РЕАКЦИИ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ (SN) В РЯДУ КАРБОНОВЫХ
КИСЛОТ
Слайд 2ПЛАН
9.1 Классификация и номенклатура карбоновых кислот
9.2. Электронное и пространственное строение
карбоксильной группы
9.3 Реакции нуклеофильного замещения (SN), их роль
Слайд 3
Предельные одноосновные карбоновые кислоты
Метановая кислота Муравьиная кислота
9.1 Классификация
и номенклатура карбоновых кислот
Слайд 4Пропановая кислота
Пропионовая кислота
Этановая кислота Уксусная кислота
Слайд 5Бутановая кислота
Масляная кислота
Пентановая кислота
Валериановая кислота
Слайд 6Гексановая кислота
Капроновая кислота
Козы являются источником капроновой, каприловой и каприновой кислот:
CH3(CH2)nCOOH n = 4, 6, 8
Слайд 7Пальмитиновая кислота
Маргариновая кислота
Стеариновая кислота
Слайд 8
ДВУХОСНОВНЫЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ
Этандиовая кислота
Щавелевая кислота
Пропандиовая кислота
Малоновая кислота
Слайд 9Пентандиовая
Глутаровая кислота
Бутандиовая кислота
Янтарная кислота
Слайд 10Непредельные одноосновные кислоты
Слайд 11Линолевая кислота
Олеинолевая кислота
Слайд 12Линоленовая кислота
Арахидоновая кислота
Слайд 15
НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ ДВУХОСНОВНЫЕ КИСЛОТЫ
Слайд 16 Карбоксильная группа состоит из карбонильной и гидроксильной групп, взаимно
влияющих друг на друга, что приводит к новому качеству
9.2.
Электронное и пространственное строение карбоксильной группы
Слайд 17Реакционные центры в молекулах карбоновых кислот
Слайд 18Характеристика реакционной способности карбоновых кислот:
•У карбоновых кислот повышены основные свойства
атома кислорода по сравнению с оксосоединениями;
•За счет
р,π-сопряжения в кар-боксильной группе кислотность по сравнению со спиртами сильно повышена;
Слайд 19 •У карбоновых кислот частичный положительный заряд на карбоксильном
атоме углерода меньше, чем в оксосоединениях, т.е. кислоты менее активны
к восприятию атаки нуклеофильным реагентом, поэтому для кислот характерны реакции SN, а не AN, как для оксосоединений
Слайд 20• За счет одновременного наличия и кислотных и основных центров,
карбоновые кислоты способны к ассоциации,существуют в виде димеров
Слайд 21
Реакционная способность производных карбоновых кислот в реакциях SN
Уменьшение реакционной способности
Слайд 229.3 Реакции нуклеофильного замещения (SN), их роль
Реакции SN характерны для
карбоновых кислот и их функциональных производных, что обусловлено полярностью связи
С - Х Х - ОН; -Наl; ОR; -OCOR; -NH2
Слайд 23СХЕМА МЕХАНИЗМА РЕАКЦИЙ S N
У АТОМА УГЛЕРОДА В SР2 ГИБРИДИЗАЦИИ
Слайд 24 Реакция протекает при наличии сильного нуклеофила Y- и хорошо
уходящей группы Х- Увеличение реакционной способности карбоновых кислот в SN
реакциях осуществляется путем повышения электрофильности атома углерода карбоксильной группы, что достигается либо использованием кислотного катализа, либо введением в карбоксильную группу более сильных электроноакцепторов, чем ОН-группа, например галогена
Слайд 25Наличие катализатора приводит к усилению электрофильного центра
Слайд 26ПРИМЕРЫ РЕАКЦИЙ SN В РЯДУ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Слайд 31Реакция этерификации протекает в присутствии минеральных кислот, т.к. спирт является
слабым нуклеофилом. Все стадии обратимы, поэтому образующиеся сложные эфиры являются
нестойкими соединениями и гидролизуются в кислой среде
Слайд 32Схема реакции кислотного гидролиза сложного эфира
Слайд 33Механизм реакции кислотного гидролиза
Слайд 35В щелочной среде гидролиз необратим, причиной этого является образование в
щелочной среде стабильного ацилат-иона
Слайд 36Схема реакции щелочного гидролиза сложного эфира
Слайд 37Механизм реакции щелочного гидролиза сложного эфира
Слайд 38 Для практического получения сложных эфиров обычно используют реакцию ацилирования
спиртов галогенангидридами или ангидридами кислот, при этом выход эфиров составляет
от 60 до 80 % ( в отличие от ацилирования кислотами, где выход составляет приблизительно 30 – 40 %)
Слайд 39Сложными эфирами являются жиры и липиды, в образовании которых принимают
участие многоатомные спирты и
ВЖК
Слайд 41 Многие лекарственные препараты являются сложными эфирами. Поэтому всегда следует
учитывать возможность их гидролиза в кислой среде желудка и щелочной
– кишечника
Слайд 43Аспирин использовали при лечении зубной, головной боли и артритов на
протяжении 100 лет. Но только в 1969 Джон Вейн
пояснил механизм его действия
Слайд 44
Схема реакции гидролиза аспирина
Слайд 45Сложные тиоэфиры наряду со сложными эфирами
являются
наиболее распространенными в природе производными карбоновых кислот. В организме таким представителем биологически-активных тиоэфиров является ацетил КоА
Слайд 47Таким образом осуществляется превращение холина в ацетилхолин – нейромедиатор, посредник
при передаче нервного импульса
Слайд 48Схема превращения холина в ацетилхолин
Слайд 50При передаче нервного импульса ацетилхолин синтезируется в окончаниях нервных волокон
и мигрирует к белковому рецептору следующей нервной клетки. Связывание ацетилхолина
с белковым рецептором является причиной передачи сигнала далее, а ацетилхолин гидролизуется, оставляя клетку готовой для приема следующего сигнала
Слайд 51Схемы реакций декарбоксилирования
Реакции декарбоксилирования карбоновых кислот – энергетически выгодный процесс
Декарбоксилирование характерно для кислот у которых в α-положении имеется электроноакцепторный
заместитель
Слайд 52Декарбоксилирование двухосновных кислот
Слайд 54При декарбоксилировании янтарной и глутаровой кислот происходит образование циклических ангидридов,
что обусловлено образованием пяти- или шестичленных гетероциклов, имеющих устойчивые конформации
"полукресла” и “кресла”
Слайд 56В биологических системах реакции декарбоксилирования протекают с участием ферментов –
декарбоксилаз
Декарбоксилирование аминокислот приводит к образованию биогенных
аминов
Слайд 57Схема реакции декарбоксилирования
in vivo
Слайд 58 В насыщенных алифатических кислотах в результате ЭА-влияния карбоксильной группы
появляется
СН - кислотный центр у α-углеродного атома
Слайд 59Реакции СН-кислотного центра
Галогенирование