Въглехидрати и техните свойства
въведение
СПИН, диабет, астма, рак - това е непълен списък на заболяванията, за които не са намерили алтернативни лекарства, за да им помогне да се излекува напълно. общественото здраве предизвикателство е да се намери лекарства за лечение на тези заболявания.
Фармацевтична химия - науката, която изучава методите за получаване, физични и химични свойства. методи за контрол на качеството на лекарства, ефектът на отделните структурни елементи на лекарствените молекули от естеството на техните действия върху организма, промените, които настъпват по време на съхранение.
Посрещане на предизвикателствата, пред които е изправена фармацевтичната химия ще разкрие нови свойства на съществуващите лекарства, и да открият нови.
1. Въглехидрати
Въглехидрати - голяма група от poligidroksikarbonilnyh съединения, които правят всички живи организми. Особено те са широко разпространени в растителното царство: 80% от сухото тегло на растения представляват въглехидрати; въглехидрат също включва много производни, получени чрез химично модифициране на тези съединения чрез окисление, редукция или въвеждането на различни заместители.
Въглехидратите са ангажирани в обмяната на веществата и енергията при хора и животни. Като основен компонент на храната, въглехидратите доставят голямата част от необходимата енергия (образуван от повече от половината от енергията на въглехидратите в човека) за активност. Някои въглехидрати са част от нуклеинови киселини, носещи протеини биосинтеза и предаването на наследствени черти.
Чрез въглехидрати включват глюкоза, фруктоза, захар (захароза), нишесте, целулоза (целулоза) и други. Някои от тях са основна храна, други (целулоза), използвани за производството на хартия, пластмаса, влакна и т.н.
Терминът "въглехидрати" произлезли защото първият известни представители въглехидратен състав съответства на формула CmH2nOn на (+ въглероден вода); Впоследствие бе открита естествени въглехидрати с различен елементен състав.
1.1 Класификация и разпределение
Въглехидратите могат да бъдат разделени в монозахариди, олигозахариди и полизахариди.
Най-често срещаните и широко разпространени в природата монозахариди включват D-глюкоза, D-галактоза, D-маноза, D-Fruko-tozu, D-ксилоза, L-арабиноза и D-riboses въглехидрати. Сред представителите на другите класове на монозахариди често се срещат:
1) дезокси захар, в молекулите, където един или повече атоми, заместени с ОН групи Н (например L-рамноза, L-фукоза, 2-дезокси-D-рибоза) .;
2) аминозахар, където един или няколко ОН групи заместени с амино групи (например 2-амино-2-дезокси-D-глюкоза, или D-глюкозамин) .;
3) полиалкохоли (полиоли алдитоли), формирани в редукцията на карбонилната група на монозахариди (от D-сорбитол, D-глюкоза, D-манитол на D-маноза);
4) уронова киселина - алдоза, чиито СН2ОН окислява в карбоксилна група (например, D-глюкуронова киселина).
5) разклонена верига, съдържаща захар нелинейна въглеродни атома (апиоза, или 3-С-хидроксиметил-D-глицеро -tetroza);
6) по-висока захар с дължина на веригата от повече от шест въглеродни атома (напр. D-sedogep-tuloza и сиалова киселина.
С изключение на D-глюкоза и D-фруктоза монозахариди безплатни рядко се среща в природата. Обикновено те са част от различни гликозиди, олиго - и полизахариди, и т б .. получени от тях, след киселинна хидролиза. Множество методи са разработени за химичен синтез на базата на редки монозахариди по-достъпни.
Олигозахаридите съдържат в техния състав от 2 до 10-20 монозахаридни единици, свързани чрез гликозидни връзки. Най-честата подмяна дизахариди Функцията работи по В-В: захароза в растения, насекоми и трехалоза в гъби, лактоза в млякото на бозайници. Многобройни гликозиди на олигозахариди, които включват различни физиологично активни вещества, някои сапонини (в растения), пл. антибиотици (гъбички и бактерии), гликолипиди.
Полизахариди - макромолекулни съединения са линейни или разклонени молекули, които са изградени от монозахаридни остатъци, свързани чрез гликозидни връзки. Съставът на полизахариди може да включва не-въглехидрат заместители природата. На свой ред веригата на високи олигозахариди и полизахариди могат да бъдат прикрепени към полипептидни вериги за образуване на гликопротеини.
Специална група на биополимери, които молекули полиолни остатъци glikozilpoliolov, нуклеозиди или моно - и олигозахариди не са свързани чрез гликозидни и фосфодиестерни връзки. Тази група включва тейхоева киселина бактериална клетъчна стена компоненти на някои дрожди и нуклеинови киселини, които се основават на поли-D-рибоза (РНК) или поли-2-dezok-B-D-рибоза (ДНК) верига.
Физико-химични свойства. Изобилието на полярни функционални групи в молекулите на монозахариди води до факта, че тези вещества са лесно разтворими във вода и неразтворими в органични разтворители с ниска полярност. Способността да тавтомерни трансформации обикновено трудно кристализация на моно - и олигозахариди, но ако това превръщане не е възможно (например в нередуциращи гликозиди и захароза тип олигозахариди.), Вещество кристализира лесно. Много гликозиди на агликони ниска полярност (сапонини) проявяват повърхностно активни свойства.
Полизахариди - хидрофилни полимери. много от тях образува силно вискозни водни разтвори, а в някои случаи, силни гелове.
Някои полизахариди образуват силно подредени супрамолекулни структури, които пречат на хидратация на отделните молекули; такива полизахариди (хитин, целулоза) не са разтворими във вода.
Биологичната роля. Функциите на въглехидрати в живите организми са изключително разнообразни. В растенията монозахариди са първични продукти на фотосинтеза и служат като изходни съединения за биосинтезата на полизахариди и гликозиди, както и други. Клас В-В (аминокиселини. Мастни К-Т, феноли и др.). Тези трансформации се извършват от ензими. субстрати, които обикновено са производни високо енергийни захар, главно нуклеозидна дифосфатна захар.
Въглехидратите са запазени в растения (например нишесте), животни, гъбички и бактерии (под формата на гликоген), които са енергиен резерв. Източникът на енергия е реакция глюкоза разцепване, в резултат от тези полизахариди. Както гликозиди в растенията и животните се извършва транспортни различни метаболити. Полизахариди и по-сложни въглехидратни полимери изпълняват в живите организми поддържащи функции. Твърда клетъчна стена на висшите растения е комплекс от целулоза, хемицелулоза и пектини. А засилване полимер в клетъчната стена на бактерии са пептидогликани (Мюрейн), и в клетъчната стена на гъбички и членестоноги обвивка - хитин. В тялото на животното поддържащи функции се изпълняват от протеолиза-гликани съединителна тъкан. Тези вещества са включени в осигуряване на специфични физикохимични свойства на тъкани като кости, хрущял, сухожилия, кожа. Като хидрофилни полианиони, тези полизахариди са също допринасят за поддържане на водния баланс и йон селективни пропускливостта на клетките.
Особено сложни въглехидрати отговорна роля в образуването на клетъчните мембрани и повърхности, и давайки им специфични свойства. По този начин, гликолипиди - основните компоненти на нервните клетъчни мембрани и мембраните на еритроцитите и липополизахариди - Грам-отрицателни бактерии външната мембрана. Въглехидрати клетъчната повърхност често определя специфичността на имунологични реакции (кръвна група вещества, бактериални антигени) и взаимодействие на вируси с клетки. Въглехидратните структури са включени в други високо специфично взаимодействие на клетъчни явления като оплождане, разпознаване на клетките по време на тъканна диференциация, отхвърляне на чужди тъкани и т. D.
Въглехидрати представляват основната част на човешкото хранене, и следователно са широко използвани в хранителната и сладкарската промишленост (нишесте, захароза и др.) Освен това, в хранителната технология използва структуриран полизахарид вещество, не се с хранителна стойност, - (. Алгинати, пектини, галактоманани и друга растителна) желиращи вещества, сгъстители, стабилизатори, суспензии и емулсии.
Преобразуване монозахариди време алкохолни ферментационни процеси в основата етанол, варене, печене; Ал. изглед позволяват ферментация на захари, получени от биотехнологични методи глицерин, млечна, лимонена, глюконова киселина, както и много други вещества.
Глюкоза, аскорбинова киселина, въглехидрати антибиотици, хепарин се използва широко в медицината. Целулозата е основа за получаване на коприна, хартия, някои пластмаси, BB и сътр., Захароза и повдига, полизахариди считат възобновяеми суровини, които могат да заместят маслото в бъдеще.
2. на глюкоза
Безцветни кристали или бял кристален прах, без мирис, сладък вкус. Разтворими във вода (01:15) трудности в алкохол.
Разтворите се стерилизират при 100 ° в продължение на 60 минути при яли 119-121 ° в продължение на 5-7 минути. За да се стабилизира прибавя 0.1N. разтвор на солна киселина и натриев хлорид; рН 3.0-4.0 решения.
За медицински цели, изотоничен употребяван (4.5-5%) и хипертония (10-40%) разтвор.
Изотоничен разтвор се използва за попълване на телесна течност, обаче, е източник на лесно асимилируем хранителен ценен материал тяло. По време на горенето на глюкоза в тъканите на значително количество енергия се освобождава, която се използва за изпълнение на функциите на организма.
Когато се прилагат интравенозно хипертонични разтвори увеличава кръвното налягане осмотичното, флуиден поток се повишава в тъкани на кръвта, увеличаване на метаболизма, антитоксично функция на черния дроб се подобрява, увеличавайки контрактилната активност на сърдечния мускул, разширяване на кръвоносните съдове, диуреза увеличава. глюкозни разтвори са широко използвани в медицинската практика в хипогликемия, инфекциозни заболявания, заболявания на черния дроб (хепатит, дистрофия на черния дроб и атрофия), докато сърдечна декомпенсация, белодробен оток, с хеморагичен диатеза, с отравяне, различни интоксикации (отравяне лекарство, цианид, и соли с въглероден моноксид, анилин, арсенов водород, фосген и други вещества) и различни други патологични състояния.
разтвори на глюкоза са широко използвани при лечението на удар и колапс, са съществени компоненти на различни антишокова и кръв заместване течности и също се използват за разреждане на сърцето средства (уабаин, erizimina и др.), когато се прилага интравенозно.
Метод на издаване: прах; таблетки от 0.5 грама и 1; флакон - 10; 20; 25 и 50 ил от 5%, 10%, 25% I 40% разтвор; ампула 20 NN 25% глюкозен разтвор с 1% разтвор на метиленово синьо в. Разтворите също произвеждат в херметично затворени флакони.
Препаратът, съдържащ 40% глюкозен разтвор с 5% разтвор на магнезиев аскорбат, магнезиев аскорбат се нарича. Нанася се с хипертония придружава от церебрални разстройства циркулационни (в комбинация с антихипертензивни -. Резерпин, ganglioblokatorami, dihlotiazidom и др), С вегетативно невроза, нарушения на съня, и т.н. Въвеждане интравенозно (бавно) 1 пъти дневно в продължение на 10 NN ;. скорост на инжектиране 15-20 мл.
2.1 Структура и изомерия
Глюкозата е aldegidospirtom, тъй въглеродни атоми са свързани сигма връзка може да се върти части на молекулата за сигма връзки. Така алдехид функционална група реагира с алкохолно хидроксилни петата въглеродни атоми и образуват циклична форма на глюкоза:
разтвор ацикличен (алдехид) под формата на глюкоза е в равновесие с циклични (полуацетал) форма. В форми на прехода ациклични цикличен полуацетал форма на първия въглероден атом на хемиацетала формира - гликозидна хидрокси. Тази група се различава от алкохол в неговите качества. Цикличният глюкоза, което има структура на стол или лодка, полуацетал хидроксил неподвижно разположен в пространството спрямо равнината.
Ако хидроксилната полуацетал и групата "ОН" в шеста въглеродния атом са на обратната страна на равнината, след това се нарича изомер # 945; -глюкозен, ако от една страна, # 946; глюкозен:
Изомер на глюкозата е фруктоза. Фруктоза - е ketonospirt. В разтвор, също така е в равновесие с циклични (полуацетал) форма:
Тъй като глюкоза е aldegidospirtom, то се характеризира с свойствата на алдехиди и свойства на полиоли.
Реакция на амонячен сребърен разтвор (образуване на "сребърно огледало") Тази реакция се препоръчва да се потвърди автентичността на лекарствата с алдехидната група в молекулата:
Хидрогенирането на глюкоза, което води до образуване на hexahydroxyalcohols - сорбитол:
Качествена реакция доказва, че глюкозата е полиол - разтваряне на прясно утаен Cu (OH) 2 и образуването на светло синьо разтвор:
2.2 индекс на пречупване и индексите на факторите на разтвори пречупване
За крайното изчисляване на концентрацията на глюкоза разтвори за интравенозно приложение, към сумата от процента на глюкоза добавя допълнително 10% (влага вземе предвид).
заключение
Здраве души- един от основните фактори на силата на държавата и семейството, ускоряване на научния и технологичния процес, безценния дар на природата. Важна роля за здравето на хората на науката играе "Фармацевтична химия". Проучване на всички свойства на наркотици и естеството на техните ефекти върху тялото ни помогне да се отървете от много заболявания.