Материал: Каминская Л.А.. Биоорганическая химия. Справочник-Словарь основных терминов и понятий
Промышленный синтез предложен А.И.Базаровым в 1870г. Промежуточное соединение -карбамат аммония.
2 NH3 + СО2 —> NH2 -СО-ОNH4 —> NН2 –СO - NН2 +Н 2О
карбамат аммония мочевина
Важное биологически активное вещество, конечный продукт обезвреживания токсичного аммиака, который образуется в процессе обмена пищевых белков, белков организма и аминокислот. Синтез мочевины осуществляется только в печени.
Содержится во всех биологических жидкостях организма, |
стабилизирует структуры |
||||
белков, |
нуклеиновых |
кислот, участвует в поддержании |
постоянства значения |
||
рН внутренней среды организма. |
Выделяется в составе мочи в количестве до 30 г/ |
||||
сутки. |
Осмодиуретик, |
способствует выделению жидкости |
из организма. Входит |
||
в состав гигиенических, косметических средств, используется в производстве и синтезе лекарственных препаратов (барбитуратов). Разлагается до аммиака и воды ферментом уреазой, присутствующей у многих микроорганизмов, представители
которых имеются |
в в слюне, |
желудочно-кишечном |
тракте человека, животных. |
|||||
Возможен гидролиз при нагревании. |
|
|
|
|
|
|||
NH2 -C - NH2 |
+Н |
2O —уреаза —> 2 NH3 |
+ СО2 |
|
||||
|| |
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
Источник азота |
- применяется |
в |
сельском |
хозяйстве |
(удобрение) |
|||
и животноводстве( |
подкормка). Большое |
количество |
мочевины |
используется |
||||
в производстве полимерных изделий (мочевино-формальдегидных смол). см( .
Биурет. )
Мочевая кислота (2,6,8-триоксопурин) С8Н4О3N4. Бесцветные кристаллы,
разлагается при нагревании ниже температуры плавления, плохо растворима в холодной воде(0, 065 г в 100 млпри 370 С), лучше при нагревании, растворима в глицерине и горячей серной кислоте. Образует двузамещенные соли, поскольку для этого соединения характерна лактим-лактамная таутомерия, сопровождающаяся
образованием только двухосновной кислотной формы. |
Средние –двузамещенные- |
|||||||||||||||||||||||||||
соли щелочных металлов легко |
растворимы в воде, а кислые –однозамещенные- |
|||||||||||||||||||||||||||
трудно |
(исключение |
–соли лития). |
|
Строение |
солей |
соответствует |
|
таутомерной |
||||||||||||||||||||
форме 2,8дигидрокси- |
-6-оксопурина. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
2 NaOH |
|
|
|
|
|
H |
||||
HN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
N |
|
|
|
|
HN |
|
|
|
|
|
N |
HN |
|
|
N |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
N |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 2 H2O |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
N |
|
HO |
N |
|
N OH |
|
|
|
|
|
|
ONa |
|||||||||||||||
|
|
|
|
NaO N N |
|
|||||||||||||||||||||||
|
H |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,8 – дигидрокси - 6оксопурин- |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
121
Атом кислорода в группе С=О в положении- 6 |
пиримидинового цикла связан |
водородной связью с атомом водородаN7 – Н, это препятствует переходу атома |
|
водорода от N1 –Н того же цикла, что необходимо для образования полной лактимной формы в виде2,6, 8- тригидроксипурина.
Синтезированные в организме и поступающие в составе пищи, лекарственных препаратов различные пуриновые соединения (аденин, гуанин, кофеин, теофиллин,
теобромин) в |
конечном |
итоге превращаются в |
мочевую |
кислоту. Азотистые |
основания, поступившие с пищевыми продуктами, |
не используются для синтеза |
|||
нуклеотидов и нуклеиновых кислот. |
|
|
||
Схема |
обмена азотистых оснований: |
|
|
|
Аденин———> |
гипоксантин———ксантин> ———> |
мочевая кислота |
||
|
|
↑ |
|
|
|
|
гуанин |
|
|
кофеин ,теобромин,теофиллин
Мочевая кислота, образующаяся в процессе обмена веществ, полностью выделяется из организма в составе мочи. Повышенное содержание и низкая растворимость мочевой кислоты и ее кислых солей создает угрозу кристаллизации биологических жидкостей, мочевая кислота и соли ураты образуют камни в мочевом пузыре, почках, откладываются в суставах, закупоривают протоки слюнных
ислезных желез. Такая характерная картина возникает при мочекаменной болезни
иподагре.
Муравьиная кислота (метановая) (см. карбоновые кислоты гомологического
ряда).
Мутаротация –изменение величины, знака вращения раствора оптически активного вещества во времени. Причиной этого явления может быть изомеризация и установление нового равновесия между изомерными формами( например, в растворах моносахаров между линейной формой и циклическими α, и β- аномерами). Мутаротация возникает в растворе сахарозы вследствие ее легкого гидролиза.
122
Н
Нафталин (греч - naphtha - нефть) С10Н8 . Твердое кристаллическое вещество, возгоняется (сублимируется), характерный «нафталиновый» запах. Конденсированное бициклическое соединение, 10-π-электронная ароматическая система, но неравномерное распределение электронной плотности и длин связей. Отличия в реакционной способности в реакциях электрофильного замещения между а -и β– положениями
|
β |
|
А |
При нитрованиисульфировании |
более активно а - положение. Среди |
природных соединений производным нафталина является витамин К, лекарственных препаратов -кровеостанавливающее средство викасол и противовирусный препарат оксолин.
Незаменимые аминокислоты -природные аминокислоты, входящие в состав
белков, не синтезируются в организме(8аминокислот |
у взрослых –валин , лейцин, |
|
изолейцин, треонин, |
метионин, фенилаланин, ли |
зин, триптофан, 10 аминокислот |
у детей– все перечисленные для взрослых и дополнительно аргинин, гистидин). см( .
Аминокислоты-природные вещества)
Незаменимые высшие (жирные) кислоты. Природные полиненасыщенные кислоты, которые не синтезируются в организме человека( линолевая, линоленовая,
арахидоновая) объединены понятием витаминF ( см. высшие жирные кислоты).
Необходимы для синтеза фофолипидов организма человека, эфиров холестерина. Из арахидоновой кислоты образуются внутриклеточные регуляторы и биоактивные
молекулы группы эйкозаноидов:простагландины |
,тромбоксаны,лейкотриены |
. |
Неподеленная пара электронов. Пара |
валентных (находится на |
внешнем |
энергетическом уровне) электронов. Присутствует в электронной оболочке атомов :
–О- , - N -, -Р-, - S -, - F -, -Cl. Не участвует в |
образовании ковалентной связи между |
|||
двумя атомами, |
может участвовать в образовании донорно-акцепторной связи, |
|||
в |
частности, |
с |
ее помощьюприсоединяютс |
япротоны и лиганды - доноры |
в |
комплексных соединениях. Неподеленные |
пары электронов элементов второго |
||
периода (азот, кислород, фтор) не могут быть «распарены», поскольку в атомах нет свободных орбиталей . С наличиемнеподеленной пары связаны основные свойства
123
атома азота |
в аммиаке, аминах, |
аминокислотах, пиридинового атома азота |
|||
в азотсодержащих |
ароматических |
гетероциклах , основные свойства спиртов, |
|||
простых эфиров, |
сульфидов. |
Присутствует в молекуле оксида углерода(+2) СО |
|||
(принадлежит |
атому углерода), |
участвует в образовании прочных комплексов с |
|||
ионами железа(+2) гемоглобниа и цитохрома, которые после соединения с оксидом углерода СО теряют способность связывать кислород.
Непредельные кислоты. Содержат кратные связи. Среди их огромного числа в биохимических процессах участвуют и обладают биологической активностью кислоты:
-монокарбоновые моноеновые (кротоновая)
-дикарбоновые моноеновые (фумаровая, малеиновая)
-высшие жирные моно - и полиеновые (пальмитолеиновая, олеиновая,
линолевая,линоленовая ,арахидоновая), -ряда терпенов (каротиноидов) –ретиноевая .
Непрямое дезаминирование (см.Трансаминирование).
Нередуцирующие дисахариды (см. Дисахариды ).
Никотин С10 Н11 N2. |
Бесцветное масло с запахом табака, хорошо растворимое |
||
в воде и органических растворителях. Открыт( |
выделен из листьев табака, очищен, |
||
проведен анализ состава) |
в 1829 г Поссельтом и Рейманом. Растение названо по |
||
имени Жана Никофранцузского посланника в Португалии, |
который прислал в 1560 |
||
г.семена этого растения во Францию. |
|
|
|
Знак вращения (-),токсичностьL-никотина |
в 300 раз выше, чем D-изомера . |
||
В молекуле никотина содержится два основных центра (азот цикла пиридина и азот
цикла пирролидина), образует соли по обоим центрам. |
Два атома азота никотина |
||
имеют различные основные свойства: |
пиридиновый |
атом, естественно, менее |
|
основен, чем |
третичный атом пирролидинового цикла. |
При действии одного моль |
|
кислоты образуется пирролидиниевый катион
существуетлево- и правовращающиеформы
H2C |
CH2 |
|
* |
CH2 |
|
C |
|
|
H |
N |
|
|
N |
|
N |
CH3 |
H CH3 Cl |
|
|
N |
Никотин |
болеесильный |
основнойцентр |
|
|
124 |
Формула никотина предложена Пиннером и подтверждена реакциями расщепления.
Из никотина после обработки хромовой кислотой в мягких условиях образуются в отношении 1:1 никотиновая и L- гигриновая кислота (N- метил-пирролидин-2- карбоновая кислота).При жестком окислении происходит более глубокий распад:
окисление |
|
Никотин———> никотиновая кислота + СН3 NH2 |
+НООС- СН2-СООН |
метиламин |
малоновая кислота |
Никотин превращается в организме человека несколькими путями: образуется более чем в 20 разных метаболитов, которые быстро появляются в моче после курения:
А.Происходит окисление атома азота пирролидинового цикла. Б.Происходит окисление и разрыв пирролидинового цикла.
В.Происходит удаление метильной группы пирролидинового цикла.
Г. Происходит метилирование пиридинового цикла( получается соединение, которое имеет электронное подобие с коферментом НАД+ и, очевидно, может препятствовать реакциям окисления в клетке с участием кофермента НАД+).
Главные метаболиты – N-оксид никотина(путь |
А)и котинин(путь |
Б). |
Один из самых ядовитых алкалоидов. Для человека смертельная доза никотина при введении per os составляет 30-40 мг (2капли чистого никотина, или примерно - 200г табака). Хроническое отравление при курении вызывает привыкание и зависимость от табака( никотинизм) –разновидность наркомании. Никотин блокирует участие НАД+ в биохимических реакциях. При курении табака никотин возгоняется, проникает с дымом в дыхательные пути, всасывается в кровь и действует на ганглии вегетативной нервной системы. В малых дозах – возбуждающе, в больших дозах вызывает явления паралича В составе табачного дыма содержится несколько десятков химических соединений в количествах, которые сразу вызывают токсическое действие и еще несколько сотен других органических соединений, катионов металлов, неорганических анионов, которые оказывают токсическое действие при накоплении при хроническом потреблении табака.
125