Катедра „Медицинска химия и биохимия” koнспект по Медицинска химия за студенти по медицина



Дата31.12.2017
Размер155.19 Kb.

М е д и ц и н с к и у н и в е р с и т е т - София

Медицински факултет


Катедра „Медицинска химия и биохимия”



KOНСПЕКТ

по Медицинска химия за студенти по медицина


1

Химична връзка и строеж на молекулата

1.1.

Природа на химичната връзка. Ковалентна връзка. Теория на Люис. Метод на валентните връзки: σ- и π-връзки, прости и изолирани сложни връзки. Хибридизацията на атомните орбитали - същност и видове. Наситеност и насоченост на ковалентната връзка. Метод на молекулните орбитали. Ковалентна връзка с донорно-акцепторен механизъм на образуване. Делокализирана химична връзка. Енергия на делокализация. Полярни и неполярни връзки. Основни характеристики на молекулите – геометрия на молекулите, валентни ъгли, дължина, енергия на химичните връзки и диполен момент.

1.2.

Йонна връзка – граничен случай на полярна ковалентна връзка. Модел на йонната връзка. Водородна връзка – същност и видове. Междумолекулни взаимодействия – дипол-диполни, индукционни и дисперсионни. Биологично значение.

1.3.

Комплексни (координационни) съединения. Представи на Вернер (комплексообразувател, лиганди, координационно число). Координативна връзка - ковалентна връзка с донорно-акцепторен механизъм на образуване. Типове лиганди - дендатност. Хелатни комплекси. Катионни, неутрални и анионни комплекси. Номенклатура, пространствен строеж, изомерия и стабилност на координационните съединения. Биологично значение.

2.

Дисперсни системи

2.1.

Видове дисперсни системи. Молекулни и йони разтвори. Механизъм на разтварянето. Концентрация на разтворите. Разтворимост и топлинен ефект на разтварянето. Разтвори на електролити. Теория на електролитната дисоциация. Дисоциационна константа и степен на електролитна дисоциация. Разтвори на силни електролити - активност, коефициент на активност, йонна сила на разтворите. Разтвори на слаби електролити - закон за разреждането на Оствалд. Равновесие в разтвори на слабо разтворими йонни съединения - произведение на разтворимост.

2.2.

Колигативни свойства на разредените разтвори. Парно налягане, изменение на температурата на кипене и температурата на замръзване. Дифузия, осмоза и закон за осмотичното налягане. Биологично значение.

2.3.

Протолизни процеси. Киселини и основи. Класически представи на Арениус. Теория на Брьонстед и Лоури за киселини и основи. Сила на протолитите. Протолизни константи. рКа и рКb. Фактори, от които зависи силата на протолитите. Теория на Люис.

2.4.

Автопротолиза. Йонно произведение на водата. Водороден показател (водороден експонент; рН). Температурна зависимост на йонно произведение на водата. рН на биологични течности. Методи за определяне на рН.

2.5.

Буферни разтвори – същност, свойства. Уравнение на Хендерсон-Хаселбалх за рН на буферни разтвори. Буферен капацитет. Приготвяне на буфери с предварително зададени свойства. Биологично значение. Буфери на кръвта.

2.6.

Хидролизни процеси. Количествени характеристики - степен на хидролиза и хидролизна константа. Хидролиза на соли на слаби електролити. Връзка между хидролизни и протолизни константи. Хидролиза на органични съединения. Биологично значение на хидролизните процеси.

2.7.

Колоидно-дисперсни системи. Класификация. Начини за получаване. Строеж на колоидните частици. Кинетични, оптични и електрични свойства. Разтвори на високомолекулни съединения. Стабилност и коагулация на колоидните разтвори. Биологично значение.

3.

Химична кинетика и химично равновесие

3.1.

Химична кинетика. Скорост на химичните реакции. Фактори, влияещи върху скоростта. Зависимост на скоростта от концентрацията. Закон за действие на масите. Кинетично уравнение. Порядък на реакцията. Скоростна константа. Реакции от различен порядък. Сложни реакции. Стехиометрично уравнение, механизъм на химичните реакции и скоростопределящ етап. Молекулност.

3.2.

Влияние на температурата върху скоростта на химичните реакции. Активираща енергия. Активиран комплекс. Уравнение на Арениус.

3.3.

Катализ. Катализатори. Принцип на тяхното действие. Хомогенен и хетерогенен катализ. Автокатализ. Обща представа за ензимен катализ.

3.4.

Химично равновесие. Обратими и необратими химични реакции. Особености на химичното равновесие и стационарното състояние. Графично представяне. Закон за действие на масите. Равновесна константа за хомогенни и хетерогенни реакции. Равновесна константа при последователни реакции. Термодинамични величини: енталпия, ентропия и свободна енергия. Критерии за определяне на посоката на спонтанно протичащи процеси - екзергонни, ендергонни и анергонни реакции. Свободна енергия и химично равновесие. Реакционна изотерма на Вант Хоф.

3.5.

Влияние на външни фактори върху процесите в равновесна система. Принцип на Льо Шателие - Браун. Влияние на температурата върху химичното равновесие. Влияние на концентрацията и налягането върху посоката на химичната реакция в равновесна система. Спрегнати реакции в биохимията. Съединения с макроергични връзки.

4.

Окислително-редукционни (редокс) процеси

4.1.

Електронен обмен. Химични редокс-процеси. Полуреакции. Електроафинитетен ред. Eлектрохимични редокс-процеси. Редокспотенциал. Галваничен елемент. Стандартен редокс потенциал и стандартен водороден електрод. Условен редокс потенциал. Уравнение на Нернст. Връзка между редокс-потенциал и равновесна константа. Посока на протичане на редокс процесите. Биологично окисление.

5.

Гранично повърхностни явления. Адсорбция

5.1.

Повърхностна енергия и повърхностно напрежение. Същност и степен на адсорбцията. Адсорбционно равновесие. Физична и химична адсорбция. Влияние на температурата, налягането и концентрацията. Адсорбционна изотерма. Уравнение на Лангмюр. Приложение на адсорбционните процеси.

6.

Въглеводороди

6.1.

Мастни въглеводороди. Химична връзка, хибридни модели. Номенклатура. Хомоложен ред. Изомерия: конституционна (верижна и позиционна) и конфигурационна (енантиомерия, σ- и π-диастереоизомерия). Фишерови проекционни формули. Реактивоспособност. Структурни особености: конформационни промени в молекулите на етан, бутан и циклохексан.

6.2.

Мастни въглеводороди. Химични свойства на алкани, алкени и алкини. Характерни типове реакции. Механизъм на реакциите на верижно-радикаловото заместване (SR) при алкани. Електрофилното присъединяване към кратна връзка (АE), механизъм. Окисление и горене. Полимеризация на алкени.

6.3.

Ароматни въглеводороди (арени). Ароматност - правила на Хюкел. Механизъм на реакциите на електрофилно заместване (SE). Ориентация в бензеновото ядро. Eлектронни ефекти на заместителите. Активиращи и дезактивиращи заместители. Полиядрени ароматни въглеводороди с кондензирани ядра. Понятие за канцерогени.

7.

Алкохоли и феноли. Тиоли

7.1.

Алкохоли и феноли. Структура и номенклатура. Хомоложен ред. Видове алкохоли и феноли. Киселинно-основни свойства. Химични свойства на алкохолите – естерификация, етерификация, реакция с бромоводород и окисление. Реакции на фенола – ацилиране, нитриране и бромиране. Фенолформалдехидни смоли. Биохимични аспекти на алкохолното отравяне. Тиоли – строеж и свойства. Някои природни тиоли. Глутатион.

8.

Карбонилни съединения. Алдехиди и кетони

8.1.

Алдехиди и кетони. Структура и номенклатура. Тавтомерия. Реакции на нуклеофилно присъединяване (AN). Механизъм. Реакция с кислородни нуклеофили (вода и алкохоли). Реакция с азотни нуклеофили (амоняк, първични амини, хидразин, фенилхидразин и хидроксиламин). Реакция с въглеродни нуклеофили (получаване на цианхидрини, алдолна реакция и алдолна кондензация). Роля на алдолната реакция и алдолната кондензация при биологичните процеси. Полимеризация и олигомеризация. Окислително-редукционни процеси. Редукция на алдехиди и кетони с водород. Окисление на алдехиди. Реакция на Каницаро (реакция на диспропорциониране). Хинони. Убихинони (коензим Q10), витамин К1 (филохинон).

9.

Карбонилни съединения. Карбоксилни киселини

9.1.

Монокарбоксилни киселини. Мастни наситени и ароматни. Структура и номенклатура. По-важни представители: мравчена, оцетна, пропионова, маслена, валерианова и бензоена киселина. Връзка между строеж и киселинност. Химични свойства. Реакции на ацилно нуклеофилно заместване (естерефикация, получаване на анхидриди и хлороанхидриди). Окисление и декарбоксилиране. Реакции на производни на карбоксилните киселини – реакция на алкохоли и амини с анхидриди и хлороанхидриди. Алкална хидролиза (осапунване) на естери.

9.2.

Ненаситени монокарбоксилни киселини. Структура и номенклатура. Представители: акрилова, метакрилова и олеинова киселини. Химични свойства. Електрофилно присъединяване и полимеризация. Незаменими висши мастни ненаситени киселини: линолова, линоленова, арахидонова, ейкозапентаенова и докозахексаенова киселина (витамин F). Роля на полиненаситените ω-3 карбоксилни киселини.

9.3.

Наситени дикарбоксилни киселини. Структура и номенклатура. Представители: оксалова, малонова, янтарна, глутарова и адипинова киселина. Химични свойства. Декарбоксилиране и образуване на циклични анхидриди. Ненаситени дикарбоксилни киселини. Структура и номенклатура. Представители: малеинова и фумарова киселина. Химични свойства. Образуване на циклични анхидриди. Биологично значение. Ароматни дикарбоксилни киселини: фталова, изофталова и терефталова киселина. Химични свойства. Образуване на циклични анхидриди.

9.4.

Хидроксикарбоксилни киселини (мастни и ароматни). Структура, номенклатура и киселинност. Стереоизомерия при мастните хидроксикиселини. По-важни представители: млечна киселина, -хидроксимаслена киселина, ябълчена, винена, лимонена и салицилова киселина. Химични свойства. Реакции при нагряване и комплексообразуване. Лекарства, производни на салициловата киселина.

9.5.

Оксокарбоксилни киселини. Структура и номенклатура. По-важни представители: глиоксалова, пирогроздена, ацетоцетна и оксалоцетна киселина. Кето-енолна тавтомерия. Химични свойства. Присъединяване на вода, декарбоксилиране и окисление. Киселини, участващи в цикъла на Кребс. Кетонни вещества (кетонни „тела“) - биологично значение.

9.6.

Въглеродната киселина Структура, номенклатура и киселинни свойства. Производни на въглеродната киселина. Фосген – реакции с алкохоли, амоняк и амини. Карбонати, карбамид, негови заместени производни, биурет и уреиди. Гуанидин. Kарбаминова киселина и карбамати (уретани). Примери за лекарствени субстанции на тяхна основа. Креатин, креатинфосфат и креатинин. Биологично значение.

10.

Амини, аминоалкохоли и амиди

10.1.

Мастни и ароматни амини. Структура, номенклатура и киселинно-основни свойства. Ред на основност. Химични свойства. Реакции с азотиста киселина, формиране на азосъединения (диазени), електрофилно заместване в ароматното ядро на анилини, реакция с алдехиди и кетони и реакция с карбоксилни киселини и техни функционални производни. Биогенни амини – определение и класификация. Моноамини – фенилалкиламини. Фенилетиламин, амфетамин и метамфетамин.

10.2.

Полиамини (путресцин, кадаверин, спермидин, спермин). Аминоалкохоли. Представители: коламин, холин, сфингозин. Ацетилхолин - биологична роля. Катехоламини: допамин, адреналин, норадреналин – биологична роля. Амиди. Структура и номенклатура. Химични свойства. Хидролиза. Амиди като лекарствени средства: парацетамол, фенацетин и лидокаин. Токсичност на парацетамола.

10.3.

р-Аминобензоена киселина. Локални анестетици: анестезин и новокаин. Структурни аналози на новокаина – лидокаин и байкаин. Фолиева киселина (витамин В9) и тетрахидрофолиева киселина. Сулфонови киселини. Сулфанилова киселина и сулфонамиди. Киселинно-основни свойства на сулфонамидите. По-важни представители - сулфапиридин, сулфатиазол, сулфацетамид, сулфадиазин и сулфагуанидин.

11.

α-Аминокиселини, пептиди и белтъци

11.1.

α-Аминокиселини – структура, номенклатура, класификация, стереохимия. Незаменими аминокиселини. Киселинно-основни свойства – амфотерен характер на аминокиселините, изоелектрична точка.

11.2.

α-Аминокиселини. Химични свойства. Реакции с карбоксилната група. Естерефикация. Реакции с аминогрупата. Ацилиране на аминогрупата, реакции с азотиста киселина, формалдехид и нинхидрин.

11.3.

Пептиди и белтъци. Структура и стереохимия на пептидната връзка. Дисулфидни мостове. Някои биологично важни пептиди: глутатион, метионин енкефалин, вазопресин, окситоцин и инсулин. Структурна организация на белтъци. Реакция на образуване на пептиди.

12.

Въглехидрати

12.1.

Въглехидрати - източници, разпространение и значение. Класификация на въглехидратите - моно-, олиго- и полизахариди. Класификация и номенклатура на монозахаридите - тип на карбонилната група и брой С-атоми. Строеж и изомерия (конституционни изомери, енантиомери, диастереоизомери, епимери). Верижно-циклична изомерия, полуацетални (пиранозни и фуранозни) форми, стереоформули по Haworth. Аномери, епимери и мутаротация. По-важни представители: глюкоза, маноза, галактоза, фруктоза, рибоза и деоксирибоза и L-аскорбинова киселина (витамин С).

12.2.

Химични свойства на монозахаридите. Реакции на карбонилната група - изомеризация, окисление (получаване на алдонови, алдарови {захарни} и уронови киселини), нуклеофилно присъединяване (формиране на цианхидрини), нуклеофилно заместване. Реакции на хидроксилните групи - образуване на естери и гликозиди. Биологично важни естери.

12.3.

Дизахариди. Типове на свързване на монозахаридните остатъци. Редуциращи и нередуциращи дизахариди. Представители: малтоза, лактоза, целобиоза и захароза. Хомополизахариди: нишесте (скорбяла), гликоген, целулоза, хитин - строеж и свойства. Естери производни на целулозата с практическо значение. Хетерополизахариди: хиалуронова киселина, хондроитинсулфат - свойства и биологична роля. Хепарин - свойства и биологично значение.

13.

Хетероциклени съединения

13.1.

Петатомни хетероциклени съединения с един хетероатом. Група на пирола. Строеж и реакционна способност на пирола. Пиролидин - киселинно-основни свойства. Биологичноактивни производни: пролин, хидроксипролин. Съединения, съдържащи порфинов пръстен: протопорфирин, хем и хемин. Хемоглобин и метхемоглобин. Порфирия. Билирубин и жълтеница. Хлорофил.

13.2.

Бициклични съединения с пиролов пръстен. Индол - строеж и реакционна способност на индола. Производни на индола с биологична активност. Триптофан. Невромедиатори (невротрансмитери) и хормони: триптамин, серотонин и мелатонин.

13.3.

Петатомни хетероциклени съединения с два азотни атома (диазоли). Група на пиразола. Строеж и реакционна способност на пиразола. Лекарства, производни на 3-пиразолона като антипиретици - антипирин, пирамидон (амидофен) и аналгин. Група на имидазола. Строеж и реакционна способност на имидазола. Тавтомерия при производните му. Хистидин и хистамин. Антихистаминови препарати. Биотин (Витамин В7).

13.4.

Шестатомни хетероциклени съединения с един азотен атом. Група на пиридина (азин). Строеж и реакционна способност на пиридина. Реакции на електрофилно заместване (бромиране, нитриране и сулфониране). Реакции на нуклеофилно заместване (взаимодействие с натриев амид). Пиридинкарбоксилни киселини и техните производни. Нникотинамид (витамин В3) и никотинамидаденин-динуклеотид. Тубазид, корамин, витамин В6 - строеж и биологично значение.

13.5.

Шестатомни хетероциклени съединения с два азотни атома (диазини). Група на пиримидина. Строеж и свойства на пиримидина. Барбитурова киселина и барбитурати. Пиримидинови бази: цитозин, урацил и тимин. Тиамин (витамин B1).

13.6.

Бициклични хетероциклени съединения с кондензирани ядра (I). Птеридин - строеж и свойства. Производни на птеридина с биологична активност: фолиева киселина (витамин В9), тетрахидрофолиева киселина, рибофлавин (витамин В2), флавинадениндинуклеотид.

13.7.

Бициклични хетероциклени съединения с кондензирани ядра (II). Група на пурина. Строеж и свойства на пурина. Кислородни производни на пурина: хипоксантин, ксантин и пикочна киселина, теофилин, теобромин и кофеин. Пуринови бази - аденин и гуанин.

14.

Нуклеинови киселини

14.1.

Нуклеинови киселини: РНК и ДНК. Нуклеозиди и нуклеотиди. Пиримидинови нуклеозиди и нуклеотиди: уридин, цитидин и тимидин. Пуринови нуклеозиди и нуклеотиди: аденозин и гуанозин. Киселинно-основни свойства. Структура на РНК и ДНК (първична, вторична и третична структура). Хидролиза на нуклеиновите киселини. Биологично значение на нуклеиновите киселини. Антитуморни препарати: 5-флуороурацил.

15.

Алкалоиди

15.1.

Алкалоиди. Обща характеристика. Алкалоиди, производни на пиридина – никотин. Алкалоиди, производни на пурина - теофилин, теобромин и кофеин. Алкалоиди, производни на тропана – атропин и кокаин. Алкалоиди, производни на хинолина – хинин. Алкалоиди, производни на изохинолина - морфин, кодеин и хероин. Физиологично действие на алкалоидите.

16.

Липиди

16.1.

Липиди. Класификации. Прости (неутрални) липиди. Висши мастни киселини. Хидролизиращи се липиди. Восъци. Мазнини (триацилглицероли) - прости и смесени. Строеж и свойства. Окисление. Осапунване на мазнините. Сложни (полярни) липиди. Фосфолипиди (фосфатиди). Глицеро-фосфолипиди: кефалини, лецитини и фосфатидилсерини. Сфингофосфолипиди - сфинго-миелини. Гликолипиди - глицерогликолипиди и сфингогликолипиди. Биологично значение.

16.2.

Нехидролизиращи се липиди (I). Изопреноиди. Обща характеристика. Терпени и терпеноиди. Ациклични монотерпени. Мерицен и гераниол. Циклични монотерпени. Еднопръстенни и двупръстенни. Строеж и представители: лимонен, ментол, терпин (терпинол), α-пинен и камфор. Приложение в медицината.

16.3.

Нехидролизиращи се липиди (II). Каротеноиди. Строеж и антиоксидантно действие на ликопен и каротен. Мастноразтворими витамини: витамин А (ретинол), витамин Е (токоферол) и витамин К (филохинон). Биологично значение.

16.4.

Нехидролизиращи се липиди (III). Стероиди. Определение, класификация, строеж. Стеран. Стероли. Холестан и копростан. Холестерол. Ергостерол (провитамин D2), витамини D2 и D3.

16.5.

Нехидролизиращи се липиди (IV). Стероиди. Полови хормони. Мъжки полови хормони (андрогени) - андростан и тестостерон. Женски полови хормони. Естрогени (фоликулни хормони) - естрoн и естрадиол. Гестагени (хормони на бременността) – прогестерон. Противозачатъчни средстава (контрацептиви). Кортикостероиди. Минералокортикостероиди - алдостерон. Гликокортико-стероиди - кортизол и кортизон. Жлъчни киселини. Холева и деоксихолева киселини. Гликохолева и таурохолева киселини.





База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница