Органическая химия

Синтез пиррола

Реакция А

Продукт: пиррол-натрий

Реакция Б.

Продукт: N-метилпиррол

Реакция В

Продукт: 2-нитропиррол

Реакция Г.

Продукт: пирролидин

Реакция Д.

Продукт: N-нитрозопирролидин

5 Напишите структурные формулу тиамина (витамина В₁), назовите гетероциклические системы, входящие в его структуру. Укажите значение тиамина

Структурная формула тиамина:

В его структуру входят такие гетероциклические системы, как пиримидил и тиазол.

Физиологическое значение

В природе тиамин синтезируется растениями и многими микроорганизмами. Животные и человек не могут синтезировать тиамин и получают его вместе с пищей. В тиамине нуждаются все животные за исключением жвачных.

Всасываясь из кишечника, тиамин фосфорилируется и превращается в тиаминпирофосфат.

Тиаминпирофосфат (ТПФ) -- активная форма тиамина -- является коферментом пируватдекабоксилазного и б-кетоглутаратдекарбоксилазного комплексов, а также транскетолазы. Первые два фермента участвуют в метаболизме углеводов, транскетолаза функционирует в пентозофосфатном пути, участвуя в переносе гликоальдегидного радикала между кето- и альдосахарами. ТПФ синтезируется ферментом тиаминпирофосфокиназой, главным образом в печени и в ткани мозга. Реакция требует присутствия свободного тиамина, ионов Mg₂₊ и АТФ. Также ТПФ выступает коферментом дегидрогеназы г-оксиглутаровой кислоты и пируватдекарбоксилазы клеток дрожжей.

Другими производными тиамина являются:

Тиаминтрифосфат, обнаружен у бактерий, грибов, растений и животных, у E. coli играет роль сигнальной молекулы при ответе на аминокислотное голодание.

Аденозинтиаминдифосфат -- накапливается у E.coli в результате углеродного голодания.

Аденозинтиаминтрифосфат -- присутствует в небольших количествах в печени позвоночных, функция его неизвестна.

6 Напишите схему получения 2,6-дигидроксипурина (ксантина) из мочевой кислоты. Покажите таутомерные превращения ксантина

Получение ксантина из мочевой кислоты:

Схема таутомерных превращений:

7 Сравните основность атомов азота в молекуле алкалоида никотина

Количественно основность можно оценить, исходя из константы основности. Для пиридинового атома азота ее величина составляет K_b ? 10^-9, а для алифатического азота Kb ? 10^-4. Поэтому пиридиновый атом углерода проявляет основные свойства гораздо в меньшей степени, чем алифатический.

8 Соединение C₆H₇N даёт соли с кислотами, при действии СН₃I даёт вещество состава C₇H₁₀NI. При окислении исходное вещество превращается в бета-пиридинкарбоновую кислоту. Какое строение имеет соединение C₆H₇N? Напишите указанные реакции

Строение соединения:

9 Напишите структуру триацилглицерина, содержащего остатки олеиновой, линолевой и пальмитиновой кислот, дайте систематическое название. Напишите уравнения кислотного и щелочного гидролиза полученного липида

Соединение носит название 1-олеоил-2-линоил-3-пальмитоилглицерин. Его структура представлена ниже

Кислотный гидролиз

Щелочной гидролиз

10 Напишите структуру лецитина, включающего остатки пальмитиновой и линолевой кислот. Приведите формулу внутренней соли лецитина

Структура данного лецитина следующая:

Формула внутренней соли лецитина

11 Приведите схему синтеза камфоры из пинена. Укажите значение камфоры. Напишите уравнения реакций, доказывающих наличие в молекуле камфоры кетонной группы. Выделите в молекуле камфоры изопреновые звенья

Схема синтеза камфоры из альфа-пинена

Значение камфоры

Камфору используют в медицине и ароматерапии.

В начале XX века камфора широко применялась в производстве некоторых пластмасс, особенно целлулоида -- как пластификатор нитрата и ацетата целлюлозы, а также как флегматизатор бездымного пороха.

С давних пор камфору и камфорное эфирное масло применяли для борьбы с молью, но в настоящее время, из-за достаточно высокой токсичности, такое её использование заметно снизилось.

В Китае и по всей юго-восточной Азии, камфору использовали в качестве благовонного курения, для чего кристаллы камфоры помещали на раскаленные угли в курильнице.

В некоторых районах Индии, в основном Бенгалии и Ориссе, натуральную камфору используют в кулинарии, как специю при приготовлении сладостей и молочных пудингов.

Натуральную камфору, желательно борнеосскую, используют при создании химического барометра -штормгласса Роберта Фитцроя.

Вследствие высокой криоскопической константы камфора используется для определения молекулярной массы методом криоскопии.

Применение в медицине

Фармакологи рассматривают камфору, как важный представитель аналептических средств. При введении под кожу растворы камфоры в растительном масле тонизируют дыхательный центр, стимулируют сосудодвигательный центр. Оказывает также непосредственное действие на сердечную мышцу, усиливая обменные процессы в ней и повышая её чувствительность к влиянию симпатических нервов. Под влиянием камфоры суживаются периферические кровеносные сосуды. Способствует отделению мокроты. Возможно, что камфора ингибирует агрегацию тромбоцитов, в связи с чем она рекомендована к применению для улучшения микроциркуляции. Противозудное действие камфоры, возможно, связано с тем, что она, как и ментол, избирательно активирует холодовые рецепторы.

Применяют правовращающую натуральную камфору, добываемую из камфорного дерева, или синтетическую, левовращающую, получаемую из пихтового масла, либо рацемическую.

Кроме того, эфирное масло камфорного лавра применяется в ароматерапии (но только «белое» эфирное масло) -- одна из трех фракций исходного масла.

В начале XX века считали, что терапевтическое действие оказывает только натуральная (правовращающая) камфора, затем было доказано, что синтетические продукты -- левовращающая и рацемическая камфора не имеют существенного различия с действием натуральной формы. Камфора улучшает альвеолярную вентиляцию, лёгочный кровоток и функцию миокарда. В сборнике рассказов М.А.Булгакова "Записки юного врача" часто всплывает камфора, как что-то первостепенное, необходимое в аптечке врача - действие происходит в 1917 году...

Применяют растворы камфоры в комплексной терапии при острой и хронической сердечной недостаточности, коллапсе, при угнетении дыхания; пневмонии и других инфекционных заболеваниях, при отравлениях снотворными и наркотическими средствами в качестве антидота.

Из производных камфоры в медицине в качестве седативного средства применяется 3-бромкамфора.

Применение камфоры противопоказано при эпилепсии и склонности к судорожным реакциям.

Реакции кетогруппы камфоры

Красными и зелеными линиями обозначены изопреновые звенья

12 Осуществите превращение:

Укажите значение витамина Д₂.

Синтез витамина Д₂ (эргокальциферола)

Значение витамина Д₂

Эргокальциферомл (витамин Д₂) -- вещество, регулирующее обмен кальция и фосфора. Если витамина D не хватает, то из организма выводится большое количество солей кальция и фосфора. Костная ткань, которая является почти единственным местом их накопления, начинает быстро терять эти элементы. При этом кости становятся мягкими, искривляются и легко ломаются.

Человек получает витамин D двумя путями: с пищей и из собственной кожи, где он образуется под действием ультрафиолетовых лучей. Вот почему у детей, растущих при недостатке солнечного света, развивается рахит.

Эргокальциферол очень токсичен, доза 25 мг уже опасна (20 мл в масле). Плохо выводится из организма, что приводит к кумулятивному эффекту. Основные симптомы отравления тошнота, обезвоживание, гипотрофия, вялость, повышение температуры тела, мышечная гипотония, сонливость, сменяющаяся резким беспокойством, судорогами.