Лекция №11 Классификация и номенклатура поли- и гетерофункциональных соединений
Лекция №11
КЛАССИФИКАЦИЯ, СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ ПОЛИ- И ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП В МОЛЕКУЛАХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ПОЛИГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
План
Классификация и номенклатура поли- и гетерофункциональных соединений
Стереоизомерия гетерофункциональных соединений
Реакционная способность поли- и гетерофункциональных соединений
Кислотно-основные свойства
Влияние гетерофункционального заместителя на реакционный центр
Свойства гетероциклов
Полифункциональные соединения – соединения, в молекулах которых присутствуют две или более одинаковых функциональных групп Гетерофункциональные соединения – соединения, в молекулах которых имеются различные функциональные группыКлючевым моментом в составлении названия является выбор основной цепи.
1) В основную цепь должна входить старшая характеристическая группа; 2) В нее должны максимально быть включены кратные связи; 3) Основная цепь… 2. Стереоизомерия гетерофункциональных соединений Стереоизомеры – соединения, в молекулах которых имеется одинаковая последовательность химических связей атомов, но…Хиральные молекулы всегда оптически активны.
Рацематы – смесь равных количеств энантиомеров, оптически неактивны. Диастереомеры – стереоизомеры, не являющиеся энантиомерами, отличаются…Энантиомеры
Гидроксипропановой кислоты (молочной кислоты)
Проекционные формулы Фишера
Углеводородную цепь располагают вертикально, чтобы вверху оказалась старшая функциональная группа, хиральный атом углерода переносится в точку пересечения горизонтальной и вертикальных линий и не обозначается символом, горизонтально располагают атом водорода и заместитель.
Конфигурация не меняется в результате:
-четного числа перестановок
-вращения на 180° без выведения из плоскости бумаги
Абсолютная конфигурация- истинное расположение в пространстве заместителей у хирального центра
Относительная конфигурация – сравнение конфигурации с конфигурационным стандартом (эталоном) – D(+)- и L(-)-глицериновым альдегидом (1906, М.А. Розанов)
3.
3. Реакционная способность поли- и гетерофункциональных соединений
Проявляют свойства, присущие монофункциональным соединениям, т.е. вступают в реакции по каждой функциональной группе.
Одновременное наличие нескольких функциональных групп ведет к появлению различий в свойствах моно-, поли-, гетерофункциональных соединений:
Усиление или ослабление свойств, характерных для монофункциональных соединений;
Появление специфических свойств, наиболее важных для обеспечения биологических функций
3.1. Кислотно-основные свойства
Кислотность возрастает с накоплением кислотных групп, наличие электроноакцепторного заместителя (ЭА) повышает кислотность
Основность увеличивают электронодонорные заместители (ЭД)
Нитрофенол: - I,-М (ЭА)
Крезол: + I (ЭД)
Амфотерность – содержат кислотные и основные группы, способны взаимодействовать как с кислотами, так и с основаниями.
Аминокислоты в водных растворах присутствуют в виде диполярных ионов (цвиттер-ионов)
Таутомерия – равновесная динамическая изомерия, сущность которой заключается в о взаимном превращении изомеров с переносом какой-либо подвижной группы и соответствующим перераспределением электронной плотности.
Сдвиг равновесия в сторону лактамной формы урацила объясняется большей основностью N, чем О
Кето-енольная таутомерия обусловлена наличием слабого СН-кислотного центра, подвижностью атома водорода у α-атома углерода.
3.2. Влияние гетерофункционального заместителя на реакционный центр
Нуклеофильное замещение
Влияние ЭА СООН-группы ведет к увеличению на α-С атоме δ+,облегчается нуклеофильное замещение
Межмолекулярная циклизация
α-аминокислоты подвергаются межмолекулярной циклизации с образованием устойчивых циклов – диамидов (наличие у α-С атома нуклеофила и электрофила одновременно ведет к взаимодействию двух молекул с образованием устойчивого цикла)
Элиминирование
Элиминирование в β-гетерофункциональных соединениях протекает легче,чем в монофункциональных соединениях, это объясняется высокой протонной подвижностью α-Н, из-за влияния двух ЭА групп (Х и СООН)
Внутримолекулярная циклизация
γ-аминомасляная кислота с γ- расположением функциональных групп при нагревании превращается в циклический амид – γ-бутиролактам
Декарбоксилирование
Незамещенные карбоновые кислоты декарбоксилируются трудно. Реакция протекает легко при наличии у α-С атома ЭА заместителя
