. Образование ковалентных связей................................................... |
44 |
|
3.2. Взамное влияние атомов в молекулах. Мезомерия (резонанс)..47
3.2.1 π,π-сопряжение.............................................................................. |
47 |
3.2.2 р-π сопряжение.............................................................................. |
51 |
3.2.3 Ароматичность.............................................................................. |
52 |
3.3 Взаимное влияние атомов в молекуле............................................. |
55 |
3.3.1 Индуктивный эффект.................................................................. |
56 |
3.3.2 Мезомерный эффект .................................................................... |
58 |
3.4. Вопросы и упражнения для самопроверки.................................... |
59 |
4. КИСЛОТНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ............. |
61 |
4.1 Теория Бренстеда-Лоури, протолитическая................................... |
61 |
4.2. Вопросы и упражнения для самопроверки.................................... |
66 |
5. КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ............... |
67 |
5.1 Механизмы органических реакций.................................................. |
69 |
3 |
|
5.2 Механизм и стереохимия реакций присоединения к |
|
алкенам (AE)............................................................................................... |
69 |
5.2.1 Гидратация алкенов. Роль кислотного катализатора........... |
70 |
5.2.2 Реакции присоединения к асимметричным алкенам |
|
(правило Марковникова)..................................................................... |
71 |
5.2.3 Реакция присоединения к α, β-ненасыщенным |
|
карбонильным соединениям................................................................ |
72 |
5.3 Механизм электрофильного замещения в |
|
ароматическом ядре................................................................................. |
72 |
5.3.1 Галогенирование бензола............................................................ |
73 |
5.3.2 Ориентирующее действие заместителей в бензольном |
|
ядре. Ориентанты первого и второго рода........................................ |
74 |
5.4 Нуклеофильное замещение у насыщенного атома углерода...... |
77 |
5.5 Механизм и стереохимия реакций элиминирования (Е)............. |
80 |
5.6 Окисление и восстановление органических соединений ............ |
81 |
5.6.1 Окисление гидроксильных и оксо-групп................................. |
83 |
5.6.2 Окисление непредельных и ароматических соединений ...... |
84 |
5.6.3 Реакции восстановления............................................................. |
85 |
5.6.4 Обратимые окислительно-восстановительныесистемы....... |
86 |
5.7. Вопросы и упражнения для самопроверки................................... |
88 |
6. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 89
6.1 |
Способы получения альдегидов и кетонов.................................... |
89 |
6.2 |
Химические свойства альдегидов и кетонов (карбонильных |
|
соединений)................................................................................................ |
90 |
|
6.2.1 Реакция альдегидов с нуклеофилами ....................................... |
91 |
|
6.2.2 Реакции конденсации................................................................... |
96 |
|
6.2.2.1 Кето-енольная таутомерия альдегидов и кетонов. |
|
|
Альдольное присоединение.................................................................. |
97 |
|
6.2.2.2 Кротоновая конденсация или альдольно - кротоновая |
|
|
конденсация............................................................................................ |
99 |
|
6.3 |
Окисление и восстановление альдегидов и кетонов.................... |
99 |
6.4 |
Вопросы и упражнения для самопроверки.................................. |
103 |
7. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ............. |
104 |
|
7.1. Основные пути получения карбоновых кислот: ....................... |
104 |
|
7.2. Малоновый синтез карбоновых кислот....................................... |
105 |
|
7.3. Классификация карбоновых кислот............................................ |
107 |
|
|
4 |
|
7.4 Химические свойства карбоновых кислот ................................... |
110 |
7.4.1 Реакции нуклеофильного замещения карбоновых |
|
кислот (SN) и их производных. .......................................................... |
110 |
7.4.2. Восстановление карбоновых кислот...................................... |
113 |
7.4.3. Декарбоксилирование карбоновых кислот.............................. |
113 |
7.5. Дикарбоновые кислоты................................................................... |
114 |
7.6. Угольная кислота и ее производные............................................. |
116 |
7.7. Вопросы и упражнения для самопроверки.................................. |
120 |
8. ПОЛИ- И ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ |
|
СОЕДИНЕНИЯ................................................................................... |
121 |
8.1. Аминоспирты.................................................................................... |
122 |
8.2 Классификация одноосновных гидроксикислот......................... |
124 |
8.2.1 Получение гидроксикислот ...................................................... |
127 |
8.2.2 Специфические реакции гидроксикислот............................. |
128 |
8.3. Многоосновные гидроксикислоты................................................ |
130 |
8.4. Оксокислоты..................................................................................... |
131 |
8.5 Вопросы и упражнения для самопроверки................................... |
133 |
9. АМИНОКИСЛОТЫ....................................................................... |
135 |
9.1. Изомерия аминокислот.................................................................... |
135 |
9.2. Классификации аминокислот........................................................ |
136 |
9.2.1. Классификации аминокислот по биологической |
|
ценности................................................................................................. |
136 |
9.2.2. Классификации аминокислот на основе химического |
|
строения аминокислот........................................................................ |
137 |
9.3. Номенклатура α-аминокислот....................................................... |
138 |
9.4. Кислотно-основные свойства аминокислот................................ |
138 |
9.5. Способы получения аминокислот................................................. |
142 |
9.6. Химические свойства....................................................................... |
144 |
9.7. Специфические реакции α, β, γ, δ-аминокислот......................... |
150 |
9.8. Качественные реакции на аминокислоты, пептиды, белки..... |
151 |
9.9. Методы количественного определения аминокислот............... |
153 |
9.10. Редко встречающиеся аминокислоты........................................ |
154 |
9.11. Пептиды. Белки.............................................................................. |
155 |
5 |
|
9.11.1 Первичная структура пептидов и белков............................. |
155 |
9.11.2 Вторичная структура полипептидной цепи......................... |
158 |
9.11.3 Третичная структура белков.................................................. |
159 |
9.12. Вопросы и упражнения для самопроверки............................... |
163 |
10. УГЛЕВОДЫ ................................................................................... |
166 |
Классификация углеводов................................................................. |
166 |
10.1. Моносахариды, классификация.................................................. |
167 |
10.2. Циклическое строение моносахаридов...................................... |
169 |
10.3. Химические свойства моносахаридов........................................ |
173 |
10.3.1. Реакции полуацетального гидроксила ............................... |
173 |
10.3.2. Реакции спиртовых ОН-групп............................................. |
176 |
10.3.3. Окисление и восстановление моносахаридов.................... |
178 |
10.3.4. Изомеризация в щелочной среде.......................................... |
181 |
10.4. Качественные реакции моносахаридов. |
|
Отличительные реакции пентоз и гексоз........................................... |
181 |
10.5. Производные моносахаридов....................................................... |
182 |
10.6. Олигосахариды............................................................................... |
184 |
10.6.1. Химические свойства олигосахаридов................................. |
187 |
10.7. Полисахариды ................................................................................ |
189 |
10.7.1. Гомополисахариды.................................................................. |
189 |
10.7.2. Гетерополисахариды............................................................... |
192 |
10.8. Гликопротеины.............................................................................. |
194 |
10.9. Вопросы и упражнения для самопроверки............................... |
195 |
11. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ |
|
СОЕДИНЕНИЯ.................................................................................... |
198 |
11.1. Пятичленные ароматические гетероциклы ............................. |
198 |
11.2. Шестичленный ароматический гетероцикл............................. |
201 |
11. 3. Нуклеиновые кислоты (НК)....................................................... |
203 |
11.3.1 Нуклеозиды................................................................................ |
205 |
11.3.2. Нуклеотиды............................................................................... |
207 |
11.3.3. Нуклеозидциклофосфаты....................................................... |
210 |
11.3.4. Рибо- и дезокси-рибонуклеиновые кислоты....................... |
210 |
11.4. Вопросы и упражнения для самопроверки............................... |
214 |
12. ЛИПИДЫ........................................................................................ |
216 |
12.1. Высшие жирные кислоты ............................................................ |
217 |
6 |
|
12.2. Классификация омыляемых липидов........................................ |
219 |
12.2.1. Простые липиды...................................................................... |
220 |
12.2.2 Сложные липиды...................................................................... |
226 |
12.3. Неомыляемые липиды................................................................... |
231 |
12.3.1 Терпены (изопреноиды)........................................................... |
231 |
12.3.2. Эйкозаноиды............................................................................. |
232 |
12.3.3. Стероиды................................................................................... |
233 |
12.4. Вопросы и упражнения для самопроверки................................ |
234 |
13. Методы, используемые для изучения соединений в |
|
органической химии........................................................................... |
236 |
Литература........................................................................................... |
238 |
7