Слайд 2
Реакции окисления-восстановления
реакции, в ходе которых происходит
изменение степени окисления одного или нескольких атомов углерода.
Слайд 3
4
(3)+(+1)= - 2
(2)+(+2)= 0
(1)+(+3)= +2
+4
Степень окисления атома
углерода
Окисление
Процесс удаления водорода
образование кратной связи или
замена
связей СН на связи с другими более ЭО элементами
(степень окисления С увеличивается)
Окисление – процесс перехода электронов
от субстрата к реагенту-окислителю,
«потеря электронов» атомом углерода
Слайд 5
Восстановление
замена связей
с электроотрицательными элементами на новые связи СН.
степень окисления
С уменьшается.
Восстановление – процесс перехода электронов
от восстановителя к органическому субстрату.
- «приобретение электронов» атомом углерода
Слайд 6
Окисление органического соединения
протекает тем легче, чем больше
выражена в нём тенденция к передаче электронов.
Слайд 7
(97 ккал/моль)
(94 ккал/моль) (91 ккал/моль) .
Слайд 9
Увеличение способности к окислению:
RH <
ROH < R-NH2 ;
Алканы Спирты Амины
Слайд 10
Горение алканов
СН4
+ О2 СО2 + H2О + выделение тепла
и света
Окисление алканов сильными окислителями
RH + K2Cr2O7 + H2SO4, нагревание Смесь карбоновых кислот
Связи СС в насыщенных соединениях окисляются с большим трудом и всегда с разрушением соединения.
Слайд 14
Связи С–Н при насыщенных атомах углерода окисляются
легче, если
Слайд 15
Окисление в мягких условиях
(
в условиях организма) :
Слайд 16
Ферментативное гидроксилирование соединений со связью С-Н
Кофермент-
восстанавливающий агент
Слайд 17
Коферменты: функции
Вспомогательные органические соединения небелковой
природы, входящие в состав некоторых ферментов.
Соединяясь с ферментом,
коферменты образуют каталитически активные комплексы.
Многие коферменты - производные витаминов (В1, В2, В6, РР и др.).
выполняют функцию промежуточных переносчиков атомов или функциональных групп.
принято говорить о переносе восстановительных эквивалентов.
Слайд 18
озонолиз
эпоксидирование
гидроксилирование
озон
надкислоты
Окисление двойных
углерод-углеродных связей
перманганат калия
в слабощелочной среде
Мягкое окисление
Слайд 21
б) окисление ароматического кольца
облегчают окисление ЭД
Слайд 22
HNO3
Способность к окислению заметно увеличивается
Слайд 24
(причина канцерогенности многоядерных аренов)
Полиядерные арены способны окисляться
и
до эпоксидов:
Слайд 25
Окисление спиртов
(получение альдегидов и
кетонов):
а) дегидрирование спиртов
над
металлическим катализатором
RCH2OH + Cu RCH=O.
200-300 С
«восстановительный эквивалент»
Потеря 2х атомов Н эквивалентна потере
или
+ H2
Слайд 26
Дегидрирование спиртов над металлическим катализатором
Слайд 27
Биологическое дегидрирование
окисленная
форма
восстановленная
форма
Перенос Н-
спирт
альдегид
Слайд 29
Дегидрирование спирта в альдегид или кетон
Слайд 30
Окисление ретинола в ретиналь
витамин А1
соединение,
необходимое
для зрительного восприятия
Слайд 32
б) окисление спиртов сильными окислителями
RCH2OH + KMnO4
/ H2O RCOOK+ + MnO2
Третичные спирты в
нейтральной и щелочной средах не окисляются;
в кислой среде происходит дегидратация спиртов до алкенов
первичные спирты
вторичные спирты
кетон
Слайд 33
Окисление альдегидов
RCH=O + [Ag(NH3)2]OH
RCOONH4 + Ag Реактив
Толленса
Реакция "серебряного зеркала"
RCH=O + Cu(OH)2 + KOOC(CHOH)2COONa + KOH Реактив Фелинга (голубого цвета)
RCOOK + Cu2O↓ . Красный осадок
RCH2CH=O + SeO2 в CH3COOH RC(=O)CH=O.
α
α
Слайд 34
Концентрированная HNO3, хромовая смесь (K2Cr2O7 + H2SO4) или
KMnO4 в сильно кислой среде и при нагревании
Окисление кетонов
Слайд 35
до двухатомных фенолов:
Гидрохинон
Окисление фенолов
[O]
Слайд 36
хиноны
Хиноны - стимуляторы роста, антибиотики, процесс дыхания.
Слайд 37
Система хинон-гидрохинон участвует в процессе переноса электронов от
субстрата к кислороду.
Слайд 38
RSH + H2O2, или CuCl2, или O2
RSSR .
Тиолы
Мягкое окисление
Слайд 39
Сильные окислители KMnO4,
или HNO3, или HJO4
Тиолы
Слайд 40
Сильные окислители KMnO4, или HNO3, или HJO4
Сульфиды
Слайд 42
Восстановление
органических соединений
1. Каталитическое гидрирование
Слайд 43
Каталитическое гидрирование
Цис- присоединение
Слайд 45
2. Некаталитическое гидрирование
>C=O + LiAlH4
>CHOH
Слайд 46
Восстановление нафталина происходит ступенчато:
Слайд 47
Восстановление карбонильных
соединений:
Слайд 49
3. Биохимическое восстановление
>C=O +
НАДН >CHOH +
НАД+.
In vivo биохимическое дегидрирование:
Слайд 50
Никотинамидадениндинуклеотид
кофермент, присутствующий во всех живых клетках; входит в
состав ферментов группы дегидрогеназ, катализирующих окислительно-восстановительные реакции.
Открыт в
1904 в дрожжевом соке английскими биохимиками А. Гарденом и У. Йонгом;
строение установлено в 1936 О. Варбургом и Х. Эйлером.
Все дегидрогеназы нуждаются в коферменте для переноса «восстановительных эквивалентов»
Слайд 51
ОТТО ГЕНРИХ ВАРБУРГ
(1883–1970),
немецкий биохимик и физиолог, удостоенный
в 1931 Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие природы и механизма действия дыхательных ферментов.
Слайд 53
восстановленная
форма кофермента
Слайд 54
Витамин В3,
витамин РР, ниацин
Недостаток витамина B3 приводит
к пеллагре— заболеванию, симптомами которого являются дерматит, диарея, деменеция
Слайд 55
Характерные симптомы пеллагры – поражения кожи, желудочно-кишечного тракта
и нервной системы:дерматит, диарея, деменеция
Слайд 56
Ароматический
пиридиниевый цикл.
Неароматический
1,4 –дигидропиридиновый цикл
Запас энергии
четвертичная соль
никотинамида
спирт
альдегид
Слайд 57
восстановленная
форма субстрата
Слайд 58
Передача запасённой энергии осуществляется при переходе НАДН
НАД+ в реакциях восстановления
Слайд 60
Процесс протекает стереоселективно :
Слайд 62
Восстановление с участием системы НАДН НАД+ является,
как и окисление, стереоселективным.
Слайд 64
Флавинадениндинуклеотид
Небелковый кофермент большинства ферментов-флавопротеидов, присутствующих во всех
живых клетках;
производное рибофлавина (витамина В2).
Фрагмент D-рибита
фрагмент изоаллоксазина
Слайд 66
ФАД выполняет роль окислителя
FAD
FADH2
ФАД
ФАДН2
Окисленная
форма
Восстановленная форма
В2
Функции:
энергетический обмен;
зрение;
кожа, ногти, слизистые оболочки;
образование красных кровяных клеток;
окислительно-восстановительные реакции;
антиоксидант;
рост и развитие.
Слайд 68
Источники:
дрожжи, листовые зелёные овощи, крупы
(гречневая и овсяная), горох, зародыши и оболочки зерновых культур,
хлеб;
печень, почки, мясо, рыба, сыр, молоко, йогурт, прессованный творог, яичный белок.
Слайд 69
Последствия дефицита:
поражения
слизистых оболочек и кожного покрова;
жжение и зуд в
глазах, катаракты, чувствительность к свету;
трещины на губах, хейлоз (дистрофия красной каймы губ), воспаления языка;
рвота, тошнота;
облысение;
бессонница;
дрожь;
заторможенность;
депрессия, раздражительность
Адекватный уровень потребления – 2 мг;
Слайд 70
Система переноса электронов с помощью гидрид-ионов
Система хинон
гидрохинон.
В биологических системах этот перенос осуществляется группой
соединений хиноидной структуры (n = 610), называемых убихинонами, т.е. хинонами, присутствующими везде (ubiquitous повсеместный):
Слайд 72
Система переноса электронов с помощью гидрид-ионов
Система хинон
гидрохинон.
Слайд 73
Функции в организме:
*Обеспечивает выработку энергии на
клеточном уровне
*Положительно влияет на сердечно-сосудистую систему, головной мозг и
периферическую нервную систему
*Оказывает поддержку иммунной системе
*Повышает регенеративные процессы слизистой оболочки десен и других быстрорастущих
тканей
*Обладает антиоксидантной активностью
Слайд 74
Богатые источники CoQ10
говяжье сердце и другие внутренние органы,
яичный желток, печень, треска, молочный жир, различные виды цельного
зерна.
В среднем человек потребляет приблизительно 5 мг CoQ10 в день