Оба вида принципиально важны для проявления биологической активности у органических соединений.

Ключевые слова к теме

Исходный уровень знаний для усвоения темы

Содержание лекции

ИЗОМЕРИЯ БИООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

ЛЕКЦИЯ 3

3.1. Виды изомерии

3.2. Структурная изомерия

3.2.1. Изомерия скелета

3.2.2. Изомерия положения

3.3. Динамическая изомерия

3.3.1. Кето-енольная таутомерия

3.3.2 Лактим-лактамная таутомерия

3.4. Пространственная изомерия

3.4.1. Геометрическая изомерия

3.4.2. Оптическая( зеркальная) изомерия

3.4.3. Пространственное строении шестичленных циклов

3.4.4. медико-биологическое значение стереоизомерии

3.5. Приложение. Немного истории

 

Положение теории Бутлерова о взаимосвязи порядка соединения атомов и свойств органического соединения, понятие « изомерия», « изомеры», виды изомерии, тетрагональный ( тетраэдрический ) и тригональный атомы углерода, пространственная ориентация орбиталей атома углерода в состоянии гибридизации С sp³ и С sp² , плоско-поляризованный луч света.

ахиральный центр .диастереомер, енол , изомер изомерия , конфигурация , конформация, конформер , лактам , лактим, мезо-форма , поляриметр , проекция Фишера, равновесие прототропное , рацемат , стереоизомер(геометрический, оптический), стереоряд, центр хиральный, энантиомер

 

3.1. Виды изомерии

Изомерия- явление, заключающееся в существовании нескольких соединений одинакового состава С _х Н _y О_z N _p , но отличающихся по своим физическим и химическим свойствам ( isos – греч- равный , одинаковый, подобный ).

Такие вещества называются изомерами. Изомерия является одной из причин существования множества органических соединений.

Известны 2 основных вида изомерии: структурная и пространственная.

 

3.2. Структурная изомерия.

Можно выделить 2 вида структурной изомерии : статическую и динамическую

Различают несколько видов структурной изомерии статического характера ( термин статическая означает, что превращение в другую изомерную форму возможно только в процессе химической реакции изомеризации )

 

3.2.1. Изомерия скелета

1. Вещества разных классов образуются за счет изменения порядка соединения атомов

 

 

С₂ Н ₅ N О₂

СН₃ – СН₂ – NО₂ нитроэтан

NH₂ – CH₂ – COОН аминоуксусная кислота

С₂ Н₆ О

СН₃ О СН₃ диметиловый эфир

С₂ Н₅ О Н этанол

2. Возможна изомерия скелета веществ одного класса ( алканы, алкены- линейные, разветвленные, циклоалканы- изомеры отличаются размером цикла)

Изомерия цепи алканов начинается с бутана , а алкенов – с бутена.

Алкан состава С ₁₃ Н₂₈ имеет 802 изомера.

_. В химических процессах in vitro превращение линейных алканов в нелинейные под действием высокой температуре и специфических катализаторов используется в производстве высококачественного бензина.

Изомеризация углеродного скелета и превращение нелинейного соединения в линейное

возможно в весьма ограниченном круге биохимических реакций, в которых

обязательно участвует витамин В _12.

Важным биохимическим превращением является реакция изомеризации активной

формы ( тиоэфира ) метилмалоновой кислоты в активную форму сукцинилКоА

(тиоэфир янтарной кислоты ) . - макроэргическое соединение)

 

СН ₃ — СН –СООН

| —> НООС-СН₂ –СН₂ -СО SKoA

СО SKoA

МетилмалонилКоэнзим А сукцинилКоэнзим А

3.2.2. Изомерия положения:

- функциональных групп,

- двойной связи.

Этот вид изомерии важен для понимания свойств биоорганических соединений, создания лекарственных препаратов, которые могут выполнять роль синергистов или антагонистов по отношению к природным соединениям.

Синергисты- действуют в одном направлении( например, возмещают недостаток природного биологически активного соединения ), активируют биологические процессы.

Антагонисты( или антиметаболиты) – действуют в противоположном направлении, тормозят биологические процессы.

Например, в составе белка находятся только те природные аминокислот, у которых аминогруппа находится в положении -2 ( так называемое α -положение).

а -положение

СН₃ - СН - COOH СН ₂ - СН ₂- COOH

| |

NH₂ NH₂

2-аминопропановая кислота 3-аминопропановая кислота

входит в состав белка не входит в состав белка

( аланин ) ( ß -аланин)

Природная ненасыщенная олеиновая кислота С ₁₇ Н ₃₅ СООН содержит двойную связь между атомами 9,10. Ее изомеры, отличающиеся расположением двойной связи, не образуются в природных условиях, in vivo .

 

 

3.3. Динамическая изомерия.

Ах, все равно»- быстро сказала Алиса-

«Только, знаете, так неприятно

все время меняться»

Л. Кэрролл. «Алиса в стране чудес»

Примером динамической изомерии является таутомерия.