Acides de sucre articles de revues scientifiques et monogrammes. Acides de mucus et de sucre
La réaction la plus courante et l'une des plus utilisées pour la production d'aldéhydes est l'oxydation des alcools primaires :
En tant qu'agent oxydant, on utilise généralement l'acide chromique, qui est formé par l'interaction du bichromate de potassium ou de sodium avec l'acide sulfurique.
Lors de l'obtention de formaldéhyde à partir d'alcool méthylique, l'oxygène de l'air est utilisé comme agent oxydant en présence d'un catalyseur - le cuivre métallique. L'effet du cuivre en tant que catalyseur de ce processus a été observé pour la première fois par I. A. Kablukov.
Les aldéhydes sont également obtenus en séparant l'hydrogène des alcools primaires en faisant passer leurs vapeurs sur des copeaux de laiton ou de zinc chauffés à 600°, qui jouent le rôle de catalyseur :
La réaction de M. G. Kucherov, l'addition d'eau à l'acétylène et ses homologues en présence de sels de mercure (jouant le rôle de catalyseur), est également extrêmement importante pour la production d'aldéhydes :
L'aldéhyde acétique, ou acétaldéhyde, est obtenu en oxydant l'alcool éthylique avec un mélange de chrome.
L'aldéhyde résultant est facilement oxydé en acide acétique ; par conséquent, de telles conditions doivent être créées pour la réaction afin que l'aldéhyde résultant soit éliminé du mélange réactionnel aussi rapidement que possible. Ceci est réalisé, d'une part, par l'ajout progressif d'un agent oxydant et, d'autre part, en faisant passer un courant de dioxyde de carbone à travers le mélange réactionnel. L'acétaldéhyde très volatil, lors de sa formation, est emporté par un jet de dioxyde de carbone, accompagné d'une certaine quantité de vapeurs d'alcool, d'eau et d'acétal. La plupart de ces impuretés ont le temps de se condenser dans le condenseur à reflux, et la vapeur d'aldéhyde ayant traversé le réfrigérateur est absorbée par de l'éther refroidi par un mélange de glace et de sel. Puisqu'il est impossible de séparer l'aldéhyde du solvant par distillation, l'aldéhyde est transformé en un aldéhyde ammoniac bien cristallisé ; l'aldéhyde pur est obtenu en décomposant l'ammoniac aldéhydique avec de l'acide sulfurique.
Réactifs :
Alcool 95% .............................30 ml (environ 0,5 mol)
Bichromate de sodium (ou potassium) ..... 48 g (0,16 mol)
Acide sulfurique ; éther; dioxyde de carbone (provenant d'une bouteille); ammoniac (de la bouteille)
Un ballon à fond rond d'un demi-litre est fermé par un bouchon en caoutchouc à trois trous (Fig. 35). Une buse courbe reliée à un condenseur à reflux est insérée dans l'un de ces trous, une ampoule à brome dans l'autre, et un tube pour le gaz carbonique passant presque jusqu'au fond du ballon dans le troisième. Le réfrigérateur est relié par un petit tube en forme de U rempli de chlorure de calcium calciné à une pissette contenant 100 ml d'éther. La pissette est refroidie à 10-15° dans un mélange de glace pilée et de sel.
L'alcool et un mélange de 10 ml d'acide sulfurique concentré et de 20 ml d'eau sont versés dans le ballon et portés à ébullition ; le chauffage du ballon doit être effectué sur un chauffe-ballon électrique à spirale fermée. Ensuite, un mélange de 85 ml d'eau et de 25 ml d'acide sulfurique concentré est préparé, du dichromate de sodium est dissous dans ce mélange et la solution encore chaude est versée dans une ampoule à addition, en s'assurant que tout le tube de l'entonnoir est rempli de liquide. Le mélange de chrome est progressivement versé dans l'alcool bouillant, tout en faisant passer simultanément un courant de dioxyde de carbone à travers le liquide (à une vitesse telle que les bulles de gaz qui passent peuvent être comptées).
Puisque la réaction se déroule avec dégagement de chaleur, le mélange continue à bouillir sans s'échauffer de l'extérieur. Environ 20 mn. la coulée du mélange de chrome est terminée. Après cela, tout en maintenant une légère ébullition du mélange réactionnel, continuer à faire passer du dioxyde de carbone pendant environ 10 minutes pour éliminer complètement l'aldéhyde du ballon.
Pour isoler l'aldéhyde résultant d'une solution dans l'éther (dans une pissette), il est transformé en aldéhyde ammoniac. A cet effet, de l'ammoniac sec est passé dans une solution éthérée d'aldéhyde, refroidie avec un mélange de glace et de sel, à travers un tube large (un tube étroit se bouche rapidement avec des cristaux) jusqu'à ce que la solution en sente fortement. Lors du passage de l'ammoniac, une partie de l'éther s'évapore, il faut donc travailler loin des brûleurs allumés.
Une solution éthérée d'aldéhyde saturée d'ammoniaque est laissée au repos dans le mélange réfrigérant pendant 1 heure ; les cristaux d'ammoniac aldéhydique libérés pendant ce temps sont grattés des parois du récipient, aspirés sur un entonnoir Büchner et lavés avec un peu d'éther. Ils sont d'abord séchés sur papier filtre à l'air puis dans un dessiccateur sur acide sulfurique sans vide.
Sortie 10-12
La préparation obtenue peut se conserver plusieurs jours dans une bouteille bien bouchée.
Le rendement peut être augmenté à 15-17 g si, lors de l'obtention de l'aldéhyde, on fait passer un jet plus fort de dioxyde de carbone, on fait passer de l'eau à une température ne dépassant pas 10 ° à travers un condenseur à reflux et deux pissettes avec de l'éther refroidi à -15 ° servent à absorber les vapeurs d'aldéhyde.
Pour décomposer l'ammoniac aldéhydique, on en dissout 10 g dans 10 ml d'eau et on ajoute un mélange bien refroidi de 7 ml d'acide sulfurique concentré et de 20 ml d'eau. L'aldéhyde est distillé de la solution sur un bain-marie. Un petit ballon à distiller sert de récepteur ; il est fixé au réfrigérateur à l'aide de bouchons en caoutchouc et d'une buse incurvée de sorte que l'extrémité de la buse pénètre dans le bulbe du flacon. Le récepteur est refroidi avec un mélange de glace et de sel.
Temp. balle aldéhyde 21°; Beats poids 0,7876.
Production d'ammoniac gazeux. Si le laboratoire ne dispose pas d'un cylindre contenant de l'ammoniac, l'ammoniac sec est obtenu en faisant bouillir une solution concentrée d'ammoniac dans un ballon à fond rond sous reflux. L'ammoniac libéré pour le séchage est passé à travers une colonne remplie de potasse caustique solide et de chaux sodée (Fig. 36).
Les aldéhydes sont facilement oxydés et sont donc de bons solvants. Cette propriété d'entre eux peut être utilisée pour réduire les sels d'argent en métal; sous certaines conditions, l'argent peut se détacher sur les parois du tube à essai, formant un miroir. Cette réaction est l'une des typiques des aldéhydes.
Dans un tube à essai soigneusement lavé avec une solution alcaline et rincé à l'eau distillée, prélever 3 ml d'une solution à 5% de nitrate d'argent et ajouter goutte à goutte une solution d'ammoniaque diluée (1 ml d'une solution concentrée d'ammoniaque est dilué avec 10 ml d'eau ) jusqu'à dissolution du précipité initial. Une goutte d'aldéhyde (ou quelques gouttes d'une solution aqueuse d'aldéhyde ammoniac) est ajoutée à la solution d'ammoniac résultante d'oxyde d'argent, mélangée et laissée au repos. Si la libération d'argent est trop lente, le tube à essai est doucement chauffé dans un verre d'eau.
L'oxydation de l'aldéhyde avec une solution d'ammoniac d'oxyde d'argent est fortement accélérée en présence d'alcali. Pour préparer un réactif à action rapide, 1 goutte d'une solution d'hydroxyde de sodium à 10% est ajoutée à la solution d'ammoniac d'oxyde d'argent obtenue comme décrit ci-dessus et, si un précipité se forme, le dissoudre en ajoutant de l'ammoniac. Avec ce réactif, le formaldéhyde et l'acétaldéhyde sont rapidement oxydés à température ambiante.
Une réaction qualitative caractéristique aux aldéhydes est l'interaction avec l'acide sulfureux de la fuchsine (fuchsine, décolorée par l'acide sulfureux). La fuchsine avec l'acide sulfurique donne des composés incolores. Ce dernier, lorsqu'un aldéhyde est ajouté, se transforme partiellement en un colorant de type quinoïde (coloré en rouge).
Une petite quantité de fuchsine est dissoute dans une telle quantité d'eau chaude qu'une solution à environ 0,2 % est obtenue. Une solution aqueuse saturée d'acide sulfureux est ajoutée à la solution refroidie jusqu'à ce qu'elle soit complètement décolorée. Quelques millilitres du réactif résultant sont versés dans un tube à essai et quelques gouttes d'une solution aqueuse d'aldéhyde sont ajoutées. Cela se traduit par une coloration rouge.
Si l'aldéhyde est difficile à dissoudre dans l'eau, comme l'aldéhyde benzoïque, un peu d'alcool sans aldéhyde est ajouté au réactif.
Pour l'acétaldéhyde, sa condensation en aldol, découverte par A.P. Borodine, est également très caractéristique.
Les travaux de A. M. Butlerov ont grandement contribué au développement de nos connaissances sur la nature des aldéhydes. Par polymérisation du formaldéhyde, il fut le premier en 1859 à obtenir le trioxyméthylène, qui est une substance cristalline qui distille sans se décomposer et n'a pas de propriétés réductrices ; le poids moléculaire du trioxyméthylène correspond à la formule (CH 2 O) 3 . Conformément à cela, une structure cyclique lui est attribuée :
A. M. Butlerov en 1861, étudiant la réaction de condensation du formaldéhyde en présence d'eau de chaux ou de barytine, reçut pour la première fois une substance qu'il appela méthylènenitane, appartenant à la classe des glucides (sucres).
Plus tard, E. Fischer a isolé l'hexose de ce produit, qu'il a appelé acrosis. L'acroza est un mélange racémique ré- et je- fructose.
L'isovaléraldéhyde est obtenu de la même manière que l'acétaldéhyde par oxydation de l'alcool isoamylique avec un mélange de chrome :
La plus faible solubilité de l'aldéhyde isovalérique dans l'eau réduit quelque peu la vitesse de son oxydation ultérieure en acide isovalérique, mais le point d'ébullition plus élevé de l'aldéhyde (92°) rend difficile son élimination suffisamment rapide du mélange réactionnel. Par conséquent, dans les produits de réaction, avec l'aldéhyde et une certaine quantité d'alcool n'ayant pas réagi, l'acide isovalérique et son ester avec l'alcool isoamylique sont également présents. Pour éliminer l'acide, le produit de la réaction est traité avec de la soude et pour séparer l'aldéhyde des autres impuretés, il est converti en un dérivé bisulfite cristallin :
Actuellement, les composés bisulfites d'aldéhydes sont considérés comme des sels d'acides a-hydroxysulfoniques, dans lesquels le groupe sulfo est faiblement lié sous l'influence de l'hydroxyle voisin.
En décomposant le dérivé bisulfite avec une solution de soude, on obtient un aldéhyde pur.
Réactifs :
Alcool isoamylique..........13,2 g (0,15 mol)
Dichromate de potassium.....16,5 g (environ 0,06 mol)
Acide sulfurique ; le carbonate de sodium; Bisulfite de sodium; éther; chlorure de calcium
Un mélange de 16,5 g de dichromate de potassium, 160 ml d'eau et 16 ml d'acide sulfurique concentré est placé dans un ballon à distiller d'un demi-litre relié à un réfrigérant descendant. Le mélange est chauffé à 90° et l'alcool isoamylique est ajouté goutte à goutte à partir d'une ampoule à addition, tout en agitant le contenu du ballon avec une légère oscillation. L'oxydation de l'alcool s'accompagnant d'un important dégagement de chaleur, la réaction doit être conduite lentement, avec précaution, afin d'éviter une ébullition violente et l'éjection du contenu du ballon. Une fois que tout l'alcool a été ajouté, le ballon est chauffé pendant 15 à 20 minutes supplémentaires dans un bain-marie bouillant; tandis que l'aldéhyde est partiellement distillé. Ensuite, le bain est retiré, le ballon est essuyé de l'extérieur, un filet d'amiante est remplacé et, en chauffant le mélange sur le brûleur à ébullition, l'aldéhyde est distillé.
Le distillat, qui se sépare en deux couches, est traité avec une solution d'acétate de sodium jusqu'à l'apparition d'une réaction alcaline (selon le tournesol) ; couche supérieure, constitué d'aldéhyde et d'alcool n'ayant pas réagi, est séparé à l'aide d'une ampoule à décanter et agité avec un volume égal solution saturée Bisulfite de sodium. Les cristaux précipités du dérivé bisulfite sont aspirés sur un Büchner, lavés à l'éther, pressés entre des feuilles de papier filtre et séchés au dessiccateur sur chlorure de calcium.
Rendement d'environ 15 g.
Pour isoler l'aldéhyde à l'état libre, le dérivé bisulfite est décomposé avec une solution de carbonate de sodium, l'aldéhyde est séparé à l'aide d'une ampoule à décanter, séché avec un peu de chlorure de calcium et distillé.
Temp. balle 92° ; Beats poids 0,803.
L'isovaléraldéhyde peut être caractérisé en le convertissant en P-nitrophénylhydrazone, fondant à 109°. Reçu P-nitrophénylhydrazones sont décrites ci-dessous.
L'isovaléraldéhyde donne les mêmes réactions que l'acétaldéhyde.
Lorsqu'un alcool primaire (ou aldéhyde) est oxydé, un acide carboxylique avec le même nombre d'atomes de carbone est obtenu. Lors de l'oxydation d'une cétone (ou d'un alcool secondaire), il est impossible d'obtenir un acide ayant le même nombre d'atomes de carbone : la liaison entre le groupe carbonyle et l'un des résidus alkyle est rompue et il se forme un acide contenant un plus petit nombre d'atomes de carbone. atomes de carbone que la cétone soumise à l'oxydation (la règle pour l'oxydation des cétones par A.N. Popova).
Lors de l'obtention d'acides par oxydation de composés contenant un alcool primaire, un aldéhyde ou un groupe méthyle, le permanganate de potassium en milieu alcalin, un mélange chromique ou l'acide nitrique sont généralement utilisés comme agents oxydants. Habituellement, la formation des acides correspondants se déroule le plus facilement lors de l'oxydation avec le permanganate de potassium. Les inconvénients de cette méthode comprennent la consommation élevée de permanganate de potassium relativement coûteux et, dans certains cas, l'action trop vigoureuse de cet agent oxydant, à la suite de quoi le produit de réaction principal subit une oxydation supplémentaire.
Lors de l'oxydation des alcools primaires avec un mélange d'acides chromique et sulfurique, une quantité importante de sous-produits est observée - aldéhydes, esters, acétals. Dans des conditions d'oxydation plus sévères, les sous-produits énumérés sont obtenus en plus petites quantités, mais l'acide résultant est partiellement soumis à une oxydation plus profonde. Dans certains cas, de bons résultats sont obtenus avec l'utilisation d'acide nitrique.
L'oxydation de l'alcool isobutylique en acide isobutyrique peut être réalisée aussi bien par traitement à froid avec une solution alcaline de permanganate de potassium :
et en chauffant avec un mélange de chrome. La première méthode donne un bien meilleur rendement en acide.
Réactifs :
Alcool isobutylique ........... 14,8 g (0,2 mol)
Carbonate de sodium ; acide sulfurique; éther; sulfate de sodium
Dans un ballon d'un litre, on mélange de l'alcool isobutylique avec 45 ml d'eau et on ajoute 12 g de carbonate de sodium cristallin. Le mélange est refroidi dans de l'eau glacée et, sous agitation continue et refroidissement à l'eau, une solution refroidie de permanganate de potassium dans 800 ml d'eau est progressivement versée; la température ne doit pas dépasser 5°.
Le mélange réactionnel est laissé au repos pendant 12 heures. à température ambiante, après quoi le dioxyde de manganèse précipité est filtré, lavé à l'eau (en ajoutant de l'eau de lavage au filtrat) et le filtrat est évaporé au bain-marie jusqu'à un volume de 40 à 50 ml.
Après refroidissement, la solution est versée dans une ampoule à décanter, on ajoute de l'acide sulfurique à 10% jusqu'à réaction acide (rouge Congo), on en ajoute un petit excès puis on ajoute 20 ml d'éther. Le mélange est secoué, la couche aqueuse est séparée et traitée deux fois de plus avec de l'éther (10 ml à chaque fois). Les extraits éthérés combinés sont séchés avec du sulfate de sodium anhydre.
Après un repos suffisant sur du sulfate de sodium, la solution éthérée est filtrée, on lave le précipité avec une petite quantité d'éther sec et on verse la solution dans un ballon à distiller. L'éther est distillé au bain-marie, puis le condenseur à eau est remplacé par un condenseur à air et, en chauffant le ballon avec une petite flamme de brûleur, l'acide isobutyrique est distillé.
Sortir vers 14h
Temp. balle 154,4°
La réaction d'oxydation de l'alcool isoamylique, conduisant à la formation d'acide isovalérique, se déroule selon l'équation :
Réactifs :
Alcool isoamylique............22 ml ou 17,6 g (0,2 mol)
Permanganate de potassium.......42 g (0,27 mol)
Acétate de sodium ; acide sulfurique; éther; sulfate de sodium
Le travail est effectué de la même manière que la production d'acide isobutyrique.
Sortir vers 16h
Temp. balle acide isovalérique 176,7°.
Lorsque le glucose est oxydé avec de l'acide nitrique, les groupes aldéhyde et alcool primaire sont oxydés pour former un acide de sucre dibasique :
Cette réaction est souvent utilisée pour détecter le glucose dans les sucres extraits de produits naturels, car aucun des monoses, à l'exception du glucose, ne donne d'acide de sucre lorsqu'il est oxydé. Pour isoler l'acide de sucre du mélange réactionnel, sa solubilité relativement faible dans le sel de potassium acide est utilisée.
Réactifs :
Glucose..............................5,4 g (0,03 mol)
Acide nitrique 25% (poids sp. 1,15) ..... 32 ml (0,15 mol)
Carbonate de potassium ; acide acétique; charbon actif
Travaux en cours sous projet.
Dans une tasse en porcelaine, le glucose est mélangé avec de l'acide nitrique et la solution est chauffée dans un bain-marie à faible ébullition, en remuant continuellement le liquide avec une tige de verre. Le chauffage est effectué jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de dégagement d'oxydes d'azote et que le liquide, évaporé jusqu'à la consistance d'un sirop, commence à jaunir.
La masse sirupeuse obtenue est dissoute dans une petite quantité d'eau (6-8 ml) et, chauffée au bain-marie, neutralisée progressivement (réaction alcaline par le tournesol) avec du carbonate de potassium broyé en poudre. Le sel de potassium moyen hautement soluble de l'acide de sucre ainsi obtenu est transformé en sel d'acide avec l'acide acétique. Pour ce faire, de l'acide acétique glacial est ajouté goutte à goutte à la solution refroidie tout en agitant avec une tige de verre jusqu'à ce que la solution commence à sentir l'acide acétique.
Le mélange est laissé au repos pendant une nuit et le lendemain, les cristaux précipités du sel de potassium acide de l'acide de sucre sont filtrés sur un petit entonnoir Büchner. Les cristaux sont lavés avec quelques gouttes d'eau glacée et recristallisés dans le moins d'eau chaude possible, après avoir fait bouillir la solution avec du charbon actif et l'avoir filtrée sur un entonnoir Buechner. A partir du filtrat lors du refroidissement, des cristaux purs de saccharide de potassium acide précipitent. Ils sont aspirés et séchés entre des feuilles de papier filtre.
Sortie environ 2 ans.
Pour caractériser l'acide de sucre, il est converti en un sel d'argent et la teneur en argent de ce dernier est déterminée. Pour ce faire, le saccharide de potassium acide est dissous dans une petite quantité d'eau, neutralisé avec de l'ammoniac, l'excès d'ammoniac est éliminé par ébullition et, lors du refroidissement, précipité avec une solution de nitrate d'argent (le nitrate d'argent est pris en une quantité et demie relative au poids du sel de potassium de l'acide de sucre). Le sel d'argent précipité est aspiré sur un petit filtre, pressé entre les feuilles de papier filtre et séché dans un dessiccateur sous vide sur de l'acide sulfurique dans l'obscurité, car le sel d'argent se décompose progressivement sous l'action de la lumière.
Un poids de sel d'argent sec est placé dans un creuset et enflammé. Le sel d'argent de l'acide de sucre doit contenir 50,90 % d'argent, ce qui correspond à la formule Ag 2 C 6 H 8 O 8 .
Le noyau de benzène est très résistant aux agents oxydants ; ainsi, par exemple, sous l'action de l'acide chromique, les chaînes latérales subissent une oxydation avec formation de dérivés carboxyliques du benzène. Ainsi, l'acide benzoïque est tiré du toluène :
Comme exemple d'oxydation de la chaîne latérale d'un composé aromatique en un groupe carboxyle, ce qui suit est une description de la préparation de P-acide nitrobenzoïque de P-le nitrotoluène, qui s'oxyde plus facilement que le toluène :
Réactifs :
P-Nitrotoluène ................................ 13,7 g (0,1 mol)
Bichromate de sodium (ou potassium) ..... 42 g (environ 0,14 mol)
Acide sulfurique ; hydroxyde de sodium; benzène
Verser 90 ml d'eau dans un ballon à fond rond d'une capacité de 250-300 ml, muni d'un agitateur mécanique, et ajouter le bichromate de sodium et le nitrotoluène. L'agitateur est démarré et pendant 15-20 minutes. verser 55 ml d'acide sulfurique concentré. En raison de l'interaction de l'acide sulfurique avec l'eau, la température du mélange augmente, le nitrotoluène fond et une réaction d'oxydation vigoureuse commence. Après avoir ajouté la moitié de la quantité d'acide prise, le reste de l'acide doit être ajouté à une vitesse telle qu'elle évite un déroulement trop violent de la réaction. Puisqu'une petite quantité de nitrotoluène s'échappe dans ce cas, le travail doit être effectué sous une hotte aspirante.
Après avoir ajouté tout l'acide sulfurique et arrêté l'auto-échauffement du mélange réactionnel, le ballon est fermé par un bouchon dans lequel est inséré un large tube de verre (qui joue le rôle de condenseur à reflux), le mélange est chauffé sur une grille à légère ébullition et bouillie pendant encore une demi-heure.
Après refroidissement, 120 ml d'eau sont versés dans le mélange réactionnel et refroidis à nouveau ; l'acide nitrobenzoïque libéré est filtré par aspiration à travers un filtre en papier ou, mieux, en lin, et lavé avec 60 ml d'eau. Afin d'éliminer plus complètement les sels de chrome, l'acide nitrobenzoïque brut est chauffé au bain-marie avec 60 ml d'acide sulfurique à 5%, en agitant bien le mélange. Après refroidissement, les cristaux sont aspirés, dissous dans une solution de soude à 5 %, filtrés des impuretés (oxyde de chrome hydraté, nitrotoluène n'ayant pas réagi) et le filtrat est versé dans une solution d'acide sulfurique à 5 % sous agitation ; cette dernière est prise en un certain excès par rapport à la quantité nécessaire pour neutraliser toute la soude caustique. Le précipité formé est essoré, lavé d'abord avec un peu d'acide sulfurique dilué, puis avec de l'eau pure et séché.
Sortir environ 10 g.
Temp. m² produit pur 240 degrés.
Si la préparation résultante n'est pas assez pure et ne fond pas à la bonne température, elle doit être recristallisée dans le benzène.
Reçu P-l'acide nitrobenzoïque peut être utilisé pour produire du chlorure P-nitrobenzoyle.
En l'absence d'agitateur mécanique, vous pouvez vous limiter à une agitation manuelle vigoureuse du mélange réactionnel. Lorsque vous travaillez avec de grandes quantités, assurez-vous d'utiliser un agitateur en connectant le ballon à un condenseur à reflux et en faisant passer l'arbre de l'agitateur à travers le condenseur. L'acide sulfurique est versé à partir d'une ampoule à brome. Le rendement en produit est égal au poids du nitrotoluène prélevé.
Acides de mucus et de sucre
C6H10O8. - ces acides constituent une classe importante de composés pour les substances sucrées, en particulier pour les hexoses et leurs dérivés, étant des produits relativement stables de leur oxydation ; à l'aide de ces acides, il est souvent possible de déterminer la nature d'un hexose ou de son dérivé en les soumettant à une oxydation (voir Mucus et gommes végétales). Tous ces acides sont des dérivés de l'acide adipique dibasique COOH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH, formé en remplaçant un atome d'hydrogène dans chaque groupe CH 2 par un résidu aqueux (acides tétrahydroxyadipiques). Ainsi, pour tous les acides de cette série, la formule structurale générale est :
Il existe de nombreux acides connus d'une telle formule structurale, qui diffèrent cependant les uns des autres, et ce phénomène trouve une explication par lui-même dans la construction stéréochimique de leurs particules. Comme le montre la formule ci-dessus de l'acide, il a quatre atomes de carbone asymétriques (voir Stéréochimie) (indiqués par des cercles et des croix), et deux d'entre eux (par exemple, indiqués par des croix) sont complètement équivalents les uns aux autres - identiques et différent des deux autres (indiqués par des cercles ), qui à leur tour sont équivalents l'un à l'autre. La présence de quatre de ces atomes de carbone détermine la possibilité de l'existence de 14 isomères stéréochimiques, dont 8 doivent être optiquement actifs, 4 - inactifs, mais représentant un mélange équivalent d'isomères droit et gauche se neutralisant mutuellement en termes de nombre de particules et , par conséquent, peut être décomposé en composants optiques, et, enfin, 2 - inactif, qui ne doit pas être décomposé en composants optiques, en tant que mélanges non racémiques non formés d'antipodes optiques ; ces isomères sont inactifs en raison de la neutralisation mutuelle d'atomes de carbone asymétriques équivalents situés dans la même particule (comme l'acide mésotartrique). Les 14 isomères sont connus, bien que tous n'aient pas été étudiés dans la même mesure; ils sont généralement obtenus par oxydation d'hexoses et de leurs dérivés ou d'hexoses correspondant à des hexoses (hexites), avec lesquels les acides présentent une grande similitude dans l'identité des groupements extrêmes de la chaîne carbonée de chaque particule ; cette similarité, ainsi que les phases principales des transitions, se comprennent aisément par les formules :
CH 2 OH-(CH-OH) 4 -CH 2 OH - hexite
CHO-(CH-OH) 4 -CH 2 OH - hexose
COOH-(CH-OH) 4 -CH 2 H - acide hexonique
COOH-(CH-OH) 4 -COOH - acide tétrahydroxyadipique.
La différence stéréochimique entre S. et les acides de sucre consiste en la disposition spatiale différente des résidus d'eau et des atomes d'hydrogène associés à un atome de carbone asymétrique. Afin de se familiariser avec la méthode de représentation de leur structure, nous analyserons la formule, par exemple, de l'acide S. ordinaire, puis nous passerons à la représentation des isomères restants. Pour S. acide, qui n'est qu'un de ces deux qui sont optiquement inactifs et ne peuvent pas être décomposés en composants actifs, la formule suivante est dérivée :
Ou plus schématiquement :
Il se forme lors de l'oxydation du galactose, et peu importe que le galactose droit ou gauche soit oxydé, on obtient le même acide C. inactif non racémisant :
L'identité complète des deux formules pour S. acide est facile à voir si l'une des formules est tournée de 180 ° dans le plan du papier. En plus de l'acide S. ordinaire, de l'acide allosmuique non racémique et ré-, l-, et je- thaloslime; des acides de sucre ré-,l-,v-,je- du sucre, ré-,l- et je- mannosaccharides et ré-,l- et je- acides idosacchariques. Leur structure et leur connexion avec les hexoses correspondants sont visibles de la suivante. mappages :
Qui, à leur tour, montrent une capacité très intéressante à récupérer sous l'influence de l'amalgame de sodium dans toutes les étapes successives ci-dessus jusqu'aux hexites comprises ; puis, lorsqu'ils sont chauffés avec des acides forts, S. et les acides de sucre passent dans l'acide furandicarboxylique :
appelé autrement acide déshydromuqueux, qui, pour sa part, lors d'un chauffage supplémentaire, perd les éléments de dioxyde de carbone et passe dans l'acide furancarboxylique, connu sous le nom de acide pyrosucique. En plus des réactions et transitions ci-dessus, certaines moins caractéristiques sont connues, sur lesquelles nous ne nous attarderons pas.
Parmi les propriétés particulières, les suivantes peuvent être soulignées comme les plus importantes : ré- et l-sucre les acides sont obtenus par oxydation avec de l'acide nitrique ré- et je-glucose, gulose et leurs dérivés ; ces acides n'ont pas été obtenus sous forme cristalline ; ils sont facilement solubles dans l'eau et, lorsque la solution aqueuse s'évapore, des cristaux de lactone C 6 H 8 O 7 se dégagent, fondent. à 130-132° ; Beats rotation solution fraîche de son isomère droit [α] ré= +37,9°. Pour les acides de sucre, les plus caractéristiques sont leurs sels de potassium acides C 6 H 9 O 3 K, peu solubles dans l'eau (1:6 8) ; je-l'acide sucré répète les propriétés des acides actifs, dont il est un mélange ; ré- et acides l-mannosacchariques se forment lors de l'oxydation des mannoses et de leurs dérivés ; à l'état libre, les acides passent facilement dans les dilactones, qui cristallisent avec deux particules d'eau, C 6 H 6 O 6 ∙ 2H 2 O ; cristaux d'eau pour je- les dilactones fondent à 68°, tandis que les dilactones anhydres, en se décomposant, fondent entre 180° et 190° ; la dilactone est soluble dans l'eau en une quantité de 1: 5-6 heures; Beats rotation [a] ré= ±201,80 ; leurs sels de potassium acides sont facilement solubles et non caractéristiques, tout comme les autres sels ne sont pas caractéristiques ; je-l'acide mannosaccharique, qui est un mélange des deux isomères, reprend généralement leurs propriétés, à l'exception, bien entendu, de l'activité optique ; ré- et acides l-idosacchariques obtenu sous forme de sirops par oxydation à l'acide nitrique ré- et je-acides idoniques - acides monocarbonylés - C 6 H 12 O 7 correspondant aux hexoses - idoses ; je-l'acide idosaccharique est un mélange ré- et l- isomères; acides d- et l-thalomuqueux: ré l'acide est obtenu par oxydation avec de l'acide nitrique ré-l'acide talonique, correspondant à l'hexose - ré-talose; cristallise sous forme de plaques, fond, se décompose, à 158 °, tourne vers la droite, [α ] ré= +29,4° ; lors de l'ébullition d'une solution aqueuse, il se forme une lactone qui tourne vers la gauche ; je-l'acide talosmuique est obtenu par oxydation de l'acide nitrique acide β-rhamnohexonique
Cristalline; tourne vers la gauche, [α ] ré= -33,9 ; les deux isomères, lorsqu'ils sont chauffés en présence de pyridine (pour éviter la formation de lactones), sont convertis en un stéréoisomère - C. acide ; je-l'acide est un mélange ré- et je-acides. Acide muqueux, l'un des deux acides tétrahydroxyadipiques non racémiques inactifs ; a été découvert dans la ville de Scheele lors de l'oxydation du sucre du lait avec de l'acide nitrique ; se forme lors de l'oxydation du galactose et de ses dérivés ou substances en contenant, comme les gommes, le mucus (d'où l'origine du nom de l'acide), etc. C'est une poudre microcristalline qui se dissout à 14° dans 300 parties d'eau (contrairement à acide de sucre), à 100 ° - à 60 heures ; fond, se décompose, à 213° ; lorsqu'une solution aqueuse est chauffée, elle passe dans une lactone non cristallisante et facilement soluble dans l'eau - C 6 H 8 O 7, précédemment considérée comme un isomère de l'acide C. et connue sous le nom acide paramuqueux; la lactone, contrairement à l'acide lui-même, est réduite par l'amalgame de sodium. C. acide donne des sels et des esters caractéristiques. Lorsqu'elle est chauffée en présence de pyridine, une partie de celle-ci se transforme en son stéréoisomère - l'acide alloslique. Acide allosmuique formé en chauffant 1 heure d'acide C, 10 heures d'eau et 2 heures de pyridine ou de quinoléine (pour éviter la formation de lactones) à 140° pendant 3 heures ; en même temps, cependant, une partie seulement de l'acide est convertie en acide allomuique, puisque celui-ci, à son tour, dans ces conditions s'isomérise en acide. un équilibre mobile se produit. L'acide allosmuique est plus facilement soluble dans l'eau (1 cuillère à café dans 10-12 cuillères à café d'eau bouillante) que l'acide C., qui est ce qui est utilisé pour l'obtenir dans l'eau pure ; inactif et non racémique; fond, se décompose fortement, entre 166 et 171° ; lors de l'évaporation d'une solution aqueuse, forme une lactone; les sels de potassium, de sodium, d'ammonium et de magnésium sont plus facilement solubles dans l'eau que ceux des acides C. Outre les acides hexaatomiques dibasiques répertoriés, il existe également un acide norisosucre- C 6 H 10 O 8 qui se distingue des autres acides tétrahydroxyadipiques par son incapacité à former des lactones ; une particule d'eau, cependant, elle se perd facilement et passe ensuite dans l'acide iso-sucre - C 6 H 8 O 7, qui est également un acide dibasique, au cours de la formation duquel, évidemment, de l'eau a été libérée de deux résidus aqueux alcooliques, sans la participation de carboxyles. Ces deux acides se forment lors de l'oxydation de la chitosamine (hexosamine) avec l'acide nitrique, correspondant au glucose - chitose, de structure encore non identifiée, formé lors de la décomposition de la chitine. La formule de structure donnée pour l'acide isosaccharique
Cela devrait être considéré comme faux, car alors l'acide norisosaccharique devrait être l'acide tétrahydroxyadipique normal; ci-dessus, cependant, toutes les configurations spatiales possibles pour les acides tétrahydroxyadipiques sont répertoriées, qui sont toutes connues. Apparemment, le chitose, l'acide norisosaccharique et l'acide isosaccharique n'ont pas de squelette carboné normal. En conclusion, il reste à mentionner un autre acide, appelé parasucre acide; il se forme lors de la décomposition du glucoside de racine de réglisse - glycérizine avec de l'acide sulfurique; sa formule est également C 6 H 10 O 8 , il n'a pas encore été suffisamment étudié et n'appartient apparemment pas aux tétrahydroxyacides, mais aux cétooxyacides.
Le représentant est l'acide D-glucuronique, qui est formé à partir de glucose.
L'acide glucuronique est un composant structurel des polysaccharides. Participe indépendamment à la formation de substances toxiques, formant avec elles des glucuronides solubles dans l'eau et les excrétant dans l'urine.
L'excrétion d'acide salicylique du corps lors de l'action de substances médicinales se produit sous la forme d'O-glucuronide, qui se forme à la place de l'hémiacétate d'acide hydroxyl glucuronique et de l'hydroxyle phénolique de l'acide salicylique.
Acide neuraminique. Il est obtenu par condensation aldolique de PVC et de D-aminosamine. (angl22)
acides salicyliques. Ce sont des dérivés N-acétylés de l'acide neuraminique. L'acylation se produit avec un résidu acétyle ou hydroxyacétyle. Par exemple, l'acide N-acétyl-D-neuraminique a la structure suivante (carbone 23)
Les acides neuramiques et sialiques se trouvent à l'état libre dans le liquide céphalo-rachidien. L'acide sialique est un composant de substances sanguines spécifiques, fait partie des gangliosides cérébraux et est impliqué dans la conduction de l'influx nerveux.
DE faux glucides
Les polysaccharides sont des glucides de poids moléculaire élevé, chimiquement apparentés aux polyglycosides, c'est-à-dire produits de polycondensation de monosaccharides liés par des liaisons glycosidiques. Les polysaccharides ont un poids moléculaire élevé et se caractérisent par un haut niveau d'organisation structurelle de la macromolécule. Le polysaccharide uepi peut être ramifié et non ramifié, c'est-à-dire linéaire.
Selon leur composition, les polysaccharides sont divisés en :
1. homopolysaccharides - biopolymères formés à partir de résidus d'un polysaccharide
2. hétéropolysaccharides - formés à partir de résidus de différents monosaccharides.
Tous ont un nom commun - glycanes.
g homopolysaccharides
L'amidon, le glycogène et les fibres, constitués de résidus de glucose, sont biologiquement importants.
L'amidon est un mélange de deux polysaccharides : l'amylose et l'amylopectine dans un rapport de 10-20 % à 80-90 %. L'amylose est constitué de résidus ,D-glucopyranose liés par des liaisons (14)-glycosidiques. Une macromolécule d'amylase peut comprendre de 200 à 1000 résidus avec un poids moléculaire total de 160 000 unités. unités. (ang24) La macromolécule d'amylose est enroulée en spirale, dans le canal interne de laquelle de petites molécules peuvent pénétrer, formant des complexes appelés «composés d'inclusion», par exemple, le complexe d'amylase avec l'iode a une couleur bleue.
La structure de l'amylopectine.
L'amylopectine est un homopolysaccharide ramifié, dans lequel la chaîne linéaire de résidus ,D-glucopyranose est construite en raison de (14) liaisons glycosidiques, et les éléments de ramification sont formés en raison de (16) liaisons glycosidiques. Entre les points de ramification correspondent de 20 à 25 résidus de glucose; le poids moléculaire de l'amylopectine est approximativement égal à 1-6 millions. unités. (angl25)
propriétés de l'amidon
L'amidon est une substance blanche amorphe synthétisée dans les plantes lors de la photosynthèse et stockée dans les tubercules et les graines. La transformation biochimique se réduit à son hydrolyse. L'hydrolyse dans un organisme vivant commence dans la cavité buccale sous l'action de l'α-amylase salivaire, où l'amidon est décomposé en dextrines. L'hydrolyse se poursuit dans l'intestin grêle sous l'action de l'α-amylase pancréatique et se termine par la formation de molécules de glucose. Le schéma d'hydrolyse de l'amidon peut être le suivant : (C 6 H 24 O 5) n + mH 2 O, dextrine amylase + qH 2 O, F-hydrolyse du maltose + H 2 O, maltase n molécules de glucose. Le glucose de l'intestin par la veine porte pénètre dans le foie, où il participe à la synthèse du glycogène, ou est transporté par le sang vers divers organes et tissus, où il brûle, libérant de l'énergie. Le taux de glucose normal est de 3,3 à 5,0 mmol/dm 3 . Un réactif de haute qualité pour les produits d'amidon et d'hydrolyse est une solution d'iode. Il forme un complexe bleu foncé avec l'amidon. Avec des dextrines - du violet au rouge-brun. Le maltose et le glucose ne se colorent pas avec une solution d'iode.
g Lycogène ou amidon animal
Le glycogène est un analogue structurel et fonctionnel de l'amidon. On le trouve dans tous les tissus animaux, en particulier dans le foie (jusqu'à 20 %) et les muscles (jusqu'à 4 %). En raison de sa grande taille, la macromolécule de glycogène ne traverse pas la membrane, mais se situe à l'intérieur de la cellule, c'est-à-dire en réserve jusqu'à ce que le besoin d'énergie se fasse sentir. Tous les processus vitaux s'accompagnent d'une mobilisation du glycogène, c'est-à-dire son clivage hydrolytique en glucose. Le poids moléculaire du glycogène peut atteindre 10-12 et même 1000 millions. unités. La macromolécule est construite sur le principe de l'amylopectine, à la seule différence qu'il y a plus de (16) liaisons glycosidiques impliquées, c'est-à-dire le glycogène a une structure plus ramifiée. Une forte ramification de la chaîne contribue à la mise en œuvre de la fonction énergétique du glycogène, tk. en présence d'un grand nombre de résidus terminaux, un clivage rapide du nombre requis de molécules de glucose est assuré. Avec une solution d'iode, le glycogène donne une couleur allant du rouge vin au brun.
À laitue ou cellulose
La fibre est un homopolysaccharide structurel origine végétale, qui est la base des tissus de soutien des plantes. L'unité structurelle de la fibre est le ,D-glucopyranose, dont les maillons sont reliés (14) par des liaisons glycosidiques. La macromolécule a une structure linéaire et contient de 2,5 mille. jusqu'à 12 mille résidus de glucose avec un poids moléculaire total de 1-2 millions. Régime d'éducation: (ugl26)
Des liaisons hydrogène se produisent à l'intérieur et entre les chaînes, qui fournissent une résistance mécanique élevée, une teneur en fibres, une insolubilité dans l'eau et une inertie chimique de la cellulose. Parmi les glucides complexes, seules les fibres ne sont pas décomposées dans l'intestin grêle en raison du manque de certaines enzymes ; dans le gros intestin, il est partiellement hydrolysé par l'action d'enzymes microbiennes. Dans le processus de digestion, les fibres agissent comme une substance de lest, améliorant la motilité intestinale.
g hétéropolysaccharides
Acide hyaluronique. C'est un polysaccharide du tissu conjonctif. Sa macromolécule est construite à partir de résidus disaccharidiques reliés par (14) liaisons glycosidiques. Le fragment disaccharidique comprend les résidus d'acide D-glucuronique et de N-acétyl-D-glucosamine reliés (13) par une liaison glycosidique. Le poids moléculaire du polymère atteint 2 à 7 millions. En raison du grand nombre de groupes carboxyle, les macromolécules lient une grande quantité d'eau, de sorte que les solutions d'acide hyaluronique ont une viscosité accrue. Ceci est lié à sa fonction barrière qui assure l'imperméabilité du tissu conjonctif aux bactéries pathogènes. En combinaison avec des polypeptides, l'acide hyaluronique fait partie du corps vitré de l'œil, du liquide articulaire, du tissu cartilagineux.
g les lycoprotéines
Les glycoprotéines sont des biopolymères mixtes contenant des glucides, dans lesquels la molécule de protéine est associée à des glucides - des oligosaccharides. Les glycoprotéines comprennent les enzymes, les hormones, les immunoglobulines et les mucines. Ces substances complexes comprennent des substances qui déterminent la spécificité de groupe du sang. Ils sont basés sur une chaîne polypeptidique à laquelle sont attachées des chaînes d'oligosaccharides (jusqu'à 55 pièces). Le composant glucidique et la partie protéique sont liés par une liaison glycosidique impliquant les groupes hydroxyle des acides aminés sérine et thréonine. La composition du composant glucidique comprend la N-acétyl-D-galactosamine, la N-acétyl-D-glucosamine, le D-galactose, qui sont situés dans une certaine séquence à partir de l'extrémité non récupérée de la chaîne oligosaccharidique (en une quantité de 3 à 5 ). Cette séquence s'appelle le déterminant, c'est elle qui détermine la spécificité du groupe sanguin. Le monosaccharide déterminant du groupe sanguin A est la N-acétyl-D-galactosamine et le groupe sanguin B est le D-galactose. Avec un changement de déterminant, le groupe sanguin change.
Les mucines sont des glycoprotéines dont la partie non protéique contient de la glucosamine, de l'acide sialique, de la N-acétyl-D-galactosamine et un résidu d'acide sulfurique. Le mot "mucine" vient du grec mucosités- vase. Les mucines font partie de la salive, du blanc d'œuf, des sécrétions intestinales et bronchiques. Leur présence dans la solution assure une viscosité élevée du milieu.
-acides aminés. Peptides
Les acides aminés peuvent être considérés comme des dérivés d'acides carboxyliques, dans la molécule desquels l'un des atomes d'hydrogène est remplacé par un groupe amino. Le nombre total d'acides aminés atteint 300, mais un groupe des 20 acides α-aminés les plus importants trouvés dans les protéines animales et végétales s'en distingue.
La formule générale est : (ak1)
1-centre acide, 2-centre basique, 1 et 2 constituent le fragment principal de la molécule, dans lequel un centre chiral est également isolé, 3 est un fragment variable de la molécule ou une chaîne latérale.
Tous les acides aminés à l'exception de la glycine (H 2 N-CH 2 -COOH) sont des substances optiquement actives, car. contiennent un atome de carbone asymétrique et existent sous forme d'énantiomères. (ak2) Les protéines animales contiennent des acides aminés L ; Les acides aminés D se trouvent dans les protéines des micro-organismes. La chaîne latérale des acides aminés a une composition et une structure spécifiques pour chaque acide aminé. En plus des radicaux hydrocarbonés, la chaîne latérale peut contenir des groupes fonctionnels (-OH, -SH, -COOH, -NH 2) et des résidus d'hétérocycle (cycle à cinq chaînons avec 2 azotes). La composition de la chaîne latérale détermine les propriétés physico-chimiques de base des acides aminés et des protéines :
1. Hydrophilie - c'est-à-dire la capacité des groupes polaires de la chaîne latérale à former des liaisons hydrogène avec une molécule d'eau s'explique par la teneur en groupes hydrophiles dans le fragment variable (-OH, -SH, -COOH, -NH 2, [-N=], [ -N(H)-]). La capacité des acides aminés à se dissoudre dans l'eau est le principal facteur associé à l'absorption des acides aminés et à leur transport dans l'organisme. Les groupes de chaînes latérales hydrophobes qui réduisent la solubilité comprennent les radicaux hydrocarbonés et le noyau benzénique.
2. Ionogénicité de la chaîne latérale, c'est-à-dire la capacité à s'ioniser dans une solution d'hydrogène s'explique par la présence dans sa composition de groupements ionogènes qui se dissocient selon le mécanisme acide :
-COOH -COO - + H + (la chaîne latérale acquiert une charge négative)
-SH -S + H + (la chaîne latérale acquiert une charge négative)
selon le mécanisme principal :
-NH 2 + H + -NH 3 +
Dans une solution aqueuse, les molécules d'acides aminés et de protéines sont généralement chargées, et la présence d'une charge conforme à une enveloppe d'hydratation stable est un facteur important pour déterminer la stabilité d'une solution de protéines.
Propriétés acido-basiques des -aminoacides
Selon la théorie protéolytique des acides et des bases, les acides aminés sont classés comme ampholytes, tk. contiennent des centres acides et basiques dans la molécule. En solution aqueuse, la molécule d'acide aminé existe sous la forme d'un ion bipolaire. (ac3) Dans des environnements fortement acides : (рН=1-2) la forme cationique de l'acide aminé se forme. (ak4)
En milieu fortement alcalin : (РН=13-14) la forme anionique de l'acide aminé prédomine. (ak5)
Il existe des valeurs de pH spécifiques pour chaque acide aminé dans lesquelles le nombre de formes anioniques en solution est égal au nombre de formes cationiques. Dans ce cas, il faut tenir compte de la présence de groupements ionogènes de la chaîne latérale. La valeur de pH à laquelle la charge totale d'une molécule d'acide aminé est de 0 est appelée le point isoélectrique de l'acide aminé (pI AK). Si le pH de la solution correspond au point isoélectrique de l'acide aminé, alors pendant l'électrophorèse, il n'y a pas de mouvement de la molécule dans la solution. Si le pH de la solution
Propriétés chimiques acides aminés
Les acides aminés sont des composés organiques hétérofonctionnels qui entrent dans des réactions caractéristiques des groupes carbonyle, des acides aminés, et présentent un certain nombre de propriétés biochimiques spécifiques.
1. En tant qu'ampholytes, les acides aminés forment des sels lorsqu'ils interagissent avec des acides et des bases (alanine avec NaOH = sel de sodium d'alanine ; avec HCl = chlorhydrate d'alanine). (ak6)
2. La réaction de décarboxylation des acides aminés est un processus enzymatique de formation d'amines biogènes à partir des acides α-aminés correspondants. La décarboxylation se produit avec la participation de l'enzyme - décarboxylase et coenzyme - phosphate péridoxal. (ak7) L'éthanolamine est impliquée dans la synthèse des phospholipides. (ak8) L'histamine est un médiateur des réactions allergiques dans le corps. Lorsque l'acide aminé glutamine est décarboxylé, il se forme du GABA (acide gamma-aminobutyrique), qui est un médiateur de l'inhibition du système nerveux.
3. Réaction de désamination - cette réaction est le processus d'élimination du groupe amino par désamination oxydative, réductrice, hydrolytique ou intramoléculaire. La voie de la désamination oxydative avec la participation d'enzymes - déshydrogénases et coenzyme - NAD + prévaut dans le corps. Lors de la première étape du procédé, la déshydrogénation de la liaison α est réalisée avec formation d'acides α-aminés. Au deuxième stade, une hydrolyse non enzymatique de l'acide aminé se produit, conduisant à la formation d'acide α-céto et accompagnée de la libération d'ammoniac, qui est inclus dans le cycle de formation de l'urée. (ak9) Avec l'aide de tels processus, le niveau d'acides aminés dans la cellule diminue.
4. La transamination ou transamination des acides aminés est une voie de synthèse des acides aminés essentiels à partir des acides α-céto. Dans ce cas, le donneur du groupement aminé est un acide α-aminé, qui est en excès, et l'accepteur du groupement aminé est des acides α-céto (PVA, PHA, acide α-cétobutyrique). Le processus se produit avec la participation de l'enzyme - transaminase et coenzyme - phosphate peredoxal. (ak10) Le processus de transamination lie le métabolisme des protéines et des glucides dans le corps, il régule la teneur en acides aminés et la synthèse des acides aminés essentiels.
En plus de ces réactions, les acides aminés sont capables de former des esters, des dérivés azotés et d'entrer dans des réactions qui n'ont pas d'analogues en chimie in vitro. Ces processus comprennent l'hydroxylation de la phénylalanine en tyrosine. (ak11)
En l'absence de l'enzyme nécessaire, la phénylalanine s'accumule dans le corps et, lorsqu'elle est désaminée, un acide toxique se forme, dont l'accumulation entraîne une maladie grave - la phénylcétonurie. Une propriété commune des acides α-aminés est le processus de polycondensation conduisant à la formation de peptides. À la suite de cette réaction, des liaisons amide se forment au site d'interaction entre les groupes carbonyle d'un acide aminé et les groupes amino d'un autre acide aminé. Dans les peptides, cette liaison est appelée liaison peptidique au sein d'un groupe peptidique. (ak12)
La séquence des acides α-aminés dans la composition des peptides et des protéines détermine leur structure primaire. Si le polypeptide contient moins de 100 résidus d'acides aminés, alors on l'appelle un peptide, plus qu'une protéine. Au site des liaisons peptidiques, les molécules de protéines sont hydrolysées in vivo avec la participation d'enzymes - peptidases. Les peptides comprennent :
Endopeptidases qui coupent les liaisons au sein d'une macromolécule
Exopeptidases qui coupent l'acide aminé terminal au niveau de l'azote ou du carbone
Dans le corps, les protéines sont complètement décomposées, tk. seuls les acides aminés libres sont nécessaires à la vie. L'hydrolyse in vivo se produit dans des environnements fortement acides ou fortement alcalins et est utilisée pour déchiffrer la composition des protéines. Actuellement, la composition de 1500 protéines, dont des enzymes et des hormones, a été déchiffrée. Les peptides et protéines de haut poids moléculaire se caractérisent par des niveaux d'organisation plus élevés de la molécule; dans la manifestation de leurs propriétés biochimiques, il est important de prendre en compte la structure spatiale, qui est déterminée par la structure spatiale du groupe peptidique. Le groupe peptidique fait référence au système p, P-conjugué, dans lequel les atomes C, O et N se trouvent dans le même plan. En raison de la formation d'un seul nuage d'électrons 4P délocalisé, la rotation autour de la liaison C-N est difficile. Dans ce cas, les liaisons -carbone sont dans une transposition avantageuse.
En 1950 Pauling et Korn ont montré que la conformation la plus avantageuse de la chaîne polypeptidique est l'hélice α droite. La principale contribution à la fixation de cette conformation de chaîne est apportée par les liaisons hydrogène formées entre des sections parallèles de groupes peptidiques. Une autre structure secondaire de la protéine est connue : une structure en forme de feuillet plié. En plus des liaisons hydrogène, la structure secondaire est stabilisée par des ponts disulfure au niveau des résidus de cystéine.
La structure tertiaire est une organisation spatiale plus complexe de la macromolécule, qui est stabilisée par des liaisons hydrogène, des ponts disulfure, des interactions électrostatiques et des forces de van der Waals. Selon la structure tertiaire, les protéines sont divisées en :
Globulaire - ils se caractérisent par une structure en spirale disposée dans l'espace sous la forme d'une sphère - globules (par exemple, blanc d'oeuf, une enzyme - globine entrant dans la composition de l'hémoglobine)
Fibrillaire - ils sont caractérisés par une structure. En règle générale, ces protéines ont une structure fibreuse et comprennent des protéines musculaires, des tissus - myoinosine, -kératine capillaire, des composés colloïdaux.
La structure quaternaire est connue pour certaines protéines qui remplissent des fonctions physiologiques importantes. Par exemple, la structure quaternaire de la globine est une formation spatiale de 4 sous-unités qui se maintiennent avec des liaisons orientationnelles hydrophobes. Il a été prouvé que l'hémoglobine ne peut être un transporteur d'oxygène qu'en présence d'une structure de globine quaternaire.
À acides aminés essentiels
Les protéines sont à la base de la structure et de la fonction des organismes vivants, tk. forment la base matérielle de l'activité chimique de la cellule. Toute la variété des peptides et des protéines est construite à partir de résidus d'acides aminés α, qui, lorsqu'ils sont combinés dans une séquence très différente, peuvent former une grande variété de protéines. Le nombre total d'acides α-aminés inclus dans leur composition est proche de 70. Parmi eux, on distingue un groupe des 20 acides α-aminés les plus importants, constamment présents dans toutes les protéines.
Les acides aminés jouent un rôle important dans le fonctionnement normal de l'organisme. Le manque d'acides aminés individuels entraîne une perturbation des processus métaboliques. Ainsi, un manque de tryptophane entraîne une diminution du poids corporel, une carence en lysine provoque des vertiges, des nausées et une sensibilité accrue au bruit. Le manque d'histidine s'accompagne d'une diminution de la concentration d'hémoglobine. Récemment, les acides aminés et leurs dérivés ont été largement utilisés dans la pratique médicale, par exemple la méthionine dans le traitement d'un certain nombre de maladies du foie, l'acide glutamique dans certaines lésions cérébrales. Enfin, un certain nombre d'acides aminés et leurs produits métaboliques ont un effet régulateur sur de nombreuses fonctions physiologiques de l'organisme.
Les acides aminés sont des composés hétérofonctionnels qui sont des dérivés d'acides aminés dans lesquels un atome d'hydrogène au niveau de l'unité carbone est remplacé par un groupe amino.
Formule générale -acides aminés
Où COOH est une fonction acide, NH 2 est la fonction principale, R est un radical (fragment variable), la ligne pointillée indique le fragment commun de tous les acides aminés (sauf pour la proline, dans laquelle cette structure fait partie de la cycle pyrromidine), un astérisque (*) marque un atome de carbone asymétrique est un centre chiral.
Les acides aminés sont stéréoisomères. L'atome de carbone est asymétrique, car quatre groupes chimiques différents lui sont associés, dans ce cas, pour chaque acide α-aminé, il existe deux configurations possibles - les énantiomères D et L. Dans les protéines, seuls les isomères L des acides α-aminés sont présents. Ceci est d'une grande importance pour la formation de la structure spatiale de la protéine et la manifestation de son activité biologique. L'action stéréospécifique des enzymes y est directement liée. Comme on peut le voir dans la formule générale, les acides aminés diffèrent les uns des autres par la nature chimique du radical (R), qui est un groupe d'atomes associé à une unité carbonée et n'intervient pas dans la formation de liaisons peptidiques au cours des protéines la synthèse. Par conséquent, toute la variété des caractéristiques de la structure et de la fonction des corps protéiques est associée à la nature chimique et aux propriétés physicochimiques des radicaux -acides aminés. Les acides α-aminés les plus importants et les caractéristiques de leurs chaînes latérales. Ordre des noms d'acides aminés : abrégé ; structure des acides aminés, propriétés des chaînes latérales.
1. Monoaminocarboxylique :
- glycine (-aminoacétique, 2-aminoéthanoïque); GLI ; : hydrophobe, apolaire, non ionique
- alanine (-aminopropionique, 2-aminopropane); ALA : hydrophobe, non polaire, non ionique.
- valine (-amino-méthyl butyrique, 2-amino-3-méthylbutanoïque) ; TIGE : hydrophobe, non polaire, non ionique.
- leucine (-amino-méthylvalérique) : LEI ; hydrophobe, non polaire, non ionique.
- isoleucine (-aino--méthylvalérique) : ILE : hydrophobe, non polaire, non ionique.
2. Monoamine dicarboxylique :
- aspartique (-aminosuccinique, 2-aminobutanedioïque); ASP : hydrophile, polaire, ionique (-CH 2 -COO -).
- glutamine (-aminoglutarique, 2-aminopntadioïque); GLU : hydrophile, polaire, ionique (-CH 2 -COO -).
3. Diaminomonocarbone :
- lysine (,-diaminocaproïque, 2,6-diaminocexanoïque); Lys : hydrophile, polaire, ionique (-CH 2 -NH 3 +)
- arginine (-amino-guanidinovalérique); ARG: hydrophile, polaire, ionique (-CH 3 -NH-C (NH 2) \u003d NH 2 +).
4. Acides oxyaminés :
- sérine (-amino-oxypropionique); SER : (AKM11) hydrophile, polaire, non ionique
- thréonine (-amino--hydroxybutyrique) TPE : (AKM12) hydrophile, polaire, non ionique
5. Contenant du soufre :
- cystéine (-amino--thiopropionique); CIS : (AKM13) hydrophile, polaire, ionique (-CH 2 -S -).
- cystine (di-amino-thiopropionique (dérivé de cystine)); CIS-S-S-CIS : (AKM14) hydrophobe, non polaire, non ionique.
- méthionine (-amino-méthylthiobutyrique); MET : (AKM15) hydrophobe, non polaire, non ionique.
6. Aromatique:
- phénylalanine (-amino-phénylpropionique); FEN : (AKM16) hydrophobe, non polaire, non ionique.
- la tyrosine (-amino-pyraoxyphénylpropionique) ; TIR : (AKM17) hydrophile, polaire, ionique (-CH 2 -C 6 H 4 -O -).
7. Hétérocyclique :
- histidine (-amino-imidazolylpropionique); GIS : (AKM18) hydrophile, polaire, ionique
- tryptophane (-amino--indolylpropionique); TROIS : (AKM19) hydrophobe, non polaire, non ionique.
Une place particulière parmi les acides aminés hétérocycliques est occupée par la proline et ses dérivés hydroxylés, qui sont des acides aminés. Dans ceux-ci, le fragment d'acide α-aminé n'est inclus que dans la composition du cycle de la pyrramidine.
Proline : PRO : (AKM20) hydrophobe, non polaire, non ionique.
Oxyproline : ODA : (AKM21) hydrophobe, non polaire, non ionique.
acide saccharique
L'acide oxalique est appelé par ce nom dans le commerce russe de la muscovite, de manière tout à fait plausible, en souvenir du fait que cet acide a été initialement préparé par l'oxydation de la mélasse ou du sucre avec de l'acide nitrique. A.P. L.Δ ...
Acide de sucre formé par l'oxydation du groupe aldéhyde du glucose. La forme phosphorylée de l'acide gluconique est un intermédiaire important dans le métabolisme des glucides dans les cellules vivantes. Il est utilisé dans l'industrie pharmaceutique comme charge ... ... Dictionnaire encyclopédique
Acide de sucre formé par l'oxydation du groupe aldéhyde du glucose. La forme phosphorylée de l'acide gluconique est un intermédiaire important dans le métabolisme des glucides dans les cellules vivantes. Il est utilisé dans l'industrie pharmaceutique comme charge pour ... Grand dictionnaire encyclopédique
acide glucarique- gliukaro rūgštis statusas T sritis chemija apibrėžtis Gliukozės oksidacijos produktas. formule HOOC(CHOH)₄COOH atitikmenys: angl. acide glucarique; acide saccharique acide glucarique; sucre acide ryšiai: sinonimas - cukraus rūgštis ... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas
Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Efron
- (agricole) La valeur de S. pour les grandes cultures et l'économie nationale. Lieux de culture du sucre S. en Russie. Tailles des cultures S. au cours des 10 dernières années. La structure de la racine S. et ses parties constituantes. Les variétés les plus riches en sucre. Méthodes de culture S. ... ... Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Efron
"Maïs" redirige ici ; voir aussi d'autres significations. ? Maïs ... Wikipédia
- (chem. [Cet article expose : 1) La structure du glucose et du fructose et leurs réactions. 2) Formules générales des substances analogues au glucose et rapports stéréochimiques. 3) Description du triose, du pentose et de l'hexose du glucose, du fructose, du sorbinose et du mannose. 4) Synthèse de E. Fisher ... ... Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Efron
Sucre sucre. 1. Application. au sucre; engagée dans la production de sucre, culture de plantes pour la fabrication de sucre. Fabrique de sucre. Industrie sucrière. Plantations de canne à sucre. || Contient du sucre. Canne à sucre (tropicale ... ... Dictionnaire explicatif d'Ouchakov
Or les hydroxyacides sont des substances qui ont deux fonctions chimiques : en tant qu'alcools, ces composés contiennent un groupe hydroxyle OH dans leur composition ; comme acides organiques, le groupe carboxyle COOH. S. peut être représenté par des hydrocarbures, dans lesquels ... ... Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Efron
Propriétés physiques et chimiques des glucides. Les monosaccharides sont des substances cristallines solides, très solubles dans l'eau, peu solubles dans l'alcool et l'éther. Divers monosaccharides diffèrent significativement dans le degré de douceur dans l'évaluation organoleptique. Si nous acceptons conditionnellement la douceur du saccharose à 100%, alors le fructose dans la même quantité est beaucoup plus sucré - 173%, le glucose - moins sucré - 74%, le xylose - 40%. Le sucre le plus "non sucré" est le lactose. Sa douceur dans la même quantité n'est que de 16% de la douceur du saccharose.
Les acides concentrés déshydratent les monosaccharides et donnent des aldéhydes cycliques - furfurals :
Les furfurals ainsi obtenus peuvent entrer dans des réactions de condensation avec les phénols ou leurs dérivés pour former des produits colorés ; c'est la base du dosage quantitatif des monosaccharides (méthode phénol-acide sulfurique avec terminaison spectrophotométrique). Les monosaccharides libres absorbent très faiblement dans l'ultraviolet et uniquement à une longueur d'onde de 195 nm, c'est-à-dire dans une région non spécifique. Par conséquent, leur détermination directe par des méthodes spectrales est très difficile. Lorsqu'ils sont chauffés avec des alcalis dilués, les monosaccharides entrent dans des réactions de polycondensation, également avec formation de produits colorés (méthode d'Althausen pour la détermination quantitative des sucres dans l'urine).
Oxydation des sucres. Lorsqu'ils sont exposés à divers agents oxydants, divers acides de sucre (glycarique, glyconique ou glycuronique) peuvent être obtenus :
Sous forme d'acides, des unités monosaccharidiques peuvent apparaître dans des polymères naturels (pectine).
Récupération des sucres. À la suite de la réduction des monosaccharides, des alcools polyhydriques se forment. Lorsque le glucose est réduit, le sorbitol est obtenu, lorsque le mannose est réduit, le mannitol est obtenu, et lorsque le fructose est réduit, le sorbitol et le mannitol se forment simultanément :
Les monosaccharides se trouvent dans la nature à la fois sous forme pure et dans le cadre des soi-disant glycosides, en raison de la formation de liaisons avec les molécules de presque tous les composés organiques via leur groupe hydroxyle. Les glycosides sont donc composés d'un composant glucidique (sucre) et d'un composant non sucré appelé aglycone. La structure du glycoside salicine(2-hydroxyméthyl)-phényl-b-D-glucofuranoside) ci-dessous :
Du côté glucidique, l'hydroxyle hémiacétal (synonymes - hydroxyle glycosidique, hydroxyle anomérique) est impliqué dans la formation de la liaison, du côté aglycone, tout hydroxyle. Nous vous rappelons que l'hydroxyle glycosidique des glucides a des propriétés qui diffèrent fortement des autres groupes hydroxyles. En particulier, il entre facilement dans la formation d'acétals complets catalysés par des acides.
Enfin, bien souvent, les glucides sont présents (surtout dans les polymères) sous forme de dérivés avec l'azote, lorsque le groupe hydroxyle au niveau du deuxième atome de carbone est remplacé par un groupe amino. Ce groupe amino est presque toujours acétylé.