Презентация на тему: Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М

Реклама. Продолжение ниже
Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М.
Типы реагентов в органической химии
Радикальное замещение - S r ( Алканы )
Электрофильное присоединение – A E (алкены)
Электрофильное замещение - S E (арены)
Альдегиды и кетоны
Получение альдегидов и кетонов
Карбонильная группа
Механизм нуклеофильного присоединения (A N )
Нуклеофильное замещение (S N )
Пример: присоединение метанола к ацетальдегиду
Углеводы
Углеводы (сахара)
Углеводы
Моносахариды
Изомерия моносахаридов
Оптическая изомерия
Формулы Фишера ( Fisher projection )
Проекции Фишера для гексоз
Циклические формы моносахаридов
Формулы Толленса и Хеуорса
Правила написания формул Хеуорса
Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М
Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М
Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М
Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М
Формулы Толленса и Хеуорса фруктозы
Мутаротация
Гликозидная связь. O- гликозиды.
Производные моносахаридов
Дисахариды
Мальтоза
Лактоза
Сахароза
Целлобиоза
Полисахариды
Гомополисахариды
Структура амилозы
Амилопектин
Целлюлоза
Хитин
Гетерополисахариды
Гиалуроновая кислота
Гиалуроновая кислота
Хондроитин - 4-сульфат
Хондроитин - 4-сульфат
1/46
Средняя оценка: 4.8/5 (всего оценок: 9)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (556 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М

Радикальное замещение (S R ) – алканы Электрофильное присоединение (A E ) – алкены Электрофильное замещение (S E ) – арены Нуклеофильное замещение (S N ) – спирты Нуклеофильное присоединение (A N ) – альдегиды, кетоны

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2: Типы реагентов в органической химии

Нуклеофильные реагенты : анионы, карбанионы, частицы с электронной парой. OH -, CN -, NO 2 -, SH -, R - Атакуют электрон дефицитные атомы в полярных связях ( δ +). Электрофильные реагенты : катионы, карбкатионы, электрон дефицитные частицы со свободными орбиталями: NO 2 +, SO 3 +, H +, AlCl 3, R +, Me + Атакуют участки с высокой электронной плотностью ( δ -) или электронной парой. C δ - δ - O HO Электрофильная атака δ - δ + Нуклеофильная атака

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3: Радикальное замещение - S r ( Алканы )

Радикалы – высокоактивные частицы с неспаренными электронами. CH 4 + Cl 2 →CH 3 Cl+HCl Механизм радикального замещения : Инициирование цепи : Cl 2 → 2 Cl. ( Молекула  Радикалы ) Рост цепи : Cl. + CH 4 → HCl + CH 3. CH 3. + Cl 2 → CH 3 Cl + Cl. Обрыв цепи : Cl. + CH 3. → CH 3 Cl ( Р адикалы  Молекула ) hν hν

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4: Электрофильное присоединение – A E (алкены)

Механизм электрофильного присоединение : Поляризация связи Br-Br и образование π - комплекса : C = C + Br-Br C = C Br--Br δ + δ - C = C Br--Br δ + δ - C − C Br + -Br - C − C Br + Образование σ - комплекса Образование продукта : C = C + Br-Br Br C − C Br Br - + C − C Br + Br C − C Br

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5: Электрофильное замещение - S E (арены)

Механизм электрофильного замещения : Образование электрофильного реагента: + Br 2 Br + HBr FeBr 3 Br 2 + FeBr 3 Br + + FeBr 4 - Образование: π - комплекса Продукт реакции : σ - комплекса + Br + Br + Br H + Br Br H + + FeBr 4 - +HBr+ FeBr 3

Изображение слайда
1/1
6

Слайд 6: Альдегиды и кетоны

Альдегиды - RCHO. Кетоны - RCOR 1. C O H Пропанон ( ацетон ) Фенилметаналь ( бензальдегид ) Метаналь ( формальдегид )

Изображение слайда
1/1
7

Слайд 7: Получение альдегидов и кетонов

[O] метаналь метанол H 3 C-OH + H 2 O HC O H Окисление первичных спиртов : Окисление вторичных спиртов : H 3 C-C-CH 3 O [O] Пропанон Пропан-2-ол H 3 C-CH-CH 3 + H 2 O OH

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8: Карбонильная группа

Нуклеофильное присоединение (A N ) H + полуацеталь альдегид H Ö -R 1 R-C O H R-C- O-R 1 H OH спирт δ + δ - + OH полуацеталь R-C- O-R 1 H H Ö -R 2 спирт + δ - δ + ацеталь R-C- O-R 1 H O-R 2 + H 2 O Нуклеофильное замещение (S N ) C O δ + δ - нуклеофильная электрофильная атака

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9: Механизм нуклеофильного присоединения (A N )

Протонирование кислорода Атака углерода (+) нуклеофильным реагентом Отщепление Н + + + Полуацеталь

Изображение слайда
1/1
10

Слайд 10: Нуклеофильное замещение (S N )

Механизм S N типичен для реакций спиртов, аминов, тиоспиртов... OH Полуацеталь R-C-O-R 1 H H Ö -R 2 Спирт + δ - δ + Ацеталь R-C-O-R 1 H O-R 2 + H 2 O уходящая приходящая δ - δ + : Z - + R- X  [ : Z -… R … X ]  R-Z + : X - : Z - - приходящая группа ; : X - - уходящая группа. [ : Z -… R … X ] – промежуточный комплекс. Реакция полуацеталей со спиртами ( S N ) :

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11: Пример: присоединение метанола к ацетальдегиду

(Hemiacetal) (Acetal) A N S N Этаналь Метанол Метоксиэтанол (полуацеталь) Диметоксиэтан (ацеталь)

Изображение слайда
1/1
12

Слайд 12: Углеводы

Моносахариды Дисахариды Полисахариды

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13: Углеводы (сахара)

Углеводы широко распространены в растительном и животном мире. Основной источник углеводов – это растения, которые синтезируют их путем фотосинтеза: энергия (h ν ) + CO 2 + H 2 O  углеводы + O 2 Животные употребляя углеводы окисляют их до CO 2 и воды, получая при этом энергию : углеводы + O 2  энергия (AT Ф ) + CO 2 + H 2 O

Изображение слайда
1/1
14

Слайд 14: Углеводы

Углеводы – это гетерофункциональные органические соединения, содержащие несколько спиртовых групп и карбонильную группу (альдегидную или кетонную). Классификация углеводов : Моносахариды – содержат одну полигидрокси- альдегидную или кетонную структурную единицу. Дисахариды содержат две моносахаридные единицы, соединенные гликозидной связью. Олигосахариды содержат 3-10 моносахаридных остатков. Полисахариды содержат более 10 моносахаридных остатков.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15: Моносахариды

Общая формула (CH 2 O) n. Альдозы – моносахариды с альдегидной группой. Кетозы содержат кетонную группу. По числу атомов C моносахариды делятся : Триозы (3), Тетрозы (4), Пентозы (5), Гексозы (6). Например, альдогексоза или кетогексоза D -глюкоза D -фруктоза D-глицероза D-эритроза D-рибоза

Изображение слайда
1/1
16

Слайд 16: Изомерия моносахаридов

Основной тип изомерии моносахаридов – это стереоизомерия. Стереоизмеры отличаются различным пространственным расположением атомов или функциональных групп. Основой стереоизомерии являются ассиметрические или хиральные центры в молекуле. Углерод, связанный с четырьмя различными заместителями, называется хиральным центром. Количество стереоизомеров составляет 2 n, где n – количество хиральных углеродов. Изомерия моносахаридов * * n=1; изомеров =2 1 =2 D глицеральдегид L

Изображение слайда
1/1
17

Слайд 17: Оптическая изомерия

Стереоизомеры, которые являются зеркальными отображениями, называются энантиомерами. Энантиомеры обладают одинаковыми химическими и физическими свойствами и отличаются по оптической активности – способности вращать плоскость поляризации света. Правовращающие изомеры обозначаются (+), левовращающие - (-). Остальные стереоизомеры называются диастереомерами. Диастереомеры являются различными химическими соединениями, с различными физическими и химическими свойствами.

Изображение слайда
1/1
18

Слайд 18: Формулы Фишера ( Fisher projection )

Структура моносахаридов на плоскости представляется с помощью формул Фишера. Положение заместителей при хиральном атоме углерода показывает стереоизмерию. Конфигурация наиболее удаленного от карбонильной группы хирального углерода определяет серии D- и L - изомеров. ОН-группа, направленная вправо показывает D- изомеры. ОН-группа, направленная влево показывает L- изомеры D- эритроза L- эритроза L- треоза D- треоза Диастереомеры Энантиомеры Энантиомеры 1 2 3 4

Изображение слайда
1/1
19

Слайд 19: Проекции Фишера для гексоз

D означает направление OH- группы (вправо). (+) и (-) означает направление вращения плоскости поляризации света D(+)- глюкоза D(+)- галактоза D(+)- манноза D(-)- фруктоза

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20: Циклические формы моносахаридов

В 1883 Б.Толленс открыл, что моносахариды могут существовать в циклической форме. Циклизация происходит в пентозах и гексозах за счет внутримолекулярной реакции между карбонильной группой (C-1) и спиртовой группой при C-4, или С- 5. Реакция приводит к образованию полуацетальной группы и образованию нового центра хиральности. Более удобные циклические формулы моносахаридов были предложены У. Хеуорсом (1927). C O H + C - Ö H C – O– C –H OH * δ + δ - 1 5 or 4

Изображение слайда
1/1
21

Слайд 21: Формулы Толленса и Хеуорса

* * * * 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Образование пиранозной формы пиран α -D-глюкопираноза β -D-глюкопираноза

Изображение слайда
1/1
22

Слайд 22: Правила написания формул Хеуорса

Возможно образование только 5- членных циклов ( фуранозная форма ) и 6 -членных циклов ( пиранозная форма ). Полуацетальная группа записывается справа. Гидроксил, направленный в формуле Фишера вправо, по Хеуорсу должен быть направлен вниз. Гидроксил, направленный в формуле Фишера влево, по Хеуорсу должен быть направлен вверх. Нумерация начинается с полуацетального углерода. Положение гидроксила при новом хиральном центре образует два новых стереоизомера, которые называются аномеры. α - аномер содержит OH- группу, направленную вниз. β - аномер содержит OH- группу, направленную вверх.

Изображение слайда
1/1
23

Слайд 23

CH O CH 2 OH 1 2 3 4 5 H HO H OH H OH H O H 6 O H CH O H OH H CH 2 OH OH H HO 1 2 3 4 5 6 H Пиранозный цикл образуется с участием OH при C-5. Структура D - глюкозы

Изображение слайда
1/1
24

Слайд 24

CH O H OH H CH 2 OH OH H HO 1 2 3 4 5 6 H O H CH O H OH H HOCH 2 OH H HO 1 2 3 4 5 6 H O H поворот C(4)-C(5) вокруг линии связи для благоприятной ориентации OH Структура D - глюкозы

Изображение слайда
1/1
25

Слайд 25

CH O H OH H HOCH 2 OH H HO 1 2 3 4 5 6 H O H  -D - глюкопираноза H OH O 1 2 3 4 OH H HO H OH H H HOCH 2 5 6 Образование пиранозной формы

Изображение слайда
1/1
26

Слайд 26

 -D - глюкопираноза H OH O 1 2 3 4 OH H HO H OH H H HOCH 2 5 6  -D - глюкопираноза OH H O 1 2 3 4 OH H HO H OH H H HOCH 2 5 6 Аномеры D - глюкопиранозы

Изображение слайда
1/1
27

Слайд 27: Формулы Толленса и Хеуорса фруктозы

* * * * 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Образование фуранозной формы. фуран a -D-фруктофураноза b -D-фруктофураноза H O H CH 2 OH O H O H H H HOH 2 C O

Изображение слайда
1/1
28

Слайд 28: Мутаротация

В водном растворе устанавливается равновесие между циклическими и линейными структурами моносахаридов, которое носит название мутаротация.  -D- глюкоза  D- глюкоза ( линейная )  β-D- глюкоза (36%) ( следы) (64%) Например в водном растворе глюкозы наблюдается равновесие, при котором, α-формы - 36%, β - 64% (>99% глюкозы находится в пиранозной форме). В ряде случаев мутаротация приводит к изменению угла вращения плоскости поляризации света во времени.

Изображение слайда
1/1
29

Слайд 29: Гликозидная связь. O- гликозиды

Гликозиды содержат заместители, отличающиеся от ОН в аномерном центре. O- гликозиды образуются при реакции моносахаридов (полуацетали) со спиртами (S N ) и по своей природе являются ацеталями. Образующаяся связь между аномерным углеродом и заместителем через кислород называется O- гликозидной связью. + CH 3 O H + H 2 O

Изображение слайда
1/1
30

Слайд 30: Производные моносахаридов

α-D(+)- глюкозамин α-D(+)-N- ацетилглюкозамин α-D(+)-N- ацетил галактозамин α-D(+)- глюкуроновая кислота α-D(+)- галактуроновая кислота Производные моносахаридов являются структурными компонентами полисахаридов: хитина, гепарина, гиалуроновой кислоты….

Изображение слайда
1/1
31

Слайд 31: Дисахариды

Общая формула C 12 H 22 O 11. Дисахариды образуются при конденсации полуацетальной ОН группы аномерного углерода одного моносахарида и ОН-группы другого, с образованием O – гликозидной связи. O H O H O H H H H H O H H O H 2 C H O Аномерный углеродный атом Полуацетальный гидроксил

Изображение слайда
1/1
32

Слайд 32: Мальтоза

Мальтоза содержит две α-D(+) -глюкозы, соединенных α -О-гликозидной связью, которая образуется за счет полуацетальной группы одной молекулы и ОН-группы при C 4 другой. Мальтоза за счет свободной полуацетальной группы обладает восстанавливающими свойствами, что проявляется в реакции «серебряного зеркала».  -D- глюкопираноз ил O-(1  4)  -D- глюкопиран оза

Изображение слайда
1/1
33

Слайд 33: Лактоза

Лактоза содержится в молоке порядка 5%. При ее гидролизе образуются  -D(+)– галактоза и  -D-(+)- глюкоза. Образуется β -О-гликозидная связь при реакции полуацетального гидроксила ( β -аномер) при С-1 и OH -группы при C-4; Лактоза, также как и мальтоза, является восстанавливающим сахаром  -D- галактопиранозил O-(1  4)  -D- глюкопираноза

Изображение слайда
1/1
34

Слайд 34: Сахароза

Сахароза состоит из  -D(+)- глюкозы и β-D(-)- фруктозы, которые связаны О-гликозидной связью. В образовании связи принимают участие полуацетальный углерод фруктозы ( C-2 ) и полуацетальный углерода глюкозы С-1. Сахароза является невосстанавливающим сахаром из-за отсутствия свободных полуацетальных групп.  -D- глюкопиранозил O-(1  2)  -D- фруктофуранозид

Изображение слайда
1/1
35

Слайд 35: Целлобиоза

Целлобиоза образуется при ферментации целлюлозы. Она состоит из двух β-D(+) глюкоз, соединенных β- О-гликозидной связью. Гликозидная связь образуется между полуацетальной группой (С-1) одной глюкозы и гидроксильной группой при С-4 другой глюкозы. β-D- глюкопиранозил -O-(1  4) β-D- глюкопираноза

Изображение слайда
1/1
36

Слайд 36: Полисахариды

Общая формула (C 6 H 10 O 5 )n. Полисахариды делятся на: Гомополисахариды ( крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин), состоящие только из одного типа моносахаридов. Гетерополисахариды ( гиалуроновая кислота, хондроитин-4-сульфат, гепарин), состоящие из двух или более типов моносахаридов.

Изображение слайда
1/1
37

Слайд 37: Гомополисахариды

Крахмал - состоит из двух компонентов: амилозы, растворимой в воде (15-20%), и амилопектина, нерастворимого в воде (85-80%). Амилоза состоит из неразветвленных цепей, построенных из молекул α- глюкозы, соединенных 1→4 гликозидными связями. Амилопектин c остоит из разветвленных цепей α- глюкозы, построенных за счет 1→4 гликозидных связей, и соединенных между собой 1→6 связями.

Изображение слайда
1/1
38

Слайд 38: Структура амилозы

α-(1→4) гликозидная связь

Изображение слайда
1/1
39

Слайд 39: Амилопектин

Содержит разветвленную структуру, состоящую из нескольких сотен коротких цепей по 20-25 молекул глюкозы в каждой. O H H O H H O H C H 2 O H H O H O H H O H C H 2 O H H H O H O O H H O H H O H C H 2 H H H O O O H H O H H O H C H 2 O H H H O O H H O H H O H C H 2 O H H O H O 1 - 4 g l y c o s i d i c b o n d n 1 →6 гликозидная связь 1 →4 гликозидная связь

Изображение слайда
1/1
40

Слайд 40: Целлюлоза

Целлюлоза – гомополисахарид, состоящий из неразветвленных цепей β - глюкозы, соединенных 1→4 гликозидной связью. β (1→ 4) гликозидная связь

Изображение слайда
1/1
41

Слайд 41: Хитин

Хитин является гомополисахаридом, построенным из молекул N- ацетил -D- глюкозамина, соединенных β (1→4) гликозидной связью.

Изображение слайда
1/1
42

Слайд 42: Гетерополисахариды

Гетерополисахариды построены из различных моносахаридов и их производных. Гиалуроновая кислота ( β - глюкуроновая кислота и N- ацетил глюкозамин ). Хондроитин - 4-сульфат ( β - глюкуроновая кислота и N- ацетил галактозамин-4-сульфат ). Гепарин ( α-D-глюкозамин и уроновые кислоты).

Изображение слайда
1/1
43

Слайд 43: Гиалуроновая кислота

Входит в состав соединительной, эпителиальной и нервной тканей. Является одним из основных компонентов внеклеточного матрикса, содержится во многих биологических жидкостях. Мономер O H O H H O H C O O H H H O O O H H N H C O C H 3 H C H 2 O H H H H O O N-ацетилглюкозамин Глюкуроновая кислота 1 →3 гликозидная связь

Изображение слайда
1/1
44

Слайд 44: Гиалуроновая кислота

N-ацетилглюкозамин Глюкуроновая кислота 1 →3 гликозидная связь

Изображение слайда
1/1
45

Слайд 45: Хондроитин - 4-сульфат

Является компонентом хрящевой ткани и синовиальной (суставной) жидкости. Мономер Глюкуроновая кислота 1 →3 гликозидная связь N-ацетилгалактозамин-4-сульфат

Изображение слайда
1/1
46

Последний слайд презентации: Механизмы реакций органических соединений проф. Кацев А.М: Хондроитин - 4-сульфат

Глюкуроновая кислота 1 →3 гликозидная связь N-ацетилгалактозамин-4-сльфат

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже