Презентация на тему "Реакции окисления и восстановления органических соединений"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  № 12. Реакции окисления и восстановления органических соединений

• 
  Слайд 2
  

  Реакции окисления-восстановления реакции, в ходе которых происходит изменение степени окисления одногоили нескольких атомов углерода.

• 
  Слайд 3
  

  4 (3)+(+1)= - 2 (2)+(+2)= 0 (1)+(+3)= +2 +4 Степень окисления атома углерода

• 
  Слайд 4

  Окисление

  Процесс удаления водорода образование кратной связи или замена связей СН 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 СН. степень окисления С уменьшается. Восстановление – процесс перехода электронов от восстановителя к органическому субстрату. - «приобретение электронов» атомом углерода

• 
  Слайд 6
  

  Окисление органического соединенияпротекает тем легче, чем больше выражена в нём тенденция к передаче электронов.

• 
  Слайд 7
  

  (97 ккал/моль) (94 ккал/моль) (91 ккал/моль) .

• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9
  

  Увеличение способности к окислению: RH

• 
  Слайд 10
  

  Горение алканов СН4+ О2 СО2 + H2О + выделение тепла и света Окисление алканов сильными окислителями RH+ K2Cr2O7 + H2SO4, нагревание  Смесь карбоновых кислот Связи СС в насыщенных соединениях окисляются с большим трудом и всегда с разрушением соединения.

• 
  Слайд 11

  Окисление связей С-Н

• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14
  

  Связи С–Нпри 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 19
  

  Жёсткие условия

• 
  Слайд 20
  

  а) окисление боковой цепи

• 
  Слайд 21
  

  б) окислениеароматического кольца облегчаютокисление ЭД

• 
  Слайд 22
  

  HNO3 Способность к окислению заметно увеличивается

• 
  Слайд 23
  
• 
  Слайд 24
  

  (причина канцерогенности многоядерных аренов) Полиядерные арены способны окисляться и доэпоксидов:

• 
  Слайд 25

  Окисление спиртов(получение альдегидов и кетонов):

  а) дегидрирование спиртов над металлическим катализатором RCH2OH + Cu  RCH=O. 200-300 С «восстановительный эквивалент» Потеря 2х атомов Н эквивалентна потере или + H2

• 
  Слайд 26
  

  Дегидрированиеспиртов над металлическим катализатором

• 
  Слайд 27
  

  Биологическое дегидрирование окисленная форма восстановленная форма Перенос Н- спирт альдегид

• 
  Слайд 28
  

  Никотинамидадениндинуклеотид

• 
  Слайд 29
  

  Дегидрированиеспирта в альдегид или кетон

• 
  Слайд 30
  

  Окисление ретинолав ретиналь витамин А1 соединение, необходимое для зрительного восприятия

• 
  Слайд 31
  

  Акцептор 2 атомов Н

• 
  Слайд 32

  б) окисление спиртов сильными окислителями

  RCH2OH + KMnO4 / H2O  RCOOK+ +MnO2 Третичные спиртыв нейтральной и щелочной средах не окисляются; в кислой среде происходит дегидратация спиртов до алкенов первичные спирты вторичные спирты кетон

• 
  Слайд 33

  Окисление альдегидов

  RCH=O + [Ag(NH3)2]OH  RCOONH4 + AgРеактив Толленса Реакция "серебряного зеркала" RCH=O + Cu(OH)2 + KOOC(CHOH)2COONa + KOH Реактив Фелинга (голубого цвета) RCOOK + Cu2O↓ .Красный осадок RCH2CH=O + SeO2в CH3COOH  RC(=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 RSSR . Тиолы Мягкоеокисление

• 
  Слайд 39
  

  Сильные окислители KMnO4, или HNO3, или HJO4 Тиолы

• 
  Слайд 40

  Сульфиды

  Сильные окислители KMnO4, или HNO3, или HJO4

• 
  Слайд 41

  Окисление аминов

• 
  Слайд 42

  Восстановление органических соединений

  1. Каталитическое гидрирование

• 
  Слайд 43

  Каталитическое гидрирование

  Цис- присоединение

• 
  Слайд 44
  

  транс - присоединение

• 
  Слайд 45
  

  2. Некаталитическоегидрирование >C=O + LiAlH4 >CHOH

• 
  Слайд 46

  Восстановление нафталина происходит ступенчато:

• 
  Слайд 47

  Восстановление карбонильных соединений:

• 
  Слайд 48
  
• 
  Слайд 49

  3. Биохимическое восстановление

  >C=O + НАДН>CHOH + НАД+. Invivoбиохимическое 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 52
  

  окисленная форма кофермента

• 
  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 –дигидропиридиновыйцикл Запас энергии четвертичная соль никотинамида спирт альдегид

• 
  Слайд 57
  

  восстановленная форма субстрата

• 
  Слайд 58
  

  Передача запасённой энергии осуществляется при переходе НАДН  НАД+ в реакциях восстановления

• 
  Слайд 59
  
• 
  Слайд 60

  Процесс протекает стереоселективно:

• 
  Слайд 61
  
• 
  Слайд 62
  

  Восстановление с участием системы НАДН  НАД+ является, как и окисление, стереоселективным.

• 
  Слайд 63
  
• 
  Слайд 64

  Флавинадениндинуклеотид

  Небелковый кофермент большинства ферментов-флавопротеидов, присутствующих во всех живых клетках; производное рибофлавина (витамина В2). Фрагмент D-рибита фрагментизоаллоксазина

• 
  Слайд 65

  Флавинадениндинуклеотид.

• 
  Слайд 66

  ФАД выполняет роль окислителя

  FAD FADH2 ФАД ФАДН2 Окисленная форма Восстановленная форма

• 
  Слайд 67

  Витамин 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 = 610), называемых убихинонами, т.е. хинонами, присутствующими везде (ubiquitous  повсеместный):

• 
  Слайд 71

  Кофермент Q (Coenzyme Q10)

• 
  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

• 
  Слайд 75
  
• 
  Слайд 76

  Спасибо за Ваше внимание!