Контрольная работа
Содержание
Тема: Аминокислоты 3
№1 3
№2 3
№3 3
№4 4
№5 4
№6 5
Тема: Углеводы 6
№7 6
№8 7
№9 8
№10 8
№11 8
№12 10
№13 10
№14 13
№15 13
Тема: Шестичленные гетероциклические соединения с одним и двумя гетероатомами 14
№16 14
№17 14
№18 16
Тема: Алкалоиды 16
№19 16
№20 17
Тема: Липиды 18
№21 18
№22 19
Тема: Нуклеиновые кислоты 20
№23 20
№24 21
Тема: Коферменты 21
№25 21
№26 23
№27 23
Тема: Терпены 24
№28 24
№29 25
Список использованной литературы 26
Тема: Аминокислоты
№1
Назовите соединение по международной номенклатуре и дайте тривиальное название
Ответ:
3-амино-3-метилбутанонитрил
№2
Напишите структурную формулу 2-аминопентановой кислоты
Ответ:
№3
Предложите схему синтеза аланина из этилена. Что произойдет с аланином при нагревании?
Ответ:
По синтезу Штреккера-Зелинского: в первоначальном варианте по этому методу из альдегида (этаналя) под действием аммиака и циановодородной кислоты образуется б-аминонитрил, который затем подвергается гидролизу с образованием аминокислоты (аланина).
Аланин при нагревании подвергается декарбоксилированию с образованием амина.
№4
Приведите реакцию переаминирования ГЛУ и ПВК с участием витамина B6.
Ответ:
№5
Напишите образование трипептида Тир-Гли-Про и дайте ему полное название. Укажите пептидные связи, и С-конец и N – конец.
Ответ:
(тирозил-глицил-пролин)
№6
Напишите реакцию восстановительного дезаминирования глутаминовой кислоты.
Ответ:
Дезаминирование - это превращение аминокислот в соответствующие б-кетокислоты в результате отщепления аминогруппы в виде аммиака.
Восстановительное:
Окислительное:
Реакцию катализирует фермент глутаматдегидрогеназа, коферментом глутаматдегидрогеназы является NAD+. Реакция идёт в 2 этапа. Вначале происходит ферментативное дегидрирование глутамата и образование б-иминоглутарата, затем - неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы в виде аммиака, в результате чего образуется а-кетоглутарат.
Тема: Углеводы
№7
Приведите 5 таутомерных форм D - галактозы
Ответ:
Таутомерия – способность соединения существовать одновременно в двух или нескольких взаимопереходящих формах. В случае моносахаридов – таутомерных форм пять (четыре циклических (Хеуорзса) и одна ациклическая (Фишера).
Особенность D-галактозы состоит в том, что при образовании фуранозного цикла, циклический кислород располагается слева от вертикальной составляющей, а не справа. Это вносит определенные изменения в написание формулы Хеуорзса. Остаточная часть молекулы (после образования 4 атома углерода, который замыкает цикл) располагается не над, а под плоскостью молекулы.
Для D - галактозы существует 5 таутомерных форм – одна ациклическая (Фишера) и четыре циклических (Хеуорзса).
№8
Напишите реакцию окисления в щелочной среде D - маннозы
Ответ:
Альдозы в связи с наличием альдегидной группы способны восстанавливать в щелочной среде катионы металлов (серебра, меди). Такие реакции возможны за счет таутомерного перехода в альдегидную форму, например реакция с реактивом Толленса.
№9
Напишите реакцию восстановления D - фруктозы. Назовите полученный продукт.
Ответ:
При восстановлении кетоз образуются два диастереомерных альдита.
Для фруктозы:
№10
Сколько невосстанавливающих дисахаридов можно построить из двух остатков D – галактопиранозы?
Ответ:
Если связь между двумя остатками моносахаридов осуществляется посредством обоих полуацетальных гидроксилов, то для таких дисахаридов альдегидные свойства не характерны и они называются невосстанавливающими.
№11
Строение и биороль гетерополисахарида - гепарина
Ответ:
Строение гапарина:
Гепарин относится к семейству гликозаминогликанов, его молекула представлена несколькими полисахаридными цепями, связанными с общим белковым ядром. Белковое ядро же включает в свой состав в основном остатки двух аминокислот: серина и глицина. Приблизительно две трети сериновых остатков как раз и связывается с полисахаридными цепями. В основе последних лежит цепочка из повторяющихся дисахаридов - б-D-глюкозамин и уроновая кислоты, соединенные 1-4 гликозидными связями. Большинство остатков б-D-глюкозамина сульфатировано по амино - и гидроксильной группе; небольшая часть аминогрупп может быть ацетилирована. Звенья уроновой кислоты представляют собой остатки L-идуроновой кислоты (~90%) или эпимерные остатки D-глюкуроновой кислоты (~10%). Благодаря наличию значительного количества отрицательно заряженных сульфатных и карбоксильных групп, молекула гепарина представляет собой сильный природный полианион, способный к образованию комплексов со многими белковыми и синтетическими соединениями поликатионной природы, несущими суммарный положительный заряд.
Гепарин известен как прямой антикоагулянт, то есть как вещество, препятствующее свёртыванию крови. Применяется для профилактики и терапии тромбоэмболических заболеваний, при операциях на сердце и кровеносных сосудах, для поддержания жидкого состояния крови в аппаратах искусственного кровообращения и гемодиализа, а также для предотвращения свертывания крови при лабораторных исследованиях.
Кроме влияния на свертывание крови гепарин обладает и некоторыми другими эффектами: снижает уровень липидов в крови вследствие активации липопротеинлипазы (этот фермент гидролизует триглицериды), подавляет пролиферацию гладкомышечных клеток.
Тема: Гетероциклические соединения с одним и двумя гетероатомами
№12
Напишите формулы следующего соединения 2,5 – диметил – 2,5- дигидрофуран.
Ответ:
№13
Напишите схему каталитического гидрирования пиридина. Сравните пиридин и пиперидин по основности, отношению к йодистому метилу, уксусному ангидриду, азотистой кислоте. Приведите реакции.
Ответ:
В результате каталитического гидрирования пиридина, пиридин переходит во вторичный амин – пиперидин:
Пиперидин имеет кресловидную конформацию, атом азота находится в sp3-гибридизации, и пиперидин является более сильным основанием, чем пиридин. Для пиперидина характерны свойства, аналогичные свойствам вторичных алифатических аминов.
Пиридин проявляет свойства третичного амина, вступает в реакции электрофильного замещения (β-положение) и реакции нуклеофильного замещения (α(γ)-положение).
Пиридин относится к ароматическим соединениям, ароматический секстет которого состоит из 5р-з атомов углерода и 1р-з атома азота, НПЭ атома азота находится на sp2-гибридной орбитали и не участвует в образовании секстета, что обуславливает наличие основных свойств пиридина:
За счет большей электроотрицательности атома азота по сравнению с атомом углерода, электронная плотность р-з в пиридине стянута к атому азота, поэтому ароматическая система пиридина называется π-дефицитной.
С йодистым метилом:
Пиридин, аналогично другим аминам, обладает нуклеофильными свойствами и реагирует с алкилгалогенидами с образованием четвертичных аммониевых солей:
При нагревании алкильные радикалы переходят от атомов азота к углероду ядра в б - или ч – положение (2 или 4), но не в в – положение. Таким образом, йодистый N - метилпиридиний изомеризуется в йодистый 2-метилпиридиний:
Пиперидин:
С уксусным ангидридом:
Пиридин играет роль катализатора, реакция ацилирования уксусным ангидридом в присутствии пиридина:
CH3COOCOCH3 + C5H5N → [C5H5N∙COCH3]+ + CH3COO-
[C5H5N∙COCH3]+ + ROH →C5H5NH+ + ROCOCH3
H
C5H5NH+ + CH3COO - → C5H5N – OCOCH3
Уксусный ангидрид можно рассматривать как соль катиона CH3CO+ и аниона CH3COO-. Катион дает с пиридином положительно заряженный ион ацетилпиридиния. Ацетилпиридиний обменивает ацетогруппу на водород спирта, образуя ион пиридиния, который связывает далее анион уксусной кислоты.
С азотной кислотой:
Пиридин с трудом вступает в реакции электрофильного замещения
№14
Из тиофена получите следующее соединение:
Ответ:
Тиофен-2-карбальдегид можно получить ацилированием.
При ацилировании ацидофобных гетероциклов в качестве ацилирующих реагентов используют ангидриды карбоновых кислот в присутствии катализаторов - кислот Льюиса (олова тетрахлорид, цинка хлорид и др.). Тиофен ацилируют хлорангидридами карбоновых кислот в присутствии катализатора - алюминия хлорида А1С13.
№15
Напишите все возможные уравнения реакций в цепочке превращений и дайте им названия:
Ответ:
Под действием гриньяровского реактива на пиррол получается N – пиррилмагниййодид:
Тема: Шестичленные гетероциклические соединения с одним и двумя гетероатомами
№16
Назовите следующие соединения:
Ответ:
1. Пиридин (азин)
2. 3-аминопиридин (в-аминопиридин, пиридиламин-3)
№17
Никотиновая кислота и ее амид известны как две формы витамина PP. Предложите путь синтеза каждого из этих соединений, исходя из в-пиколина.
Ответ:
Окисление в-пиколина перманганатом калия:
Окисление 30 % азотной кислотой:
Методом окислительного аммонолиза:
Реакция аммонолиза, гидролиз продуктов аммонолиза до аммонийной соли никотиновой кислоты и ее выделение, перекристаллизация никотиновой кислоты из воды.
№18
Нитроксолин (8-гидрокси-5-нитрохинолин) обладает антибактериальными свойствами. Предложите схему синтеза нитроксолина, исходя из хинолина.
хинолин
8-гидрокси-5-нитрохинолин
Ответ:
Сульфированием хинолина получим 8-хинолинсульфоновую кислоту, которая путем сплавления со щелочью переедет в 8-гидроксихинолин (оксин)
Затем проведем нитрование, получим 8-гидрокси-5-нитрохинолин
Тема: Алкалоиды
№19
При быстрой сушке листьев дурмана (60 0С, 5-6 часов) содержание алкалоидов гиосциамина и скополамина в сухом сырье почти в два раза больше, чем в сырье, подвергшимся длительной сушке (в течении 6-7 суток). Какой химический процесс может происходить с этим соединением при длительном хранении влажного сырья? Напишите схему реакций.
Ответ:
(гиосциамин) атропин
(скополамин)
При сушке и хранении сырья выявляются колебания в содержании алкалоидов. При замедленной сушке нестойкие алкалоиды разлагаются. Содержание алкалоидов снижается также при хранении сырья в сырых помещениях:
№20
В фармацевтическом анализе используют реакцию кокаина с концентрированной серной кислотой при нагревании, в результате которого образуется соединение А, обладающее запахом гвоздики. Соединение А характеризуется наличием в ИК-спектре интенсивной полосы поглощения 1735 см-1. Напишите схему реакции, приводящей к получению соединения А.
Ответ:
При нагревании с концентрированной серной кислотой кокаин разлагается с образованием экгонина, метилового спирта и бензойной кислоты; благодаря взаимодействию последних двух веществ образуется метилбензоат, характеризующийся своеобразным запахом:
Интенсивная полоса на ИК – спектре с частотой 1735 см-1 соответствует
. Таким образом, соединение А – метилбензоат.
Тема: Липиды
№21
В состав семян граната в состав триглицерида входит пуниковая (гексадекатриен – 9, 11, 13 – овая) кислота в виде 9Z, 11Z, 13E – изомера. Приведите структуру пуниковой кислоты с учетом стереоизомерии. Укажите отличия в строении этой кислоты от распространенных полиненасыщенных жирных кислот – линолевой и линоленовой.
Ответ:
С18Н30О2
С учетом стереоизомерии:
№22
Приведите схему образования фосфатидилхолина. Покажите дифильный характер. Биороль.
Ответ:
Благодаря присутствию сильноосновной холиновой группы и кислотной фосфатной группы фосфатидилхолин представляет собой цвиттер-ион. В качестве гидрофобных цепей в фосфатидилхолине присутствую остатки насыщенных и ненасыщенных жирны кислот.
Тема: Нуклеиновые кислоты
№23
Покажите образование пуринового нуклеотида 3’- аденозинмонофосфата. Укажите N – гликозидную связь.
Ответ:
№24
Покажите строение участка цепи ДНК с последовательностью дАдТдЦдГ.
Ответ:
Тема: Коферменты
№25
Напишите уравнения реакции активирования АТФ б – аминокислоты – Иле
Ответ:
Активация аминокислот протекает за счет энергии гидролиза АТФ в растворимой части цитоплазмы. Аминокислоты активируются особыми ферментами – аминоацил-тРНК–синтетазами и присоединяются к соответствующим тРНК:
Реакция активации протекает в два этапа: сначала в результате взаимодействия АТФ и изолейцина (СООН-группа аминокислоты связывается ангидридной связью с 5′-фосфатной группой АТФ с образованием пирофосфата) образуется связанный с ферментом промежуточный продукт – аминоациладенилат:
Затем, во второй реакции происходит перенос аминоацильного остатка на специфическую тРНК (при этом СООН-группа изолейцина образует сложно-эфирную связь с 3′-ОН-группой концевого остатка аденозина в тРНК):
№26
Напишите реакцию ацетилирования холина с помощью кофермента КоА.
Ответ:
Особую роль играет реакция ацетилирования холина, в результате которой образуется ацетилхолин - важнейший продукт синтетической передачи нервного импульса.
№27
В каких из приведенных ниже реакций необходимо участие НАД+? Напишите соответствующие реакции.
а) глицеро – 3- фосфат → глицероальдегид – 3 – фосфат
б) яблочная кислота → ЩУК
в) ПВК → уксусная кислота + CO2
Ответ:
а)
б) Дегидрирование яблочной кислоты, катализируемое малатдегидрогеназой:
в) Ацетил-КоА представляет собой соединение с макроэргической связью, иначе его можно назвать активной формой уксусной кислоты. Освобождение коэнзима А от ацетильного радикала происходит при включении его в амфиболический цикл, который называется циклом ди - и трикарбоновых кислот.
Тема: Терпены
№28
Напишите образование алифатического терпена по принципу «Голова-голова» и дайте ему название.
Ответ:
№29
Проклассифицируйте следующие терпены:
Ответ:
1. Алифатические терпены: цитраль
2. Бициклические сесквитерпеноиды
