ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ФАРМАЦИЯ

ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

ОКСИ(ГИДРОКСИ) КИСЛОТЫ

Общая формула:

Органические кислоты (одно, двух, трехосновные), содержащие одну или несколько ОН – групп.

Номенклатура

Оптическая изомерия оксикислот

Для окси-, аминокислот, углеводов традиционно используют D,L- номенклатуру вместо более общей R,S-номенклатуры. В этой номенклатуре определяется относительная конфигурация соединений, эталоном являются конфигурации D- и L- глицеринового альдегида.

167

2,3-Диоксипропаналь (глицериновый альдегид)

O CH2-CH-C

H

OH OH

Количество стереоизомеров: 2n = 2 (n=1), т.е. имеется пара энантиомеров или оптических антиподов.

Для изображения конфигураций D и L энантиомеров используются проекции Фишера. Для их написания выполняются следующие правила:

1.В верхней части проекции располагается группа содержащая С1 или старшая функциональная группа;

2.На горизонтали располагаются атом водорода и функциональная, например

(-ОН, -NH2), группа.

При изображении энантиомеров глицеринового альдегида альдегидная и

-СН2ОН группы располагаются на вертикальной линии, а водород и гидроксил на горизонтальной. Если гидроксил расположен справа, соединение относят к D-конфигурации или D-ряду. Если гидроксил расположен слева, соединение относят к L- конфигурации или L-ряду.

пара энантиомеров

Для того, чтобы установить R,S-конфигурацию приведенных энантиомеров, определяют старшинство групп по Кану – Ингольду – Прелогу, которые в данном случае следующее (см. тему «Оптическая изомерия»):

OH > CHO >CH2OH > H

(1)(2) (3) (4)

Делают четное число перестановок у хирального центра С*, при этом младший заместитель должен располагаться в нижней части проекции Фишера. Далее определяют как изменяется старшинство заместителей у хирального центра: если по часовой стрелке, то – это конфигурация R-, если против - конфигурация S-.

168

- обозначение одной перестановки

Молочная кислота

CH3-CH-COOH

OH

Молочная кислота существует в виде пары энантиомеров (nC*=1).

(обратите внимание на одинаковые условия определения [α])

[α] – удельный угол вращения (зависит от температуры, в данном случае 150С, и концентрации раствора, данном случае 2,5%)

(+) – вращение плоскополяризованного света условно “вправо” (-) – вращение плоскополяризованного света условно “влево”

Рацемат молочной кислоты – D,L (±) молочная кислота имеет температуру плавления 180С (рацемат оптически неактивен, [α] = 0)

В человеческом организме в процессе активной работы глюкоза, содержащаяся в мышцах, превращается в L (+) молочную кислоту. При кисломолочного брожения углеводы превращаются в D (-) молочную кислоту, либо в рацемат D,L (±).

Яблочная кислота

HOOC-CH2-*CH-COOH

OH

169

форма (мезовинная кислота), которая оптически неактивна, и рацемат (виноградная кислота) (термин “мезо-форма” – см. в теме “Многоатомные спирты”).

Температура плавления виноградной кислоты (рацемата) 2050С.

D-винная и мезовинная кислоты, L-винная и мезовинная кислоты являются диастереомерами (см. тему “Многотомные спирты”).

Для того, чтобы определить какова конфигурация, например D-винной кислоты по R,S-номенклатуре, необходимо произвести следующие действия (перестановки заместителей):

2. Произведя четное число перестановок, определяют направление изменения старшинства заместителей (в данном случае по часовой стрелке) и устанавливают конфигурацию.

Аналогично определяют конфигурацию у С3:

171

R-конфигурация для С3

.

Полное название D-винной кислоты по R,S-номенклатуре: 2(R),3(R)- диоксибутандиовая кислота.

Методы получения оксикислот

1. Синтез α-оксикислот

а) Из α - бромзамещенных карбоновых кислот

б) Из альдегидов (кетонов), циангидринной синтез

Пример реакции

172

2. Синтез β - оксикислот

а) Восстановлением β - оксокислот, полученных с помощью конденсации Кляйзена

б) С помощью реакции Реформатского

CH3

3-метил-3-оксибутановая кислота

в) Гидратацией акриловых кислот

(гидроакриловая) кислота

3. Синтез двухосновных кислот

а) из фумаровой кислоты

кислота

173

4. Получение винных кислот

а) D-Винную кислоту получают из природного винного камня – кислой калиевой соли винной кислоты с помощью кислого гидролиза;

б) L-Винную кислоту получают при разделении природной виноградной кислоты, которая является рацематом; в) Мезовинную кислоту получают гидроксилированием малеиновой кислоты.

Реакционная способность

α-Оксикислоты являются более сильными кислотами, чем обычные карбоновые кислоты, сказывается наличие акцепторной (-ОН) группы в углеводородном радикале.

Реакции идут по двум функциональным группам (-ОН, -СООН) в зависимости от природы реагента.

1. Реакция со щелочными металлами и щелочами.

CH3-CH-COONa

OH

натриевая соль молочной кислоты, лактат натрия

2. Реакция с РСI5 и НСI (НВr)

5. Термическое поведение оксикислот

а) α - оксикислоты

б) β - оксикислоты

βα t0C

R- алкил

175

в) γ,δ - оксикислоты

n=1, бутиролактон; n=2, валеролактон; n=3, капролактон Аналогично для δ- и ε- оксикислот.

г) для винной кислоты

D-винная кислота t0C(выс.) CH3-C-COOH + CO2 + H2O

O

пировиноградная кислота (α-оксопропионовая кислота)

6. Реакции окисления

а)

б)

7. Образование реактива Фелинга

176