Підготовка до олімпіади

Завдання№ 1

14. Родопочаткова структура –це основа будови молекули, від кореня назви якої утворюється назва сполуки.

Наприклад, етан СН₃-СН₃, що містить два атоми карбону, є родопочатковою структурою для етанової кислоти СН₃-СООН, ланцюг якої складається також із двох атомів карбону, а вона, в свою чергу, – для аміноетанової кислоти NH₂-СН₂-СООН.

Родопочатковою структурою для аліфатичних (незамкнутих) сполук вважається головний вуглецевий ланцюг, а для карбо- і гетероциклічних сполук – цикл. Назви більшості головних вуглецевих ланцюгів і циклів формуються на основі номенклатури алканів - насичених аліфатичних вуглеводнів

При складанні назви ненасиченого вуглеводню суфікс -анзамінюють на -ен(чи -єн) у випадку сполук, що містять подвійний зв’язок, чи на -ин(-ін) для сполук з потрійним зв’язком: етанСН₃-СН₃, етенСН₂=СН₂, етинСН≡СН. У назвах сполук з більш довгим ланцюгом після суфікса (через дефіс) необхідно вказувати локант. Локаут це номер атома карбону від якого відходить кратний зв'язок, або замісник

За наявності двох чи більше кратних зв’язків застосовуються множильні частки ди-, три-, тетра-, пента- за допомогою  яких позначають кількість кратних зв’язків, або замісників.Коли сполука  містить кілька різних кратних зв’язків спочатку зазначають подвійний, а потім потрійний.Намерацію атомів карбону розпочинаємо з тієї сторони де ближче знаходиться кратний зв'язок, але назву із меншого за кратністю. В ароматичних вуглеводнів головним фрагментом яких є бензинове кільце С ₆Н ₆  родопочатковою структурою є бензин , хоча деякі мають тривіальні назви С ₆ Н ₅ОН- фенол, С ₆Н ₅СН ₃ – толуол, С ₆Н ₅NН ₂ – анілін … Всі ці речовини мають бокові замісники.

Замісник це атом чи група атомів, які заміщують атом гідрогену в родопочатковій структурі. Як замісник може виступати і вуглеводневий радикал, або функціональна група. Старша із функціональних груп є характеристичною і визначає клас органічних сполук.. Наявність функціональної групи відображається у назві за допомогою префіксів чи суфіксів. Деякі групи позначаються тільки префіксами (галогени, нітро, алкокси), але для більшості існують як префікси, так і суфікси. В гетерофункціональних сполуках лише одна група – старша – позначається суфіксом, а всі інші виносяться на початок назви у вигляді префіксів і перелічуються в алфавитному порядку з вказанням номерів атомів Карбону, з якими сполучений кожний замісник. Для цього необхідно провести нумерацію атомів у родопочатковій структурі таким чином, щоб старша характеристична група одержала найменший номер.

 Із основних положень замісникового способу номенклатури IUPAC складений алгоритм  послідовності при складанні назв органічних сполук:

1 Встановлюють старшу характеристичну групу, оскільки саме вона зумовлює подальший вибір родопочаткової структури та її нумерацію.

2. Визначають родопочаткову структуру – головний аліфатичний ланцюг чи циклічну систему. Для обрання родопочаткової структури керуються такими критеріями (у порядку зменшення їх значущості):

– найбільша кількість функціональних груп;

– найбільша кількість кратних зв’язків;

– найбільша довжина вуглецевого ланцюга - саме кількість атомів карбону є основою назви родопочаткової структури;

– найбільша кількість вуглеводневих радикалів.

Для карбоциклічних, гетероциклічних і ароматичних сполук родопочатковою структурою є цикл. Якщо сполука містить одночасно і відкритий ланцюг, і цикл, за родопочаткову структуру вважається та частина, в якій міститься старша характеристична група.

3. Нумерують атоми карбону у складі родопочаткової структури, починаючи від старшої характеристичної групи. Якщо це правило не дозволяє однозначно вибрати напрямок нумерації, то ланцюг нумерують, щоб замісники чи кратні зв’язки одержали найменші номери.

4.  В алфавітному порядку називають замісники, які позначаються префіксами, із попереднім зазначенням їх локантів. За наявності декількох однакових замісників користуються множувальними префіксами (множувальні префікси не входять в алфавітну послідовність), а цифри- локанти повторюються стільки разів, скільки є замісників. Цифри записують перед префіксами і після суфіксів. При цьому цифри одна від одної розділяються комою, а цифра від букви – дефісом, наприклад: 2,2,3-триметил..., 3,4-дибром- 1,1,1-трихлор... .

5. Називають родопочаткову структуру з урахуванням відповідних суфіксів (для позначення характеру і кратності зв’язків, а також природи старшої характеристичної групи) з множувальними частками; після суфіксів через дефіс записують цифри-локанти, кількість яких повинна відповідати множувальним часткам, наприклад: ...триєн-1,3,5- ін-8, ...триол-1,2,3

Таблиця  – Функціональні групи ( у порядку зменшення старшинства)

Група	Назва групи	Префікс	Суфікс	Клас сполук
-(С)ООН*	Карбоксильна	-	-ова кислота,	Карбонові кислоти
-СООН	Карбоксильна	Карбокси-	-карбонова кислота	Карбонові кислоти
SO3H	Сульфогрупа	Сульфо-	-сульфокислота	Сульфокислоти
NºС	Цианогруппа	Циано–	–нітрил	Нітрили
-(С)Н=О*	Карбонільна	Оксо-	-аль	Альдегіди
-СН=О	Карбонільна	Формил-	-карбальдегід	Альдегіди
=C=O	Карбонільна	Оксо-	-он	Кетони
-OH	Гідроксильна	Гідроксі-**	-ол, -фенол	Спирти, феноли
-SH	Тіольна	Меркапто-	-тіол	Тіоспирти (меркаптани)
-NH2	Аміногрупа	Аміно-	-амін	Аміносполуки
-NO2	Нітрогрупа	Нітро-	-	Нітросполуки
-OR	Алкоксильна	Алкокси-	-	Прості естери
-F,-Cl,-Br,-I (-Hal)	Галогени	Фтор-, хлор-, Бром-, -йод	-	Галогенпохідні

1

ЗАВДАННЯ № 21

Реактивами  Фелінга, Толленса, Троммера визначається наявність альдегідної групи.

Подібно до альдегідів, моноса­хариди окиснюються аміачним розчином оксиду срібла (реактив Толленса) і гідроксидом міді (II) у лужному розчині, або ж реактивом Фелінга. В ці реакції вступають як альдози, так і кетози, тому що у лужному середовищі кетози ізомеризуються в аль­дози. З реактивом Толленса здійснюється реакція «срібного дзеркала». З реактивом Фелінга та гідроксидом міді (II) у лужному розчині утворюється оксид міді (II) червоно-оранжевого кольору. Моносахариди при окисненні у лужному середовищі розще­плюються до суміші продуктів окиснення. Ці реакції є якісними на альдози і кетози.

21. Взаємодія моносахаридів з реактивом Фелінга

Реактив Фелінга – розчин купрум(ІІ) сульфату і сегнетової солі в 10 %-му розчині натрій гідроксиду. Його готують безпосередньо перед використанням.

У пробірку вносять 2 краплі водного розчину купрум(ІІ) сульфату (розчин А) та 2 краплі лужного розчину сегнетової солі – калій натрій тартрату (розчин Б). Спостерігають виділення блакитного осаду ку-прум(ІІ) гідроксиду, який зі сегнетовою сіллю утворює водорозчинний комплекс синього кольору:

Далі в пробірку додають 3 краплі 5 %-го розчину глюкози і нагрівають суміш до кипіння. Спостерігають поступове знебарвлення розчину та утворення червоно-коричневого осаду купрум(І) оксиду:

Нафторезорцинова проба Толленса

У пробірку вносять кілька крупинок глюкози, 5 мл води, 1 мл 1 %-го спиртового розчину нафторезорцину (1,3-дигідроксинафталіну) та 1 мл концентрованої хлоридної кислоти. Суміш обережно кип’ятять протягом 1 хв, потім обережно струшують з 5 мл етеру або бензолу. Етерний (бензольний) шар набуває різних відтінків: глюкоза, маноза, галактоза – синьо-зелене забарвлення; рамноза – фіолетове, арабіноза, ксилоза – темно-синє. Поява забарвлення обумовлена утворенням продуктів конденсації глюкуронової кислоти з нафторезорцином і утворенням похідних динафтилметану (формула І) або ксантену (формула ІІ):

Ця реакція є загальною на всі вуглеводи;

Реакція Троммера. Моносахариди, наприклад, глюкоза та фруктоза при нагріванні відновлюють купрум(ІІ) оксид в купрум(І) оксид, окиснюючись до альдольних кислот. Цю реакцію для глюкози в загальному вигляді можна записати таким рівнянням:

1. У пробірку до 3 мл 5 %-го розчину глюкози додають 1 мл 5 %-го розчину натрій гідроксиду, 1 мл 5 %-го купрум(ІІ) сульфату, який при перемішуванні розчиняється (розчин набуває блакитного забарвлення). При його обережному нагріванні до кипіння спостерігається утворення жовтого осаду купрум(І) гідроксиду або червоно-коричневого осаду купрум(І) оксиду

104. АТФ є похідною аденілової кислоти, до фосфатного залишку якої приєднані ще дві молекули неорганічного фосфату у вигляді пірофос-фату. У молекулі АТФ наявні два макроергічні зв'язки. Внаслідок синтезу АТФ шляхом окислювального фосфорилювання (див. нижче) до АДФ додається ще один зв'язок, тобто енергія окислення субстрату трансформується в енергію піро-фосфатних зв'язків у молекулі АТФ. Встановлено, що в живому організмі більшість процесів, які супроводжуються вивільненням вільної енергії, пов'язані здебільшого з одним і тим же процесом, а саме - із синтезом АТФ. З іншого боку, відомо й те, що процеси, які протікають зі зростанням вільної енергії (синтетичні, виконання певного виду роботи та ін.) пов'язані із процесом розщеплення АТФ. За цими даними АТФ являє собою поєднувальну ланку між енергопостачальними та енергопоглинаючими процесами в організмі. АТФ є головною поєднувальною ланкою між клітинними реакціями, які відбуваються з виділенням і поглинанням енергії. Вона є термодинамічно нестійкою молекулою й, гідролізуючись, утворює АДФ або АМФ і залишки фосфатів. Енергія гідролізу АТФ, залежно від локалізації в клітині, може змінюватися в межах від 40 до 60 кДж/моль, у середньому її прийнято вважати рівною 50 кДж/моль. При цьому виділяється вільна енергія. Саме ця нестійкість молекули АТФ дозволяє їй виконувати функцію переносника хімічної енергії.

  АТФ є коферментом ряду кіназ, які переносять залишок фосфорної кислоти на монози:

АТФ також може бути джерелом пірофосфата для деяких вуглеводів:

АТФ часто виступає в ролі кофермента при перенесенні аденозинмонофосфорного залишку на яку-небудь кислоту, зокрема, на амінокислоту:

АТФ – джерело аденозильного залишку при активації і перенесенні метильних груп