Ацетооцетна киселина. Ацетооцетна киселина и нейният естер като c-n киселина Ацетооцетна киселина ацетон
При диабет тялото ви изпитва трудности при транспортирането на глюкоза, вариант на захарта, от кръвта в клетките. Това води до високи нива на глюкоза в кръвта и ниски нива на глюкоза в клетките и не забравяйте, че вашите клетки се нуждаят от глюкоза за енергия, така че липсата на глюкоза означава, че клетките гладуват, въпреки че имат глюкоза точно на прага. Като цяло, тялото контролира колко глюкоза е в кръвта спрямо това колко се приема в клетките с помощта на два хормона: инсулин и глюкагон. Инсулинът понижава кръвната захар, докато глюкагонът повишава кръвната захар. И двата хормона се произвеждат от групи клетки в панкреаса, наречени Лангерхансови острови. Инсулинът се секретира от бета-клетките в центъра на островчетата, докато глюкагонът се произвежда от алфа-клетките в периферията на островчетата.Инсулинът намалява количеството глюкоза в кръвта, като се свързва с инсулиновите рецептори, вградени в клетъчната мембрана на различни инсулин- зависими тъкани като миоцити и мастна тъкан. Активирани, тези инсулинови рецептори карат гранулите на глюкозния транспортер вътре в клетката да се слеят с клетъчната мембрана, позволявайки на глюкозата да бъде транспортирана в клетката.Глюкагонът действа по обратния начин, повишава нивата на кръвната захар, като кара черния дроб да произвежда нови глюкозни молекули от други молекули, както и разграждат гликогена до глюкоза, така че всичко да може да бъде освободено в кръвта. Захарният диабет се диагностицира, когато нивата на кръвната захар станат твърде високи и се среща при 10% от населението на света. Има два типа диабет - тип 1 и тип 2, като основната разлика между тях е основната причина, поради която нивата на кръвната захар се повишават.Около 10% от хората имат диабет тип 1, а останалите 90% от хората с диабет имат тип 2. Нека започнем с диабет тип 1, понякога наричан просто диабет тип 1. В тази ситуация тялото не произвежда достатъчно инсулин. Причината това да се случва е, че при диабет тип 1 реакция на свръхчувствителност тип 4 или клетъчно-медииран имунен отговор възниква, когато собствените Т-клетки на човека атакуват панкреаса. Като бърз преглед, не забравяйте, че имунната система има Т клетки, които реагират на различни антигени, обикновено малки протеини, полизахариди или липиди, и че някои от тях са частици от клетки в собствените ни тела. Няма смисъл да оставяте Т-клетките, които ще атакуват собствените ви клетки, да се въртят наоколо и така има процес на елиминиране, наречен "самотърпимост". При диабет тип 1 има генетичен дефект, причиняващ загуба на самопоносимост сред Т-клетките, които са насочени специално към бета-клетъчните антигени. Загубата на автотолерантност означава, че на тези Т клетки е позволено да наемат други имунни клетки и да координират атака срещу тези бета клетки. Загубата на бета клетки означава по-малко инсулин, а намаляването на инсулина означава, че нивата на глюкозата се повишават в кръвта, тъй като глюкозата не може да влезе в клетките на тялото. Една много важна група от гени, свързани с регулацията на имунния отговор, е човешката левкоцитна антигенна система или HLA система. И въпреки че се нарича система, по същество това е група от гени на хромозома 6, която кодира повечето от комплексите за хистосъвместимост, или MHC, който е протеин, който е особено важен за подпомагане на имунната система да разпознава и чужди молекули както при поддържане на толерантност към себе си. MHC е като поднос за сервиране, който антигените представят на клетките на имунната система. Интересното е, че хората с диабет тип 1 обикновено имат специфични HLA гени, общи един с друг, единият наречен HLA-DR3, а другият HLA-DR4.Но това е само генетична следа, нали? Защото не всеки с HLA-DR3 и HLA-DR4 развива диабет. При диабет тип 1 разрушаването на бета клетките обикновено започва рано в живота, но понякога до 90% от бета клетките се унищожават преди появата на симптомите. Четирите клинични симптома на неконтролиран диабет, които всички звучат сходно, са полифагия, глюкозурия, полиурия и полидипсия. Нека да преминем през тях на свой ред. Въпреки че има много глюкоза в кръвта, тя не може да влезе в клетката, което причинява енергиен глад в клетката, следователно в отговор мастната тъкан започва да разгражда мазнините, което се нарича липолиза, и мускулната тъкан започва да се разгражда протеини, и двата процеса водят до загуба на тегло при човек с неконтролиран диабет. Това катаболно състояние кара човек да изпитва глад, известен също като полифагия. „Phagia“ означава „да ям“, а „poly“ означава „много“. Сега с високи нива на глюкоза, което означава, че когато глюкозата се филтрира през бъбреците, част от нея попада в урината, наречена глюкозурия. „Глюкоза-“ се отнася за глюкоза, „-урия“ за урина. Тъй като глюкозата е осмотично активна, водата я следва, причинявайки повишено уриниране или полиурия. „Поли-“ отново се отнася до „много“, а „-урия“ се отнася до урина. И накрая, поради прекомерното уриниране, хората с неконтролиран диабет се дехидратират и изпитват жажда или полидипсия. „Поли-“ означава „много“, а „-дипсия“ означава жаден. Въпреки че хората с диабет не са в състояние да произвеждат свой собствен инсулин, те все пак реагират на него, така че лечението включва доживотна инсулинова терапия за регулиране на нивата на кръвната им захар и по същество позволява на клетките да използват глюкозата. Едно доста сериозно усложнение при диабет тип 1 се нарича диабетна кетоацидоза или DKA.За да го разберем, нека се върнем към процеса на липолиза, при който мазнините се разграждат до свободни мастни киселини. След като това се случи, черният дроб преобразува мастните киселини в кетонови тела като ацетооцетна киселина и бета хидроксимаслена киселина, ацетооцетната киселина е кето киселина, защото има кето група и карбоксилна група.Бета хидроксимаслената киселина от друга страна, въпреки че остава една от кетонни тела, технически не е кето киселина, тъй като неговата кетонна група е заменена с карбоксилна група. Тези кетонни тела са много важни, тъй като могат да се използват от клетките като енергия, но също така повишават киселинността на кръвта, което е защо се нарича keto acid- lake Ако кръвта стане много "киселинна", това може да причини сериозни промени в тялото. Пациентите могат да развият дишане на Kussmaul, което е дълбоко и затруднено дишане, докато тялото се опитва да отстрани въглеродния диоксид от кръвта като начин за намаляване на киселинността. Клетките също имат носител, който обменя водородни йони (или Н+ протони) за калий. Когато киселинността на кръвта се повиши, тя по дефиниция е заредена с протони, които се изпращат в клетката, докато калият се изпраща в извънклетъчното пространство. Също така не забравяйте, че освен че помага на глюкозата да влезе в клетката, инсулинът стимулира натриево-калиевата АТФ-аза, която помага на калия да се върне в клетката, а без инсулин повече калий остава в извънклетъчната течност. И двата механизма водят до повишаване на калия в извънклетъчната течност, който бързо прониква в кръвта и причинява хиперкалиемия. След това калият се екскретира, така че с течение на времето, въпреки че нивата на калий в кръвта остават високи, общите запаси от калий в тялото - които включват калий в клетката - започват да намаляват. Пациентите ще имат голяма анионна празнина, която отразява голяма разлика в серумните неизмерени отрицателни и положителни йони, до голяма степен поради натрупване на кето киселини. Диабетна кетоацидоза може да възникне дори при хора, които вече са диагностицирани с диабет и вече са на инсулинова терапия.При стрес, подобно на инфекция, тялото освобождава адреналин, който от своя страна стимулира освобождаването на глюкагон. Твърде много глюкагон може да наруши деликатния хормонален баланс на глюкагон и инсулин към по-висока кръвна захар и може да доведе до веригата от събития, които описахме - повишена кръвна захар, загуба на глюкоза в урината, загуба на вода, дехидратация и паралел липса на алтернативна енергия, производство на кетони, тела или кетоацидоза. Интересното е, че и двете кетонни тела се разграждат до ацетон и се отделят като газ при издишване от белите дробове, което придава сладко-плодова миризма на човешкия дъх. Като цяло това е единствената "сладка" характеристика на това заболяване, което също причинява гадене, повръщане и в по-тежка степен промени в психичното състояние и остър оток на мозъка. Лечението на епизоди на кетоацидоза включва прилагане на подходящи течности за подпомагане на дехидратацията, инсулин за понижаване на нивата на кръвната захар и заместване на електролити като калий; всички те помагат за обръщане на кетоацидозата. Сега нека превключим и да поговорим за диабет тип 2, при който тялото произвежда инсулин, но тъканите не реагират толкова добре на него. Точната причина, поради която клетките не „реагират“, не е напълно известна, всъщност тялото осигурява нормално количество инсулин, но клетките не преместват глюкозни транспортери в мембраните си в отговор на това, което, както си спомняте, е необходими за транспортирането на глюкоза в клетката, тези клетки следователно развиват инсулинова резистентност. Някои от рисковите фактори за инсулинова резистентност са затлъстяване, липса на движение, хипертония, но точният механизъм на тяхното развитие все още се изследва. Например, смята се, че излишната мастна тъкан (или мазнини) причинява производството на свободни мастни киселини и така наречените "адипокини", които са сигнални молекули, способни да причинят възпаление, което изглежда е свързано с инсулинова резистентност. Във всеки случай много хора със затлъстяване нямат диабет, така че генетичните фактори вероятно играят важна роля и тук. Виждаме това също, когато разглеждаме проучвания с близнаци, където наличието на близнак с диабет тип 2 увеличава риска от развитие на диабет тип 2, при липса на други външни фактори. При диабет тип 2, тъй като тъканите не реагират толкова добре на нормалните нива на инсулин, тялото започва да произвежда повече инсулин, за да постигне същия ефект и да премахне глюкозата от кръвния поток. Те правят това чрез бета-клетъчна хиперплазия, увеличаване на броя на бета-клетките и хипертрофия, тъй като те се увеличават по размер, всичко това с цел да произвежда повече инсулин. Това работи известно време и чрез поддържане на нивата на инсулин над нормалното нивата на кръвната захар могат да се поддържат на нормално ниво, наречено нормогликемия. Сега, заедно с инсулина, бета клетките отделят и островен амилоиден полипептид, или амилин, и докато бета клетките отделят инсулин, те отделят и увеличени количества амилин. С течение на времето амилинът се натрупва и събира в островчета. Тази бета-клетъчна компенсация не е устойчива и с течение на времето тези бета-обработващи клетки се уморяват и неработоспособни и претърпяват недохранване (намаляват) и хипоплазия и умират. Със загубата на бета клетки и намаляването на нивата на инсулин в кръвта, кръвната глюкоза започва да се повишава, пациентите развиват хипергликемия, което води до подобни клинични признаци, които споменах по-рано, като полифагия, глюкозурия, полиурия и полидипсия. Но за разлика от диабет тип 1, диабет тип 2 циркулира инсулин от бета клетки, които се опитват да компенсират инсулиновата резистентност. Това означава, че балансът инсулин/глюкагон е такъв, че обикновено не се развива диабетна кетоацидоза. Казано е, че усложнение, наречено хиперосмоларно хипергликемично състояние (или HHS), е по-често при диабет тип 2, отколкото при тип 1 - и това причинява повишаване на плазмения осмоларитет поради прекомерна дехидратация и концентрация на кръвта. За да разберете това, не забравяйте, че глюкозата е полярна молекула, която не може пасивно да дифундира през клетъчната мембрана, което означава, че се държи като разтворено вещество. И когато нивата на глюкоза в кръвта са много високи (което предполага хиперосмоларно състояние), уононът започва да напуска клетките на тялото и да отива в съдовете, оставяйки клетките относително сухи и свити, вместо пълни и сочни. Пълните с вода кръвоносни съдове водят до повишено уриниране и дехидратация на цялото тяло. И това е много сериозна ситуация, тъй като дехидратацията на клетките на тялото и особено на мозъка може да причини много симптоми, включително промени в психическото състояние. При HHS понякога можете да видите лека кетонемия или ацидоза, но не до степента на DKA, а при DKA можете да видите известна хиперосмоларност, така че определено има припокриване между двете. В допълнение към диабет тип 1 и тип 2, има и няколко други подтипа диабет. Гестационният диабет възниква, когато бременната жена има повишаване на кръвната захар, което е типично за третия триместър. Въпреки че не е напълно известна, причината може да е свързана с хормоните на бременността, които пречат на действието на инсулина върху инсулиновите рецептори. Освен това понякога пациентите могат да развият диабет, предизвикан от лекарства, при който лекарствата имат странични ефекти, които повишават нивата на кръвната захар. Смята се, че механизмът и в двата случая е свързан с инсулинова резистентност (както при диабет тип 2), отколкото с автоимунен деструктивен процес (както при диабет тип 1). Диагнозата на диабет тип 1 или тип 2 се основава на това колко глюкоза плува в кръвта и има специфични стандарти, които Световната здравна организация използва. Много често се извършва тест за глюкоза на гладно, когато човек не яде и не пие (освен вода, това е възможно) в продължение на 8 часа и се определя нивото на кръвната му захар. Ниво от 110 милиграма на децилитър до 125 милиграма на децилитър показва преддиабет, докато 126 милиграма на децилитър или по-високо определя диабет. Глюкозен тест без гладуване или произволен тест може да се извърши всеки път, когато 200 милиграма на децилитър или повече е червен флаг за диабет. Друг тест се нарича тест за глюкозен толеранс, при който на пациента се дава глюкоза и след това се взема кръвна проба на интервали, за да се определи колко добре глюкозата напуска кръвта, като най-важният интервал е 2 часа, а 200 или повече определя диабета . Друго нещо, което трябва да запомните е, че когато нивата на кръвната захар се повишат, глюкозата може също да се прикрепи към протеини, които циркулират в кръвта или клетките.И това ни води до друг вид тест, който може да се направи, и това е тестът HbA1c, който определя съотношението хемоглобин в червените кръвни клетки, към които е прикрепена глюкозата - наречен гликозилиран хемоглобин. Ниво на HbA1c от 6% до 6,4% показва преддиабет, а 6,5% или по-високо показва диабет. Този дял на гликозилиран хемоглобин не се променя всеки ден, така че става ясно дали нивото на глюкозата е било повишено през последните 2-3 месеца. С течение на времето високите нива на глюкоза могат да причинят увреждане на малки кръвоносни съдове, наречени микроваскулатура. В артериолите, процес, наречен хиалинова артериолосклероза, когато хиалинът се отлага в стените на артериолите, тези отлагания на протеини правят стените твърди и твърди. В капилярите базалната мембрана може да се удебели и да попречи на транспорта на кислород от капилярите към тъканите, причинявайки хипоксия. Един от най-значимите ефекти е, че диабетът повишава риска от увреждане на средни и големи артерии и последваща атеросклероза, което може да доведе до инфаркт или инсулт, основните причини за заболеваемост и смъртност при пациенти с диабет. В очите диабетът може да доведе до ретинопатия и признаци за това могат да се видят при изследване на очното дъно, което разкрива "памучни" области или точковидни кръвоизливи - което в крайна сметка може да доведе до слепота. В бъбреците аферентните и еферентните артериоли, както и самите гломерули, могат да се повредят, което води до нефротичен синдром, който бавно намалява способността на бъбреците да филтрират кръвта с течение на времето и в крайна сметка може да доведе до диализа. Диабетът може също да засегне функцията на нервите, причинявайки симптоми като намалено усещане в пръстите на краката и ръцете, това понякога се нарича разпределение по вид ръкавици и чорапи, както и причинява смущения във автономната нервна система, система, която контролира различни на телесните функции - всичко от изпотяване до транспортиране на газове. В крайна сметка както лошото кръвоснабдяване, така и увреждането на нервите могат да доведат до язви (обикновено на крака), които не зарастват лесно и могат да бъдат доста тежки и трябва да бъдат ампутирани. Това е едно от усложненията на неконтролирания диабет, поради което е толкова важно да се предотврати, диагностицира и контролира диабета чрез здравословен начин на живот, лекарства за намаляване на инсулиновата резистентност и дори инсулинова терапия, ако бета клетките са изчерпани. Всъщност много хора с диабет могат да контролират нивата на кръвната си захар много ефективно и да живеят пълноценен и активен живот без никакви усложнения.
Въведение
Целите на работата са дефинирани, както следва:
1. Да се изследва структурата и свойствата, както и структурните особености на ацетооцетния естер (AUE) въз основа на електронни представяния;
2. Разгледайте структурните особености и свойства на други β-дикарбонилни съединения;
3. Експериментално изследване на кето-фенолната тавтомерия на моно- и β-дикарбонилни съединения;
4. Да се изследва двойната реактивност на примера на AUE;
5. Учебни синтези на базата на AUE.
Работни задачи:
1. Потвърдете структурата и свойствата на AUE въз основа на експеримент;
2. Докажете връзката на ацетооцетния естер с други класове органични съединения.
Литературен преглед
Класификация на дикарбонилните съединения
Таблица 1. Физични свойства на някои алдехидни и кето киселини
Таблица 1 показва някои от физичните свойства на първите представители на хомоложната серия на алдехидни и кето киселини. В сравнение с ограничаващите моноосновни карбоксилни киселини със същото молекулно тегло, оксокиселините се различават значително по физични свойства. Алдехидо- и кетокиселините имат свойства както на карбоксилни киселини, така и на карбонилни съединения (алдехиди и кетони). Освен това те разкриват редица специфични трансформации, свързани с наличието на двете функции и тяхното взаимно влияние. Оксокиселините проявяват по-силни киселинни свойства в сравнение с незаместените карбоксилни киселини. Увеличаването на киселинните свойства е свързано с доста силен ефект на изтегляне на електрони на карбонилната група (-I), което води до увеличаване на мезомерния ефект на карбоксилната група и увеличаване на поляризацията на O - H връзката. индукционен ефект.
Ацетооцетна киселина и нейните естери като C - H киселини
Хомоложната серия от β-кетонни киселини започва с ацетооцетна киселина. Може да се получи чрез внимателно осапунване на неговите естери или чрез добавяне на вода към дикетена:
Важна роля в органичния синтез играе етиловият естер на тази киселина:
Използва се за получаване на различни кетони и киселини.
Една от най-важните от синтетична гледна точка реакции на естери, протичащи под действието на основи, е автокондензацията на етилацетат, причинена от натриев етоксид и водеща до ацетооцетен естер. Тази реакция се нарича кондензация на Клайзен.
Етилацетат Ацетооцетен естер
Интересно е с това, че трябва да е термодинамично неблагоприятно. Това предположение е оправдано на практика. Бяха положени много усилия за намиране на условията, при които добивите на кондензационния продукт са от практическо значение.
Механизъм на кондензация на Claisen: Първата стъпка е образуването на етилацетатен анион, който, тъй като е изключително силен нуклеофил, атакува карбонилния въглероден атом на втората естерна молекула. Елиминирането на етилния йон води допълнително до естера на β-киселината, етил ацетоацетат.
C 2 H 5 O - + H + - CH 2 CO 2 C 2 H 5 : - CH 2 CO 2 C 2 H 5 + C 2 H 5 OH
Всички тези стъпки в крайна сметка водят до неблагоприятно равновесно положение и задоволителни добиви от β-кетоестери се получават само ако равновесието може да бъде изместено чрез отстраняване на един от продуктите. Това може да се постигне чрез дестилиране на етилов алкохол; може обаче да е трудно тази дестилация да бъде завършена и ако изходният естер има ниска точка на кипене, тогава този метод естествено не е приложим.
От друга страна, може да се използва голям излишък от натриев етоксид. Този метод е ефективен, тъй като етанолът е по-слаба киселина от фенолния естер и излишъкът от етил измества равновесието надясно поради превръщането на р-кетоестера във фенолната сол.
Очевидно е, че кондензационният продукт трябва да се получи от фенолната сол и да се изолира при условия, които предотвратяват обратната реакция на разлагане до първоначалните реагенти. Най-добрият метод е да "замразите" реакционната смес, за което тя се излива в излишък от студена разредена киселина.
Особеност на ацетооцетния естер е, че в някои реакции той се държи като кетон, а в други като ненаситен алкохол. Тази необичайна реактивност се дължи на факта, че ацетооцетният естер е смес от две тавтомерни форми.
Тавтомерията се разбира като сравнително бързо установено равновесие между изомери, които при нормални условия не могат да бъдат отделени един от друг. Особено разпространена в органичната химия е така наречената прототропна тавтомерия, при която тавтомерните изомери се различават един от друг в позицията на Н атома с едновременно преразпределение на р-електрони. Той включва триаден прототропен тавтомеризъм.
По същество прототропният тавтомеризъм съответства на ситуацията, когато една и съща основа, поради наличието на няколко центъра на основност, съответства на няколко спрегнати киселини.
Класически пример за триаден прототропен тавтомеризъм е кето-енолният тавтомеризъм.
Ацетооцетният естер обикновено съществува като равновесна смес от тавтомери на кетон и енол в съотношение 92,5 към 7,5.
Кето форма (92,5%) Енолна форма (7,5%)
Взаимното превръщане на енолните и кетонните форми на ацетооцетния естер е изключително чувствително към катализа от основи и в по-малка степен от киселини.
Въпреки това, ако контактът с вещества с киселинно или основно естество е напълно изключен, скоростта на взаимно преобразуване се намалява до такава степен, че е възможно да се отдели енолът с по-ниска точка на кипене от кетоформата чрез фракционна дестилация при понижено налягане. Разделените по този начин тавтомери са стабилни за произволно дълго време, когато се съхраняват в кварцови съдове и t0 = 800C.
Разработени са редица методи за определяне съдържанието на енолни и кето форми в равновесна смес. Обикновено физическите методи са най-точни, тъй като при провеждане на химични определяния винаги съществува опасност от изместване на равновесието под въздействието на химическо въздействие. За да установи състава на алелотропната смес в случая на ацетооцетния естер, Нор прилага рефрактометричния метод, той определя показателите на пречупване на чистите дезмотропни форми и индекса на пречупване на тяхната алелотропна смес.
таблица 2
Въз основа на факта, че в този случай има пряка връзка между промените в показателите на пречупване и промените в състава на сместа, Knorr изчислява, че ацетооцетният естер съдържа 2% енол и 98% кето форма. По-късно обаче беше показано, че в този случай рефрактометричният метод се оказа неподходящ поради факта, че стъклото на призмата катализира кето-енолната трансформация на ацетооцетния естер. Впоследствие се определя коефициентът на пречупване на двете внимателно пречистени дезмотропни форми на ацетооцетния естер, като се взема предвид тяхната изомеризация по време на измерването. Въз основа на тези данни беше установено, че обичайният ацетооцетен естер съдържа 7,4% енол.
Химичното определяне на съдържанието на енолните и кетоформите може да се използва само ако е известно, че под въздействието на реагента няма изместване на равновесието по време на експеримента. В резултат на това реакцията с FeCl3 не може да бъде приложена.
Химическият метод за определяне на състава на кето-енолната смес е разработен от Майер. Основава се на факта, че енолната форма реагира почти моментално с брома. Дефиницията се прави по следния начин. Излишък от бром се добавя към алкохолен разтвор на ацетооцетен естер при - 70 ° С; тъй като равновесието, нарушено по време на бромирането, постепенно се възстановява отново поради прехода на кетоформата към енол, излишъкът от бром се унищожава чрез добавяне на b-нафтол. Тъй като полученото бромокето съединение, чието съдържание съответства на съдържанието на енол в алелотропната смес, количествено реагира с HI с освобождаване на свободен йод, KI и сярна киселина се добавят към тестовия разтвор; освободеният йод се титрува. Целият процес може да бъде представен със следната диаграма:
Цялата работа до титруването на йода трябва да се извърши много бързо (~ 15 секунди).
При тези условия бромоводородът, който обикновено насърчава енолизирането на ацетооцетния естер, няма каталитичен ефект. По този начин е установено, че ацетооцетният естер съдържа 7,7% енол и 92,3% кето форма. Прясно дестилираният етер е много по-богат на енолната форма, тъй като последната има по-ниска точка на кипене от кетоформата, в резултат на което равновесното положение на кетоформата на енола е частично изместено надясно.
В различните разтворители съдържанието на енолната форма е различно: колкото по-полярен е разтворителят, толкова по-голямо е съдържанието на кетонната форма:
Таблица 3. Съдържание на енолната форма в различни разтворители
Химични свойства на ацетооцетния естер
енол дикарбонил етер ацетооцетна киселина
1. Алкилиране на ацетооцетен естер.
Аниони на естери от ацетооцетен тип могат да бъдат алкилирани с алкилхалогениди. Естерът се превръща чрез действието на силна основа в енолатен анион и последният се алкилира допълнително чрез реакцията SN2 с алкил халид. Обикновено преобладава С-алкилирането.
Ацетооцетният естер може да се хидролизира при киселинни условия до съответните киселини, които лесно се декарбоксилират при нагряване. В този случай метил алкил кетони се образуват от алкил ацетооцетни естери:
2. Ацилиране на ацетооцетен естер.
Естерните аниони реагират с ацилхалиди, за да образуват продукти на ацилиране. Тези реакции се провеждат с най-голям успех, ако се използва натриев хидрид за получаване на енолната сол, тъй като в този случай няма образуване на алкохол, способен да реагира с ацилхалогенида.
3. Синтези с AUE.
AUE се използва широко в органичния синтез. Може да се използва за синтезиране на кетони, модифициране на естер с образуването на различни производни. AUE енолатите, които са способни да претърпят алкилиране и ацилиране с образуването на различни заместени ацетооцетни естери, предоставят редица допълнителни възможности за синтез. За разлика от натриевия малонов етер, тези реакции могат да протичат както при хидроксилния кислороден атом, така и при съседния въглероден атом. Механизмът на реакциите на SN2 като нуклеофил е енолатният йон.
Посоката на заместване се определя от няколко фактора. Най-важното е естеството на реагента R - X. Колкото по-мека е напускащата група "X", толкова по-лесно ще протече реакцията в мекия реакционен център - въглеродния атом. Това се случва, когато енолатът, анион, се алкилира с алкил йодиди и бромиди.
Възможностите за използване на AUE в синтеза на различни продукти се разширяват поради способността му да се подлага на разцепване в две посоки. При нагряване с разредени разтвори на основи или киселини, ацетооцетната киселина, образувана след хидролиза, се разлага и образува кетони. Третирането с концентрирани алкални разтвори води до образуването на две молекули оцетна киселина от AUE (киселинно разцепване):
Механизмът на киселинно разцепване се състои в нуклеофилна атака от хидроксилния йон на карбонилния въглерод, носещ частичен положителен заряд. След добавяне на хидроксида нестабилният продукт се разлага.
Биосинтез на IVFA. Структурата на палмитат синтазния комплекс. Химия и регулиране на процеса.
биосинтеза на мастни киселини. Висшите мастни киселини могат да се синтезират в организма от метаболитите на въглехидратния метаболизъм. Изходното съединение за тази биосинтеза е ацетил-КоА, който се образува в митохондриите от пируват, продукт на гликолитичното разграждане на глюкозата. Мястото на синтез на мастни киселини е цитоплазмата на клетките, където има мултиензимен комплекс синтетаза на висши мастни киселини. Този комплекс се състои от шест ензима, свързани с ацил-носещ протеин, който съдържа две свободни SH групи (APB-SH). Синтезът се осъществява чрез полимеризация на двувъглеродни фрагменти, крайният му продукт е палмитинова киселина - наситена мастна киселина, съдържаща 16 въглеродни атома. Задължителните компоненти, участващи в синтеза, са NADPH (коензим, образуван в реакциите на пентозофосфатния път на окисление на въглехидратите) и АТФ.
Ацетил-КоА навлиза в цитоплазмата от митохондриите чрез цитратния механизъм (Фигура 20.1). В митохондриите ацетил-КоА взаимодейства с оксалоацетат (ензим - цитрат синтаза), полученият цитрат се транспортира през митохондриалната мембрана с помощта на специална транспортна система. В цитоплазмата цитратът реагира с HS-CoA и ATP, като се разлага отново на ацетил-CoA и оксалоацетат (ензимът - цитрат лиаза). Първоначалната реакция за синтеза на мастни киселини е карбоксилирането на ацетил-КоА с образуването на малонил-КоА (Фигура 20.2). Ензимът ацетил-CoA карбоксилаза се активира от цитрат и се инхибира от CoA производни на висши мастни киселини.
След това ацетил-КоА и малонил-КоА взаимодействат с SH групите на ацил-носещия протеин
Синтезът на ФК е „подобен“ на β-окислението, но реакционният продукт взаимодейства с нова молекула малонил-КоА и цикълът се повтаря многократно до образуването на остатък от палмитинова киселина, но обратното: процесът е цикличен, но в края на всеки цикъл FA веригата се удължава с 2 въглеродни атома. В края на синтеза на палмитинова киселина APB се отцепва. Процесът на синтез се осъществява от комплекса палмитат синтетаза. Това е доменен протеин (състои се от 1 PPC, който образува домен в няколко региона, който има ензимна активност в третичната структура).
Включва 6 места с ензимна активност. Всички заедно те са комбинирани в ACP, който е свързан с фосфопантонеат (фосфорилирана пантотенова киселина с SH група в края). Всички реакции протичат в този край, тоест S не се освобождава в околната среда. Палмитатсинтетазата има 2 функционални единици, всяка от които синтезира 1 палмитинова киселина.
Реакционният продукт взаимодейства с нова малонил-CoA молекула и цикълът се повтаря многократно до образуването на остатък от палмитинова киселина.
Основните характеристики на биосинтезата на мастни киселини в сравнение с β-окислението:
синтезът на мастни киселини се извършва главно в цитоплазмата на клетката, а окислението - в митохондриите;
Участие в процеса на свързване на CO2 с ацетил-КоА;
протеинът, носещ ацил, участва в синтеза на мастни киселини, а коензим А участва в окисляването;
За биосинтеза на мастни киселини са необходими окислително-редукционните коензими NADPH, а за β-окисление NAD+ и FAD.
Регулиране на синтеза на мастни киселиниРегулаторен ензим за синтеза на мастни киселини - ацетил-КоА карбоксилаза
Начини за използване на ацетил КоА. Механизъм на образуване и значение на ацетооцетната киселина. Биосинтеза на кетонни тела. Кетоацидоза.
Ацетил-КоА, като краен продукт на гликолитичния цикъл, може да се използва като източник на енергия (в цикъла на Кребс), както и да участва в синтеза на триглицериди, холестерол, стероиди и образуването на кетонни тела.
Начини за използване на ацетил-КоА:
1. Отива до TsTK, енергията се освобождава с достатъчен брой ЧАСТИ.
2. Биосинтеза на мастни киселини.
3. Биосинтеза на холестерола.
4. Биосинтеза на кетонни тела.
Механизъм на образуване и значение на ацетооцетната киселина. Биосинтеза на кетонни тела.
Ацетооцетна киселина (ацетоацетат) и ацетооцетен естер. Най-простата от β-кетонните киселини, ацетооцетната CH3-CO-CH2-COOH.
подобно на други β-кетонни киселини, тя е крехка. Вече при слабо нагряване, дори и във водни разтвори
се разлага на ацетон и въглероден диоксид. Още по-малко издръжливи са неговите соли с тежки метали, които се разлагат и образуват
ацетон дори при нормална температура. Ацетооцетната киселина се намира в урината на пациенти с диабет.
Кетоновите тела са специална транспортна форма на ацетил-КоА.
Терминът "кетонни (ацетонови) тела" означава ацетооцетна киселина (ацетоацетат) CH3COCH2COOH, β-
хидроксимаслена киселина (β-хидроксибутират или D-3-хидроксибутират) CH3CHOHCH2COOH и ацетон CH3COCH3.
Кетонните тела се образуват в черния дроб. Синтезът на кетонни тела се извършва в черния дроб, в митохондриите. Синтезът на кетонните тела започва с взаимодействието на две молекули ацетил-КоА, които под действието на ензима тиолаза образуват ацетоацетил-КоА
Реакцията се катализира от ензима ацетил-КоА ацетилтрансфераза (ацетоацетил-КоА тиолаза).
След това ацетоацетил-КоА взаимодейства с друга молекула ацетил-КоА.
Реакцията протича под въздействието на ензима хидроксиметилглутарил-КоА синтаза:
Полученият β-хидрокси-β-метилглутарил-CoA е способен на
хидроксиметилглутарил-CoA-лиазата се разцепва на ацетоацетат и ацетил-CoA:
Ацетооцетната киселина може да се възстанови с участието на NAD-зависим D-
р-хидроксибутират дехидрогеназа; това образува D-β-хидроксимаслена киселина
киселина (D-β-хидроксибутират). Отново трябва да се подчертае, че ензимът
специфичен за D-стереоизомера и не засяга CoA естерите:
Регулиране на синтеза на кетонни тела. Регулаторен ензим за синтеза на кетонни тела -
HMG-CoA синтаза.
HMG-CoA синтаза – индуцируем ензим; неговият синтез се увеличава с
повишаване на концентрацията на мастни киселини в кръвта. Концентрацията на мастни киселини в
кръв се увеличава с мобилизирането на мазнини от мастната тъкан под действието на
глюкагон, адреналин, т.е. по време на гладуване или физическа работа.
HMG-CoA синтазата се инхибира от високи концентрации на свободни
коензим А.
Когато доставката на мастни киселини към чернодробните клетки се увеличи, CoA се свързва
при тях концентрацията на свободния КоА намалява и ензимът става активен.
Ако приемът на мастни киселини в чернодробните клетки намалее, тогава съответно концентрацията се увеличава
свободен CoA, който инхибира ензима. Следователно скоростта на синтез на кетонни тела в черния дроб зависи от приема на
мастни киселини.
Кетоацидоза.
Обикновено концентрацията на кетонни тела в кръвта е 1-3 mg / dl (до 0,2 mmol / l), но се увеличава значително по време на гладуване.
Увеличаването на концентрацията на кетонни тела в кръвта се нарича кетонемия, отделянето на кетонни тела в урината се нарича кетонурия.
Натрупването на кетонни тела в тялото води до кетоацидоза: намаляване на алкалния резерв (компенсирана ацидоза) и в тежки случаи до изместване на pH (некомпенсирана ацидоза. Ацидозата достига опасни нива при захарен диабет, тъй като концентрацията на кетонни тела при това заболяване може да достигне до 400-500 mg/dL Тежката ацидоза е една от водещите причини за смърт при диабет Натрупването на протони в кръвта нарушава свързването на кислорода
хемоглобин, повлиява йонизацията на функционалните групи на протеините, нарушавайки тяхната конформация и функция. Натрупването на кетонни тела в тялото се нарича кетоза. Кетозата е придружена от кетонемия и кетонурия. Кетозата бива физиологична и патологична. Физиологична кетоза възниква при гладуване, продължителна мускулна работа и при новородени, патологична - при захарен диабет. Натрупването на кетонни тела се насърчава от катехоламини и хормон на растежа. Инсулинът намалява синтеза на кетонни тела.
ОЦЕТООЦЕТНА КИСЕЛИНА
Кето киселина, CH 3 COCH 2 CO 2 H се получава чрез промиване на ацетооцетен естер (виж) със слаб разтвор на основа на студено. След промиване на А. киселината се изолира със слаба H2SO4 и се екстрахира с етер; след дестилация на етера сухата А. киселина е гъста течност, смесима с вода във всички пропорции; Това? силна киселина; при нагряване се разлага на ацетон и CO 2; с FeCl2, подобно на неговите естери, дава виолетов цвят. Неговите соли са нестабилни. Понякога в урината се откриват натриеви и бариеви соли. Азотната киселина разлага А. киселина на изонитрозоацетон и CO 2 .
Брокхаус и Ефрон. Енциклопедия на Брокхаус и Ефрон. 2012
Вижте също интерпретации, синоними, значения на думата и какво е АЦЕТООЦЕТНА КИСЕЛИНА на руски в речници, енциклопедии и справочници:
- ОЦЕТООЦЕТНА КИСЕЛИНА на медицински език:
(син. -кетомаслена киселина) междинен продукт от метаболизма на мастни киселини и някои аминокиселини, който е ациклична наситена киселина, съдържаща в -позиция ... - ОЦЕТООЦЕТНА КИСЕЛИНА
α-кето киселина, CH3COCH2CO2H се получава чрез промиване на ацетооцетен естер (виж) със слаб разтвор на основа на студено. След промиване на А. киселината се изолира със слаба H2SO4 и ... - КИСЕЛИНА в съновника на Милър, съновник и тълкуване на сънища:
Пиенето на някакъв вид киселина е неблагоприятен сън, който ви носи много безпокойство.За жена пиенето на кисели течности означава, че тя може да... - КИСЕЛИНА в Енциклопедичния речник:
, -и, мн. -dm, -dr, f. Химично съединение, съдържащо водород, което при взаимодействие с основи (в 8 стойности) дава соли и ... - КИСЕЛИНА в пълната акцентирана парадигма според Зализняк:
киселина, кисел "ти, киселини", кисел "т, киселина", кисел "там, киселина", кисел "ти, киселина", киселина "ю, кисел" тами, киселина "... - КИСЕЛИНА в речника на синонимите на руския език:
аква киселина, алакреатин, алкилбензенсулфонова киселина, алкокси киселина, алдехидна киселина, амид, антражас, аурин, барбитал, бензенсулфонова киселина, бензенсулфонова киселина, билитраст, бутандиова киселина, халоген, халокиселина, хексафлуоросилициева киселина, хексафлуоросилициева киселина, хексахлороплатинова киселина, хетерополиацид, хидроазино киселина,... - КИСЕЛИНА в Новия обяснителен и деривационен речник на руския език Ефремова:
и. 1) Разсейване. съществително по стойност прил.: кисело. 2) Химично съединение, съдържащо водород, което може да бъде заменено с метал, когато се образува сол. 3) ... - КИСЕЛИНА в Речника на руския език Лопатин:
киселини`a, -`s, pl. - не,... - КИСЕЛИНА в Пълния правописен речник на руския език:
киселина, -s, мн. -о т, ... - КИСЕЛИНА в правописния речник:
киселини`a, -`s, pl. - не,... - КИСЕЛИНА в Речника на руския език Ожегов:
1 химично съединение, съдържащо водород, което, когато реагира с N8 бази, дава соли и оцветява лакмусовата хартия в червено азотно, ... - КИСЕЛИНА в Обяснителния речник на руския език Ушаков:
киселини, мн. киселини, g. 1. Само единици. Разсейване съществително вкисвам, нещо кисело (разговорно). Опитах, усещам: някаква киселина. 2. … - КИСЕЛИНА в Обяснителния речник на Ефремова:
киселина 1) Разсейване. съществително по стойност прил.: кисело. 2) Химично съединение, съдържащо водород, което може да бъде заменено с метал, когато се образува сол. … - КИСЕЛИНА в Новия речник на руския език Ефремова:
и. 1. разсейване съществително според прил. киселинен 2. Химично съединение, съдържащо водород, което може да бъде заменено с метал при образуването на сол. 3. Всичко... - КИСЕЛИНА в Големия съвременен обяснителен речник на руския език:
и. 1. Химично съединение, съдържащо водород, което може да бъде заменено с метал, когато се образува сол. 2. Фактът, че със свойствата си - цвят, мирис, ... - Солно-солна, или солна киселина
- ФУМАРОВА КИСЕЛИНА в Енциклопедичния речник на Brockhaus и Euphron:
(химикал), бутенова киселина C4H4O4 = C2H2 (CO2H) 2 - стереоизомер (монотропен изомер? - срв. Фосфор, алотропия) на малеинова киселина (виж). Намира се готово в растителното царство и ... - ПИКОЧНА КИСЕЛИНА в Енциклопедичния речник на Brockhaus и Euphron.
- МЛЕЧНА КИСЕЛИНА в Енциклопедичния речник на Brockhaus и Euphron:
(ac. lactique, lactic ac., Milchs?ure, chem.), иначе?-хидроксипропионова или етилиден-млечна киселина - C3H6O3 = CH3 -CH (OH) -COOH (срв. Хидракрилова киселина); известни три... - Винена или винена киселина в Енциклопедичния речник на Brockhaus и Euphron:
(винена киселина, винена киселина, Weinsteins?ure) - C4H6C6, иначе диоксиянтарна - е значително разпространена в растителното царство, където се намира свободна или ... - ФУМАРОВА КИСЕЛИНА
(хим.), бутенова киселина C 4 H 4 O 4 \u003d C 2 H 2 (CO 2 H) 2? стереоизомер (монотропен изомер? ... - ПИКОЧНА КИСЕЛИНА*
- УРИНА* в Енциклопедията на Брокхаус и Ефрон.
- МЛЕЧНА КИСЕЛИНА в Енциклопедията на Брокхаус и Ефрон:
(ac. lactique, lactic ac., Milchs a ure, chem.), иначе? -оксипропионова или етилиден млечна киселина? C 3 H 6 O 3 ... - ВИНЕНА КИСЕЛИНА* в Енциклопедията на Брокхаус и Ефрон:
или винена киселина (винена киселина, винена киселина, Weinsteinsaure)? C 4 H 6 C 6, иначе диоксиянтарна? широко разпространен... - КЕТОННИ ТЕЛА на медицински език:
(син. ацетонови тела) група органични съединения (-хидроксимаслена киселина, ацетооцетна киселина и ацетон), които са междинни продукти от метаболизма на мазнини, въглехидрати и протеини; … - КЕТОМАСЛЕНА КИСЕЛИНА на медицински език:
вижте ацетооцетна киселина... - ДИАЦЕТУРИЯ на медицински език:
(диацетурия; лат. acidum diaceticum ацетооцетна киселина + гръцки uron урина) наличие на ацетооцетна киселина в урината; наблюдава се при диабет, фебрилна... - ТИРОЗИН
b-(p-хидроксифенил) a-аминопропионова киселина, ароматна аминокиселина. Съществува под формата на оптично активни D- и L- и рацемични DL-форми. Л-Т. включен в много... - КРЪВ във Великата съветска енциклопедия, TSB:
течна тъкан, циркулираща в кръвоносната система на хора и животни; осигурява жизнената дейност на клетките и тъканите и изпълнението на различни физиологични функции от тях. … - КЕТОННИ ТЕЛА във Великата съветска енциклопедия, TSB:
тяло, група органични съединения (b-хидроксимаслена киселина, ацетооцетна киселина, ацетон), образувани в черния дроб, натрупани в кръвта (кетонемия) и екскретирани в урината ... - АЦЕТОНОВИ ТЕЛА във Великата съветска енциклопедия, TSB:
тела, кетонни тела, група органични съединения: P-хидроксимаслена киселина, ацетооцетна киселина и ацетон, образувани в черния дроб при непълно окисление на мастни киселини. … - ЦИКЛИЧНИ КИСЕЛИНИ в Енциклопедичния речник на Brockhaus и Euphron:
са карбоксилирани (виж Карбоксил) производни на циклични въглеводороди. В тази статия киселини с формула Сn?2n - x(C?2?)x или CmH2(m ... - ФТАЛОВА КИСЕЛИНА в Енциклопедичния речник на Brockhaus и Euphron:
Това име се отнася до най-простите ароматни дикарбоксилни или двуосновни киселини от състава C6H4 (CO2H) 2. Е. киселини, като дизаместени производни на бензен (виж Ароматни въглеводороди), ...
Ацетооцетна киселина (формула CH 3 CO CH 2 COOH) - органична кето киселина; междинен продукт от метаболизма на мастни киселини и аминокиселини. Ацетооцетната киселина е органично съединение от групата на β-кетокиселините.
Ацетооцетната киселина се характеризира с кето-енолна тавтомерия. В резултат на индуктивния ефект на кето групата, ацетооцетната киселина е по-„киселинна“ от нейната основа, маслена киселина.
Ацетооцетната киселина реагира с халогени (хлоро- или бром), които я разлагат до съответния халогеноводород, въглероден диоксид и халоацетон (хлоро- или бромоацетон):
Реакции на кетонно разцепване на ацетооцетен естер
35. Хетерофункционални производни от бензеновия ред като лекарства. Салицилова киселина и нейните производни (ацетилсалицилова киселина, фенил салицилат, метил салицилат).
Сред монофункционалните производни на бензола специално място заема производното с карбоксилна група - бензоената киселина, използвана в медицината под формата на натриева сол (натриев бензоат) като отхрачващо средство.
Свободната бензоена киселина се намира в някои смоли и балсами, както и в боровинки, боровинки, но по-често се среща в свързана форма. Като хетерофункционално съединение р-аминофенолобразува производни за всяка функционална група поотделно и едновременно за две функционални групи. р-аминофенолът е токсичен. Интерес за медицината представляват неговите производни - парацетамол, фенацетин, които имат аналгетично (болкоуспокояващо) и антипиретично действие.
Парацетамолът е N-ацетилово производно на р-аминофенола. Фенацетинът се получава чрез ацетилиране на етиловия естер на р-аминофенола, наречен фенетидин.
Естерите на ароматните аминокиселини имат общо свойство - способността да предизвикват локална анестезия до известна степен, ᴛ.ᴇ. загуба на чувствителност. Това свойство е особено изразено за пара-производните. В медицината се използват анестезин и новокаин. Новокаинът се използва под формата на сол (хидрохлорид), което е свързано с изключителното значение на повишаването на разтворимостта му във вода.
р-аминобензоената киселина е фактор на растежа на микроорганизмите и участва в синтеза на фолиева киселина, с липса или липса на която микроорганизмите умират. Името на киселината се свързва с изолирането й от листата на спанак (от лат. folium - лист). Фолиевата киселина играе важна роля в метаболизма на нуклеиновите киселини и протеините; не се синтезира в човешкото тяло.
Фолиевата киселина (витамин В) включва три структурни фрагмента - ядрото на птеридина, р-аминобензоената и L-глутаминова киселина. И двете функционални групи на р-аминобензоената киселина участват в образуването на връзки с другите два компонента.
Салициловата киселина принадлежи към групата на хидроксибензоените киселини. Като о-хидроксибензоена киселина, тя лесно се декарбоксилира при нагряване до образуване на фенол.
Салициловата киселина е разтворима във вода, дава интензивно оцветяване с железен (III) хлорид (качествено откриване на фенолната хидроксилна група). Има спазмолитично, температуропонижаващо и противогъбично действие, но като силна киселина (pKa 2,98) предизвиква дразнене на храносмилателния тракт и затова се използва само външно. Вътре се използват неговите производни - соли или естери. Салициловата киселина може да образува производни на всяка функционална група. От практическо значение са натриевият салицилат, естерите на СООН групата (метилсалицилат, фенилсалицилат (салол)) и ОН групата - ацетилсалицилова киселина (аспирин). Изброените производни (с изключение на салол) имат аналгетичен, антипиретичен и противовъзпалителен ефект. Поради дразнещия си ефект метилсалицилатът се използва външно като част от мехлеми. Салолът се използва като дезинфектант при чревни заболявания и се отличава с това, че не се хидролизира в киселата среда на стомаха, а се разлага само в червата, поради което се използва и като материал за защитните обвивки на някои лекарства, които не са стабилни в кисела среда.стомах.
От другите производни на салициловата киселина р-аминосалициловата киселина (PASA) е от голямо значение като противотуберкулозно средство. PAS е антагонист на р-аминобензоената киселина, която е изключително важна за нормалното функциониране на микроорганизмите. Други изомери нямат този ефект. m-аминосалициловата киселина е силно токсично вещество.
фенил салицилат
Антисептикът, разделящ се в алкалното съдържание на червата, освобождава салицилова киселина и фенол. Салициловата киселина има антипиретичен и противовъзпалителен ефект, фенолът е активен срещу патогенната чревна микрофлора, има известен уроантисептичен ефект, в сравнение със съвременните антимикробни лекарства, фенил салицилатът е по-малко активен, но има ниска токсичност, не дразни стомашната лигавица, не не причиняват дисбактериоза и други усложнения на антимикробната терапия.
Метилсалицилатът е течност, която има противовъзпалително, аналгетично, дразнещо и разсейващо действие. Лекарството се предписва при ревматизъм, радикулит, артрит, ексудативен плеврит.
