Презентация на тему Нуклеофильное замещение у карбоновых кислот и их функциональных производных

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ и РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ
КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ И их моноФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ

Классификация
1. Карбонильная группа -С(=О)Н
2. Карбоксильная группа -С(=О)ОН
3. Ацильная группа R(C=O)-

Строение карбоксильной группы

Карбоновые кислоты и их производные.
Взаимопревращения
ангидрид кислоты
сложный эфир
хлорангидрид кислоты
амид кислоты

Монокарбоновые кислоты
Функциональные производные карбоновых кислот
хлорангидрид
сложный эфир
амид
ангидрид
R-CN

Гидролиз производных карбоновых кислот

Классификация

Монокарбоновые кислоты
Номенклатура и изомерия
2-метилпропановая кислота

Монокарбоновые кислоты
Номенклатура и изомерия
2-метилбензойная кислота

Номенклатура и изомерия
Систематические и тривиальные названия
монокарбоновых кислот С1-С6

Монокарбоновые кислоты
Физические свойства

Рис. 2. Температуры кипения в гомологическом ряду
карбоновых кислот, альдегидов и спиртов.

Монокарбоновые кислоты
Химические свойства

Монокарбоновые кислоты
Химические свойства
1. Кислотные свойства

pKa 4,7 – 4,9

2. Реакции нуклеофильного замещения
+I

Реакции нуклеофильного замещения
1.Сильный нуклеофил
2.Хорошая уходящая группа
3.Величина + заряда на >С=О

кислотный катализ

щелочной катализ

Монокарбоновые кислоты
Ацилирующая способность функциональных производных карбоновых кислот

Сложные эфиры

Реакции нуклеофильного замещения
Получение сложных эфиров.
1.
2.
Ацилирование спиртов

Реакции нуклеофильного замещения
3. Реакция этерификации по Фишеру
Н+

Реакция этерификации по Фишеру
МЕХАНИЗМ:

Реакция этерификации

Реакция этерификации

Реакция этерификации по Фишеру

Переэтерификация

Гидролиз сложных эфиров

Механизм щелочного гидролиза
необратимость гидролиза

Кофермент А, КоА, кофермент ацетилирования (или ацилирования),, принимает участие в реакциях переноса ацильных групп.

состоит из остатка адениловой кислоты (1), связанной пирофосфатной группой (2) с остатком пантотеновой кислоты(3), которая соединена пептидной связью с остатком β-меркаптоэтаноламина (4)
Молекула СоА

Образование галогенангидридов

Образование ангидридов кислот
1.

Образование ангидридов кислот
2.

Амиды

Амиды
Образование амидов.
1. Аммонолиз галогенангидридов.

Образование амидов.
2.Аммонолиз карбоновых кислот
t

Образование амидов.
3. Аминолиз ангидридов кислот.

4. Аминолиз сложных эфиров
N-метилбутанамид
пропанамид

Амиды. Гидролиз

Альтернативным вариантом превращения амидов в карбоновые кислоты является их обработка азотистой кислотой:
RC(=O)NH2 + HNO2  RCOOH + N2 + H2O.

Конденсация хлорангидрида терефталевой кислоты с п-фенилендиамином приводит к кевлару:
Прочность кевлара в пять раз выше, чем у стали и в 10 раз выше, чем у алюминия. Из кевлара изготавливают пуленепробиваемые жилеты, паруса для гоночных яхт, арматуру для пневматических шин и каски для гонщиков

Синтез нитрилов

Гидролиз нитрилов

Механизм :
Взаимодействие с карбанионами.
Сложноэфирная конденсация Клайзена

Людвиг Кляйзен
(1851-1930)

Монокарбоновые кислоты
Ацилирующая способность функциональных производных карбоновых кислот

Галогенирование насыщенных алифатических кислот (реакция Гелля—Фольгарда—Зелинского)

Ацилфосфаты

САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА КАК ПРЕДСТАВИТЕЛЬ ФЕНОЛОКИСЛОТ
Она обладает антиревматическим, жаропонижающим и антигрибковым действием, но поскольку является сильной кислотой, применяется только наружно (салипод).

ПРОИЗВОДНЫЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ, ИХ СТРОЕНИЕ И МЕДИЦИНСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.
Салицилат натрия обладает противовоспалительным, жаропонижающим и анальгезирующим действием.

Метилсалицилат
Метилсалицилат из-за раздражающего и токсического действия используется только наружно; входит в состав мазей и натирок.

Фенилсалицилат
Фенилсалицилат в кислой среде желудка не гидролизуется, а распадается только в кишечнике. Применяется как дезинфицирующее средство при кишечных заболеваниях, используется также в качестве материала для защитных оболочек некоторых лекарственных средств, которые нестабильны в кислой среде желудка.

Ацетилсалициловая кислота (аспирин)
Ацетилсалициловая кислота (аспирин) обладает противовоспалительным, жаропонижающим и анальгезирующим действием, а также используется как антиагрегант (препятствует агрегации тромбоцитов и тромбообразованию).
1835
1853

п-АМИНОФЕНОЛ И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ
п-Аминофенол менее токсичен, чем анилин, но действует разрушающе на эритроциты и не обладает жаропонижающим действием. Его производные — фенацетин и парацетамол обладают жаропонижающим и болеутоляющим действием:
фенацетин
1-этокси-4-ацетаминобензол
парацетамол
п-ацетаминофенол

п-АМИНОБЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА
И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
Фактор роста микроорганизмов - участвует в синтезе фолиевой кислоты (витамина Вс). При недостатке или отсутствии последней микроорганизмы теряют способность к росту и размножению.
(ПАБК)

Эфиры ПАБК вызывают местную анестезию.
Анестезин

Новокаин

1 3. 2.
1.липофильный центр (ароматическая группа или тиофеновое кольцо), координирующий пассивную диффузию соединения через мембрану нервного волокна;
2. гидрофильный центр (ионизированный, содержащий вторичный или третичный атом азота), который взаимодействует с белком-рецептором, расположенным на внутренней поверхности мембраны нервного волокна;
3. промежуточная группа - алифатическая цепочка, соединяющая липофильную и гидрофильную части молекулы .
Химическая структура местных анестетиков.

ряд :
Ряд новых местных анестетиков

Бупивакаин и артикаин (ультракаин

СУЛЬФАНИЛОВАЯ КИСЛОТА.
СУЛЬФАНИЛОВАЯ КИСЛОТА

СУЛЬФАНИЛАМИДЫ КАК АНТИМЕТАБОЛИТЫ п-АМИНОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ.
1908
1935
Антибактериальное действие

Антибактериальное действие сульфаниламидов основано на том, что они являются антиметаболитами по отношению к п-аминобензойной кислоте, участвующей в биосинтезе фолиевой кислоты в микроорганизмах.

Амид сульфаниловой кислоты имеет строение сходное с ПАБК.

НИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
Никотиновая кислота и ее амид известны как две формы витамина РР и применяются при лечении пеллагры.
Кордиамин — является эффективным стимулятором центральной нервной системы (дыхательного и сосудодвигательного центров).

Характерные симптомы пеллагры – поражения кожи, желудочно-кишечного тракта и нервной системы:дерматит, диарея, деменеция.
Пеллагра - авитаминоз ( недостаток витамина РР и Trp)

Никотинамид входит в состав никотинамидных коферментов НАД+, НАДН2, НАДФ+ и НАДФН2.

В организме человека с участием НАД+ происходит окисление гидроксилсодержащих соединений:

ИЗОНИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
применяются для лечения туберкулеза