Файл: Учебное пособие по химии для студентов i курса факультета всо оренбург, 2016 удк 54(075. 8) Ббк 24я73 у 91.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 182
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
6. Понятие о β-окислении ВЖК (схема на примере пальмитиновой и стеариновой кислот). Биологическая роль этого процесса.
7. Липиды. Определение, классификация биологическая роль.
8. Гидролиз ТАГ (in vivo, in vitro).
9. Понятие о перекисном окислении липидов на примере олеиновой кислоты (фрагмента в составе ФЛ).
10. Фосфолипиды, общая характеристика состава и строения, представители, биологическая роль. Схема биосинтеза ФЛ и гидролиз.
11. Неомыляемые липиды. Строение холестерола. Схема образования эфира холестирола. Биологическая роль холестирола.
VI.после изучения темы студент должен
знать:
- строение и функции липидов организма человека;
- процессы переваривания липидов в желудочно-кишечном тракте и их нарушения;
- схему биосинтеза высших жирных кислот и его регулирование;
- реакции β-окисления жирных кислот;
- функции холестирола в организме.
уметь:
- пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности;
- пользоваться химическим оборудованием;
- прогнозировать направление и результат физико-химических процессов и химических превращений биологически важных веществ;
- наблюдать за протеканием химических реакций и делать обоснованные выводы;
- представлять результаты экспериментов и наблюдений в виде законченного протокола исследования;
- решать типовые практические задачи и овладеть теоретическим минимумом на более абстрактном уровне.
владеть:
- навыками написания формул высших карбоновых кислот, ТАГ, фосфолипидов, холестирола, эфира холестирола.
VII. Теоретический материал
Карбоновые кислоты и их функциональные производные. Липиды. Омыляемые липиды.
Карбоновые кислоты. Общая характеристика.
Карбоновыми кислотами называют соединения, функциональной группой в которых является карбоксильная группа -СООН.
В зависимости от природы органического радикала карбоновые кислоты могут быть алифатическими (насыщенными или ненасыщенными) RCOOH и ароматическими ArCOOH. По числу карбоксильных групп они подразделяются на монокарбоновые, дикарбоновые и трикарбоновые. В настоящей главе рассматриваются только монокарбоновые кислоты.
Карбоновые кислоты благодаря карбоксильной группе полярны и могут участвовать в образовании межмолекулярных водородных связей. Такими связями с молекулами воды объясняется неограниченная растворимость низших кислот (C
1-C4). В молекулах карбоновых кислот можно выделить гидрофильную часть (карбоксильную группу СООН) и гидрофобную часть (органический радикал R). По мере возрастания доли гидрофобной части снижается растворимость в воде. Высшие карбоновые кислоты алифатического ряда (начиная с С10) в воде практически нерастворимы. Для карбоновых кислот характерна межмолекулярная ассоциация. Так, жидкие карбоновые кислоты, например уксусная кислота, существуют в виде димеров. В водных растворах димеры распадаются на мономеры.
Монокарбоновые кислоты
Увеличение способности к ассоциации при переходе от альдегидов к спиртам и далее кислотам отражается на изменении температур кипения соединений этих классов с близкой молекулярной массой.
Реакционные центры в карбоновых кислотах
Химические свойства карбоновых кислот обусловлены прежде всего карбоксильной группой, которая в отличие от изученных ранее функциональных групп (спиртовой, карбонильной) имеет более сложное строение. Внутри самой группы имеется р,π-сопряжение в результате взаимодействия р-орбитали атома кислорода группы ОН с π-связью группы.
Карбонильная группа по отношению к группе ОН выступает в роли электроноакцептора, а гидроксильная группа за счет +М-эффек- та - в роли электронодонора, подающего электронную плотность на карбонильную группу. Особенности электронного строения карбоновых кислот обусловливают существование нескольких реакционных центров:
• ОН-кислотный центр, обусловленный сильной поляризацией связи О-Н;
• электрофильный центр - атом углерода карбоксильной группы;
• n- основный центр - атом кислорода карбонильной группы с неподеленной парой электронов;
• слабый СН-кислотный центр, проявляющийся только в производных кислот, так как в самих кислотах имеется несравненно более сильный ОН-кислотный центр.
Реакционные центры в молекуле карбоновых кислот.
Кислотные свойства.
Кислотные свойства карбоновых кислот проявляются в их способности отщеплять протон. Повышенная подвижность водорода обусловлена полярностью связи О-Н за счет р,п-сопряжения. Сила карбоновых кислот зависит от стабильности карбоксилат-иона RCOO , образующегося в результате отрыва протона. В свою очередь, стабильность аниона определяется прежде всего степенью делокализации в нем отрицательного заряда: чем лучше делокализован заряд в анионе, тем он стабильнее. В карбоксилат-ионе заряд делокализуется по р,π-сопряженной системе с участием двух атомов кислорода и распределен поровну между ними
На кислотность карбоновых кислот значительно влияют заместители, введенные в углеводородный радикал. Независимо от механизма передачи электронного влияния заместителя в радикале (индуктивного или мезомерного), электроноакцепторные заместители способствуют делокализации отрицательного заряда, стабилизируют анионы и тем самым увеличивают кислотность. Электронодонорные заместители, напротив, ее понижают.
В водных растворах карбоновые кислоты слабо диссоциированы.
Кислотные свойства проявляются при взаимодействии карбоновых кислот со щелочами, карбонатами и гидрокарбонатами. Образующиеся при этом соли в заметной степени гидролизованы, поэтому их растворы имеют щелочную реакцию.
Функциональные производные карбоновых кислот. Общая характеристика.
Функциональные производные карбоновых кислот содержат модифицированную карбоксильную группу, а при гидролизе образуют карбоновую кислоту.
Наиболее важными функциональными производными карбоновых кислот являются соли, сложные эфиры, тиоэфиры, амиды, ангидриды. Галоген ангидриды кислот - наиболее реакционноспособные производные, имеющие широкое применение в органической химии, однако они не участвуют в биохимических превращениях ввиду их чрезвычайной чувствительности к влаге, т. е. легкости гидролиза.
Номенклатура. Названия производных карбоновых кислот строятся с учетом родства их структур со структурой самой карбоновой кислоты, при котором общим фрагментом является ацильный радикал RC(O)-. Эти радикалы называют путем замены сочетания -овая кислота на -оил.
Соли кислот называют, перечисляя названия аниона кислоты и катиона (в родительном падеже), например, ацетат калия. Названия анионов кислот в свою очередь образуются заменой суффикса –ил в названии ацильного радикала на -ат.
Сложные эфиры называют аналогично солям, только вместо названия катиона употребляют название соответствующего алкила или арила, которое помещают перед названием аниона и пишут слитно с ним. Сложноэфирную группу COOR можно отразить и описательным способом, например «R-овый эфир такой-то кислоты».
Симметричные ангидриды кислот называют путем замены в названии кислоты слова кислота
на ангидрид, например бензойный ангидрид.
Названия амидов с незамещенной группой NH2 производят от названий соответствующих ацильных радикалов заменой суффикса –оил (или -ил) на -амид. В N-замещенных амидах названия радикалов при атоме азота указывают перед названием амида с символом N- (азот).
Липиды – это группа различных по составу, сложности и выполняемым функциям соединений, характеризующихся общими признаками:
-
липиды нерастворимы в воде (гидрофобны); -
растворимы в органических растворителях (эфир, хлороформ, бензол); -
содержат высшие алкильные радикалы; -
распространены в живых организмах.
Термин «ЛИПИДЫ» является более общим, чем термин «ЛИПОИДЫ» - объединяющий группу жироподобных веществ (фосфолипиды, стерины, сфинголипиды, воски). С одной стороны, под определение «ЛИПИДЫ», попадает большое количество веществ, в том числе, и причисляемых к другим классам соединений: высшие углеводороды, высшие спирты, жирорастворимые витамины, каротиноиды и т.д.. Включение их в число липидов в известной степени оправдано, потому что в живых организмах они находятся вместе с липидами и вместе с ними экстрагируются неполярными растворителями. С другой стороны, есть отдельные представители липидов (лизолецитины), которые довольно хорошо растворяются в воде. Поэтому мы и говорим о том, что общего определения «ЛИПИДЫ» как такового нет.
Биологическая роль липидов:
Липиды играют важнейшую роль в процессах жизнедеятельности.
- структурная ( фосфолипиды, холестирол являются структурными компонентами клеток);
- энергетическая (при окислении 1 грамма липидов выделяется 9,1 ккал/моль энергии);
- резервная (депонирующая) (на70 кг массы тела приходится в среднем около 10 кг ТАГ триацилглицератов, этого запаса достаточно для полного голодания на 40 дней);
- регуляторная (производные липидов образуют в организме биологически важные соединения, которые выполняют регуляцию обмена углеводов, липидов, белков, водно-солевой обмен. Из арахидоновой кислоты образуются месные гормоны, лейкотриены, простагландины, тромбоксаны. Из холестирола – половые гормоны, глюкокоритикаиды, минерало кортикаиды, витамин Д3);
- теплоизоляционная (создание термоизоляционных покровов у животных и человека);
- источники эндогенной воды (при окислении 100г освобождается 107 г воды);
- транспортная (с липидами поступают жирорастворимые витамины А, Д, Е, К);
- механо-защитная (защита органов и тканей, сосудов от механических воздействий).