Противоположных направлениях.

Кислотные и основные свойства одного вещества изменяются всегда в

 

Можно составить ряды закономерных изменений :

А. кислотные свойства : R-СООН > R-SH > R-OH > R-NH2

Б. основные свойства : R-NH2 > R-OH > R-SH

В амидах R-СОNH2аминогруппа практически теряет основные свойства.

 

Важное биологически активное вещество мочевина NH2 - CO - NH2 - однокислотное основание.

По современным данным протон присоединяется к атому кислорода и положительный.

заряд равномерно распределяется( делокализуется) между четырьмя атомами.

Мочевина – конечный продукт обмена пищевых белков, белков организма и аминокислот. 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

 

R- С=О NH2 -C - NH2 + НNO3 —> NH2 -C - NH2

| || || . NO3 -

NH2 O + ОН

амид мочевина ( карбамид) соль нитрат мочевины

хорошо растворима плохо растворима

в воде

 

 

2.3. Медико- биологическое значение изучения темы « Кислотно-основные

свойства биоорганических соединений»

Теория Бренстеда-Лоури позволяет рассматривать большинство биоорганических соединений с позиций кислотно-основных свойств. В первую очередь, это касается полимеров белков, аминокислот, азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, биоактивных карбоновых кислот и их гетерофункциональных производных гидрокси – и оксокислот. Все вышеуказанные соединения изменяют внутреннюю среду организма, поэтому кровь, лимфа, слюна, моча и другие внеклеточные и внутриклеточные жидкости обладают буферной емкостью как в отношении кислот, так и оснований. В норме рН крови может изменяться в пределах 7,4 ± 0, 05. Накопление в составе крови 2-гидроксипропановой кислоты( молочной кислоты, лактата) сопровождается снижением значения рН – развивается ацидоз( его называют в медицине как « лактацидоз»). При заболеваниях печени возможно нарушение синтеза мочевины из аммиака, в крови накапливается аммиак, рН крови смещается в щелочную сторону, возникает алкалоз( алкали – араб- щелочь). Для обозначения увеличения содержания аммиака в крови в клинике используют термин « аммониемия, или «гипераммониемия».

 

Для проверки усвоения темы рекомендуем выполнить задания:

1.

 
 

Сравните основность атомов азота в молекуле гистамина и запишите реакцию взаимодействия самого сильного основного центра с хлороводородной кислотой.

 

2. Составьте диаграммы распределения электронной плотности и сравните кислотность

двух природных соединений: 2-аминоэтанола-1( коламина ) и 2-аминоэтантиола-1 (меркамина).

Коламин входит в состав сложных липидов- фосфолипидов, в частности, кефалина. Меркамин использовался как лекарство -противолучевое средство-радиопротектор. Оба вещества образуются в клетках человека. Какое из этих соединений образует соль при взаимодействии с гидроксидом калия ?

НО - СН 2– СН2 - NН 2 НS- СН2 –СН2- N Н2

коламин меркамин

3. Составьте диаграммы распределения электронной плотности и сравните кислотность двух природных соединений: коламина и холина. Холин в нейронах превращается в ацетилхолин и является медиатором парасимпатической нервной системы и встречается в некоторых отделах симпатической нервной системы. Какое из этих двух соединений образует соль при взаимодействии с кислотой ? Объясните наличие положительного заряда на атоме азота в холине.

+

НО - СН 2– СН2 - NН 2 НО - СН 2– СН2 – N( СН 3) 3

коламин холин

4. Сравните основные свойства метиламина и аммиака ; пиридина и анилина. Напишите реакции образования хлороводородных солей аммиака, метиламина. анилина и пиридина.

5. Сравните кислотные свойства этанола и фенола. Объясните причину отличия кислотных свойств.

6. 2, 4, 6- тринитрофенол ( пикриновая кислота) образует соли с аминами и аминокислотами. Используется в анализе аминокислот.. Значение рКа равно 1, 02 . Можно ли сделать вывод, что нитрогруппы обладают сильным акцепторным

действием ?

7. Посмотрите в таблице значение рКа бензойной кислоты.

Кислотные свойства 4- замещенных бензойной кислоты зависят от природы заместителя. Значение рКа 4-гидроксибензойной кислоты равно 4, 58 , а 4-метилбензойной кислоты 4,34. Каким эффектом обладают эти две группы : донорным или акцепторным? Какая из двух групп оказывает большее влияние?

Информация

В таблице приведены значения величин рКа и рКв, которые помогут подтвердить основные положения о влиянии заместителей на кислотно-основные свойства. Эта таблица нужна также при изучении последующих тем.

 

 


КИСЛОТНО – ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА БИООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Таблица

Название Структурная формула  
  Органические кислоты рКа
Муравьиная кислота НСООН 3, 75
Уксусная кислота С Н3 -СООН 4. 76
Щавелевая кислота НООС-СООН 1,23
Малоновая кислота НООС-СН2 -СООН 2, 8
Янтарная кислота НООС-СН2-СН2-СООН 4, 17
Бензойная кислота С6 Н5 -СООН 4, 19
Фумаровая кислота Малеиновая кислота НООССН=СН СООН 3, 02 1, 92
Метанол С Н3 -ОН 15,5
Этанол С 2 Н5 -ОН 16, 0
Фенол С6 Н5 -ОН 10, 0
  Органические основания рК b
Аммиак NH3 4.75
Метиламин 3 -NH 2 3,36
Этиламин С2 Н5 - NH2 3,33
Анилин С6 Н5 - NH2 9,38
Пиридин С5 Н5 N 8,96
Мочевина NH2 -С( О ) - NH2 1 3,9