МИНЗДРАВ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава РФ) Кафедра химии С.Н. Баранова, Н.Н. Минаева, Е.М. Литвинцева РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ (для аудиторной работы студентов 1 курса лечебного и педиатрического факультетов) СТУДЕНТА________________________ ГРУППЫ __________________________ ____ФАКУЛЬТЕТА ФАМИЛИЯ _________________________________ ИМЯ _______________________________________ ОТЧЕСТВО _________________________________ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ __________________________ Хабаровск, 2022 1 Занятие №1 дата «____» __________ 20г. Предмет и задачи биоорганической химии. ТБ при работе в лаборатории. Задание 1. Биоорганическая химия - это __________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Задание 2. Предметом биоорганической химии являются _____________________________________ _______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________. Задание 3. Назовите вещества по систематической номенклатуре, укажите функциональные группы СН3СН2-СН(СН3)-СН(NH2)-СООН СНСl3, НООС-СН(ОН)-СН2-СООН НО-СН2-СН(OH)-СН(OH)-СН(OH)-СН(OH)-СН2-ОН HO-СН2 –CH2-OH НООС-СН2-СO-СН2-СООН СН3-СН2-SН NH2-СН2-СН2-СН2-СООН Задание 4. Напишите структурные формулы следующих соединений, укажите функциональные группы, класс вещества а) 2-бром-1,1,1-трифтор-2-хлорэтан б) 2-пропанол в) транс-бутендиовая кислота г) 2-гидроксипентеновая кислота Задание 5. Укажите вид и знак электронных эффектов функциональных групп в молекулах сульфаниловой кислоты бензилового спирта серина ретиналя С6Н5-СН=СН-СООН 2-изопропил-5-метилциклогексанол-1 2 Задание 6. Изобразите в проекции Ньюмена заторможенную и заслоненную конформации этана, этанола, коламина (2-аминоэтанола). Какому положению на энергетической кривой (максимуму или минимуму) соответствуют эти конформации? Изобразите строение, наиболее выгодную конформацию и конфигурацию замещённых атомов углерода циклогександиола-1,2; 1,2-диметилциклогексана. Задание 7-8. Напишите реакции: Хлорирование бутана Механизм _________________, Название продукта реакции______________________________ Бромирование изобутана Механизм _________________, Название продукта реакции______________________________ Бромирование циклопропана Механизм _________________, Название продукта реакции______________________________ Бромирование циклогексана Механизм _________________, Название продукта реакции______________________________ Пропилена и хлористого водорода Механизм _________________, Название продукта реакции______________________________ Пропеновой кислоты и хлористого водорода Механизм _________________, Название продукта реакции______________________________ Алкилирования (Фриделя-Крафтса) бензойной кислоты Механизм __________ Название продукта реакции__________________________ 3 Нитрования бензойной кислоты Механизм __________ Название продукта реакции__________________________ Сульфирования толуола Механизм __________ Название продукта реакции__________________________ Этанола и уксусной кислоты Механизм __________ Название продукта реакции__________________________ Альдольно-кротоновой конденсации для уксусного альдегида Механизм __________ Название продукта реакции__________________________ Ацетальдегида с этиловым спиртами Механизм __________ Название продукта реакции__________________________ Бензойного альдегида с анилином Механизм __________ Название продукта реакции__________________________ Задание №9. Расположите следующие соединения в порядке уменьшения кислотности: этанол, глицерин, изопропиловый спирт. Обоснуйте Ваше решение исходя из стабильности соответствующих анионов. Расположите в ряд по возрастанию основности следующие алифатические и ароматические соединения: а) диметиламин, метиламин, анилин (фениламин) б) анилин, п-аминофенол, п-аминобензойная кислота (ПАБК) Какие амины - ароматические или алифатические - обладают большей основностью и почему? 4 Задание №10. Качественные реакции Этен этин этанол глицерин фенол уксусный альдегид ацетон 5 Занятие № 2 дата «____» __________ 20___г. Карбоновые кислоты, их функциональные производные. Задание 1. Заполните таблицу. Формула Название систематической номенклатуре Метановая кислота по Название тривиальной номенклатуре Этанова кислота Пропановая кислота Бутановая кислота Пентановая кислота Гексановая кислота Этандиовая кислота Пропандиовая кислота Бутандиовая кислота Бензойная кислота Задание 2. Напишите реакцию солеобразования: уксусной кислоты с гидроксидом натрия и гидроксидом кальция, щавелевой с гидроксидом натрия и гидроксидом кальция стеариновой кислоты с гидроксидом натрия и гидроксидом кальция 6 по Название солей Задание 3. Запишите уравнения реакций получения функциональных производных уксусной кислоты 1) натриевой соли 2) сложного эфира 3) ангидрида 4) хлорангидрида 5) амида 6) гидразида 7) уреида 8) уреидокислоты Задание 3. Напишите реакции, происходящие при нагревании двухосновных карбоновых кислот. Назовите конечные продукты реакции. Щавелевая кислота Малоновая Янтарная кислота 7 Задание 4. Из каких исходных соединений в результате реакции этерификации образуется метилбутаноат? Запишите уравнение реакции, укажите механизм. Задание 5. Какое количество вещества (моль) этилового спирта нужно ввести в реакцию этерификации, чтобы получить полный этиловый эфир малоновой кислоты? Напишите уравнения реакций образования полного и неполного этилового эфира малоновой кислоты. Задание 6. Напишите схему реакции гидролиза этилацетата в щелочной среде. Почему эта реакция необратима? Задание 7. Бензилбензоат С6Н5СООСН2С6Н5 - противочесоточное средство. Какие продукты образуются в результате реакции гидролиза этого сложного эфира в щелочной среде? Напишите схему реакции, формулы веществ запишите структурно. Задание 8. Установите строение сложного эфира, если известно, что при его гидролизе образуются пропанол-1 и ацетат натрия. Напишите схему реакции. В какой среде протекает реакция гидролиза? 8 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. Реакционная способность карбоновых кислот и их функциональных производных. Опыт 1. Открытие уксусной кислоты. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 2. Открытие щавелевой кислоты. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 3. Получение этилацетата и его гидролиз. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 4. Декарбоксилирование щавелевой кислоты. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 5. Окисление муравьиной кислоты Уравнение реакции Наблюдения Вывод 9 Занятие № 3 дата «____» __________ 20___г. Омыляемые липиды – жиры. Задание 1. Жиры – это ________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________. Общая формула жиров: В состав жиров входят высшие жирные карбоновые кислоты: Предельные - _________________________ (формула __________________) - _________________________ (формула __________________) Непредельные - ______________________ (формула __________________ ω_________) - _____________________ (формула __________________ ω_________) - ______________________ (формула __________________ ω_________) Консистенция жира зависит от _______________________________________. Если в составе жира __________________ ВЖК, консистенция ____________ Если в составе жира __________________ ВЖК, консистенция ____________ Задание 2. Запишите схему получения триацилглицерина, в состав которого входят олеиновая, линолевая и стеариновая кислоты. Полученный жир называется _________________________________________ Его консистенция __________________, т.к.______________________________________________ __________________________________________________________________ Задание 3. Напишите реакцию гидрогенизации триолеина Консистенция исходного продукта Консистенция конечного продукта Задание 4. Напишите схему гидролиза жира, образованного стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислотами. Кислотный гидролиз 10 Щелочной гидролиз Мыла – это _________________________________________________________________________. Натриевые соли ВЖК____________________, калиевые соли ВЖК_______________ Задание 5. Напишите формулу строения фосфатидной кислоты, образованной линолевой и пальмитиновой кислотами. Задание 6. Напишите схему взаимодействия пальмитолеофосфатидной кислоты с 1) коламином: Продукт реакции - __________________, его биологическая роль_____________________________ _____________________________________________________________________________________ 2) холином Продукт реакции - __________________, его биологическая роль__________________ ______________________________________________________________________ Задание 7. Напишите реакцию 1) кислотного гидролиза кефалина, содержащего пальмитиновую и линолевую кислоты. Назовите конечные продукты реакции. 2) Напишите реакцию щелочного гидролиза лецитина, образованного стеариновой и линолевой кислотами. Назовите конечные продукты реакции. 11 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. Свойства жиров. Опыт 1. Образование нерастворимых кальциевых солей высших жирных карбоновых кислот. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 2. Окисление олеиновой кислоты раствором перманганата калия. Уравнение реакции Наблюдения 12 Вывод Занятия № 4 дата «____» __________ 202___г. Алифатические гетерофункциональные соединения. Задание 1. Заполните таблицу. Коламин Холин Диэтиламиноэтанол Гликолевая кислота Молочная кислота Яблочная кислота Лимонная кислота Глиоксалевая кислота Пировиноградная кислота Ацетоуксусная кислота Щавелевоуксусная кислота Винная кислота Задание 2. Энантиомеры – это ___________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________. Напишите проекционные формулы молочной кислоты и ключевого соединения, по которому определяется её принадлежность к стерическому ряду (относительная конфигурация). Задание 3. Диастереомеры - _____________________________________________________________. _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ Напишите проекционные формулы винных кислот. Конфигурация какого углеродного атома определяет принадлежность гидроксикислот к стерическим рядам? 1. 2. 3. 13 Энантиомеры – ______ и _____. Диастереомеры - ______ и ________. Рацемат (рацемическая смесь)___________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________. Примеры рацематов __________________________________________________________________. Способы разделения рацематов - ________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________. Задание 4. Напишите специфические реакции, протекающие при нагревании α-гидроксипропионовой (молочной) кислоты α-аминоуксусной β-гидроксикислоты β-аминомасляной кислоты -гидроксикислоты -аминомасляной кислоты. Задание 5. Таутомерия – это ___________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________. Напишите таутомерные формы ацетоуксусного эфира и щавелевоуксусной кислоты. Докажите с помощью химических реакций наличие двух таутомерных форм ацетоуксусного эфира. 14 Задание 6. Напишите реакции: ацилирования холина кислотного гидролиза ацетилхолина образование солянокислой соли (гидрохлорида) адреналина. Задание 7. Напишите реакции, назовите конечные продукты: декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты декарбоксилирования щавелевоуксусной кислоты восстановления β-кетомасляной кислоты декарбоксилирования β-кетомасляной кислоты В группу «кетонных тел» входят соединения_______________________________________________ ______________________________________________________________________________________ При каких нарушениях в организме производится их определение в биологических жидкостях (моче, крови)? 15 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. Реакционная способность алифатических гетерофункциональных соединений. Опыт 1. Получение тартрата и гидротартрата натрия. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 2. Комплексообразующие свойства винной кислоты. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 3. Разложение лимонной кислоты. Уравнение реакции Наблюдения Вывод 16 Занятия № 5 дата «____» __________ 202___г. Ароматические гетерофункциональные соединения. Задание 1. Запишите и запомните формулы веществ фенетидин парацетамол фенацетин анестезин новокаин стрептоцид замещенный сульфаниламид салициловая кислота салицилат натрия метилсалицилат салол аспирин Задание 2. Получите п-аминофенол из бензола. Укажите механизмы реакций каждой стадии процесса. Задание 3. Напишите реакции взаимодействия п-аминофенола с этиловым спиртом (получение фенетидина) с уксусным ангидридом (получение парацетамола). Какое применение в медицине имеют его производные Задание 3. Приведите промышленный способ получения: салициловой кислоты 17 салицилата натрия метилсалицилата фенилсалицилата ацетилсалициловой кислоты (аспирина) Какое они имеют медицинское применение?______________________________________________ _____________________________________________________________________________________ Задание 4. Синтезируйте п-аминобензойную кислоту из бензола, руководствуясь свойствами бензола и его производных. Напишите уравнения реакций. Задание 5. Напишите уравнения реакций, приводящие к получению анестезина и новокаина из ПАБК. Медицинское значение этих лекарственных препаратов. Задание 6. Напишите реакции получения сульфаниловой кислоты из бензола на основе свойств ароматических соединений. Белый стрептоцид. Понятие о сульфаниламидных препаратах и их применении. Задание 7. Напишите уравнение реакции гидролиза, укажите типы связей в соединениях, назовите продукты реакций. Формулы веществ записывать структурно! Аспирин + водный раствор едкого натра Новокаин + водный раствор НСl кислоты 18 Фенацетин + водный раствор едкого натра Парацетамол + водный раствор соляной кислот Щелочной гидролиз парацетамола Гидролиз новокаина водным раствором едкого натра. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. Реакционная способность ароматических гетерофункциональных соединений. Опыт 1. Декарбоксилирование салициловой кислоты. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 2. Цветные реакции салициловой кислоты и ее эфиров с хлоридом железа (III) Уравнение реакции Наблюдения Вывод 19 Занятия № 6 дата «____» __________ 201___г. Гетероциклические гетерофункциональные соединения. Задание 1. Используя таблицу «Гетероциклические гетерофункциональные соединения» (ауд.404,406,408), заполните таблицу. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 20 Задание 2. Сформулируйте правило Хюккеля___________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ объясните причину ароматичности и суперароматичности: фурана, тиофена, пиррола, бензпиррола (индола). __________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ ароматичности пиразола, имидазола, пиридина, пиримидина_____________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ Задание 3. Реакция декарбоксилирования – это ________________________________________. Запишите схему декарбоксилирования: триптофана При декарбоксилировании триптофана образуется биогенный амин__________________ Запишите схему декарбоксилирования: гистидина При декарбоксилировании гистидина образуется биогенный амин__________________ Задание 4. Приведите строение барбитуровой кислоты. В основе барбитуровой кислоты лежит ядро шестичленного гетероцикла_______________________. Напишите таутомерные формы барбитуровой кислоты. Для барбитуровой кислоты характерна таутомерия __________________ и _____________________. 21 Появление кислотных свойств у барбитуровой кислоты обусловливает _________________ таутомерия.. Производными барбитуровой кислоты являются барбитураты. Напишите формулы известных Вам барбитуратов, назовите их.. Барбитураты в медицинской практике применяются ________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________. Задание 5. Напишите схему получения никотиновой кислоты из β-метилпиридина (βпиколина). Приведите строение амида никотиновой кислоты. Какое значение он имеет? Задание 6. Приведите строение комплекса, который образует 8-оксихинолин («Оксин») с ионами Со+2. Каково медицинское применение препарата «Оксин»? Задание 7. Решите задачу: Противотуберкулёзное средство изониазид (тубазид) является гидразидом изоникотиновой кислоты. Напишите схему реакции получения изониазида, исходя из -пиколина. 22 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. Реакционная способность гетероциклических соединений. Опыт 1. Цветные реакции. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 2. Основные свойства пиридина. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 3. Устойчивость пиридина к окислению. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 4. Получение солей мочевой кислоты Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 5. Доказательство пуриновой структуры в мочевой кислоте. Уравнение реакции Наблюдения Вывод 23 Опыт 6. Общие реакции на алкалоиды. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Опыт 7. Реакция обнаружения флавоноидов. Уравнение реакции Наблюдения Вывод Занятие№ 7. Контрольная работа № 1. Для написания контрольной работы необходимо повторить материал к занятиям 5-8 по темам «Карбоновые кислоты и их функциональные производные. Липиды и фосфолипиды», «Алифатические и ароматические гетерофункциональные соединения», «Биологически активные гетероциклические соединения. 24
