Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1128683), страница 39
Текст из файла (страница 39)
9.2.1. Кислотно-основные свойства Кислотность. Накопление кислотнь ру у ух г пп величивает кис(утные свойства соединений. Так, этиленгл иколь проявляет более танол. а щавелевая кислота льные кислотные свойства, чем этан 233 н обоих классов дается опр еделенное сходство в поведенн оявля" динений: поли- и г гетерофункциональные соединения пр ниям, т. е. ис Шие монофункциональным соединениям, т. т свойства, присущие ой ф нкциональной пособность вступать в реакции по каждой фу пуппе. ф: и- и аминоНапример, о е фун б ф кциональные группы в гндрокссохраняют свои характерные свойст ва.
слогах в ряде реакций со р являют кислотный ак, за счет СООН-группы этн соединения проявляют кис арактер, спасо ность б к декарбоксилированию, образуют функональные производные. В гидроксикнслотах -группа а галоген, окислена в карбонильную группу, "реврашена в простую нлн сложную эфирные груп может алкилироваться, замешаться на Н- пп п и действии азотистой кислотой и т, д. Н которые из этих реакций приведе р -группу при ны на примере преврае (1); обпазование сложений глинолевой кислоты; окисление ( ); р ых эфиров по ОН- н СООН-группам (2) и (3); замещение руины на галоген (4); получение аммониевой соли (5).
НОСН2 н — СН -~ — Π— Н 2 СНз СН О Н 2 Этаиол Этнлаитлнноль о ') сос) с" 'о-н -з- О-Н Уксусна» кислота Щааелеаая кислота [н,н-с — нн,,1 сг нси н,о О ОН МОиснниа Гидрохлорнл Окаянны Нхм — С вЂ” МНг — '. " Н Р) — С вЂ” )ь'Нт~ ОН! ЛН ' НН Г)анндин Гуаиндинннгидроксид Амфотерность. Гетерофункциональные соединения, содержа. шие одновременно кислотные и оснбвные функциональные группы, например аминокислоты, проявляют амфотерные свойства, т.
е, способны взаимодействовать как с кислотами, так и основаниями. При их отсутствии (в нейтральных водных растворах или кристаллическом состоянии) аминокислоты существуют преимущественно в форме внутренних солей (диполярных ионов), как 234 сильнее уксусной, что связано с — 7-эффектом групп — СНаОН и — СООН. Наличие дополнительного электроноакцепторного заместителя, например в алифатических спиртах и кислотах, повышает нх кислотность. Наиболее отчетливо влияние заместителя проявляется при близком расположении его к кислотному центру. В связи с этим кислотность галоген-, гидрокси-, оксо- и дикарбоиовых кислот вьцпе, чем соответствующих незамешенных' кислот (см.
также 4.4Н). Осиовность. Накопление основных амииогрупп в молекуле, как правило, повышает осиовность. Так, ацетамид проявляет нейтральный характер и не реагирует с разбавленными минеральными кислотами, мочевина образует с ними достаточно устойчивые соли, а гуанидин в водном растворе ионизирован практически полностью. о показано на примере у-аминомасляной кислоты, что несомнно повышает их растворимость в воде.
НтНСНтСН,СН,СООН НХНСНтСН,СН,СОО у-Ачиночасляиая )дилоляриыгг иои) кислота )ГАМК) Кето-енольиая таутомерия. Определенная протонная подвижсть а-водородного атома в монокарбонильных соединениях лабого СН-кислотного центра) проявляется в их способности к ' акциям конденсации (см. 7.2 и 7.4). Представим, что по какимбо причинам подвижность такого а-водородного атома возрос- а настолько, что он оказался способным отшепиться в виде ' отона Н).
Это должно привести к образованию мезомерного на, отрицательный заряд которого рассредоточен между атоами углерода и кислорода. Обратное присоединение протона этому иону в соответствии с его двумя граничными структуран может приводить либо к исходному карбонильному соедине'ию, либо к енолу. — с — с~~ ,С С ~ С=с, -н Енол . Нарбонильиое соединение Иарбаиион Енолят.ион Поэтому, в принципе, карбонильное соединение (кетонная рма) может существовать в равновесии с енольным изомером вольной формой). Такой вид изомерии называется таутомериа сами изомеры, находящиеся в состоянии подвижного вновесия — таутомерами. Таутомерия — равновесная динамическая изомерия. ущ- С ть ее заключается во взаимном превращении изомеров с пеносом какой-либо подвижной группы и соответствующим переспределением электронной плотности. '. В рассматриваемом случае между кетонной и енольной форми осуществляется перенос про~она, поэтому такое равновесие ывается проготропной Гаутомерией, в частности кето-енольй таутомерией.
' В монокарбоиильных соединениях (альдегидах, кетонах, жных эфирах) равновесие практически полностью смещено ' сторону кетонной формы. Например, содержание енольной рмы в ацетоне составляет всего 0,00025 Ош При наличии арой электроноакцепторной группы у а-углеродного атома ример нитрогруппы — МОь карбонильной группы > = О) 233 содержание енольной формы резко возрастает. Так, а 1,3-дикар- бонильном соединении ацетилацетоне енольная форма преобла- дает. Снзи ~онзи .СНз — а Снзи~ ~ОН и Снз С С С С 0 й ! й О О .О Н Еиолииая роома ацетмлацетсиа (8 5%1 Нетсииая Форма ацетилацетоиа Ньху Сна~ ~ОН .СНз СНз СН ~ ~сна С С !! — и О .О О.
О Н Многие реакции, включающие образование и превращения карбонильных соединений |п т1чо, как будет показано в дальнейшем, протекают через промежуточные енольные формы или производные этих форм. 9.2.2. Гетерофункциональный заместитель как фактор, влияющий на химическое поведение реакционного центра Куклеофильное замещение. Наличие дополнительной функциональной группы способствует поляризации связи углерод— гетероатом и увеличивает ее реакционную способность, Например, а-галогенкарбоновые кислоты обладают повышенной реакционной способностью в реакциях нуклеофильного замещения по сравнению с обычными алкилгалогенидами.
Это связано с влиянием группы — СООН, что ведет к увеличению на а-угле- родном атоме эффективного положительного заряда. ьь. ь- '. о ь- С! СН, С ОН 236 Дополнительными факторами, стабилизирующими енольную форму ацетилацетона, являются сопряжение со второй л-связью и образование внутримолекулярной водородной связи. Интересно отметить, что в енольной форме ацетилацетона реализуется, кроме того, динамический процесс иного типа — быстрая миграция водорода между атомами кислорода.
'В результате нуклеофильное замещение галогена в а-галогенбоновых кислотах облегчается. Так, а-галогенкарбоновые лоты взаимодействуют с избытком аммиака с образованием мннокислот, а с водным раствором гидроксида натрия— гидроксикарбоновых кислот (в виде солей). аялон инэ с с -ссс -Наоь -Нтс -Ннло НС! Маисллор. уисусиая иислота Нзм — СНЕ-ОООН Снз-Соома с Н вЂ” ОООН Глицми иислеаая иислота Однако подвижность галогена в а-положении к карбоксильй группе гораздо ниже, чем в галогенангидридах кислот, о ' м свидетельствует следующая реакция. г С!СН С~ ~ь '-= С1СН СООН :нс1 С! Алкнлирование как химическая основа физиологического действия некоторых противоопухолевых средств.
Соединения с 3-хлорэтилтио- С!СНьСНу3 — н б-хлорэтиламиногруппой С1СНуСНуХ( в реакциях нуклеофнльного замещения сначала претерпевают «внутрен- Н вЂ” СН СН Ста Н ~ и — СНОСНЗ вЂ” у !а Способность к легкому раскрытию трехчленных циклов деет их сильными алкилирующими агентами, следствием чего -ются их важные биологические свойства. Соединения типа э высокотоксичны и оказывают кожно-нарыаное дей'ее токсичные производные азотистого нприта применяестве противоопухолевых средств. 237 ' е» нуклеофильное замещение н образуют трехчленные циклы, оторые далее расщеп.тяются под действием внешних нуклеофи- ов.
а ь .ь. 1СН, я — — с,сн - суь я — а ! — я — а — сньсн, у — а— СН, СНЭСНоСС 8 СН,СН,СС .СН,СН,СС Я вЂ” М СнэонэСС Производные аэотнстото пирита рф'-Дитлорднзтилсулифнд (иприт, горкиными таа) Сна н — и ( СН, Снл я — и СНэ О Н вЂ” СН вЂ” С ' Н вЂ” СНт — Х+ Сот ОН Х Тиовосэамид Производные этиленнмина Этилвнимнн Х = ОН, СΠ— и, СООН, С= — и О Н-С ~'ОН Снэон(ннз)ОООН овал вота Х = Нац ОН, ЗН, МНт 238 В основе действия этих веществ лежит их способность сшивать компоненты клетки, алкилируя ДНК. Незаряженные трехчленные гетероциклы, производные этиленимина, также обладают высокой алкилирующей способностью и проявляют противоонухолевую активность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
