Органическая химия. Лекция. Стероиды

Июль 24, 2022

Главная
Химия
Органическая химия. Лекция. Стероиды

Содержание

2. Цели лекции: Обучающая - Сформировать знания о строении, номенклатуре и реакционной способности стероидов. Развивающая – Расширить
3. 1. Стероиды, их химическое и пространственное строение. Стероиды — природные и синтетические вещества (около 20тыс.), содержащие
4. Стероиды, их химическое и пространственное строение Характерной особенностью строения большинства природных стероидов является наличие в стероидном
5. Стероиды, их химическое и пространственное строение Классификация стероидов по величине углеводородного радикала R у С-17
6. Стероиды, их химическое и пространственное строение Сочленение между собой попарно колец А и В, В и
7. Стероиды, их химическое и пространственное строение
8. Стероиды, их химическое и пространственное строение В целом для природных стероидов наиболее характерны следующие типы сочленения
9. Стероиды, их химическое и пространственное строение В структурных формулах стероидов положение атомов водорода и заместителей снизу
10. Стероиды, их химическое и пространственное строение При обычном написании формул стероидов циклический скелет принято изображать плоским.
11. Стероиды, их химическое и пространственное строение Заместители и атомы водорода в таком случае будут располагаться либо
13. Стероиды, их химическое и пространственное строение Номенклатура стероидов. В основе названия стероидов лежат стереородоначальные углеводородные структуры
14. 2. Стерины. Холестерин. В основе стеринов лежат следующие углеводороды: холестан (С27), эргостан (С28) и стигмастан (С29).
15. Стерины. Холестерин Холестерин (холестен-5-ол-3β) Холестан
16. Молекула холестерина
17. Стерины. Холестерин Медико-биологическая роль стеринов: В организме человека 30 % холестерина (холестерола) содержится в свободном состоянии,
18. Стерины. Холестерин Запасной (например, в клетках печени, коры надпочечников, половых желёз), и транспортной формой (в крови)
19. При облучении УФ-светом некоторых стеринов, например, встречающегося в бактериях эргостерина (эргостерола) происходит размыкание кольца В и
20. 3. Желчные кислоты. Желчные кислоты в качестве родоначальной структуры содержат холан. Алифатическая боковая цепь у С-17
21. Желчные кислоты Из желчи человека выделены четыре кислоты, которые получили название холевых кислот. Наиболее распространенная среди
22. Желчные кислоты Другие кислоты этой группы отличаются отсутствием одной или двух гидроксильных групп у С-7 и
23. Желчные кислоты Желчные кислоты находятся в организме обычно в виде амидов по карбоксильной группе. Посредством амидной
24. Желчные кислоты Желчные кислоты входят в состав желчи, важнейшей функцией которой является ускорение усвоения жиров в
25. 4. Стероидные гормоны. Гормонами называют биологически активные вещества, образующиеся в железах внутренней секреции и принимающие участие
26. Стероидные гормоны В основе кортикостероидов лежит углеводород прегнан (С21).
27. Стероидные гормоны Известно около 40 различных кортикоидов, подразделяемых на два обширных класса: минералокортикоидов и глюкокортикоидов. Первые
28. Структурными особенностями кортикостероидов являются: • наличие винилкетонного (С-3—С-5) фрагмента; • наличие гидроксикетонного (С-20—С-21) фрагмента; • кетонные
29. Стероидные гормоны Кортикостерон действует как антагонист инсулина, повышая содержание глюкозы в крови. Преднизолон представляет собой синтетический
30. Стероидные гормоны В основе андрогенных гормонов лежит андростан:
31. Стероидные гормоны Структурными особенностями являются: отсутствие алкильного заместителя у С-17; наличие вторичной спиртовой или кетонной группы
32. Андрогенные гормоны регулируют развитие и функционирование мужских половых органов. Они оказывают анаболическое действие, то есть обусловливают
33. Стероидные гормоны Препараты, имеющие структуру, подобную тестостерону, используются культуристами и тяжелоатлетами для наращивания мышечной массы, так
34. Стероидные гормоны В основе эстрогенных гормонов лежит эстран (С 18):
35. Стероидные гормоны Структурные особенности: • ароматическое кольцо А; • отсутствие у С-10 и С-17 алкильных радикалов;
36. эстрон (3-гидроксиэстратриен-1,3,5(10)-он-17) эстрадиол (эстратриен-1,3,5(10)-диол-3,17β)
37. Стероидные гормоны Медико-биологическая роль Природные эстрогены обусловливают Развитие женских половых органов; Регуляцию овуляции Подготовку организма женщины
40. Андрогенные и эстрогенные гормоны играют огромную роль в регуляции не только репродуктивной функции, но и существенно
41. 5. Сердечные гликозиды и экдистероиды. Сердечные гликозиды — это стероидные гликозиды растительного происхождения. Состав: стероидный агликон
42. Структурными особенностями агликонов являются: • наличие ненасыщенного лактонного кольца в положении 17 гонановой системы; • наличие
43. К генинам сердечных гликозидов растительного происхождения относятся дигитоксигенин и строфантидин: Дигитоксигенин является генином в молекуле известного
44. Примером сердечного гликозида служит ланатозид А, выделяемый из наперстянки. Агликоном в структуре этого гликозида является дигитоксигенин,
45. Медико-биологическая роль В небольших количествах сердечные гликозиды возбуждают сердечную деятельность и используются в кардиологии. В больших
46. Общая структура экдистероидов характеризуется наличием следующих структурных признаков в скелете холестана: · цис-сочленение колец А/В; ·
47. Экдистероиды содержат от пяти до восьми гидроксильных групп. Наиболее известными представителями фитоэкдистероидов являются α- и β-экдизоны.
48. В настоящее время идентифицировано более 250 фитоэкдистероидов. Возрастающий интерес обусловлен широким спектром биологической активности, проявляемой фитоэкдистероидами
49. В зависимости от источника выделения различают зооэкдистероиды и фитоэкдистероиды. Содержание фитоэкдистероидов в растительных объектах обычно составляет
51. Скачать презентацию

Слайд 2

Цели лекции:
Обучающая - Сформировать знания о строении, номенклатуре и реакционной способности

стероидов.
Развивающая – Расширить кругозор обучающихся на основе интеграции знаний; развивать логическое мышление.
Воспитательная – Содействовать формированию у обучающихся устойчивого интереса к изучению дисциплины «Органическая химия»

Слайд 3

1. Стероиды, их химическое и пространственное строение.
Стероиды — природные и

синтетические вещества (около 20тыс.), содержащие в основе своего строения полициклическую конденсированную систему — пергидроциклопента[а]фенантрен или гонан.

Слайд 4

Стероиды, их химическое и пространственное строение
Характерной особенностью строения большинства природных стероидов

является наличие в стероидном скелете следующих заместителей:
• кислородсодержащего заместителя у С-3 (ОН, OR', оксогруппы); «ангулярных» («угловых») метильных групп у атомов С-10(СН3-19) и С-13(СН3-18);
• алифатического заместителя R у С-17.

Слайд 5

Стероиды, их химическое и пространственное строение
Классификация стероидов по величине углеводородного радикала

R у С-17

Слайд 6

Стероиды, их химическое и пространственное строение
Сочленение между собой попарно колец А

и В, В и С, С и D может осуществляться по транс-типу. Эти типы сочленения можно наглядно продемонстрировать на примере бициклического углеводорода декалина (декагидронафталина).
В зависимости от конфигурации атомов С-5 и С-10 декалин может существовать в виде двух стереоизомеров: транс-декалина, у которого атомы водорода у С-5 и С-10 находятся по разные стороны от воображаемой плоскости колец, и цис-декалина с расположением атомов водорода у этих атомов углерода по одну сторону плоскости.

Слайд 7

Стероиды, их химическое и пространственное строение

Слайд 8

Стероиды, их химическое и пространственное строение
В целом для природных стероидов наиболее

характерны следующие типы сочленения и конформации циклогексановых колец:
• кольца В и С — транс- (всегда);
• кольца С и D — транс- (почти всегда);
• кольца А и В — как транс-, так и цис-;
• все циклогексановые кольца — в конформации кресла.

Слайд 9

Стероиды, их химическое и пространственное строение
В структурных формулах стероидов положение атомов

водорода и заместителей снизу или сверху от условной плоскости кольца обозначают буквами α и β соответственно (что напоминает обозначения в углеводах). Стереохимия сочленения колец А и В указывается по ориентации атома водорода в 5-м положении: 5α -стероид имеет транс-, а 5β -стероид — цис-сочленение колец А и В.

Слайд 10

Стероиды, их химическое и пространственное строение
При обычном написании формул стероидов циклический

скелет принято изображать плоским.
В качестве эталона, с которым сравнивается конфигурация каждого хирального центра, выбран С-13 атом углерода, конфигурация которого у большинства природных стероидов одинакова.
β –Заместители имеют конфигурацию, одинаковую с конфигурацией С-13, α –заместители – противоположную.

Слайд 11

Стероиды, их химическое и пространственное строение
Заместители и атомы водорода в таком

случае будут располагаться либо под плоскостью чертежа (α -конфигурация), либо над нею (β -конфигурация). Связи с β-заместителями изображаются сплошной линией, с α- заместителями – штриховкой.

5- α-стероид

5-β -стероид

Слайд 12

Слайд 13

Стероиды, их химическое и пространственное строение
Номенклатура стероидов.
В основе названия

стероидов лежат стереородоначальные углеводородные структуры гомологов гонана: холан, холестан, прегнан и др.
В названиях стероидов необходимо отражать порядок сочленения колец А и В, т. е. конфигурацию атома С-5. Конфигурация хиральных центров в полициклической системе обозначается помещением букв α или β перед соответствующими префиксами или после суффиксов. В остальном построение названия проводится по общим правилам заместительной номенклатуры.

Слайд 14

2. Стерины. Холестерин.
В основе стеринов лежат следующие углеводороды: холестан (С27),

эргостан (С28) и стигмастан (С29).
В качестве обязательного заместителя стерины содержат гидроксильную группу при С-3, т. е. являются вторичными одноатомными спиртами (поэтому в их названии часто присутствует окончание -ол).
Рассмотрим особенности стеринов на примере важнейшего стерина - холестерина. Особенностью его структуры является наличие двойной связи в кольце В между С-5 и С-6.
Его родоначальной структурой является холестан.

Слайд 15

Стерины. Холестерин

Холестерин (холестен-5-ол-3β)
Холестан

Слайд 16

Молекула холестерина

Слайд 17

Стерины. Холестерин
Медико-биологическая роль стеринов:
В организме человека 30 % холестерина (холестерола) содержится

в свободном состоянии, 70 % - в виде сложных эфиров с ВЖК. В неэтерифицированной форме холестерол входит в состав клеточных мембран, регулирует их текучесть. Гидроксильная группа холестерола обращена к водному слою, а жёсткая гидрофобная часть молекулы погружена во внутренний гидрофобный слой мембраны.

Слайд 18

Стерины. Холестерин

Запасной (например, в клетках печени, коры надпочечников, половых желёз), и

транспортной формой (в крови) холестерина служат его эфиры. В таких формах он используется для синтеза желчных кислот и стероидных гормонов.

Слайд 19

При облучении УФ-светом некоторых стеринов, например, встречающегося в бактериях эргостерина

(эргостерола) происходит размыкание кольца В и образование продуктов, относящихся к витаминам группы D (антирахитические). Они содержатся в яичном желтке, молоке, сливочном масле и рыбьем жире.

Слайд 20

3. Желчные кислоты.
Желчные кислоты в качестве родоначальной структуры содержат холан.
Алифатическая

боковая цепь у С-17 в желчных кислотах — производных углеводорода холана — состоит из пяти атомов углерода и включает концевую карбоксильную группу.

Слайд 21

Желчные кислоты
Из желчи человека выделены четыре кислоты, которые получили название холевых

кислот. Наиболее распространенная среди них — сама холевая кислота. Все гидроксильные группы в ней имеют α-расположение, а кольца А и В — цис-сочленение.

Слайд 22

Желчные кислоты
Другие кислоты этой группы отличаются отсутствием одной или двух гидроксильных

групп у С-7 и С-12.
Карбоксильные группы первичных желчных кислот не полностью диссоциированы при физиологических значениях рН в кишечнике и не являются эффективными эмульгаторами.
В печени эмульгирующие свойства желчных кислот увеличиваются за счёт реакции конъюгации, в которой к карбоксильной группе желчных кислот присоединяются таурин или глицин, полностью ионизированные при рН кишечного сока.

Слайд 23

Желчные кислоты
Желчные кислоты находятся в организме обычно в виде амидов

по карбоксильной группе. Посредством амидной связи к ним могут быть присоединены остатки глицина H2NCH2COOH, как в гликохолевой кислоте, или таурина H2NCH2CH2SO3H, как в таурохолевой кислоте.

Слайд 24

Желчные кислоты
Желчные кислоты входят в состав желчи, важнейшей функцией которой является

ускорение усвоения жиров в кишечнике. Они используются в качестве лекарственных препаратов, предотвращающих образование желчных камней, состоящих из холестерина, и растворяющих их.

Слайд 25

4. Стероидные гормоны.
Гормонами называют биологически активные вещества, образующиеся в железах

внутренней секреции и принимающие участие в регуляции обмена веществ и физиологических функций. Синтезированные в железах внутренней секреции гормоны переносятся током крови к клеткам-мишеням и там либо повышают каталитическую активность соответствующих ферментов, либо ускоряют их биосинтез. К стероидным гормонам относят:
■ кортикостероиды - гормоны коры надпочечников.
■ андрогенные гормоны -мужские половые гормоны
■ эстрогенные гормоны - женские половые гормоны

Слайд 26

Стероидные гормоны
В основе кортикостероидов лежит углеводород прегнан (С21).

Слайд 27

Стероидные гормоны
Известно около 40 различных кортикоидов, подразделяемых на два обширных класса:

минералокортикоидов и глюкокортикоидов. Первые регулируют минеральный, водно-солевой обмен (например, химические процессы с участием натрия), вторые - углеводный и белковый обмен.

Слайд 28

Структурными особенностями кортикостероидов являются:
• наличие винилкетонного (С-3—С-5) фрагмента;
• наличие гидроксикетонного (С-20—С-21) фрагмента;
• кетонные

группы у атомов С-3 и С-20;
• β-гидроксильная группа у атома С-11.

Кортикостерон
(11β, 21- дигидроксипрегнен-4-дион-3,20)

Преднизолон
(11β,17, 21- тригидроксипрегнадиен-1,4-
дион-3,20)

Слайд 29

Стероидные гормоны
Кортикостерон действует как антагонист инсулина, повышая содержание глюкозы в крови.

Преднизолон представляет собой синтетический кортикостероид, по действию превосходящий свои природные аналоги. Используется для лечения ревматизма, бронхиальной астмы, воспалительных процессов кожи.

Слайд 30

Стероидные гормоны
В основе андрогенных гормонов лежит андростан:

Слайд 31

Стероидные гормоны
Структурными особенностями являются:
отсутствие алкильного заместителя у С-17;
наличие вторичной спиртовой

или кетонной группы у атомов С-3 и С-17;

Слайд 32

Андрогенные гормоны регулируют развитие и функционирование мужских половых органов. Они

оказывают анаболическое действие, то есть обусловливают развитие мышечной массы, развитие скелета и соединительной ткани, развитие волосяного покрова.

андростерон
(3α-гидрокси-5α-андростанон-17)

тестостерон
(17β-гидроксиандростен-4-он-3)

Слайд 33

Стероидные гормоны

Препараты, имеющие структуру, подобную тестостерону, используются культуристами и тяжелоатлетами

для наращивания мышечной массы, так как они интенсифицируют синтез белков.

Слайд 34

Стероидные гормоны
В основе эстрогенных гормонов лежит эстран (С 18):

Слайд 35

Стероидные гормоны
Структурные особенности:
• ароматическое кольцо А;
• отсутствие у С-10 и

С-17 алкильных радикалов;
• наличие фенольной гидроксильной группы у атома С-3; • наличие вторичной спиртовой или кетонной группы у атома С-17;

Слайд 36

эстрон
(3-гидроксиэстратриен-1,3,5(10)-он-17)
эстрадиол
(эстратриен-1,3,5(10)-диол-3,17β)

Слайд 37

Стероидные гормоны
Медико-биологическая роль
Природные эстрогены обусловливают
Развитие женских половых органов;
Регуляцию овуляции
Подготовку организма женщины

к беременности и регуляция стадий беременности;
Регуляцию обмена костной ткани (рост);
Регуляцию характера жировых отложений.
Эстрогенные гормоны применяют для лечения заболеваний, связанных с недостаточными функцями половых желез, бесплодием. Пероральные женские контрацептивы, которые препятствуют овуляции имеют структуру, подобную женским гормонам.

Слайд 38

Слайд 39

Слайд 40

Андрогенные и эстрогенные гормоны играют огромную роль в регуляции не только

репродуктивной функции, но и существенно влияют на поддержание гомеостаза, внешние данные, развитие, поведение и общее состояние человека.

Слайд 41

5. Сердечные гликозиды и экдистероиды.
Сердечные гликозиды — это стероидные гликозиды

растительного происхождения.
Состав: стероидный агликон (генин) и углеводная часть (олигосахарида).

Слайд 42

Структурными особенностями агликонов являются:
• наличие ненасыщенного лактонного кольца в положении 17

гонановой системы;
• наличие спиртовых групп у атомов С-3, С-14 и С-5;
• цис-сочленение колец А и В, С и D.
Остатки углеводов (ими могут быть 2,6-дидезоксисахара) присоединяются по гидроксильной группе у С-3. Связь между молекулой углевода и генином является β-гликозидной.

Слайд 43

К генинам сердечных гликозидов растительного происхождения относятся дигитоксигенин и строфантидин:
Дигитоксигенин

является генином в молекуле известного гликозида дигитоксина, выделенного из наперстянки пурпурной (Digitalis purpurea L.), а строфантидин является генином в молекуле известного гликозида строфанта, выделяемого из различных видов (Strophantus), ландыша (Convallaria majalis L.).