Поли- и гетерофункциональность как один из характерных признаков органических соединений, участвующих в процессах жизнедеятельности и являющихся родоначальником важнейших групп лекарственных веществ

2.3.1. Особенности химического поведения поли- и гетерофункциональных соединений: проявление кислотно-основных свойств (амфолиты), циклизация и хелатообразование. Особенности во взаимном влиянии функциональных групп в зависимости от их относительного расположения

Биологически важные поли- и гетерофункциональные соединения.

2.3.2.1. Полифункциональные соединения: многоатомные спирты, двухатомные фенолы,полиамины, двухосновные карбоновые кислоты, угольная кислота и её производные (уретаны,уреиды, мочевина,гуанидин,карбамоилфосфат).

2.3.2.2.Гетерофункциональные соединения:аминоспирты,гидрокси- и аминокислоты, одно-, двух-, и трехосновные гидроксикислоты,альдегидо- и кетокислоты,гетерофункциональные производные бензольного ряда (салициловая кислота и её производные, п-аминобензойная кислота и её производные, сульфаниловая кислота и её амид).

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1. Типичная реакционная способность и специфические свойства многоатомных

(этиленгликоль, глицерин) и аминоспиртов.

2. Реакционная способность и специфические свойства дикарбоновых кислот:

декарбоксилирование, образование циклических ангидридов.

3. Внутримолекулярная циклизация: гидроксиальдегиды.

4. Реакции циклизации гидроксикислот, декарбоксилирования α - гидрокси кислот, элиминирования β-гидроксикислот.

5. Реакции декарбоксилированияβ-оксокислот.

6. Кето-енольная таутомерия на примере 1,3-дикарбонильных соединений.

7. Функциональные производные угольной кислоты (уретаны, уреиды, мочевина).

Гуанидин.

8. Функциональные производные п-аминобензойной, салициловой и сульфаниловой

кислот.

Уметь

1. Приводить схемы специфических реакций:

• для дикарбоновых кислот - декарбоксилирования и образования циклических

ангидридов;

• для гидроксикарбонильных соединений - получения циклических полуацеталей;

• для α-гидроксиокислот – образования лактидов;

• для β-гидроксикислот – элиминирования;

• для γ- гидроксикислот – образования лактонов;

• для оксокислот – декарбоксилирования.

2. Приводить схему подвижного равновесия между кетонной и енольной формами

1,3-дикарбонильных соединений.

3. Приводить схемы реакций окисления на примере гидрохинона и пирокатехина.

4. Приводить структурные формулы п-аминобензойной, салициловой, сульфаниловой кислот и распознавать формулы их производных, используемых в качестве лекарственных средств.

5. Приводить схемы специфических реакций хелатообразования в ряду многоатомных спиртов и аминоспиртов.

2.3.2.3. Биологически важные гетероциклические системы:гетероциклы с одним гетероатомом (пиррол, индол, пиридин, хинолин,тетрапиррольные соединения,никотинамид,пиридоксаль, производные изоникотиновой кислоты и изохинолина),гетероциклы с несколькими гетероатомами (пиразол, имидазол,тиазол, пиразин, пиримидин, пурин, биотин, тиамин, барбитуровая кислота, гипоксантин, мочевая кислота, фолиевая кислота, рибофлавин), понятие об алкалоидах (теобромин, теофиллин, кофеин, никотин, морфин, хинин, атропин), понятие об антибиотиках.

В результате освоения темы студент должен:

Знать

1. Электронное строение пиридинового и пиррольного атомов азота и участие их электронов в π-π и р,π-сопряженных системах ароматических гетероциклов.

2.Основные, кислотные и амфотерные свойства, обусловленные пиридиновым, пиррольным или одновременным присутствием этих атомов азота в составе гетероциклов.

3. Нуклеофильные свойства пиридина в реакциях образования алкилпиридиниевых ионов.

4. Лактим-лактамную таутомерию представителей гидроксипроизводных пиримидина и пурина: урацила, тимина, цитозина и гуанина.

5. Реакции дезаминированияаденина и гуанина.

6. Таутомерные формы барбитуровой кислоты и ее производных – барбитуратов.

7. Строение мочевой кислоты и ее солей – уратов.

Уметь

1. Приводить доказательства наличия ароматической системы в пиридине, пирроле,

пиримидине и пурине.

2. Выделять основный и кислотный центры в молекулах гетероциклических соединений. Для азотсодержащих гетероциклов приводить реакцию образования солей с кислотами и основаниями.

3. Обосновывать наличие нуклеофильных свойств у пиридина на примере реакции

получения алкилпиридиниевых солей.

4. Приводить схемы лактим-лактамной таутомерии на примере представителей

гидроксипроизводных пиримидина (урацил, тимин, цитозин) и пуринов (гуанин).

5. Приводить таутомерные формы барбитуровой кислоты и барбитуратов.

6. Ориентироваться в выборе структурных формул кофеина, теофиллина, теобромина, никотина, никотиновой кислоты, атропина, морфина, эфедрина.