Органични киселини. Какви киселини се срещат в природата? Специални свойства на органичните киселини

Органичните киселини, както може би се досещате, са органични вещества, които проявяват киселинни свойства. Те включват карбоксилни киселини, сулфонови киселини и някои други. Карбоксилните киселини съдържат карбоксилна група -COOH, а сулфоновите киселини съдържат сулфо група с обща формула SO3H.

Карбоксилни киселини

Карбоксилните киселини са производни на въглеводороди, в чиито молекули един или повече въглеродни атоми образуват карбоксилна група. Карбоксилните киселини се класифицират по основност (броя на карбоксилните групи) и по вида на радикала:

• Едноосновни наситени киселини. Първият член на хомоложната серия е мравчена киселина HCOOH, последвана от оцетна (етанова) киселина CH 3 COOH. В природата мазнините съдържат висши мастни киселини. От тях най-важна е стеаринова киселина C 17 H3 35 COOH.
• Двуосновни наситени киселини.

Най-простата от тези киселини е оксаловата (друго име е етандиова) киселина HOOC-COOH, която се образува в някои растения (киселец, ревен). Тъй като съм лекар по професия, значиза ролята на киселините в човешкия живот Знам доста. Ще ви разкажа за онези киселини, които се срещат в природата, както и за тези, които са най-важнитемедицински пункт

визия.

Къде се срещат киселини в природата С тях се сблъскваме всеки ден, например дъждовните капки изглеждат чисти само на пръв поглед. Всъщност те съдържат доста вещества в разтворена форма. Например, имаразтвор на въглена киселина - въглероден диоксид, или сярна киселина , което е следствие от емисиите на изгорели газове. Нашата храна също е богата на киселини, напр.млечна киселина в кефир или въглена киселина в сода. Благодарение насолна киселина в нашето тяло е възможно храносмилането, при което протеините се разграждат за синтеза на специалниважни елементи.

- аминокиселини

Органични киселини Най-важните за живота на нашата планета обаче саорганични киселини че играят особеноважна роля Vжизнен цикъл . Основата на човек са клетки, състоящи се от протеини и протеини, така че трябва да ядем, за да попълним запасите от тези вещества. Само тези, които са важни за храненето обаче са. Но какво представляват аминокиселините? Има над 165 вида, но само 20 са ценни за организма, които действат като основен структурна единица всяка клетка.

Е наш тялото е способно да синтезира само 12, разбира се, при условие добро хранене. Останалите 8 не могат да бъдат синтезирани, а само получени отвън:

• валин- подпомага обмяната на азотни съединения. Млечни продукти, както и гъби;
• лизин- основната цел е усвояването и разпределението на калция в организма. Месни и хлебни изделия;
• фенилаланин- подпомага мозъчната дейност и кръвообращението. Присъства в говеждо месо, соя и извара;
• триптофан- един от ключови компоненти съдова система. Овесени ядки, банани и фурми;
• треонин- играе роля в имунна система, регулира функцията на черния дроб. Млечни продукти, кокоши яйца;
• метионин- укрепване на сърдечния мускул. Присъства в боб, яйца;
• левцин- подпомага възстановяването на костите и мускулите. Съдържа се в изобилие в ядките и рибата;
• изолевцин- определя нивата на кръвната захар. Семена, черен дроб, пиле.

С дефицит на една киселинатялото не е в състояние да синтезира основен протеин, което означава, че е принуден да избира необходимите елементи от други протеини. Това води до общ дисбаланс, което прераства в заболяване, и в детствопричинява умствени и физически увреждания.

Органичните киселини са важни части от биологичните машини. Те действат в процеси, които включват използването на енергия от хранителни вещества; С участието на киселини в ензимните системи настъпват етапи на постепенно преструктуриране и окисление на молекулите на въглехидратите, мазнините и аминокиселините. Някои от карбоксилните киселини се произвеждат и изразходват в метаболитни процеси (метаболизъм) в много впечатляващи количества. Така през деня в човешкото тяло се образуват 400 Жоцетна киселина. Това количество би било достатъчно за направата на 8 бр лобикновен оцет. Появата и разпадането на всякав такъв голям мащаб, разбира се, означава, че това вещество е необходимо, за да изпълнява някои важни функции. Анализът открива и редица други киселини в клетките на организмите, като повечето от тях са съединения със смесена функция, т.е. в допълнение към COOH групата, тези киселини съдържат други групи, например CO, OH и др.

Разнообразието от неорганични киселини не е толкова голямо: само фосфорна, въглеродна и солна киселина(и отчасти силиций) се намират в повечето организми както под формата на соли, така и в свободно състояние (например стомашен сок).

Карбоксилните киселини са важни преди всичко, защото, действайки заедно със специални ензими, те образуват затворена реакционна система (цикъл на Кребс), която извършва окисляването на пирогроздена киселина. Самата пирогроздена киселина е продукт на пренареждане на хранителни молекули, като въглехидрати.

Когато изучавате цикъла на Кребс, ще срещнете следните киселини: пирогроздена, оцетна, лимонена, цис-аконитова, изолимонна, оксалоцетна, α-кетоглутарова, янтарна, фумарова, ябълчена, оксалоцетна.

В клетките на различни микроорганизми ( плесени) са наблюдавани ензимни реакции, показващи колко лесно тези киселини се превръщат една в друга. Така оксалооцетната киселина се образува от въглероден оксид (IV) и пирогроздена киселина:

CH 3 -CO-COOH + CO 2 → HOOS-CH 2 -CO-COOH

От оцетна киселина чрез отстраняване на водорода могат да се получат янтарна и фумарова киселина.

Гликолова киселина CH 2 OHCOOH, глиоксилова киселина CHO-COOH и оксалова киселина COOH-COOH. Фумаровата киселина може да се превърне в ябълчена киселина, в оксалооцетна киселина и т.н.

Благодарение на тази химическа гъвкавост - способността под въздействието на ензимите да се трансформират една в друга, добавяйки или дарявайки нискомолекулни (CO 2, H 2 O, H), органичните киселини (особено ди- и трикарбоксилните киселини) са станали биологично ценни съединения - постоянни части на биологични машини.

Има друга група органични киселини, които не могат да бъдат избегнати при създаването биологични структури- това са мастни киселини. Молекулите на мастните киселини саотносително дълги вериги, в единия край на които има полярна група - карбоксилна СООН. В природата мастните киселини най-често се срещат с права верига и четен брой въглеродни атоми; Мастни киселини, съдържащи пръстени, са открити в растенията (по-специално хаулмугровата киселина има циклопентенов пръстен в своята молекула).

Към наситените мастни киселини спадат: маслена, капронова, каприлова, палмитинова, стеаринова и др. Към ненаситените мастни киселини спадат кротонова, олеинова, линолова, линоленова.

Ненаситените киселини изглежда са необходими за нормалното функциониране на тялото, въпреки че специфичните им функции не са напълно ясни. Обикновено в храните мастните киселини присъстват под формата на глицеролови естери (мазнини и масла), наречени триглицериди. В тези естери три хидроксила на глицерол образуват естерни връзки с три киселинни остатъка R1, R2, R3.

Някои мазнини са свързани с клетъчните протеини; Повечето мазнини образуват отлагания, които са резервите от гориво на тялото. Мазнините (триглицеридите) се намират и в кръвта, където постъпват от чревната лигавица по лимфните пътища. В кръвта мазнините с малка смес от протеини и някои липиди образуват малки частици (хиломикрони), чийто размер е около 50 мк.При окисляването на мазнините се отделя много топлина (два пъти повече, отколкото при окисляването на същото количество въглехидрати), така че мазнините са енергийно вещество.

Окисляването на мазнините се извършва главно в бъбреците, черния дроб и може да се случи и в тъканите на други органи.

В процеса на окисляване, катализиран от редица ензими, „фрагменти“, съдържащи само два въглеродни атома, последователно се отделят от дълга молекула на мастна киселина. За да започне тази реакция, повторете я необходимия брой пъти и преобразувайте мастната киселина във вода, въглероден оксид (IV), ацетооцетна киселина, участието на специален коензим А (CoA) и аденозинтрифосфорна киселина (ATP) се превърна да е необходимо. Ще се върнем към този въпрос по-късно.

Мазнините са неразтворими във вода, но могат да се получат под формата на тънки емулсии. Емулгирането на мазнините се улеснява от солите жлъчни киселини(гликохолен и таурохолен).

Статия по темата Органични киселини

Огромен брой известни съединения модерен свят, принадлежат към органичните киселини. В природата те се получават предимно от захари в резултат на сложни биохимични реакции. Тяхната роля във всички жизнени процеси е безценна. Например при биосинтезата на гликозиди, аминокиселини, алкалоиди и други биологично реактивни вещества; в метаболизма на въглехидратите, мазнините и протеините... Съществуват много жизненоважни процеси, включващи органични киселини.

Какво им е специалното? Уникален химикал и биологични свойстваорганичните киселини се придобиват поради техния собствен елементарен и функционален състав на молекулите. Определена последователност от връзки на атоми от различно естество и спецификата на тяхната комбинация придават на веществото индивидуални характеристики и характеристики на взаимодействие с други.

Качествен състав на органичните вещества

Основният градивен елемент, един вид монометър на всички живи същества, е въглеродът или, както се нарича още, въглерод. Всички „скелети” са изградени от него – основни структури, скелети – от органични съединения и киселини, между другото. На второ място по разпространение е водородът; другото име на елемента е водород. Той запълва валентностите на въглерода, които са свободни от връзка с други атоми, придавайки обем и плътност на молекулите.

Третият е кислород или кислород, той се комбинира с въглерод като част от групи от атоми, давайки на просто алифатно или ароматно вещество напълно нови характеристики, например окислителна способност. Следващият в редицата на разпространение е азотът; неговият принос към свойствата на органичните киселини е отделен клас аминосъдържащи съединения. Органичните съединения също съдържат сяра, фосфор, халогени и някои други елементи в много по-малки количества.

Други органични вещества също се класифицират в отделен клас. Нуклеинова киселина- това са фосфор- и азотсъдържащи биологични полимери, изградени от мономери - нуклеотиди, образуващи най-сложните структури на ДНК и РНК.

Обосновка на химическата индивидуалност

Определящият фактор за разграничаването му от другите вещества е наличието в съединението на асоциация от атоми, която има строга последователност на тяхното свързване един с друг и носи вид генетичен код за класа, като функционална група от органични киселини. Нарича се карбоксил, състои се от един въглероден атом, водород и два кислорода и всъщност съчетава карбонилни (-C=O) и хидроксилни (-OH) групи.

Компонентите си взаимодействат на електронно ниво, генерирайки индивидуални имотикиселини По-специално, те не се характеризират с реакции на присъединяване на карбонил и способността за даряване на протон е няколко пъти по-висока от тази на алкохолите.

Структурни особености

Какво се случва на електронно ниво на взаимно влияние във функционалната група на класа на органичните киселини? Въглеродният атом има частично положителен заряд поради привличането на плътността на връзката към кислорода, който има много по-голяма способност да го задържа. Кислородът от хидроксилната част има неподелена електронна двойка, която сега започва да се привлича към въглерода. Това намалява плътността на връзката кислород-водород, в резултат на което водородът става по-подвижен. За съединението става възможна дисоциация от киселинен тип. Намаляването на положителния заряд на въглерода причинява спиране на процесите на добавяне, както беше споменато по-горе.

Ролята на специфични фрагменти

Всяка функционална група има индивидуални свойства и ги придава на веществото, в което се съдържа. Наличието на няколко в едно изключва възможността за даване на определени реакции, които преди това са разграничавали специфични фрагменти поотделно. Това важна характеристика, което се характеризира органична химия. Киселините могат да съдържат групи, съдържащи азот, сяра, фосфор, халогени и др.

Клас карбоксилни киселини

Най-известната група вещества от цялото семейство. Не трябва да приемате, че само съединения от този клас са всички органични киселини. Въглеродните представители са най-голямата група, но не и единствената. Има например сулфонови киселини, те имат различен функционален фрагмент. От тях ароматните производни, които активно участват в химическото производство на феноли, имат специален статут.

Има още един важен клас, който принадлежи към такъв клон на химията като органични вещества. Нуклеиновите киселини са отделни съединения, които изискват индивидуално разглеждане и описание. Те вече бяха споменати накратко по-горе.

Въглеродните представители на органичните вещества съдържат характерна функционална група. Нарича се карбоксил, спецификата на неговата електронна структура беше описана по-рано. Това е функционалната група, която определя наличието на силни киселинни свойства, благодарение на подвижния водороден протон, който лесно се отделя по време на дисоциация. От тази серия само ацетатът (оцет) е слаб.

Класификация на карбоксилните киселини

Въз основа на вида на структурата на въглеводородния скелет се разграничават алифатни (прави) и циклични. Например пропионова, хептанова, бензоена, триметилбензоена органични карбоксилни киселини. Според наличието или отсъствието на множествени връзки - наситени и ненаситени - маслена, оцетна, акрилна, хексенова и др. В зависимост от дължината на скелета биват низши и висши (мастни) карбоксилни киселини, като категорията на последните започва с верига от десет въглеродни атома.

Количественото съдържание на структурна единица, като например функционална група от органични киселини, също е принцип на класификация. Има едно-, дву-, три- и многоосновни. Например мравчена карбоксилна киселина, оксалова киселина, лимонена киселина и др. Представители, които съдържат в допълнение към основната група специфични групи, се наричат ​​хетерофункционални.

Съвременна номенклатура

Днес в химическата наука се използват два метода за именуване на съединенията. Рационалните и систематичните номенклатури имат до голяма степен едни и същи правила, но се различават в някои детайли на състава на имената. В исторически план е имало тривиални „имена“ на съединения, които са били дадени на вещества въз основа на присъщите им Химични свойства, пребиваване сред природата и други моменти. Например бутановата киселина се нарича маслена киселина, пропеновата киселина - акрилова киселина, диуреидооцетната киселина - алантоова киселина, пентановата киселина - валерианова киселина и т.н. Някои от тях вече са разрешени за използване в рационални и систематични номенклатури.

Алгоритъм стъпка по стъпка

Начинът за конструиране на имената на вещества, включително органични киселини, е както следва. Първо трябва да намерите най-дългата въглеводородна верига и да я номерирате. Първото число трябва да е в непосредствена близост до края на разклонението, така че заместителите на водородния атом в скелета да получат най-малките локанти - числа, показващи номерата на въглеродните атоми, към които са свързани.

След това е необходимо да се открие основната функционална група и след това да се идентифицират останалите, ако има такива. И така, името се състои от: изброени по азбучен ред и със съответните локализиращи заместители, основната част говори за дължината на въглеродния скелет и неговото насищане с водородни атоми, предпоследната част се определя от класа на веществата, показвайки специален наставката и префиксът ди- или три- за многоосновни, например за карбоксилни киселини е „-ova“ и думата киселина се изписва в края. Етанова, метандиова, пропенова, маслена киселина, хидроксиоцетна, пентандиова, 3-хидрокси-4-метоксибензоена, 4-метилпентанова и т.н.

Основни функции и тяхното значение

Много киселини, органични и неорганични, са безценни за хората и техните дейности. Идвайки отвън или произведени вътрешно, те инициират много процеси и участват в тях биохимични реакции, осигурявайки правилна работа човешкото тялои се използват и в много други области.

Солната (или солна) киселина е основата на стомашния сок и неутрализатор на повечето ненужни и опасни бактерии, които влизат в стомашно-чревния тракт. Незаменима суровина в химическа индустрияе сярна киселина. Още по-значима е органичната част на представителите от този клас - мляко, аскорбинова киселина, оцет и много други. Киселините променят рН на средата храносмилателната системакъм алкалната страна, което е изключително необходимо за поддържане на нормална микрофлора. В много други аспекти те са незаменими положително влияниевърху човешкото здраве. Абсолютно невъзможно е да си представим индустрията без използването на органични киселини. Всичко това работи само благодарение на техните функционални групи.

Плодовете, зеленчуците, някои билки и други вещества от растителен и животински произход съдържат вещества, които им придават специфичен вкус и аромат. Повечето органични киселини се намират в различни плодове, наричани още плодови киселини.

Останалите органични киселини се намират в зеленчуците, листата и други части на растенията, в кефира, както и във всички видове маринати.

Основната функция на органичните киселини е да осигурят оптимални условия за пълноценен процес на храносмилане.

Храни, богати на органични киселини:

Обща характеристика на органичните киселини

Оцетна, янтарна, мравчена, валерианова, аскорбинова, маслена, салицилова... Природата съдържа много органични киселини! Има ги в плодовете на хвойната, малините, листата на копривата, калината, ябълките, гроздето, киселеца, сиренето и ракообразните.

Основната роля на киселините е да алкализират тялото, което поддържа киселинно-алкалния баланс в тялото на необходимото ниво в рамките на pH 7,4.

Дневна нужда от органични киселини

За да отговорите на въпроса колко органични киселини трябва да се консумират на ден, трябва да разберете въпроса за тяхното въздействие върху тялото.

Освен това всяка от горните киселини има свой собствен специален ефект.

• Много от тях се консумират в количества, вариращи от десети от грама до 70 грама на ден. Нуждата от органични киселини се увеличава:;
• Много от тях се консумират в количества, вариращи от десети от грама до 70 грама на ден. прихронична умора

ниска киселинност

• стомаха. Необходимостта от органични киселини е намалена:;
• Много от тях се консумират в количества, вариращи от десети от грама до 70 грама на ден. за заболявания, свързани с разстройстваводно-солев баланс
• повишена киселинност

стомашен сок;

за чернодробни и бъбречни заболявания. Смилаемост на органичните киселиниОрганичните киселини се усвояват най-добре, когато по правилния начинживот.

Гимнастика и балансирана диетаводят до най-пълната и качествена обработка на киселините. Всички органични киселини, които консумираме по време на закуска, обяд и вечеря, вървят много добре с печени изделия от твърда пшеница. В допълнение, използванеторастително масло

първи студено пресовано, може значително да подобри качеството на киселинна абсорбция.

Пушенето може да превърне киселините в никотинови съединения, които имат

Отрицателно влияние върху тялото.Полезни свойства на органичните киселини, тяхното въздействие върху организма

Всички органични киселини, присъстващи в продуктите, имат благоприятен ефект върху органите и системите на нашето тяло.При което салицилова киселина, който е част от малини и някои други плодове, ни облекчава от треска, като има антипиретични свойства.

Тартроновата киселина противодейства на образуването на мазнини по време на разграждането на въглехидратите, предотвратявайки затлъстяването и съдовите проблеми. Съдържа се в зелето, тиквичките, патладжана и дюлята. Млечната киселина има антимикробно и противовъзпалително действие върху организма. IN

големи количества

съдържащи се в киселото мляко. Предлага се в бира и вино.

Галовата киселина, която се съдържа в чаените листа и дъбовата кора, ще ви помогне да се отървете от гъбички и някои вируси. Кафеената киселина се съдържа в листата на подбела, живовляка и в издънките на артишока и ерусалимския артишок. Има противовъзпалително и холеретично действие върху организма. Взаимодействие с основни елементиОрганичните киселини взаимодействат с някои витамини,

мастни киселини

• , вода и аминокиселини.
• Признаци на липса на органични киселини в организма
• авитаминоза;
• нарушено усвояване на храната;

проблеми с кожата и косата;

• Храносмилателни проблеми.
• Признаци на излишък на органични киселини в организма
• сгъстяване на кръвта;
• храносмилателни проблеми;

бъбречна дисфункция;

ставни проблеми. Органични киселини за красота и здравеПриетите с храната органични киселини имат благоприятен ефект не само върху вътрешни системитялото, но и върху кожата, косата, ноктите. Освен това всяка от киселините има свой собствен специален ефект. Янтарната киселина подобрява структурата на косата, ноктите и тургора на кожата.А витамин С има способността да подобрява кръвоснабдяването на горните слоеве