Органическая химия (стр. 8 )

По классификации углеводы делятся на простые /моносахариды/ и сложные двух видов: олигосахариды /сахароподобные/ и полисахариды / несахароподобные/. Окончательно уяснить это деление можно, изучив химическую структуру углеводов.

Решающей для образования структуры сложных углеводов является способность моносахаридов к таутомерии: они существуют в виде равновесных форм – открытых цепных полиоксиальдегидов и циклических полуацеталей. Сложные углеводы представляют собой простые эфиры (дисахариды) и простые полиэфиры /полисахариды/ циклических форм.

В растворе D - глюкоза существует в виде циклических форм α- и β-, которые таутомерно переходят друг в друга через стадию образования цепной оксикарбонильной формы.

Например,

Явление мутаротации обусловлено существованием моносахарида в виде таутомерных равновесных форм. Цепная форма проявляет свойства альдегидов и кетонов, а циклическая – реакции образования гликозидов, простых и сложных эфиров.

При изучении дисахаридов обратите внимание на два способа их образования. При взаимодействии двух гликозидных гидроксилов образуются неспособные к таутомерии дисахариды: гликозил-гликозиды /невосстанавливающие/; при взаимодействии гликозидного гидроксила со спиртовым гидроксилом другой молекулы моносахарида образуются способные к таутомерии за счет свободного гликозидного гидроксила дисахариды –гликозил-гликозы /восстанавливающие/.

Выучите строение крахмала, гликогена, клетчатки, хитина и других полисахаридов.

ПРИМЕР. Составьте уравнения реакций образования α- метил гликозида для D-галактозы и образования тринитроклетчатки.

Вопросы для самопроверки

1.  Какие химические свойства глюкозы соответствуют её циклической форме?

2.  Какие химические свойства рибозы отвечают её оксикарбонильной форме?

3.  К Какому типу сахаров /восстанавливающих или невосстанавлиающих/ относятся мальтоза и сахароза? Раствору какого сахара свойственна мутаротация?

4.  Чем отличаются по строению крахмал и клетчатка?

Т е м а 17. Липиды

Общая характеристика. Распространение липидов в природе. Классификация: нейтральные жиры и липоиды.

Нейтральные жиры /триацилглицериды/. Определение. Строение. Состав жиров различного происхождения. Жирные кислоты, входящие в состав жиров, незаменимые жирные кислоты. Физические свойства. Химические свойства жиров: гидролиз, омыление, гидрирование, прогоркание. Константы жиров. Полимеризация масел. Значение жиров в пищевой промышленности и технике.

Липоиды. Классификация.

Свободные жирные кислоты, строение, номенклатура, свойства. Фосфолипиды, классификация, состав, строение, номенклатура, свойства. Азотистые основания /серин, холин, коламин/, входящие в состав фосфолипидов.

Гликолипиды, классификация, состав, строение.

Стерины и стериды, классификация, состав, строение. Их производные, важные в биологическом отношении: витамины группы Д, гормоны, желчные кислоты.

β-каротиноиды и витамин А, строение.

Методические указания

Липиды /греческое lipos - жир/ – это группа веществ, разнообразных по химическому составу и структуре, но обладающих некоторыми общими свойствами /нерастворимостью в воде, способностью растворяться в органических растворителях и т. д./. В живых организмах липиды представляют собой структурные компоненты протоплазмы клеток или откладываются в жировой ткани /депо/ – запасные липиды. В соответствии с этим их состав и физиологическая роль неодинаковы.

Приступая к изучению данной темы, необходимо разобраться в классификации липидов по их химической природе.

Занимаясь строением и свойствами липидов, обратите внимание на то, что основная масса жирных кислот, входящих в их состав, представляет собой алифатические насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, имеющие 12-24 углеродных атома. Обратите внимание на то, что некоторые из них являются незаменимыми для человека /линолевая, линоленовая и арахидоновая/.

Усвойте, что многие биологически активные вещества имеют липоидную природу /некоторые витамины, гормоны и др./.

Разберитесь в строении и составе животных жиров и растительных масел, в причинах различия их свойств. При этом особо обратите внимание на различие жиров рыб и морских млекопитающих.

Изучите механизм процессов, происходящих при хранении жиров и вызывающих их порчу /прогоркание/: гидролитическое расщепление и окисление.

ПРИМЕР. Для олеодистеарина составить уравнения реакций кислотного гидролиза и гидрогенизации, указать значение последней реакции.

ОТВЕТ

 

Реакцией гидрогенизации переводят жидкие жиры в твердые.

Вопросы для самопроверки

1.  Напишите основные жирные кислоты, входящие в состав жиров рыб. Какие из них являются незаменимыми?

2.  Что такое кислотное число жира и как оно меняется в процессе хранения?

3.  Какие продукты образуются при гидролизе лецитинов?

4.  В чем состоит отличие жиров рыб от жиров наземных млекопитающих?

Т е м а 18. Белки

Общее понятие о белковых веществах. Современные представления о строении белков. Химические связи, встречающиеся в структуре белков: пептидная, дисульфидная, сложноэфирная, солевая, гидрофобная, водородная и др. Высшая организация белков, ее форма и специфичность. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белков. Последовательность аминокислот в белковой молекуле. Кислотный, щелочной и ферментативный гидролиз. Понятие о глобулярных и фибриллярных белках.

Физико-химические свойства белков. Молекулярная масса. Свойства белков как амфотерных электролитов. Растворимость белков. Осаждение белков из растворов. Денатурация.

Методические указания

Белки представляют собой высокополимерные вещества – полипептиды, построенные из остатков α-аминокислот. Известно более 20 аминокислот, входящих в состав белков.

Особое внимание обратите на связи, определяющие различные уровни организации молекул белка, а также на свойства белков как амфотерных электролитов, на которых основано участие белков в поддержании кислотно-основного равновесия в организме. Разберитесь в процессах растворения, осаждения, денатурации и гидролиза белков.

ПРИМЕР. Опишите связи, встречающиеся в молекуле белка. Дайте им название.

ОТВЕТ. В образовании структур белка принимают участие следующие связи:

1.  Пептидная связь – амидная связь, образующаяся в результате взаимодействия α-аминогрупп и α-карбоксильных групп аминокислот:

Пептидные связи образуют первичную структуру белка.

2.  Водородная связь, возникающая при взаимодействии поляризованного водорода, связанного с азотом одной пептидной группы, с отрицательно заряженным кислородом другой пептидной группы соединяет как отдельные полипептидные цепи, так и звенья одной цепи.

3.  Дисульфидные связи образуются в результате окисления сульфгидрильных групп близлежащих остатков цистеина одной полипептидной цепи или различных цепей.

4.  Сложноэфирные связи образуются при взаимодействии карбоксильных групп дикарбоновых кислот с гидроксилами близлежащих оксиаминокислот:

5.  Диаминокислоты и аминодикарбоновые кислоты могут образовывать солевые и амидные связи:

6.  Гидрофобные связи образуются при взаимодействии близлежащих остатков неполярных радикалов таких аминокислот, как лейцин, фенилаланин, триптофан:

Все перечисленные связи, кроме пептидной, в большей или меньшей мере принимают участие в образовании вторичной, третичной и четвертичной структур белка.

Вопросы для самопроверки

1.  Приведите схему образования и название трипептида из аминокислот: аланина, цистеина, триптофана. В какой среде лежит его изоэлектрическая точка?

2.  Какие уровни организации структуры белков вам известны и какие химические связи участвуют в их образовании?

3.  Что такое глобулярные и фибриллярные белки, на каком уровне организации происходит их подразделение?

4.  Что называется денатурацией белка и в чем ее отличие от гидролиза?

3. Контрольные задания и указания по их выполнению

3.1. Методические указания по выполнению контрольной работы

Варианты контрольных работ

Выбор индивидуального контрольного задания производится по таблице 3 в соответствии с двумя последними цифрами шифра. Например, если номер студенческого билета 064, то на пересечении 6 (по горизонтали) и 4 (по вертикали) находятся номера десяти задач, которые следует выполнить: 8,18,21,34,48,58,63,80,86,100.

Контрольные задачи, за исключением шестой, являются типовыми, т. е. каждые десять задач (№ 1-10, 11-20, 21-30 и т. д.) имеют одинаковое условие, которое требуется выполнить применительно к индивидуальному заданию. Напимер, если шифр студента 064, то по условию 21-30 следует выполнить 1-й вариант, т. е. написать уравнения реакций под № 21.

Оформление контрольной работы

Работа выполняется в тетради в клетку. На обложке тетради укажите название дисциплины, фамилию и инициалы, шифр.

На первой странице укажите номера задач вашего варианта.

Условия и решения номеров задач располагайте в порядке возрастания номеров. Условие каждой задачи пишется перед ее решением.

В конце работы приведите список использованной литературы.