4 Рекомендуемая литература

Функциональная группа

Класс

соединений

Префикс

Суффикс

название

формула

Карбоксильная

−СООН

карбоновые кислоты

карбокси-

-карбон(овая) кислота

Сульфокислотная

−SO₃H

сульфоновые кислоты

сульфо-

-сульфо(новая) кислота

Карбоксилатная

−COO⁻

соли карбоновых кислот

−

-оат

Алкилкарбоксилатная

−COORʹ

сложные эфиры

карбоалкокси-

алкил...оат

Амидная

− C=O

NH₂

амиды

карбамоил-

-амид

Нитрильная

−C≡N

нитрилы

циано-

-нитрил

Альдегидная (формильная)

− C=O

H

альдегиды

оксо-

-аль

Карбонильная (кетогруппа)

− C=O

кетоны

оксо-

-он

Гидроксильная (гидроксогруппа)

−OH

спирты

(гидр)окси-

-ол

Сульфгидрильная (меркапто- или тиогруппа)

−SH

тиолы (меркаптаны)

меркапто- (тио-)

-тиол

Аминогруппа (алкиламино- и диалкиламиногруппы)

−NH₂, −NHR, −NR₂

амины

амино-

-амин

Функциональная группа

Класс соединения

Префикс

−Hal (−F, −Cl, −Br, −I)

галогенпроизводные

галоген(о)-

−ONO₂

нитратопроизводные

нитрато-

−NO₂

нитропроизводные

нитро-

−O−R

простые эфиры

алкокси-

−S−R

сульфиды

алкилтио-

−S−S−R

дисульфиды

алкилдитио-

−O−O−H

гидропероксиды

гидроперокси-

−O−O−R

алкилпероксиды

алкилперокси-

Формула

Название радикала

СН₃ -

СН₃ -СН₂ -

СН₃-СН₂-СН₂-

С Н₃-СН-

СН₃

метил

этил

пропил

изопропил, 1-метоэтил

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-

С Н₃-СН₂-СН-

СН₃

С Н₃-СН-СН₂-

СН₃

СН₃

С Н₃- С-

СН₃

н-бутил

вторичный бутил (втор-бутил), 1-метопропил

изобутил, 2-метопропил

третичный бутил (трет-бутил), 1,1-диметоэтил

СН₂=СН-

СН₂=СН-СН₂-

СНºС-СН₂-

-СН₂-

СН₂=

-СН₂-СН₂-

этенил, винил

пропен-2-ил, аллил

пропин-2-ил, пропаргил

метилен

метилен

этилен

(С₆Н₅-)

-СН₂- (С₆Н₅-СН₂-)

С₆Н₅ СН=

фенил

бензил

бензилиден

R-O-

R -C=O

алкокси (например, СН₃-О- метокси, метилокси)

а цил (например, ацетил: СН₃-С = О)

Замещение

S

Происходит замена атома (атомных групп) на другой атом (атомную группу) с образованием 2 различных продуктов.

• Галогенирование или нитрование алканов.

• Этерификация карбоновых кислот.

• Взаимодействие полярных молекул H₂O, NH₃, HHal со спиртами, эфирами, галогенпроизводными и т.д.

Присоединение

A

Происходит присоединение атомов (атомных групп) по месту разрыва π-связей с образованием 1 продукта реакции.

• Галогенирование алкенов (алкинов).

• Гидрирование ненасыщенных углеводородов.

• Присоединение различных молекул к альдегидам и кетонам.

Отщепление (элиминирование)

E

Происходит отщепление атомов или атомных групп от органической молекулы с образованием кратной связи.

• Дегалогенирование дигалоген производных с помощью Mg (Zn).

• Дегидрирование углеводородов.

• Дегидратация спиртов.

Реакции перегруппировки

−

Происходит перемещение (миграция) атомов (атомных групп) от одного участка органической молекулы к другому без изменения брутто-формулы вещества.

• Изомеризация алканов.

• Изомеризация по положению кратной связи для алкенов.

• Таутомеризация (альдегид – енол).

Масляная

бутирил

С₄Н₈О₂

С₃Н₇−СООН

0

Изовалериановая

изовалерил

С₅Н₁₀О₂

С₄Н₉−СООН

0

Лауриновая

лаурил

С₁₂Н₂₄О₂

С₁₁Н₂₃−СООН

0

Миристиновая

миристил

С₁₄Н₂₈О₂

С₁₃Н₂₇−СООН

0

Пальмитиновая

пальмитоил

С₁₆Н₃₂О₂

С₁₅Н₃₁−СООН

0

Стеариновая

стеароил

С₁₈Н₃₆О₂

С₁₇Н₃₅−СООН

0

Арахиновая

арахинил

С₂₀Н₄₀О₂

С₁₉Н₃₉−СООН

0

Пальмитоолеиновая

пальмитоолеил

С₁₆Н₃₀О₂

С₁₅Н₂₉−СООН

1

Олеиновая

олеил

С₁₈Н₃₄О₂

С₁₇Н₃₃−СООН

1

Эруковая

эруцил

С₂₂Н₄₂О₂

С₂₁Н₄₁−СООН

1

Линолевая

линолеил

С₁₈Н₃₂О₂

С₁₇Н₃₁−СООН

2

Линоленовая

линоленоил

С₁₈Н₃₀О₂

С₁₇Н₂₉−СООН

3

Арахидоновая

арахидонил

С₂₀Н₃₂О₂

С₁₉Н₃₁−СООН

4

Общая формула

R – OH

R (OH)₂

R (OH)₃

С₆Н₅(CH₂)_n–OH

Типы связей

RСН₂–O–H

C–O–H



C–OH

C–O–H



C–O–H



C–O–H

(CH₂)_n – O – H

n = 1, 2 и т.д.

Окончание в названии (с указанием места функциональной группы в конце названия)

-ол

-диол

-триол

-ол

Гомологический ряд

алканолы

СН₃ОН - метанол

С₂Н₅ОН - этанол

С₃Н₇ОН - пропанол

гликоли

С₂Н₄(ОН)₂ – этандиол-1,2 (этиленгликоль)

НОН₂ССН₂ОН

С₃Н₆(ОН)₂ - пропандиол

глицерины

С₃Н₅(ОН)₃ – пропантриол-1,2,3 (глицерин)

Н₂С  СН  СН₂

  

НО ОН ОН

α

СН₂ОН – фенилметанол

(бензиловый спирт)

α β

СН₂–СН₂–ОН

2-фенилэтанол-1

Типы изомерии

1. Углеродного скелета.

2. Межклассовая (алканолы ↔ простые эфиры).

3. Положения группы –ОН.

4. Положения кратной связи (алкенолы, алкинолы).

1. Углеродного скелета.

2. Взаимного расположения групп –ОН (α-, β-, γ-, δ-гликоли).

3. Межклассовая.

4. Положения кратной связи (для ненасыщенных диолов).

1. Углеродного скелета.

2. Взаимного расположения групп –ОН.

3. Межклассовая.

4. Положения кратной связи (для ненасыщенных триолов).

1. Углеродного скелета.

2. Положения группы –ОН.

3. Взаимного расположения заместителей в бензольном кольце.

4. Межклассовая (аренолы ↔ смешанные простые эфиры).

Основные способы получения

алканолы

1. Гидролиз галогеналканов водным раствором щёлочи

С₂Н₅Сl +NаОНС₂Н₅ОН + NаCl.

2. Гидратация алкенов в присутствии кислотного катализатора

С Н₂=СН₂+Н₂О ^Н+ СН₃−СН₂ОН.

3. Восстановление оксосоединений (альдегидов, кетонов) и сложных эфиров водородом в присутствии Ni, Co,Cu,Pt,Pd как катализаторов. При восстановлении альдегидов и сложных эфиров образуются первичные спирты, кетонов – вторичные спирты:

С Н₃СН₂СООС₂Н₅+2Н₂ ^Ni

СН₃СН₂СН₂ОН+С₂Н₅ОН.

4. Щелочной гидролиз сложных эфиров

СН₃СН₂СООС₂Н₅ +NaОН →СН₃СН₂СООNa+С₂Н₅OH.

алкандиолы

1. Гидролиз дигалогеналканов в щелочной среде

ClCH₂CH₂Cl + 2 NaOH 

НОСН₂СН₂ОН + 2 NaCl.

этиленгликоль

2. Окисление алкенов перманганатом калия в нейтральной или щелочной среде (реакция Вагнера)

СН₃СНСН₂ + О + Н₂О 

С Н₃СНСН₂ОН

ОН

3. Каталитическое восстановление эфиров дикарбоновых кислот:

Н₂ССООС₂Н₅

+ 4Н₂ ^Ni

Н₂ССООС₂Н₅

диэтиловый эфир

янтарной кислоты

СН₂СН₂ОН

2С₂Н₅ОН + 

СН₂СН₂ОН.

бутандиол-1,4

глицерины

1. Гидролиз жиров в кислой и щелочной среде или в присутствии ферментов. При гидролизе в кислой среде или ферментативном гидролизе образуется глицерин и соответствующие карбоновые кислоты, а в щелочной среде вместо кислот образуются их соли – мыла.

2. Многоступенчатый синтез из пропена.

3. Окисление аллилового спирта перекисью водорода

С Н₂СНСН₂ОН + Н₂О₂ ^Т,кат.

аллиловый спирт

СН₂СНСН₂

  

ОН ОН ОН

Аллиловый спирт может быть получен конденсацией С₂Н₂ с формальдегидом с образованием пропаргилового спирта, который восстанавливают водородом в аллиловый спирт.

1. Гидролиз соответствующих галогенопроизводных при нагревании их с раствором соды. Продукт реакции – спирт с гидроксилом у соседнего с бензольным кольцом атома углерода

С₆Н₅СН₂Сl + Н₂О ^{Т, Na}₂^СО₃

фенилхлорметан

С₆Н₅СН₂ОН + НСl.

бензиловый спирт

2. Действие концентрированного раствора щёлочи на смесь альдегидов, один из которых ароматический – реакция Канниццаро

С ₆Н₅СО + НСО ^КОН

Н Н

бензойный метаналь

альдегид

С₆Н₅СН₂ОН + НСООН.

бензиловый муравьиная

спирт кислота

3. Восстановление эфиров кислот в присутствии металлического Nа

С₆Н₅СООС₂Н₅ + 4[H] 

этилбензоат

С₆Н₅СН₂ОН + С₂Н₅ОН.

бензиловый этанол

спирт

Распределение электронной плотности в молекуле и реакционные центры

Н Н

 _{4 2 1}

Н С С О Н

₃

Н Н

Н Н

 ³

НС  СН

₂ 

О О

¹ 

Н Н

Н Н Н

₃   

Н С  С  С Н

₂  

О О О

¹  

Н Н Н

Н Н

³  _{2 1}

СОН



Н

Основные типы реакций

1 Замещение атома водорода группы – ОН на металл (реакционный центр 1) – кислотные свойства спиртов

• Реагент – щелочной металл.

• Продукты реакции – алкоголяты щелочных металлов: метилат (метоксид) натрия, этилат (этоксид) натрия и т.д.

• Кислотные свойства выражены слабо.

• Реагенты: щелочные металлы, их оксиды (СаО), гидроксиды (NaOH, KOH и др.), труднорастворимое основание Cu(OH)₂.

• Продукты реакции – алкоголяты металлов.

• Кислотные свойства выражены ярче, чем у алканолов, благодаря взаимному влиянию групп −ОН.

• Реакция с Cu(OH)₂ – качественная реакция на многоатомные спирты. В щелочной среде образуется комплексное соединение – хелат ярко синего цвета.

СН₂ОН

 О О ^2-

2СНОН + Cu(ОН)₂ ^+2КОН _{–4НОН Н2С Сu СН2 + 2К}⁺

 НСО ОСН

СН₂ОН НОСН₂ СН₂ОН

глицерин глицерат меди (II)

• Реагент – щелочной металл.

• Продукты реакции – алкоголяты щелочных металлов.

2 Замещение атома водорода группы – ОН на ацил или остаток минеральной кислоты

(реакционный центр 1) – реакция этерификации

• Продукт реакции – сложный эфир.

• Реагенты: органические или неорганические кислоты.

• Процесс этерификации обратим. Для увеличения выхода эфира реакцию проводят в кислой среде при нагревании.

• В качестве реагента вместо карбоновой кислоты можно взять хлорангидрид или ангидрид карбоновой кислоты. В этом случае реакция называется ацилированием.

• В реакции принимают участие либо все группы –ОН, либо их часть.

• Продукты реакции – полные и неполные сложные эфиры.

• Сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот называются жирами (моно-, ди-, триглицериды).

• Из эфиров глицерина и минеральных кислот наибольшее значение имеет тринитроглицерин, получаемый этерификацией глицерина азотной кислотой. Продукт реакции – взрывчатое вещество, применяемое в изготовлении динамита и в медицине как сердечное лекарство.

• Поведение ароматических спиртов аналогично с поведением одноатомных спиртов.

О

||

С Н₃ОН + НОССН₃ ^{Н+, Т}

метанол уксусная кислота

О



СН₃ОССН₃ + Н₂О,

метиловый эфир

уксусной кислоты

О

||

СН₃ОН + ClССН₃ ^{Н+, Т}

метанол ацетилхлорид

О



СН₃ОССН₃ + НCl.

метиловый эфир

уксусной кислоты

СН₂О[Н НО]ССН₃ СН₂ОН

 +  Н₂О + 

СН₂ОН О СН₂ОССН₃,

этиленгликоль уксусная кислота 

О

неполный сложный эфир

О



СН₂О[Н 2 НО]ССН₃ СН₂ОССН₃

 +   2 Н₂О + 

СН₂О[Н О СН₂ОССН₃,

этиленгликоль уксусная 

кислота О

полный сложный эфир

С Н₂ОН CH₂ONO₂

С НОН + 3 НО-NO₂ ^H2SO4 CHONO₂ + 3 Н₂О.

СН₂ОН CH₂ONO₂

глицерин тринитроглицерин

3 Замещение гидроксогруппы –ОН (реакционный центр 2)

• на галоген при взаимодействии с галогеноводородами (проявление основных свойств спиртов), а также с РСl₅, РСl₃, SOCl₂;

• на алкоксигруппу (R-O-) с образованием простых эфиров – реакция межмолекулярной дегидратации в кислой среде при нагревании.

R O[H + НО] – R ^{Н+, Т>150˚С}

ROR + H₂O,

простой эфир

R–[OH + H]Cl ↔ R–Cl + H₂O,

R–OH + PCl₅ ↔ R–Cl + POCl₃ + HCl.

О

СН₂ОН НОСН₂ СН₂ СН₂

 +  ^Н+,Т   + 2 Н₂О.

СН₂ОН НОСН₂ СН₂ СН₂

этиленгликоль О

диоксан

4 Внутримолекулярная дегидратация (реакционные центры 2 и 3)

• Продукт реакции – алкен.

• Реакция протекает в кислой среде при Т<150°С.

• Отщепление атома водоро-да идёт от наименее гидри-рованного атома углерода, соседнего с атомом углерода, соединённого с группой –ОН (правило Зайцева).

СН₃СН₂−OH ^{Н+,Т<150°С}

СН₂=СН₂ + H₂O.

• При внутримолекулярной дегидратации этиленгликоля образуется уксусный альдегид

С Н₂  СН₂ ^Н+,Т СН₃СО+Н₂О.

  

ОН ОН Н

этиленгликоль уксусный

альдегид

• При дегидратации глицерина образуется непредельный альдегид акролеин с резким характерным запахом лука (качественная реакция на глицерин).

С Н₂ОН НС=О

С НОН ^КНSO4,Т _{2Н2О + СН}

 

СН₂ОН СН₂

глицерин акролеин

• Дегидратации подвергаются спирты, содержащие группу –ОН в –положении по отношению к кольцу

С₆Н₅СНСН₂Н₂О+С₆Н₅СНСН₂

  винилбензол

[Н ОН] (стирол)

2-фенилэтанол-1

5 Реакции окисления

• Частичное (неполное) окис-ление, при котором первичные спирты окисляются до аль-дегидов, вторичные – до ке-тонов, третичные образуют смесь альдегидов, кислот и кетонов.

• Мягкие окислители: кис-лород воздуха в присутствии медных и других катали-заторов при Т=300-500С, хромовая смесь (К₂Cr₂О₇ + Н₂SO₄), водный или щелочной раствор КМnO₄ и т.д.

• Подкисленный серной кислотой раствор КМnO₄ окисляет первичные спирты до карбоновых кислот, а для вторичных и третичных спиртов окисление сопровож-дается разрывом связи С-С (реакционный центр 4) и образуется смесь кислот и кетонов.

• Каталитическое дегидри-рование при Т = 100-180 С (катализаторы - Cu, Ag, Ni, Co, Pt, Pd).

• Полное окисление ведёт к образованию конечных про-дуктов окисления (СO₂ и Н₂О).

• Окисление гликолей идёт многоступенчато:

этиленгликоль ^[O] гликолевый альдегид ^[O] глиоксиловая кислота ^[O] щавелевая кислота (Н₂С₂О₄).

• Бутандиол-2,3 окисляется с разрывом связи С-С и образованием двух молекул уксусной кислоты.

• Полное окисление ведёт к образованию конечных продуктов окисления (СO₂ и Н₂О).

• Глицерин подвергается окислению подобно всем первичным и вторичным спиртам. Состав продуктов окисления зависит от природы окислителя. Наиболее важными продуктами окисления являются: глицериновый альдегид (1), глицериновая кислота (2) и дигидроксиацетон (3):

1 . НСО 2. СООН

СНОН СНОН

СН₂ОН СН₂ОН

3 . СН₂ОН

С=О

СН₂ОН

• Полное окисление ведёт к образованию конечных продук-тов окисления (СO₂ и Н₂О).

• Окисляются подобно предельным алифатическим спиртам.

С ₆Н₅СН₂ОН + [O] → С₆Н₅С=О + Н₂О. Н

• Полное окисление ведёт к образованию конечных продуктов окисления (СO₂ и Н₂О).

Нахождение в природе

• Входят в состав расти-тельных и животных липидов (воски и жиры).

• Продукт распада хлорофил-ла фитол является составной частью витаминов Е и К.

• Спирт фарнезол обуслав-ливает запах ландыша ду-шистого.

• Содержатся в организме рыб и морских животных холодных морей.

• Входит в состав растительных и животных жиров, фосфолипи­дов.

• Встречаются в эфирных маслах и бальзамах: гиацинт, жасмин, роза и т.д.; в виде гликозидов встречается в кукурузе.

• Входят в состав древесины и соков хвойных деревьев.

Роль в жизнедеятельности живых организмов

• Непредельный цикличес-кий спирт ретинол (витамин А) – витамин зрения, роста, антиоксидант и т.д.

• Циклический непредель-ный спирт холестерин входит в состав биомембран живот-ных клеток, а также является исходным материалом для синтеза витамина Д, желчных кислот и стероидных гормонов.

• Этиловый спирт – “топли-во” для растительных и жи-вотных клеток, антисептик.

• Благодаря гликолям (их низкой температуре замерзания) организмы рыб и морских животных не замерзают в холодных условиях.

• Жиры, в состав которых входят глицерин, выполняют энергетическую функцию в живом организме, защищают органы от сотрясения и холода, служат поставщиками эндогенной воды, депо жирорастворимых витаминов.

• Фосфолипиды, также содер-жащие глицерин, являются струк-турными компонентами био- мембран.

• Стабилизируют запахи и привлекают насекомых.

Применение в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства

• СН₃ОН (“древесный спирт”): для производства красителей, душистых ве-ществ, как растворитель, в фармацевтической, лакокра-сочной промышленностях, нефтепереработке.

• С₂Н₅ОН: в медицине как антисептик, в фармацевти-ческой, парфюмерной промы-шленности и для получения каучука (по Лебедеву).

• Высшие спирты исполь-зуются в производстве мою-щих средств и парфюмерии.

• Гликоли применяют для производства плёнок, лаков, красок, искусственного волокна, взрывчатых веществ, клея, каучука, тормозных жидкостей.

• Гликоли используют в качестве растворителей.

• Глицерин используется в пищевой промышленности для изготовления кондитерских изделий, ликёров, прохладительных напитков и др.

• Глицерин добавляют в пе-чатную краску для предохране-ния от высыхания.;

• Глицерин используют в производстве пластмасс, лаков, взрывчатых веществ, космети-ческих и лекарственных препа-ратов, антифризов.

• Ароматические спирты ис-пользуются в изготовлении духов и бальзамов, в парфюмерной промышленности.

Общая формула

О

RС

Н

R₁CR₂



О

Тип связи

_ О^

RС

Н

R₁C^R₂



О^

Окончание названий

-аль

-он

Классификация (по характеру углеводородного радикала)

• алифатические (предельные, непредельные);

• алициклические;

• ароматические.

• симметричные (алифатические, алициклические, ароматические) – радикалы R₁ иR₂ имеют одинаковый характер связи;

• смешанные – R₁ и R₂ различны по характеру связей.

Гомологический ряд предельных альдегидов и кетонов

O

HC метаналь (муравьиный альдегид, формальдегид);

H

O

CH₃C этаналь (уксусный альдегид, ацетальдегид);

H

O

CH₃CH₂C пропаналь (пропионовый альдегид)

H

СН₃ССН₃ пропанон-2 (ацетон)



О

СН₃ССН₂СН₃ бутанон-2



О

СН₃ССН₂СН₂СН₃ пентанон-2



О

Типы изомерии

1. Углеродного скелета.

2. Межклассовая: альдегиды ↔ кетоны.

3. Кето-енольная таутомерия

Н О ОН

   

ССН  СС.

  

1. Углеродного скелета.

2. Положения карбонильной группы.

3. Межклассовая: кетоны  альдегиды.

4. Кето-енольная таутомерия

Н О ОН

   

С  С  СС.

  

Основные способы получения

1. Мягкое окисление или каталитическое дегидрирование первичных спиртов:

R CH₂OH + [O]  RC=O + H₂O;

H

R CH₂OH ^Cu,T RC=O + H₂.

H

2. Щелочной гидролиз вицинальных дигалогенпроизводных:

R CH₂Cl₂ + 2KOH  RC=O + 2KCl + H₂O.

H

3. Пиролиз кальциевых или бариевых солей карбоновых кислот или самих кислот:

( СН₃СОО)₂Са + (НСОО)₂Са ^Т 2СН₃С= О + СаСО₃.

Н

4. Присоединение СО и Н₂ к алкенам при Т= 200С и Р= 100 - 200 атм.:

R CH₂CH₂C=O

R CH=CH₂ + CO + H₂ ^Ni Н

R CHC=O

 Н

CH₃

5. Гидратация ацетилена в присутствии солей ртути (II) – способ получения уксусного альдегида.

1. Окисление или каталитическое дегидрирование вторичных спиртов:

R ₁CHOH + [O]  R₁C=O + H₂O;

R₂ R₂

R ₁CH OH ^{Cu, T} R₁C=O + H₂.

R₂ R₂

2. Щелочной гидролиз вицинальных дигалогенпроизводных:

R₁CR₂ + 2 NaOH  R₁CR₂ + 2 NaCl + H₂O.

Cl Cl

О

3. Пиролиз кальциевых солей карбоновых кислот или самих кислот:

( СН₃СОО)₂Са ^T CH₃C=О + CaCO₃;

ацетат кальция CH₃

2 RCOOH ^MnO₂^{, T} RC=О + CO₂ + H₂O.

R

4. Гидратация алкинов (кроме ацетилена) в присутствии солей ртути(II) – реакция Кучерова.

Основные типы реакций

1 Реакции окисления

• Легко окисляются с образованием кислот без изменения углеродного скелета и числа углеродных атомов.

• Окислители – кислород воздуха, аммиачный раствор гидроксида серебра (реакция серебряного зеркала), гидроксид меди (II):

С Н₃СО + 2 [Ag (NH₃)₂]⁺OH^{ T} CH₃COONH₄+ 3NH₃+H₂O+2 Ag;

Н ацетат аммония

С Н₃СО + 2 Сu(OH)₂ ^T CH₃COOH + Cu₂O (Cu) + H₂O

H

• Реакции являются качественными на альдегидную группу.

• Протекает с большим трудом, чем для альдегидов.

• Сопровождается разрывом углеродной цепочки в разных направлениях в зависимости от строения кетона.

• Используются более жёсткие окислители, чем для альдегидов, например, хромовая смесь (К₂Сr₂O₇ + H₂SO₄), перекись водорода, перманганат калия и т.д.

• Продукты: смесь более простых кислот и кетонов:

С Н₃ССН₂СН₃ + 7[O]  CO₂ +2CH₃COOH + CH₃CH₂COOH.

O

2 Присоединение по карбонильной группе

• Водорода − реакция гидрирования или гидрогенизации (катализаторы: Ni, Co, Cu, Pt, Pd).

Альдегиды превращаются в первичные спирты, кетоны – во вторичные.

• Синильной кислоты – НСN

• Продукты реакции – -гидроксинитрилы, гидролизом которых можно получить гидроксикарбоновые кислоты.

• С помощью этой реакции можно удлинить углеродную цепь исходного соединения на один атом углерода.

• Реакция протекает в щелочной среде.

С Н₃СО+ HСN ^OH CH₃CHCN ^+2H₂^O_NH3 CH₃CHCOOH.

H OH OH

CH₃ CH₃ CH₃

С Н₃С=О + НСN ^OH CH₃CCN ^+2H₂^O_NH3CH₃CCOOH.

OH OH

• Гидросульфита натрия NaHSO₃.

• Продукты реакции бисульфитные производные – кристаллические вещества, которые при нагревании с раствором соды (Na₂CO₃) разлагается с образованием сульфита натрия (Na₂SO₃) и выделением свободного альдегида или кетона.

• Реакция используется для качественного определения альдегидов и кетонов, для их выделения и очистки.

Н ОН

RC=O + NaHSO₃  RCНSO₃Na.

R₂

R ₁CR₂ + NaHSO₃  R₁CSO₃Na.

O OH

• Аммиака. Реакция позволяет различить альдегиды и кетоны.

• Сначала образуются неустойчивые аминоспирты, от которых отщепляется вода и образуются альдимины, которые легко полимеризуются (циклизуются) в альдегидаммиаки.

• Реагируют очень медленно и более сложно по сравнению с альдегидами.

• Производных аммиака: гидроксиламина NH₂-OH, гидразина Н₂N-NH₂, фенилгидразина C₆H₅-NH-NH₂ и др.

• Реакции протекают аналогично присоединению аммиака и первичных аминов.

• На первой стадии происходит нуклеофильное присоединение реагента по двойной связи С=О, а затем происходит отщепление молекулы воды от образовавшегося неустойчивого продукта.

• С гидроксиламином образуются оксимы (альдоксимы и кетоксимы соответственно). Реакцию используют для количественного определения оксосоединений.

• С гидразином образуются гидразоны (соотношение реагентов 1:1), или азины – альдазины, кетазины (при соотношении реагентов 1:2).

• С фенилгидразином образуются фенилгидразоны – кристаллические вещества, которые служат для качественного и количественного определения оксосоединений, для их выделения и очистки.

С Н₃СО + H₂NOH CH₃CH=NOH + Н₂О.

H

гидроксиламин ацетальдоксим

R С=O + H₂NOH RC=NOH + Н₂О.

R₁ R₁

кетоксим

• Спиртов и тиоспиртов с образованием полуацеталей или полутиоацеталей.

• Реакция более характерна для альдегидов, катализируется кислотами.

• Реакция протекает в 2 ступени: на первой образуется полуацеталь (реакция нуклеофильного присоединения), на второй ступени протекает нуклеофильное замещение с выделением воды, образуется ацеталь.

• Ацетали довольно устойчивы, их можно выделить в свободном виде. Реакцию получения ацеталей используют для защиты альдегидной группы от нежелательных реакций.

• Полуацетали и ацетали не гидролизуются в щелочной среде и легко гидролизуются в кислой до исходных альдегидов и спиртов.

• Ацетали кетонов образуются долее сложно – действием на кетоны этиловых эфиров ортомуравьиной кислоты НС(ОС₂Н₅)₃ или ортокремниевой кислоты Si(OC₂H₅)₄.

• Присоединение тиоспиртов идёт аналогично спиртам.

С Н₃С=О + R−OH ^H+ СН₃СH−ОH ^{+ ROH} _–H2O СН₃СH−ОR.

H OR OR

3 Замещение атома водорода в -положении по отношению к оксо-группе на галоген

С Н₃С=О + Cl₂ ^{Н+ или ОН−} Cl−CH₂C=O + HCl.

H H

С Н₃С=О + Cl₂ ^{Н+ или ОН−} Cl−CH₂ −C=О + HCl.

CH₃ СН₃

4 Замещение атома кислорода карбонильной группы на галоген

• Реагент – PCl₅. Продукты реакции – геминальные дихлорпроизводные.

С Н₃С=О + PCl₅  CH₃CHCl + POCl₃.

H Cl

С Н₃С=О + PCl₅  CH₃CСН₃ + POCl₃.

CH₃ Cl Cl

5 Реакция конденсации (уплотнения)

• Альдольная и кротоновая конденсация

• Реакция протекает в слабощелочной среде в присутствии ацетата калия, сульфита калия.

• Продукты реакции уплотнения альдегидов – гидроксиальдегиды (альдоли).

• Альдоли образуются за счёт присоединения атома водорода, находящегося в -положении к карбонильной группе одной молекулы альдегида, к атому кислорода карбонильной группы другой молекулы альдегида.

• При нагревании альдоль отщепляет воду с образованием непредельного альдегида (кротоновая конденсация).

• Альдольная конденсация кетонов идёт в более жестких условиях – в присутствии оснований, например Ва(ОН₂). При этом образуются –кетоноспирты, легко теряющие молекулу воды.

С Н₃С=О + Н^СН₂С=О ^ОН СН₃СНСН₂С=О ^Т_НОН

Н Н ОН Н

С Н₃СН=СНС=О. альдоль (3-гидроксибутаналь)

Н

кротоновый альдегид (бутен-2-аль)

С Н₃С= О + НСН₂С=О ^ОН СН₃ССН₂С=О ^Т_НОН

СН₃ СН₃ СН₃ ОН СН₃

С Н₃С=СНС=О. 4-гидрокси-4-метилпентанон-2

СН₃ СН₃

4-метилпентен-3-он-2

• Сложноэфирная конденсация (характерна для альдегидов)

С Н₃С=О + О=ССН₃  СН₃СН₂ОС=О.

Н Н СН₃

Отличительные особенности в химических реакциях

• Химическая активность альдегидов выше, чем кетонов.

• Альдегиды вступают в реакции со спиртами, образуя ацетали, дают окрашивание с фуксинсернистой кислотой, вступают в сложноэфирную конденсацию, полимеризуются под влиянием кислот с образованием альдегидаммиаков. Кетоны не способны к подобным превращениям.

• Альдегиды легко окисляются без изменения углеродного скелета, кетоны окисляются трудно с разрывом цепи; альдегиды, не имеющие подвижного атома водорода в -положении по отношению к карбонильной группе, в щелочной среде вступают в реакцию Канниццаро – реакцию самоокисления-самовосстановления. Эту реакцию даёт и формальдегид: 2Н₂С=О + КОН  СН₃ОН + НСООК.

• При лёгком нагревании формальдегида с аммиаком образуется гексаметилентетраамин – уротропин, который в больших количествах используется в производстве фенолформальдегидных смол, взрывчатых веществ, в медицине в качестве мочегонного средства, составной части антигриппозного препарата кальцекса, при лечении заболеваний мочеполовой системы: 6Н₂С=О + 4NH₃  6H₂O + (CH₂)₆N₄.

• Формальдегид и уксусный альдегид легко полимеризуются с образованием циклических и линейных полимеров. В кислой среде формальдегид образует циклический тример – триоксиметилен, используемый как сухое топливо, а уксусный альдегид в этих же условиях тримеризуется в паральдегид, используемый как снотворное и успокаивающее средство.

• В медицине и в практике химического анализа для обнаружения ацетона в биологических жидкостях используется его способность к иодированию в щелочной среде (йодоформная проба):

I₂ + 2 NaOH  NaI + NaIO + H₂O;

C H₃C=O + 3 NaIO  CH₃C=O + 3 NaOH;

CH₃ CI₃

C H₃C=O + NaOH  СН₃СООNa + CHI₃;

CI₃ йодоформ (желтоватый осадок)

Механизмы реакций

• S_R – свободнорадикальное замещение;

• A_N – нуклеофильное присоединение;

• S_N – нуклеофильное замещение;

• Е – реакции элиминирования (отщепления).

Нахождение в природе

Благодаря высокой химической активности оксосоединения в свободном виде в природе не встречаются.

Роль в жизнедеятельности живых организмов

• Во многих биологических реакциях оксогруппа подвергается енолизации, образуя таутомеры (например, при спиртовом брожении глюкозы).

• Активированная форма уксусного альдегида образуется в животных тканях из пировиноградной кислоты. При дальнейшем окислении уксусного альдегида образуется активированная форма уксусной кислоты – ацетил-SK_OA, являющаяся универсальным источником энергии животного организма.

• Альдогруппа входит в состав биологически значимых гетерофункциональных соединений (альдокислот, альдоз).

• Участвуют в синтезе углеводов в растениях;

• Ацетон является одним из кетоновых тел, которые используются как источник энергии для внепеченочных тканей животных.

• Кетогруппа входит в состав биологически значимых гетерофункциональных соединений (оксокислот, кетоз).

Применение в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства

• Формалин (40% водный раствор формальдегида) используется как антисептик при дезинфекции зерно- и овощехранилищ, парников, теплиц, для протравливания семян, для хранения биопрепаратов и т.д..

• Формальдегид – сырьё в производстве глицерина, нитро- и аминоспиртов, изопрена, фенолформальдегидных смол и т.д.

• Уксусный альдегид – сырьё для получения уксусной кислоты, уксусного ангидрида, спиртов, пентаэритрита и т.д.

• Трихлорэтаналь (хлораль): в медицине как успокаивающее и снотворное средство (водный раствор). При действии на хлораль водного раствора щелочи образуется хлороформ – анестезирующее средство.

• Пропеналь (акролеин): для получения пластмасс высокой твёрдости.

• Бензальдегид (простейший ароматический альдегид) применяется в производстве красителей и душистых веществ.

• В качестве растворителя применяется в очень больших количествах в лакокрасочной промышленности, в производствах ацетатного шелка, киноплёнки, бездымного пороха (пироксилина), для растворения ацетилена (в баллонах) и т.д. Он служит исходным веществом при производстве небьющегося органического стекла, кетена. хлороформа, йодоформа и т.д..

• Метилвинилкетон (бутен-3-он-2) легко полимеризуется в прозрачную, бесцветную, стекловидную массу, используемую в производстве пластмасс.

• Ацетофенон (метилфенилкетон) имеет запах цветов черёмухи, используется в парфюмерии.

Общая формула

RCOOH

R(COOH)₂

R(COOH)₃

С_nH_2n-1COOH

С_nH_2n-2(COOH)₂

и т.д.

С_nH_2n-1COOH

С_nH_2n-2(COOH)₂

и т.д.

С_nH_2n-1COOH

С_nH_2n-2(COOH)₂

и т.д.

Тип связи

O



RCOH

O



R COH ₂

O



R COH ₃

O



R COH _n

n=1, 2 и т.д.

O



COH

O



COH

^Э

^{Э=N,S,P и т.д.}

Номенклатура (название карбоксильной группы)

• в префиксе: карбокси-, или гидроксикарбонил-,

• в суффиксе: – овая кислота.

Гомологический ряд

НСООН - метано-

вая / муравьиная;

СН₃СООН – эта-новая / уксусная; СН₃СН₂СООН – пропановая / про-пионовая;

С₃Н₇СООН - бута-новая / масляная;

С₄Н₉СООН – пен-тановая / валерьяновая;

С₁₅Н₃₁СООН – гек-садекановая / пальмитиновая;

С₁₇Н₃₅СООН – октадекановая / стеариновая.

НООССООН

этандиовая / щавелевая;

НООС-СН₂-СООН

пропандиовая / ма-лоновая;

НООС(СН₂)₂СООН

бутандиовая / янтарная.

3-гидроксикарбо-нилпентандиовая-1,5-кислота

СООН



СН₂



СНСООН



СН₂



СООН

СООН

циклогексанкар-боновая кислота

Н₂С=СНСООН -

пропен-2,-овая кислота / акриловая;

С₁₇Н₃₃СООН -

октадецен-9,-овая кислота / олеиновая;

С₁₇Н₃₁СООН -

октадецидиен-9,12-овая кислота / линолевая;

С₁₇Н₂₉СООН –

линоленовая

кислота;

С₁₉Н₃₁СООН –

арахидоновая

кислота.

С₆Н₅СООН - бен-

зойная (бензолкарбоновая) кислота; С₆Н₄(СООН)₂ –

• бензол-1,2-ди-карбоновая;/ фталевая;

• бензол-1,3-ди-карбоновая / изо-фталевая;

• бензол-1,4-ди-карбоновая / тере-фталевая.

СООН

N

пиридин-3-кар-боновая кислота / никотиновая.

Типы изомерии

1. Углеродного скелета;

2. Межклассовая изомерия (кислоты ↔ сложные эфиры).

1. Углеродного скелета;

2. Межклассовая изомерия.

1. Углеродного скелета;

2. По взаимному расположению функциональных групп;

3. Межклассовая изомерия.

1. По размеру цикла;

2. По взаимному положению фун-кциональных групп;

3. По взаимному расположению радикалов в цикле;

4. Межклассовая изомерия.

1. Углеродного скелета;

2. Положения кратной связи;

3. Взаимного расположения кратных связей (для полиненасы-щенных кислот);

4. Межклассовая;

5. Цис-транс-изо-мерия (геомет-рическая).

1. По взаимному расположению за-местителей кольца;

2. По строению боковых радика-лов.

1. По взаимному расположению заместителей кольца;

2. По строению боковых радика-лов.

Способы получения

1. Окисление первичных спиртов, альдегидов, кетонов (с разрушением углеродного скелета).

2. Гидролиз нитрилов (R-CN) в кислой или щелочной среде при нагревании.

3. Окисление углеводородов кислородом воздуха при высокой температуре в присутствии или отсутствии катализаторов.

4. Оксосинтез – каталитическое присоединение оксида углерода(II) к алкенам, алкинам, спиртам и т.д.

С ₂Н₄+СО ^НОН

С₂Н₅СООН.

1. Мягкое окис-ление двухатом-ных спиртов, ди-альдегидов.

2. Гидролиз ди-нитрилов.

3. Окисление ок-сикислот.

1. Из насыщен-ных (предель-ных) кислот раз-личными спосо-бами. Например, в живом организ-ме олеиновая кислота образуется из стеариновой путём фермен-тативного де-гидрирования;

2. Из соедине-ний с кратной связью (напри-мер, из алкенов) многостадийным синтезом, веду-щим к введению карбоксильной группы.

1. Окисление бо-ковых радикалов гомологов бензола с образованием бензойной кисло-ты (кипячение углеводородов с щелочным раство-ром KMnO₄ или нагревание в запаянных трубках с разбавленной HNO₃).

2. Окисление ароматических ке-тонов.;

3. Гидролиз нит-рилов, тригало-генпроизводных с галогенами у одного углеродного атома.

Распределение электронной плотности в молекуле и реакционные центры

• Электронная плотность - связи карбонильной группы вступает в сопряжение с не-поделённой элек-тронной парой кислорода гидроксогруппы, благодаря чему увеличивается полярность связи -О-Н:

H

R CC^₂⁺= О^-

Н ОН^₁⁺

₁+  ₂+

• Две карбоксильные группы оказывают взаимное влияние друг на друга, усиливая кислотные свойства.

• По мере удаления карбоксильных групп друг от друга сила кислоты убывает.

О =С↔С= О

Н О ОН

Кислотность уве-личивается по сравнению с ди-карбоновыми кис-лотами (за счёт взаимного влия-ния функциональ-ных групп).

О



СОН



НСН



НСС=О

 ОН

С  О  Н



О

• Кислотность ненасыщенных кислот выше кислотности соответствующих насыщенных кислот.

• Цис-изомеры кислот химически более активны, чем транс-изомеры, благодаря взаимному влиянию атомов друг на друга.

Основные химические свойства

1 Электролитическая диссоциация

• Отщепление Н⁺ в водном растворе по типу слабых электролитов.

• Среда раствора кислая (лакмус фиолетовый становится красным).

• Поликарбоновые кислоты подвергаются ступенчатой диссоциации.

2 Замещение атомов водорода группы -ОН

• Реагенты – активные металлы, их оксиды, щёлочи, NH₄OH,соли более слабых кислот.

• Продукты реакции – соли карбоновых кислот.

• Для поликарбоновых кислот возможно образование как средних, так и кислых солей.

3 Замещение гидроксогруппы –ОН по механизму S_N (образование производных карбоновых кислот)

• На галоген

• Реагенты – РСl₅, PCl₃, SOCl₂, PBr₃.

• Продукт реакции – галогенангидрид карбоновой кислоты (ацилгалогенид).

R −C=O + PCl₅ → R−C=O + POCl₃ + HCl.

OH Cl

• На аминогруппу

• Реагенты – аммиак, первичные и вторичные амины.

• Реакция протекает в 2 ступени: на первой ступени образуются аммонийные соли, которые при нагревании выше температуры их плавления превращаются в амиды за счёт отщепления воды.

R −C=O + H₂N−R′ → R−C=O ^T R−C=O + H₂O.

OH ONH₃−R′ NH−R′

• Для поликарбоновых кислот возможно образование циклических амидов.

COOH C=O

C

NH

C H₂ CH₂

COOH C=O

• На остаток спирта –OR (тиоспирта –SR) – реакция этерификации

• Продукт реакции – сложный эфир (сложный тиоэфир).

• Как правило, реакция со спиртом обратима.

• Условия реакции: нагревание в кислой среде.

• Для поликарбоновых кислот возможно образование полных и неполных сложных эфиров.

R −C=O + HO−R′ ^{H+, T} R−C=O

OH O−R′.

R −C=O + HS−KoA ^{фермент, АТФ} R−C=O + H₂O (для живого организма).

OH S−KoA.

• На ацил карбоновой кислоты

• Продукт реакции – ангидрид карбоновой кислоты.

• Условие реакции: наличие водоотнимающих средств (Р₂О₅).

• Для дикарбоновых кислот возможно образование внутримолекулярных циклических ангидридов.

2 R−C=O + P₂O₅ ^T R−C=O O=C−R + 2 HPO₃.

ОН О

4 Присоединение по связи >С=О функциональной группы

• Каталитическое гидрирование (гидрогенизация)

• В реакции используются сильные восстановители, такие, как Li[AlH₄].

• Обязательно наличие катализатора.

• Продукты реакции: альдегиды, первичные спирты, углеводороды.

R −COOH + 4 [H] ^Li[AlH4] R−CH₂−OH + H₂O.

5 Реакции углеводородного радикала

• Продукты реакций – полифункциональные соединения или производные карбоновых кислот.

• Направление реакции и характер её продуктов определяются характером углеводородного радикала.

• Для предельных радикалов характерна реакция замещения атома Н при атоме С в α-положении

R −CH₂−COOH + Cl₂ ^T R−CH(Cl)−COOH + HCl.

• Для непредельных радикалов характерны реакции по кратной связи: окисления, присоединения.

H OOC−CH=CH−COOH + H₂ ^Pt HOOC−CH₂−CH₂−COOH,

H OOC−CH=CH−COOH + [O] + H₂O → HOOC−CH−CH−COOH.

OH OH

• Для циклических кислот характерны реакции соответствующих циклов.

−−COOH + Br₂ ^FeBr3 −COOH + HBr.

Br

Отличительные особенности в химических свойствах

1. Декарбоксили-рование солей с образованием алканов (при нагревании).

1. Декарбоксилирование с образованием монокарбоновых кислот.

2. Образование циклических ан-гидридов кислот, чьи карбоксиль-ные группы находятся в положениях 1, 4 или 1, 5.

3. Это более сильные кислоты, чем монокарбоновые.

4. Образование кислых и средних солей, полных и неполных производных.

1. Более сильные электролиты, чем двухосновные.

2. Образуют кислые и средние соли.

3. Образуют пол-ные и неполные производные.

1. Декарбоксили-рование солей одноосновных кислот с образованием ненасыщенных углеводородов.

2. Реакция при-соединения по месту разрыва -связи (С=С)

3. Мягкое окисление с образо-ванием дигид-роксипроизводных.

1. Декарбоксили-рование солей с образованием аро-матических про-изводных;

2. Замещение атомов H бензольного кольца

• на галоген;

• на -SO₃H;

• на –R;

• н а R−C=O.

1. Замещение атомов водорода в гетероциклах.

Нахождение в природе

• Муравьиная кислота: в крапиве, малине, хвое, в выделениях муравьёв, в виде сложных эфиров в яблоках.

• Уксусная кислота: в виде эфиров и в свободном виде в плодах и растительных соках (составляет до 85 % всех органических кислот в зерне пшеницы и кукурузы), в выделениях чело-века.

• Масляная кислота: в небольших количествах в растениях как в свободном виде, так и виде эфиров; является продуктом маслянокислого брожения сахаров бактерий.

• Щавелевая кислота в виде солей (оксалатов) содержится в листьях щавеля, кислицы, ревеня, в оксалатных камнях почек и мочевого пузыря животных.

• Малоновая: в соке сахарной свеклы, в листьях фасоли, люцерны и др. бобовых, в плодах лимона, в зелёных частях растений пшеницы, овса, ячменя..

• Янтарная: в янтаре, в ягодах красной смородины, в незрелой вишне, крыжовнике, винограде, в черешне и яблоках и т.д..

• Глутаровая: в свекле и репе.

• Гиднокарповая и хаульмугровая кислоты входят в состав масел плодов некоторых тропических деревьев и кустарников семейства Flacourtiaceae.

• Ненасыщенные карбоновые кислоты входят в состав жиров, масел.

• Фумаровая кислота: в некоторых растениях (хохлатка, маковые), в грибах, лишайниках и мхах, в виде солей в животных клетках.

• Бензойная кислота обнаружена в бруснике, клюкве, чернике.

• Входят в состав биоактивных гетерофункциональных соединений (фенолокислот, аминокислот и т.д.)

• Содержатся в растениях (стимуляторы роста растений - ауксины: β-индолилук-сусная кислота (гетероауксин), β-нафтилуксус-ная кислота.

• Гетероауксин вырабатывается дрожжами, грибами и бактериями, содержится в моче.

• Входят в состав биоактивных гетерофункциональных соединений (аминокислот, пептидов и т.д.)

Применение в сельском хозяйстве и в других отраслях народного хозяйства

• Предельные монокарбоновые кислоты

• Короткоцепочечные кислоты, содержащие до 5 атомов углерода в цепи, образуются внутри животного организма и используются им как источник энергии, поэтому, синтезированные из углеводородов нефти кислоты добавляют в корм птицам и свиньям, что увеличивает интенсивность роста, улучшает качество мяса и жира, снижает кормовые затраты.

• Масляная кислота применяется в парфюмерной и кондитерской промышленностях в виде сложных эфиров, являющихся ценными ароматическими веществами (метиловый эфир масляной кислоты обладает запахом яблок, этиловый – ананасов и т. д.).

• Муравьиная кислота: как антисептик в пчеловодстве для обработки ульев против варроатоза, в спиртовом и пивоваренном производстве – для дезинфекции бродильных чанов, как бактерицид при консервировании.

• Муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты используют для подкисления молока, выпаиваемого телятам: кислоты оказывают консервирующий эффект, стимулируют процессы пищеварения.

• Пропионовая кислота в меньших количествах, чем уксусная, идёт на синтез жира молока, поэтому пропионат натрия используется как добавка к кормам.

• Пропионат кальция используется как антигрибковая добавка к хлебобулочным изделиям, некоторым сортам сыра, консервированным плодам и фруктам; пропионат натрия в пищевой промышленности используется как консервирующее средство.

• Стеарат натрия используется как антивспенивающая добавка в пищевой промышленности, а стеарат кальция – как добавка, препятствующая слёживанию муки.

• Уксусная кислота образуется в рубце жвачных при переваривании клетчатки, используется для синтеза молочного жира, поэтому ацетат натрия используют как добавку к кормам для увеличения жирности молока. Растворы уксусной кислоты используют при консервировании и обработке кожи.

• Непредельные монокарбоновые кислоты

• Акриловая кислота используется в органическом синтезе.

• Олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты образуют витамин F – фактор молодости и красоты.

• Сорбат кальция используется как противомикробный агент при приготовлении сыра, маргарина, консервированных овощей и других пищевых продуктов, а сорбат калия – как антиоксидант и консервирующее вещество.

• Соли олеиновой кислоты используют для промывки шерсти, свинцовая соль используется в виде свинцового пластыря в медицине.

• Ароматические монокарбоновые кислоты

• Бензойная кислота является природным консервантом. Бензоат натрия используется как консервант в производстве рыбных консервов, маргарина, напитков, в медицине применяется как отхаркивающее средство.

• β-Индолилуксусная кислота, β-нафтилуксусная кислота и другие ауксины используются как стимуляторы роста растений, ускоряют образование корней у черенков различных растений (цитрусовых) и их более быстрого укоренения..

• Дикарбоновые кислоты

• Малоновая кислота используется в органических синтезах.

• Фумаровая кислота используется в животноводстве как антистрессовый, антиинфекционный и анаболический препарат; добавка фумаровой кислоты снижает падёж скота, способствует выживаемости плода при беременности. При добавлении к кормам эта кислота предотвращает окисление витаминов А и С, увеличивает ценность хранящихся комбикормов.

• Фталевые кислоты используются в органическом синтезе. Так, фталевая кислота используется для получения пластмасс, полиэфиров, пургена (фенолфталеина), репеллентов.

• Щавелевая кислота используется для консервации крови, т.к. способна связывать ионы Са²⁺, участвующие в свёртывании крови.

• Янтарная кислота используется для увеличения поедаемости кормов, как антистрессовый препарат, стимулятор иммунитета и работы сердечной мышцы. Она является промежуточным продуктом биологического расщепления жиров, белков и углеводов, образуется при бактериальном разложении яблочной и винной кислот, при спиртовом брожении углеводов, при окислении сложных органических веществ.

Классификация

1. По строению углеводородного радикала

• алифатические С₂Н₅NН₂; СН₃NНСН₃;

• алициклические NН_2;

• ароматические С₆Н₅NН₂;

• смешанные СН₃NНС₆Н₅.

2. По числу углеводородных радикалов, соединенных с атомом азота

• первичные СН₃NН₂; С₂Н₅NН₂; С₆Н₅NН₂;

• в торичные СН₃NНСН₃; СН₃NН ; NН ;

• т ретичные СН₃NСН₃; (С₆Н₅)₃N; (С₆Н₅)₂NСН₃.

СН₃

3. По количеству аминогрупп (-NН₂) в молекуле

• моноамины СН₃NН₂;

• диамины NН₂(СН₂)₄NН₂;

• полиамины.

1. По характеру связей углеродной цепи.

2. По количеству амидных связей

• моноамиды;

• диамиды

Номенклатура и некоторые представители

• По систематической номенклатуре аминогруппа и её производные рассматриваются как радикалы в углеводородной цепи.

• Положение аминогруппы отмечается в названии соединения префиксом амино- (алкиламино-) с указанием количества таких групп и их места в цепи.

• По рациональной номенклатуре к названию углеводородных радикалов добавляют окончание -амин.

Формула амина	Название вещества
	по систематической номенклатуре (СН)	по рациональной номенклатуре (РН)
СН3NН2	аминометан	метиламин
СН3СН2NН2	аминоэтан	этиламин
СН3NНСН3	метиламинометан	диметиламин
СН3NНС2Н5	1-метиламиноэтан	метилэтиламин
С Н3NСН3 СН3	диметиламинометан	триметиламин

Основные химические свойства

Алифатические амины

Ароматические амины

Амиды

1 Замещение атомов водорода аминогруппы

• На алкильный радикал при взаимодействии с галогеналканами.

• Продукты реакции – соли аминов более высокой степени замещённости и четвертичные аммонийные соли.

• На ацильный радикал при взаимодействии с галогенангидридами или ангидридами карбоновых кислот.

• Продукты реакции – амиды карбоновых кислот.

• В реакцию вступают первичные и вторичные амины. Третичные амины не имеют подвижного атома Н и в реакцию не вступают.

C H₃−NH₂ ^{+ CH3Cl} [(CH₃)₂NH₂]Cl ^{+ NaOH} _{− NaCl} (CH₃)₂NH,

С ₂Н₅−NH₂ + CH₃−C=O C₂H₅−NH−C=O + HCl.

Cl CH₃

• на Металл – реакция с НgО

2 СН₃−С=О + HgO → CH₃−C=O + H₂O.

NH₂ NH ₂Hg

• На щелочной металл (проявление очень слабых кислотных свойств).

• Реагенты – щелочные металлы.

• Продукты реакции: соли – алкил- или диалкиламиды.

• Реакция характерна для первичных и вторичных аминов.

2 R₂NH + 2 Na → 2 R₂N−Na + H₂↑.



2 Присоединение Н⁺ как проявление основных свойств

(за счёт неподелённой пары электронов атома N аминогруппы)

С₂Н₅NН₂+НСlС₂Н₅NН₃⁺Сl^ _КСl^+КОН_НОН С₂Н₅NН₂ ^{хлорид этиламмония}

С₆Н₅NН₂+НСlС₆Н₅NН₃⁺Сl^ _КСl^+КОН_НОН

^{хлорид фениламмония}

С Н₃С=О+НСl СН₃С=О

NН₂ NН₃⁺ Сl^

_{хлорид ацетиламмония}

3 Взаимодействие с водой

• Низшие амины образуют гидроксиды алкиламмония

R−NH₂ + HOH ↔ [R−NH₃]⁺OH^-.

• Гидроксиды алкиламмония могут осаждать труднорастворимые гидроксиды металлов из растворов их солей.

(CH₃)₂NH + 2H₂O +FeCl₂ → 2[(CH₃)₂NH₂]Cl + Fe(OH)₂↓.



• Протекает реакция гидролиза с образованием карбоновых кислот и NН₃.

• Условия: кислая или щелочная среда при нагревании.

• В щелочной среде продуктами гидролиза являются аммиак и соли карбоновых кислот.

4 Реакция комплексообразования c переходными металлами

Донорно-акцепторные связи образуются за счёт неподелённой электронной пары атома N

CuCl₂ + 4 CH₃−NH₂ → [Cu(NH₂−CH₃)₄]Cl₂.

5 Качественная реакция с азотистой кислотой НNО₂

• Первичные амины дают спирт,N₂, Н₂О – реакция дезаминирования

R−NH₂ + HO−N=O → R−OH + H₂O + N₂↑.

• Вторичные амины образуют нитрозамины (R₂NNO) – маслянистые жидкости с характерным запахом

R₂NH + HO−N=O → R₂N−N=O + H₂O.

• Третичные амины на холоду в реакцию не вступают, а при нагревании дают соли аммония [R₃NH]⁺NO₂^.

• Первичные амины в кислой среде дают соли диазония [RN≡N]⁺Cl – реакция диазотирования

C₆H₅−NH₂ +2HCl + NaNO₂ →[C₆H₅−N≡N]⁺Cl⁻ + NaCl + 2 H₂O.

• Вторичные амины реагируют аналогично аминам жирного ряда, образуя нитрозамины.

• Третичные амины образуют п-ни-трозосоединения. Если пара-положение занято, то реакция идёт в орто- положение.

( СH₃)₂N− + HO−NO → (CH₃)₂N− -NO + H₂O. ^{п-нитрозодиметиланилин}

• Реагируют как первичные амины

R C=O + HONO  RCOOH + N₂^ + H₂O.

NH₂

6 Окисление мягкими и жёсткими окислителями

• Окисление пероксидом водорода (образуется сложная смесь продуктов окисления):

А мины (первичные, вторичные) ^[O] гидроксиламины ^+[O] нитросоединения;

А мины (третичные) ^[O] оксиды аминов.

• Полное окисление (горение)

C _nH_2n+3N+(1,5n+0,75)O₂ ^T nCO₂↑+(n+1,5)H₂O + 0,5 N₂↑.

• Легко окисляются, поэтому при хранении приобретают окраску.

• При контролируемом окислении анилина в кислой среде образуется п-бензохинон.

• При окислении анилина хлорной известью образуется фиолетово-синее окрашивание (качественная реакция).

• Полное окисление (горение)

4 C₆H₅−NH₂ +31O₂ ^T 24CO₂ +14H₂O +2N₂.

7 Качественная реакция на первичные амины

Взаимодействие с хлороформом СНСl₃ и спиртовым раствором щелочи при нагревании

5 Реакция дегидратации

С₂Н₅NН₂+СНСl₃+3КОН ^Т С₂Н₅N≡С +

+3Н₂О+3КСl.

С ₆Н₅NН₂+СНСl₃+3КОН ^Т С₆Н₅N≡С +

+3Н₂О+3КСl (неприятный тошнотворный запах).

Реакция идёт при нагревании с Р₂О₅

R C=O ^{Т, P2O5} RC≡N + Н₂О.

NH₂ ^нитрил

Особенности химического поведения ароматических аминов

1. Электрофильное замещение атомов Н бензольного кольца:

• Галогенирование (реакция протекает даже на холоду, выпадает белый осадок; это качественная реакция на ароматические амины).

• С ульфирование: С₆Н₅NН₂+Н₂SO₄ ^200С_НОН NH₂ SO₃H  NH₃⁺   SO₃^

сульфаниловая кислота – промежуточный продукт для синтеза лекарств и красителей.

Нитрование после предварительной защиты NH₂- группы от окисления ацилированием.

Роль в жизнедеятельности живых организмов, применение в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства

• Первичные моно- и диамины образуются в кишечнике животных как продукт распада аминокислот под действием ферментов микроорганизмов. Многие из них в малых дозах ока-зывают мощное фармакодинамическое действие на организм. Так, гистамин обладает сосудорасширяющим действием, активирует эритроциты, стимулирует секрецию желудочного сока. В больших количествах токсичны для организма.

• Метиламин содержится в ряде растений (перелесок многолетний семейства молочайных, что делает траву ядовитой), в селёдочном рассоле. В селёдочном рассоле содержится и диметиламин.

• Триметиламин образуется при разложении бактериями белковых и других азотсодержащих веществ, например аминоспирта холина, бетаина и др. Содержтся в поте и испражнениях животных, селёдочном рассоле, а также в растениях: в некоторых видах боярышника, мари, в свекловичной патоке (мелассе) и др.

• Метил-, диметил- и триметиламины используются для синтеза лекарственных препаратов.

• Амины ацетиленового ряда используют для синтеза антималярийных и болеутоляющих веществ, инсектицидов и пластификаторов.

• Амины, обладающие запахом рыбы, служат приманкой в борьбе с полевыми грызунами.

• Производное этиламина – этиленамин является активным мутагеном и используется в сельскохозяйственной и микробиологической селекции.

• Соли высших аминов используют как катионные или высшие мыла.

• Соли этилендиамина применяют как смягчители в текстильной промышленности. Сам этилендиамин используют в производстве фунгицидов.

• Тетра- и пентаэтилендиамины (путресцин и кадаверин) – продукты «гниения» белков –«трупные яды». Кадаверин в небольших количествах содержится в спорынье, мухоморе и других растениях, а также в сыре и пивных дрожжах.

• Гексаметилендиамин – важное вещество в органических синтезах, особенно в сополимеризации с адипиновой кислотой, так получают синтетические волокна (найлон).

• Ароматические амины для организма ядовиты. Анилин широко используется для получения красителей, пластмасс, фотопроявителей, лекарственных препаратов (сульфанил-амидов), ускорителей вулканизации, антиоксидантов.

• Амидная связь широко распространена в живых организмах, за счёт неё формируются пептиды, белки.

• Формамид используется как растворитель, смягчитель бумаги, входит в состав бальзамирующих мазей и т. д.

• Ацетамид используется в бумажной и кожевенной промышленности.

• Эфиры карбаминовой кислоты – уретаны обладают активным физиологическим действием и хорошими инсектицидными и гербицидными свойствами.

• Полиуретаны – высокомолекулярные соединения, из которых получаются смолы, волокна (полиуретановые каучуки, стойкие клеи и покрытия поверхностей, а также пенопласты (пенополиуретаны)).

СО₂+2NH₃

200С 200 атм Т

Н₂О 2NH₄Cl

1. Образование солей:

N H₂C=О + HCl  NH₂C=О.

NH₂ NH₃Cl

2. Гидролиз

N H₂C=О + H₂О ^{Т, Н+ (ОН−)} 2NH₃+CО₂.

NH₂

В организме животных реакция идёт при участии фермента уреазы.

3. Разложение при нагревании

• Образование биурета, образующего с Cu(II) фиолетовое окрашивание

NH₂CNHCNH₂ биурет

 

О O

• Образование изоциановой кислоты (HN=C=O).

4. Разложение азотистой кислотой HNO₂

N H₂C=О +2 HNO₂  CO₂ + 2 N₂ + 2 H₂O.

NH₂

5. Образование уреидопроизводных

• уреидокислот

N H₂C=О + CH₃COOH _2H

NH₂

N H₂C=О

NHCH₂COOH

• уреидов кислот

( СН₃СО)₂О + NH₂C=О СН₃СООН +

NH₂

+ O=C−NH−C=O.

NH₂ CH₃

ацетилмочевина

6. Реакция Бородина – используется для количественного определения мочевины по объёму выделившегося азота

N H₂C=O + 3 NaBrO + 2 NaOH 

NH₂

2 N₂ + Na₂CO₃ + 3 NaBr + 3 H₂O.

• Содержится в моче, как продукт распада белковых тел. В виде мочевины выделяется около 80 % азота, содержащегося в распадающемся белке (у человека).

• Мочевина используется в качестве удобрения, в синтезе пластмасс, в качестве кормовой добавки для КРС, что увеличивает его питательность.

• Производные мочевины – уреиды используются как снотворное (бромурал, веронал, люминал - производные барбитуровой кислоты).

• Мочевину используют для синтеза кислородных производных пиримидина: урацила, тимина, цитозина – компонентов нуклеиновых кислот и нуклеотидов.

• Фторопроизводные урацила и тимина применяют при лечении злокачественных опухолей желудочно-кишечного тракта.

• Производные карбамиды используются как системные гербициды, вносимые в почву для уничтожения сорняков.

1

Глицин (глико-кол)

Н₂NСН₂СООН

Gly (Гли)

2,34

9,60

5,97

Заменимая

2

L(+)-аланин

СН₃С^НСООН



NH₂

Ala (Ала)

2,24

9,69

6,0

Заменимая

3

L(+)-валин

NH₂С^НСООН



Н₃ССНCH₃

Val (Вал)

2,32

9,62

5,96

Незаменимая

4

L(-)-лейцин

Н₃ССНCH₂С^НСООН

 

CH₃ NH₂

Leu (Лей)

2,36

9,60

6,04

Незаменимая

5

L(+)-изолейцин

Н₃СCH₂С^НСНСООН

 

CH₃ NH₂

Ile (Иле)

2,36

9,62

6,02

Незаменимая

6

L(-)-серин

НOCH₂С^НСООН



NH₂

Ser (Сер)

2,21

9,15

5,70

Заменимая

7

L(-)-треонин

Н₃СС^НС^НСООН

 

HO NH₂

Thr (Тре)

2,6

10,4

6,16

Незаменимая

8

L(-)-цистеин

НSCH₂С^НСООН



NH₂

Сys (Цис)

1,71

10,78

5,10

Заменимая

9

L(-)-метионин

Н₃СSCH₂СН₂С^НСООН



NH₂

Met (Мет)

2,28

9,21

5,98

Незаменимая

10

L(-)-цистин

N H₂

SCH₂СНСООН



SCH₂СНСООН

NH₂

5,60

Заменимая

11

L(+)-аспараги-новая кислота

НOOCCH₂С^НСООН



NH₂

Asp (Асп)

1,88

3,66

3,00

Заменимая

12

L(+)-аспарагин

О=CCH₂С^НСООН

 

NH₂ NH₂

Asn (Асн)

2,0

9,8

5,4

Заменимая

13

L(+)-глутамино-вая кислота

НOOCCH₂CH₂С^НСООН



NH₂

Glu (Глю)

2,16

4,32

3,22

Заменимая

14

L(+)-глутамин

О=CCH₂CH₂С^НСООН

 

NH₂ NH₂

Gln (Глн)

2,2

9,1

5,7

Заменимая

15

L(+)-орнитин

NH₂(CH₂)₃С^НСООН



NH₂

Orn (Орн)

Незаменимая

16

L(+)-лизин

NH₂(CH₂)₄С^НСООН



NH₂

Lys (Лиз)

2,18

9,12

9,74

Незаменимая

17

L(+)-аргинин

NH=CNH (CH₂)₃С^НСООН

 

NH₂ NH₂

Arg (Арг)

2,17

9,04

10,80

Условно незаменимая

18

L(-)-фенилаланин

CH₂С^НСООН



NH₂

Phe (Фен)

1,83

9,13

5,50

Незаменимая

19

L(-)-тирозин

HO CH₂С^НСООН



NH₂

Tyr (Тир)

2,20

9,11

5,70

Заменимая

20

L(-)-гистидин

N CH₂С^НСООН



N NH₂

H

His (Гис)

1,82

9,17

7,60

Условно незаменимая

21

L(-)-триптофан

CH₂С^НСООН

N NH₂

H

Trp (Три)

2,38

9,39

5,88

Незаменимая

22

L(-)-пролин

N ^СООН

H

Pro (Про)

1,99

10,60

6,40

Заменимая

23

L(-)-оксипролин

H O

N ^СООН

H

Hy pro (О Про)

1,92

9,73

6,80

Заменимая

Группа

Примеры аминокислот

Примечания

Аминокислоты с неполярными гидрофобными радикалами

Аланин, валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, триптофан, пролин, метионин.

• Боковые радикалы построены из углеводородных групп с равномерным распределением электронной плотности (неполярные и малополярные ковалентные связи).

• Атом серы метионина и атом азота триптофана не проявляют свои электроотрицательные свойства, так как находятся в окружении углеводородных групп.

• В воде труднорастворимы.

Аминокислоты с полярными неионогенными гидрофильными радикалами

Серин, треонин, аспарагин, глутамин, глицин.

• Боковые радикалы содержат группы (гидроксильную, амидную) с неравномерным распределением электронной плотности (полярные ковалентные связи).

• В воде растворяются лучше, чем аминокислоты с неполярными радикалами.

Аминокислоты с полярными ионогенными радикалами, проявляющими гидрофильные и кислотные свойства

Тирозин, цистеин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты.

• Боковые радикалы ионизируются благодаря взаимодействию с молекулами воды, обладающими сильным дипольным моментом.

• Аспарагиновая и глутаминовая кислоты ионизируются в растворах с рН = 7, а ионизация цистеина и тирозина происходит в растворах с большим значением рН.

• При рН = 7 лизин, орнитин и аргинин протонированы и несут положительный заряд.

• Гистидин проявляет слабые основные свойства благодаря имидазольной группе атомов.

Аминокислоты с ионогенными полярными радикалами, проявляющими гидрофильные и основные свойства

Лизин, орнитин, аргинин, гистидин.

Классификация

1. По характеру связи в углеродной цепи

• предельные;

• непредельные;

• ароматические;

• гетероциклические.

2. По числу карбоксильных групп

• монокарбоновые;

• поликарбоновые.

3. По числу NH₂- групп

• моноаминокислоты;

• полиаминокислоты.

4. По расположению NH₂- группы относительно карбоксила: , , ,  и т.д.

5. По наличию других функциональных групп

• оксиаминокислоты;

• тиоаминокислоты.

6. По происхождению (выделению)

• биогенные;

• небиогенные (абиогенные).

7. Биогенные по биологической ценности

• заменимые;

• незаменимые.

8. Протеиногенные по кислотно-основным свойствам

• нейтральные;

• кислотные;

• основные.

1. По количеству аминокислотных звеньев

• олигопептиды (2-10 аминокислотных звеньев);

• полипептиды (> 10 аминокислотных звеньев).

1. По биологической функции

• структурные;

• транспортные;

• защитные;

• регуляторные;

• сократительные.

2. По аминокислотному составу

• полноценные;

• неполноценные.

3. По типу третичной структуры

• глобулярные;

• фибриллярные.

4. По составу и некоторым физико-химическим свойствам

• простые (протеины) состоят только из –аминокислот: альбумины, глобулины, протамины, гистоны, проламины, глютелины;

• сложные (протеиды) включают в себя небелковый компонент: гликопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды, нуклеопротеиды, металлопротеиды.

Основные химические свойства

R O

 

H₂N  CH  C  OH

по амино- по карбоксильной

группе группе

1. Диссоциация в водном растворе

с отрывом ОН^ с отрывом Н⁺

2. Образование солей при взаимодействии

с кислотой с основанием

3. С HNO₂ образуется со спиртами

спиртокислота сложные эфиры

4. Поликонденсация с образованием пептидной связи в пептидах и молекул воды:

О R₁ O

  

RCHCOH+HNHCHCOH 



NH₂

O H O

  

H₂O + RCHCNCHCOH

 

NH₂ R₁

дипептид

5. Декарбоксилирование (отнятие СО₂)

• Реакция характерна для α-аминокислот.

• Участвуют ферменты декарбоксилазы.

• Вне организма реакция идёт при нагревании в присутствии Ba(OH)_2.

• Продукты реакции: амины.

H ₂N−CH₂−COOH + Ba(OH)₂ ^T H₂N−CH₃ + BaCO₃ + H₂O.

6. Дезаминирование (отнятие NH₂-группы) идёт при участии ферментов дезаминаз

• Внутримолекулярное: продукт – непредельная кислота.

• Восстановительное: продукт – предельная кислота.

• Окислительное: продукт – оксокислота.

• Гидролитическое: продукт – оксикислота.

7. Комплексообразующие свойства

• Все α-аминокислоты взаимодействуют со свежеприготовленным Cu(OH)₂, образуя комплекс – хелат ярко-синего цвета.

• Цистеин и гистидин наиболее активны в реакциях комплексообразования за счёт активных групп (тиольной и имидазольной) боковых радикалов.

8. Реакции ацилирования

• В присутствии сильных кислот взаимодействуют со спиртами, образуя аммонийные соли сложных эфиров, из которых в щелочной среде выделяются свободные сложные эфиры.

• В щелочной среде взаимодействуют с хлорангидридами карбоновых кислот, образуя N-ацильные производные.

_{+ CH3OH + HCl}

H ₂N−CH₂−COOH _−H2O

[ H₃N⁺−CH₂−COOCH₃]Cl ^+NaOH

H₂N−CH₂−COOCH₃. ^{−NaCl, H2O}

метиловый эфир глицина

C H₃−C=O + NH₂−CH₂−COONa

Cl

C H₃−C=O

NH−CH₂−COOH + NaCl.

N-ацетилглицин

9. Реакция с формальдегидом (используется для количественного определения α-аминокислот методом формольного титрования - метод Сёренсена)

• Реакция протекает в слабощелочной среде по механизму нуклеофильного присоединения.

• При избытке формальдегида образуется N,N′-диметилольное производное аминокислоты.

2 H₂C=O + H₂N−CH₂−COO^{− OH−}

H O−CH₂

N−CH₂−COO⁻

HO−CH₂

N, N′- диметилольное производное глицина

10. Реакция с нингидрином

• Качественная реакция на α-аминокислоты.

• Внешний эффект реакции: сине-фиолетовая окраска.

1. Гидролиз

• Условия: 25 %-ный раствор H₂SO₄ или 25,5%-ный раствор HCl в течение 12-48 часов, при Т = 100-120С.

• В организме эту реакцию катализируют ферменты, называемые протеазами.

• Конечные продукты реакции – соответствующие аминокислоты.

б елок ^+Н₂^О пептоны ^+Н₂^О полипептиды ^+Н₂^О дипептиды ^+Н₂^О аминокислоты

2. Качественные реакции

3. Свойства коллоидных растворов: растворы белков способны к диализу, рассеивают свет, образуя конус Тиндаля, легко набухают, обладают высокой вязкостью, способны к осаждению различными реагентами.

4. Амфотерность, наличие изоэлектрической точки (ИЭТ).

NH₃⁺ NH₃⁺ NH₃⁺ COO⁻ NH₂ COO⁻

_{НООС COOH} ⁻_OOC NH₃^{+ −}OOC NH₂

+ H⁺ + H⁺

 H⁺  H⁺

_{белок-катион белок-молекула белок-анион}

Кислая область рН Изоэлектрическая точка Щелочная область рН

рН<рI pI pH>pI

суммарный заряд суммарный заряд суммарный заряд

«+» «0» «-»

движение в электрическом поле

- движение к катоду движение отсутствует движение к аноду

5. Комплексообразующие свойства

• С малополяризуемыми (жёсткими) катионами K⁺, Na⁺ белки образуют малоустойчивые комплексы, в живом организме они выполняют роль ионофоров для катионов или активаторов белков как субстратов для биохимических процессов.

• С менее жёсткими катионами Са²⁺ или Mg²⁺ белки образуют достаточно прочные комплексы.

• С катионами d-элементов (металлами жизни) белки образуют прочные комплексы.

• Металлы-токсиканты (свинец, кадмий, ртуть и т.д.) проявляют высокую поляризуемость (очень мягкие катионы) образуют с белками высокопрочные комплексы.

• Многие пептиды − эффективные комплексоны, выступающие в качестве полидентантных лигандов, образуя комплексы различной устойчивости (антибиотики валиномицин и грамицидин S являются ионофорами, транспортирующими К⁺ и Na⁺ через мембраны).

6. Окислительно-восстановительные свойства

• Белки и пептиды относительно устойчивы к мягкому окислению. Исключение: белки и пептиды, богатые легко окисляемым цистеином.

• В организме белки, содержащие лизин, фенилаланин, триптофан, пролин, подвергаются монооксигеназному окислению, в ходе которого происходит ферментативное гидроксилирование аминокислотных остатков.

• Лизинсодержащие белки подвергаются окислительному дезаминированию. В результате реакции вместо аминогруппы появляется альдегидная, что повышает способность нового белка к реакциям конденсации с образованием новых ковалентных связей.

• Жёсткое окисление белков до СО₂, Н₂О и аммонийных солей используется организмом для устранения ненужных белков и пополнения своих энергетических ресурсов.

Превращение в живом организме

• Входят в состав пептидов и белков.

• Из аминокислот образуются многие низкомолекулярные биоактивные вещества: биогенные амины, ГАМК и др.

• Производными аминокислот являются некоторые гормоны (гормоны щитовидной железы, адреналин, норадреналин).

• Аминокислоты – предшественники азотистых оснований нуклеиновых кислот; порфиринов, идущих на синтез гема; аминоспиртов, входящих в состав сложных липидов.

• Они участвуют в биосинтезе медиаторов в нервной системе (ацетилхолин, дофамин, серотонин, норадреналин и др.)

• Функции белков см. классификацию белков.

• Многие пептиды являются гормонами. К примеру, окситоцин и вазопрессин содержат по 9 аминокислот. Женский гормон окситоцин вызывает сокращение мышечных волокон молочных желёз и мускулатуры матки. Вазопрессин регулирует водно-минеральный обмен, является мощным стимулятором запоминания.

• В головном мозге содержится около 150 нейропептидов, выполняющих различные физиологические и биологические функции (пептиды поведения, сна, памяти).

• Пептиды участвуют в регуляции пищеварения (гастрин, секретин), мышечных сокращениях (анзерин, карнозин).

• Среди пептидов много ядовитых веществ: аманитины и фаллоидины бледной поганки и мухоморов, апамин яда пчелы, конотоксин морских моллюсков.

• Пептиды валиномицин и грамицидин S используются как антибиотики.

Пепсин желудочного сока

2,0

Легумин гороха

4.5

Яичный альбумин

4,71

Глиадин пшеницы

3,5 – 5,5

Желатина

4,7

Вицилин вики

3,4

Сывороточный альбумин

4,64

Эдестин конопли

5,6

-Лактоглобулин

5,2

Глобулин моркови

4,1 – 4,5

Инсулин

5,3

-Глобулин сывороточный

4,8

Гистоны клеточных ядер

8,5

Химотрипсиноген

9,5

Цитохром С

10,6

-Казеин

4,0 – 4,1

-Казеин

4,5

-Казеин

5,8 – 6,0

Гемоглобин

6,68

Оксигемоглобин

6,87

Лизоцим

10,70

Ди- и трисахара

Сладость

Моносахара

Сладость

Многоатомные спирты

и др. вещества

Сладость

сахароза

100

галактоза

32

сорбит

48

лактоза

16

глюкоза

74

маннит

57

мальтоза

22

фруктоза

173

глицерин

48

рафиноза

32

ксилоза

40

дульцин

20000

инвертный сахар

130

сахарин

55000