Кетоны

Альдегиды

Кетоны

Альдегиды – летучие жидкости органического состава, являющиеся продуктом неполного окисления спиртов. Карбонильная группа в молекулах альдегидов связана с одним атомом водорода и одной группой R.

Не часто встречаются в природе в отдельном виде, но, несомненно, играют важную роль в физиологических процессах растений и животных. Общая формула альдегидов CnH2nO.

Многие альдегиды имеют специфический запах. Высшие альдегиды, в особенности непредельные, используются в пищевой промышленности и парфюмерии.

Номенклатура и изомерия альдегидов

Названия альдегидов формируются путем добавления суффикса “аль” к названию алкана с соответствующим числом атомов углерода: метаналь, этаналь, пропаналь, бутаналь, пентаналь и т.д.

Вы можете встретить их молекулярные формулы, где группа OH записана наоборот – HO. Например: метаналь – HCHO, этаналь – CH3CHO, пропаналь – C2H5CHO. Это делают специально для того, чтобы их было легче отличить от спиртов.

Многие альдегиды имеют тривиальные названия. Наиболее известные: метаналь – формальдегид, этаналь – ацетальдегид. Замечу, что формалином называется 40% раствор формальдегида.

Для альдегидов характерна структурная изомерия: углеродного скелета, межклассовая изомерия с кетонами.

Получение альдегидов и кетонов

  • Окисление спиртов
  • Важно заметить, что при окислении первичных спиртов образуются альдегиды, при окислении вторичных спиртов – кетоны. Окисление с помощью оксида меди относится к лабораторным способам получения альдегидов.

  • Пиролиз солей карбоновых кислот
  • Этот способ также просто осуществить в лабораторных условиях. При пиролизе (нагревании без доступа кислорода) кальциевых или бариевых солей карбоновых кислот возможно получение кетонов.

  • Каталитическое дегидрирование спиртов
  • В присутствии катализатора и при нагревании спиртов от гидроксогруппы и прилежащего к ней атома углерода отщепляется по атому водорода. В результате образуется карбонильная группа.

  • Реакция Кучерова
  • Реакцией Кучерова называют гидратацию алкинов в присутствии солей двухвалентной ртути.В результате такой реакции ацетилен превращается в уксусный альдегид. Все остальные его гомологи: пропин, бутин, пентин и т.д. превращаются в соответствующие кетоны.

  • Гидролиз дигалогеналканов
  • Для получения альдегида два атома галогена должны находиться у первичного атома углерода, для получения кетонов – у вторичного.В результате такого гидролиза образуются двухатомные спирты, в которых две OH-группы прилежат к одному атому углерода. Такие соединения неустойчивы и распадаются на карбонильное соединение (альдегид или кетон) и воду.

  • Окисление метана
  • В промышленности окислением метана при температуре 500 °C и в присутствии катализатора получают формальдегид.

  • Кумольный способ получения ацетона (и фенола)
  • В прошлой теме, посвященной фенолам, мы касались данного способа. В результате такой реакции образуется не только фенол, но и ацетон.

Химические свойства альдегидов и кетонов

Запомните, что для альдегидов и кетонов характерны реакции присоединения по карбонильной группе. Этот факт особенно поможет сравнить альдегиды и карбоновые кислоты, для которых реакции присоединения не характерны.

  • Реакции присоединения
  • Для понимания механизма реакции важно вспомнить об электроотрицательности. В карбонильной группе кислорд, как более электроотрицательный элемент, тянет электронную плотность на себя от углерода. На атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд (δ-), а на атоме углерода частичный положительный (δ+).Основы школьного курса физики подсказывают, что отрицательный заряд притягивает положительный: именно так и будет происходить при присоединении различных молекул к карбонильной группе альдегидов и кетонов.Реакция гидрирования альдегидов происходит по типу присоединения, сопровождается разрывом двойной связи в карбонильной группе. Гидрирование альдегидов приводит к образованию первичных, а гидрирование кетонов – вторичных спиртов.

  • Окисление альдегидов
  • В результате полного окисления, горения, образуется углекислый газ и вода.2CH3CHO + 5O2 → 4CO2 + 4H2OАльдегиды легко окисляются до карбоновых кислот в лабораторных условиях. Это осуществляется с помощью известной реакции серебряного зеркала. Данная реакция является качественной для альдегидов.Кетоны, в отличие от альдегидов, в реакции окисления не вступают.Обратите особое внимание, что при написании реакции с аммиачным раствором серебра в полном виде, правильнее будет указать не кислоту, а ее аммиачную соль. Это связано с тем, что выделяющийся аммиак, который обладает основными свойствами, реагирует с кислотой с образованием солиВажно заметить, что при окислении метаналя, образовавшаяся муравьиная кислота тут же окисляется до угольной кислоты, которая распадается на углекислый газ и воду. Это связано с интересным фактом – наличием альдегидной группы у муравьиной кислоты.Окисление также возможно другим реагентом – гидроксидом меди II. Эта реакция также относится к качественным для альдегидов, в результате образуется кирпично-красный осадок оксида меди I.

Источник: //studarium.ru/article/189

КЕТОНЫ

Кетоны

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ КЕТОНЫ, карбонильные соед., в к-рых группа С=О связана с двумя атомами С. По номенклатуре ИЮПАК, назв. кетонов образуют путем присоединения к назв. соответствующих углеводородов суффикса “он” или к назв. радикалов, связанных с кетогруппой С=О, слова “кетон”; при наличии старшей группы кетогруппу обозначают префиксом “оксо”.

Напр., соед. СН3СН2СОСН2СН2СН3 наз. 3-гексанон или этилпропилкетон, соед. СН3СОСН2СН2СООН – 4-оксопентановая к-та. Для нек-рых кетонов приняты тривиальные назв. (см. табл.).

Особый класс циклич. ненасыщ. дикетонов – хиноны.

В ИК спектрах кетонов характеристич. полосы поглощения валентных колебаний группы С=О лежат в области частот (vC=O) 1720-1700 см-1 (алифатич.

кетоны), 1820-1700см-1 (циклич. кетоны), причем vC=O возрастает с увеличением напряженности цикла. При сопряжении группы С=О с кратными связями или арилом vC=O снижается на 20-40 см-1. Хим. сдвиги протонов a-метиленовых групп кетонов в спектрах ПМР находятся в области 2-3 м.д., а метиленовой группы, соседней с двумя карбонилами (для дикетонов), – в области 3-4 м. д.; хим.

сдвиги группы 13С=О в спектрах ЯМР 13С лежат в области 200-220 м.д. Электронные спектры кетонов содержат типичные полосы с lмакс 270-300 нм (e 15-20), отвечающие п:p-переходу. Для сопряженных моно-, ди- и полиеновых кетонов наиб. характерны полосы поглощения в области p:p* – переходов, lмакс 200-300 нм (e 10000 и выше).

В масс-спектрах кетонов имеются пики, соответствующие a-разрыву молекулы кетонов, причем предпочтительно отщепляется большая алкильная группа. Так, масс-спектры алифатич. метилкетонов содержат наиб. интенсивный пик с т/z 43 (). Для метилкетонов характерен также b-разрыв мол. иона с миграцией Н от g-атома С (перегруппировочный пик с m/z 58).

По степени окисленности кетоны, как и альдегиды, занимают промежут. положение между спиртами и к-тами, что во многом определяет их хим. св-ва. Кетоны восстанавливаются до вторичных спиртов гидридами металлов, напр. LiAlH4 или NaBH4, водородом (кат. – Ni, Pd), изопропаволом в присут алкоголята Аl (р-ция Меервейна – Понндорфа – Верлея).

При восстановлении кетонов натрием или электрохимически (катодное восстановление) образуются пинаконы:

При взаимод. кетонов с амальгамированным Zn и конц. НСl (р-ция Клемменсена) или с гидразином в щелочной среде (р-ция Кижнера – Вольфа) группа С=О восстанавливается до СН2. В отличие от альдегидов, многие кетоны устойчивы при хранении к действию О2.

Кетоны, содержащие a-метиленовую группу, окисляются SeO2 до 1,2-дикетонов более энергичными окислителями, напр. КМnО4 – до смеси карбоновых к-т (см. Попова правило). Циклич. кетоны при взаимод. с HNO3 или КМnО4 подвергаются окислит. расщеплению цикла, напр. из циклогексанона образуется адипиновая к-та.

Линейные кетоны окисляются надкислотами до сложных эфиров, циклические – до лактонов (р-ция Байера – Виллигера). Кетоны, содержащие a-атомы Н, относятся к СН-кислотам средней силы (рКа 10-20). Для них характерно превращ. в енолы или енолят-анионы:

На этом основана способность таких кетонов реагировать как С-или О-нуклеофилы.

Концентрация енольной формы зависит от строения кетонов и составляет (в %): 0,0025 (ацетон), 2 (циклогексанон), 80 (ацетилацетон). Енолизация катализируется к-тами и основаниями. Кетоны образуют продукты замещения a-атомов Н при галогенировании действием Вr2, N-бромсукцинимидом, SO2Cl2, при тиилировании дисульфидами.

При алкилировании и ацилировании енолятов кетонов образуются либо продукты замещения a-атомов Н в кетонах, либо О-производные енолов. Большое значение в орг. синтезе имеют альдольная и кретоновая конденсации, напр.:

При конденсации с альдегидами кетоны реагируют гл. обр. как СН-кислоты, напр. из кетонов и СН2О в присут.

основания получают a,b-ненасыщенные кетоны: RCOCH3 + СН2О : RCOCH=CH2 + Н2О Вследствие полярности карбонильной группы кетоны могут вступать в р-ции как С-электрофилы, напр. при конденсации с производными карбоновых к-т (конденсация Штоббе, р-ция Дарзана и т. п.):

Особенно легко нуклеоф.

атаке подвергаются a,b-непределъные кетоны, но в этом случае атакуется двойная связь (р-ция Михаэля), напр.:

При взаимод. с илидами Р (алкилиденфосфоранами) кетоны обменивают атом О на алкилиденовую группу (р-ция Виттига): R2C=O + Ph3P=CHR' : R2C=CHR' + Ph3PO С циклопентадиеном кетоны образуют фулъвены, напр.

:

При конденсации кетонов с гидроксиламином получаются кетоксимы R2C=NOH, с гидразином – гидразоны R2C=N— —NH2 и азины R2C=N—N=CR2, с первичными аминами – Шиффовы основания R2C=NR', со вторичными аминами – енамины. Кетоны способны присоединять по карбонильной группе воду, спирты, бисульфит Na, амины и др.

нуклеофилы, хотя эти р-ции протекают не так легко, как в случае альдегидов. Поскольку в спиртовых р-рах равновесие между кетоном и его полукеталем сильно смещено влево, получить кетали из кетонов и спиртов трудно: RCOR' + R:OH D RR'C(OH)OR: Для этой цели используют р-цию кетонов с эфирами ортомуравьиной к-ты. Кетоны взаимод. с С-нуклеофилами, напр.

с литий-, цинк- или магнийорг. соед., а также с ацетиленами в присут. оснований (р-ция Фаворского), образуя третичные спирты:

В присут. оснований к кетонам присоединяется HCN, давая a-гидроксинитрилы (циангидрины): R2C=O + HCN : R2C(OH)CN При катализе к-тами кетоны реагируют как С-электрофилы с ароматич. соед., напр.:

Гомолитич.

присоединение кетонов к олефинам приводит к a-алкилзамещенным кетонам, фотоциклoприсоединение к оксетанам, напр.:

Кетоны играют важную роль в метаболизме в-в в живых организмах. Так, убихинон участвует в окислит. – восстановит. р-циях тканевого дыхания. К соед., содержащим кетонную группу, относятся нек-рые важные моносахариды (D-фруктоза и др.

), терпены (ментон, карвон), компоненты эфирных масел (камфора, жасмон), прир. красители (индиго, ализарин, флавоны), стероидные гормоны (кортизон, прогестерон). Общие пром. методы синтеза кетонов- каталитич. окисление насыщ. углеводородов и олефинов кислородом, а также дегидрирование и окислит. дегидрирование вторичных спиртов. Кетоны синтезируют также окислит.

расщеплением третичных 1,2-гликолей действием Рb(ОСОСН3)4 или НIO4, пиролизом Са- или Ва-солей карбоновых к-т, пропусканием паров к-т над оксидами Со или Тh, взаимод. зфиров или ортоэфиров карбоновых к-т и ацилгалогенидов с реактивами Гриньяра или кадмийорг. соед., ацилированием арома-тич. соед. (р-ция Фриделя-Крафтса), гидролизом геминальных дигалогенидов и др.

Кетоны применяют как р-рители, экстрагенты, для синтеза полимеров, пестицидов, стабилизаторов, фотоматериалов, лек. и душистых в-в и др. См. также Ацетон, Ацетофенон, Бензофенон, Метилизобутилкетон, Метилэтилкетон, Циклогексанон и др. О специфич. св-вах дикетонов см. Дикарбонильные соединения. Лит. Бюлер К., Пирсон Д.. Органические синтезы, пер. с англ., ч. 2, М„ 1973; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 2, М., 1982, с. 570-692, 765-847; The chemistry of the carbonyl group, v. 1, ed. by S. Patai, L. N. Y. Sydney, 1966; там же, v. 2, ed by J. Zabicky, L, 1970; Houben Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd 7/2a, 2b, 2c Ketone (TI 1 3), 4 Aufl, Stuttg., 1973 77. М. Г Виноградов.

===

Исп. литература для статьи «КЕТОНЫ»: нет данных

Страница «КЕТОНЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ

Источник: //www.xumuk.ru/encyklopedia/1971.html

Кето-диета опасна для жизни?

Кетоны

Кето-диета, самый строгий вариант LCHF-рациона (высокожирового низкоуглеводного), это до 20 граммов углеводов сутки. Большинство традиционных диетологов считают, что с точки зрения биохимии, следовать такой диете долго невозможно и даже опасно. Их главные аргументы звучат так:

  • Для цикла Кребса, последовательности химических реакций в результате которых образуется наибольшее количество молекул АТФ (а это универсальное топливо, которое используют наши клетки), необходимо получать с пищей гораздо больше, чем 20 г углеводов в сутки.
  • Организм не может использовать жиры из пищи без углеводов – “жиры сгорают в пламени углеводов”. То есть, для получения энергии из жиров, в организм должно поступать определенное количество углеводов – обычно называется цифра, превышающая 100 г углеводов в сутки. По убеждению классических диетологов, все, что меньше этой цифры, в лучшем случае приведет к упадку сил, нервным срывам и депрессии.
  • В худшем: к отравлению кетоновыми телами и кетоацидозу – опасному для жизни состоянию.

Разбираемся, как организм может питаться кетонами и почему человек не умирает от недостатка углеводов на кетогенной диете?

ЧТО ТАКОЕ КЕТОНЫ?

“Кетоны” или “кетоновые тела” – вещества, которые организм получает из жиров и использует в качестве источника энергии на низкоуглеводной диете.

Надо понимать, что в процессе эволюции в человеческом организме сформировалось большое количество различных путей получения энергии из питательных веществ.

И судьба макронутриентов (белков, жиров и углеводов) может меняться в зависимости от их обилия или недостатка в пище.

Именно наличие альтернативных путей позволяет получать энергию, необходимую для организма, при различных условиях: физической нагрузке, гипоксии, голодании, недостатке того или иного макронутриента.

У любого человека, помнящего школьные основы органической химии, при слове «кетоны» в сознании сразу всплывает бутылочка с резко пахнущей жидкостью с надписью «ацетон».

И что же, ацетон есть в организме и им можно питаться? На пп, когда в рационе содержится большое количество углеводов, содержание кетоновых тел в крови невелико (не больше 0,3 ммоль/л), при этом доля ацетона среди них не более 2%. Оставшуюся часть составляет бета-гидроксибутират и ацетоацетат.

Именно данные вещества могут использоваться в качестве энергетического субстрата. Ацетон же выводится из организма с мочой в неизмененном виде.

На высокожировом низкоуглеводном питании количество кетоновых тел в крови может составлять до 6 ммоль/л, ацетона до 0,05 ммоль/л.

ЧТО ТАКОЕ ЦИКЛ КРЕБСА И КАК В НЕМ УЧАСТВУЮТ УГЛЕВОДЫ И ЖИРЫ?

Основной результат процессов катаболизма – получение энергии.

В нашем организме универсальный источник энергии – АТФ (аденозин-трифосфат), образующийся  в результате многих процессов, таких, например, как гликолиз, окислительное декарбоксилирование пирувата, цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Последний из них позволяет получить максимальное количество АТФ. При достаточном количестве потребляемых углеводов ацетил-КоА, образующийся в том числе и из жиров, вступает в цикл трикарбоновых кислот.

Данный цикл представляет собой замкнутую последовательность превращения 10 трикарбоновых кислот друг в друга, начинающуюся с присоединения ацетил-КоА к щавелевоуксусной кислоте (оксалоацетату) с образованием лимонной кислоты (цитрата) и заканчивающуюся превращением яблочной кислоты (малата) в  оксалоацетат. По этой причине существует крылатое выражение, что «жиры сгорают в пламени углеводов».

Когда углеводы поступают в организм в небольшом количестве, работа цикла Кребса меняется. Организм сам синтезирует глюкозу из оксалоацетата, в результате чего ацетил-КоА не может вступить в цикл Кребса. И тогда активируются процессы превращения ацетил-КоА в кетоновые тела, которые затем используются в качестве «топлива».

Таким образом, если углеводы (глюкоза, фруктоза и др.) поступают в организм в небольшом количестве, именно кетоновые тела становятся энергетическими субстратами.

 Этот путь утилизации макронутриентов и происходит при кетогенной диете, когда ограничение потребления углеводов (сахара, сладостей, хлеба, выпечки, овощей, фруктов) приводит к тому, что жиры (масла, цельные жирные продукты) метаболизируются по кетогенному пути.  

Отдельно следует сказать о потреблении белков. В отличие от углеводов и жиров, способных превращаться друг в друга, аминокислоты (составные части белков) не способны образовываться из других макронутриентов.

При этом ряд аминокислот могут расщепляться с образованием кетоновых тел. Но подобная утилизация – большая роскошь для организма в силу важности аминокислот в других процессах.

Поэтому на кетогенной диете надо следить, чтобы белка в рационе было достаточно – 1 грамм на килограмм массы тела.

При этом избыток потребления белка вреден – излишки аминокислот, если организм не может использовать их по прямому назначению, способны превращаться в глюкозу по механизму глюконеогенеза.

ВСЕ ЛИ ОРГАНЫ МОГУТ УПОТРЕБЛЯТЬ КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА В КАЧЕСТВЕ ОСНОВНОГО ТОПЛИВА?

Возникает вопрос: равноценно ли потребление организмом кетоновых тел и глюкозы? Да, так как участие ацетил-КоА в цикле Кребса дает 24 молекулы аденозин-трифосфата (АТФ), а расщепление ацетоацетата и бета-гидроксибутирата 23 и 26 молекул АТФ соответственно.

Практически весь организм может существовать, получая энергию только из кетоновых тел. Более того, для мозга, мышц, коркового слоя почек кетоновые тела являются предпочтительным источником энергии.

Лишь один орган не может потреблять кетоновые тела – печень, не обладающая необходимыми ферментами (хотя сами кетоновые тела образуются именно в печени). При кетогенной диете в рационе всегда присутствует небольшое количество углеводов.

Называть кето-рацион безуглеводным принципиально неверно.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЛИ КЕТОНЫ ОТРАВЛЯЮТ ОРГАНИЗМ?

Существует несколько видов низкоуглеводных высокожировых (LCHF) диет: классическая кетогенная диета, модифицированная кетогенная диета, модифицированная диета Аткинса, умеренный и либеральный LCHF.

Классическая кетогенная диета применяется при серьезных неврологических заболеваниях (эпилепсии, нейродегенеративных синдромах, аутизме), эндокринных заболеваниях (сахарный диабет 2 типа, гипотиреоз), онкологических заболеваниях. В таких ситуациях требуется строгий расчет блюд, измерение продуктов до граммов, ежедневное 2-3 разовое измерение кетонов крови.

Это связано с тем, что резкое повышение кетоновых тел (более 7 ммоль/л) может привести к значительному ухудшению самочувствия, а сопровождающее чрезмерный уровень кетоновых тел закисление крови (кетоацидоз) может привести к тяжелым последствиям.

Классическая кетогенная диета вводится только в стационаре под контролем врачей в течение 10-14 дней с последующим контролем показателей крови дома.

Более легкие варианты диеты, включая модифицированную диету Аткинса, не требуют столь тщательного кулинарного расчета и во многом ограничиваются снижением суточного количества углеводов до 20 грамм при повышенном потреблении жиров. На таких рационах нет необходимости  ежедневно измерять уровень кетоновых тел, так как он редко превышает 3-4 ммоль/л.

Облегченные кето-рационы можно практиковать самостоятельно в качестве составляющей здорового образа жизни. В отличие от строгих вариантов, с LCHF можно вернуться к традиционному рациону, а затем возобновить диету без риска ухудшения самочувствия.

Длительность нахождения на диете не ограничена, ведь даже на строгих вариантах рациона пациенты могут находиться в течение многих лет.

Photo: Hannah Gibbs, Samuel Zeller

Источник: //zen.yandex.ru/media/id/59c675688139bac8715b2d5e/5a5e177000b3ddb2edb681c3

Все самое важное о кетонах

Кетоны

Для того, чтобы понимать зачем необходимо контролировать уровень кетонов в моче и/или крови и при каких обстоятельствах это действительно важно, давайте разберемся что такое кетоны и почему они появляются в крови и моче человека.

Слово кетон произошло от старого немецкого слова Aketon (ацетон). Кетоны или кетоновые тела – вещества, состоящие из соединения кислорода с водородом и углеводородом.

Существует много разновидностей кетонов, например, убихинон, он крайне важен для работы сердца, кетоновую группу содержат фруктоза, прогестерон, кортизон, тетрациклин, камфора, природные красители и многие другие вещества.

Кетоны постоянно синтезируются в клетках печени и присутствуют в моче и крови каждого человека, они ежедневно выделяются в незначительных количествах, из которых

70% приходится на слабую бета-гидроксимасляную кислоту,

26% на более сильную ацетоуксусную кислоту  (ацетоацетат) и

4% на ацетон.

Ацетон, кроме того, выделяется и при дыхании, поэтому такое небольшое его количество в моче с помощью проб не определяется. Считается, что норма кетонов в моче здорового человека – их полное отсутствие.

Чтобы обеспечить ткани и органы энергией, организм использует в качестве ее источника глюкозу или гликоген, который в небольшом количестве запасен в печени. Когда же внутриклеточный уровень глюкозы снижен и клетки «испытывают голод», начинают мобилизоваться жировые запасы организма.

Жир расщепляется в печени и в ходе этого процесса образуются побочные продукты – кетоновые тела. Они могут использоваться в качестве альтернативного источника энергии почками, сердцем, мышцами и головным мозгом.

Состояние, при котором обнаруживается избыток кетонов  в крови, называется кетонемия, в моче – кетонурия. Чаще всего кетоны исследуют в моче и существует ряд заболеваний и состояний, приводящих к кетонурии.

К ним относятся: неправильное питание (голодание), чрезмерные физические и эмоциональные нагрузки, обморожение, интоксикации, тяжелые инфекционные заболевания и травмы, панкреатит, тиреотоксикоз, алкоголизм и сахарный диабет. 

Что объединяет такие разные состояния, мы уже можем ответить – кетоны вырабатываются в том случае, если клетки «голодают» или при дефиците инсулина, поэтому различают «голодные кетоны» и кетоны при сахарном диабете, хотя химически эти вещества ничем не отличаются.

При голодании пища в организм не поступает, уровень глюкозы крови снижается, прекращается выработка инсулина и в кровь поступает его антагонист – гормон глюкагон, он заставляет организм использовать запасы гликогена, находящиеся в печени. Когда эти запасы заканчиваются, начинает расщепляться жировая ткань, образуются кетоны.

При сахарном диабете, уровень глюкозы крови наоборот повышен, но инсулина недостаточно и глюкоза из крови в клетку попасть не может, клетка испытывает «голод», но организм воспринимает эту ситуацию точно также, как при голодании.

Вырабатываются гормоны адреналин и глюкагон, в печени расщепляется гликоген, затем жировая ткань и образуются кетоны. Эту ситуацию еще называют «голод среди изобилия».

Глюкоза в избытке циркулирует в кровотоке, не попадая в клетки, образовавшиеся кетоны тоже попадают в кровь, а затем оба вещества выводятся с мочой и только введение инсулина может разорвать этот порочный круг.

Недостаток инсулина может быть вызван различными причинами:

  • Дебют сахарного диабета 1 типа, когда человек не обращает должного внимания на симптомы заболевания;
  • Различные состояния у пациентов с сахарным диабетом 1 типа, при которых потребность в инсулине возрастает. Например, половое созревание, период активного роста, острое инфекционное заболевание, сопровождающееся лихорадкой, операции, травмы;
  • Пропуск введения инъекций инсулина в течение 12-24 часов по какой-либо причине;
  • Истощение продукции собственного инсулина у пациентов с сахарным диабетом 2 типа;
  • Сопутствующие заболевания, операции, травмы у пациентов с сахарным диабетом 2 типа;
  • Прием различных препаратов (кортизон, диуретики, эстрогены, гестагены) пациентами с сахарным диабетом обоих типов;
  • Удаление поджелудочной железы у лиц, ранее не страдавших сахарным диабетом.

Материал по теме:

Кетоацидоз

Накопление кетонов  в крови называется кетоз и, если дефицит инсулина не восполнен, кетоны изменяют рН крови в кислую сторону, оказывают токсическое действие на организм и развивается кетоацидоз.

Организм пытается бороться с избытком кетонов, выделяя их с мочой, учащается мочеиспускание, ацетон выводится также через легкие, придавая выдыхаемому воздуху  специфический «фруктовый» запах.

 Также постепенно нарастают тошнота, рвота, боль в животе, общая слабость, все это может привести к развитию жизнеугрожающего состояния – кетоацидотической коме.

Лечение кетоацидоза необходимо проводить в стационаре путем введения необходимого объема жидкости и инсулина.

Крайне важно запомнить следующие ситуации, при которых необходимо определить уровень кетонов в моче:

  • Вы заболели, например, простудным заболеванием, сопровождающимся повышением температуры;
  • Уровень глюкозы крови больше 14-15 ммоль/л в течение нескольких часов;
  • У вас появились симптомы инсулиновой недостаточности (тошнота, рвота, боль в животе, частое дыхание, запах «ацетона» изо рта).

Материал по теме:

Диабетический кетоацидоз.

Осложнения сахарного диабета

Каким образом можно определить уровень кетонов в моче?

Определить кетоны в моче можно в лабораторных и домашних условиях. Для этого специальную полоску, пропитанную щелочным веществом и нитропруссидом натрия помещают в мочу на 1 минуту (доступны в аптеках).

При наличии в моче повышенного уровня кетонов, полоска меняет цвет с белого на коричнево-красный. Оценку реакции проводят по цветовой шкале – «негативное», «небольшое», «среднее» и «значительное» содержание кетонов.

Тест прост в проведении и его можно выполнять неограниченное количество раз.

Для более точных и специфичных результатов необходимо взять анализ крови, который также можно провести в лаборатории и дома. Кроме того, реакция в тест-полосках проходит с ацетоацетатом мочи, а содержание бета-гидроксимасляной кислоты в моче определить нельзя, поэтому они непригодны для оценки эффективности лечения диабетического кетоацидоза.

Результаты интерпретируются следующим образом: в норме уровень кетонов в крови должен быть ниже 0,6 ммоль/л, уровень 0,6-1,5 ммоль/л указывает на возможность диабетического кетоацидоза, а > 1,5 ммоль/л – на высокий риск кетоацидоза или уже имеющийся кетоацидоз.

Сравнение и соответствие уровней кетонов в крови и моче

 Уровень кетонов в крови (ммоль/л)             Уровень кетонов в моче
 0 – 0,5                                                                     «негативный» или «следы»
 0,6 – 1,0                                                                 «следы» или «небольшой»
 1,1 – 1,5                                                                «небольшой» или «значительный»
 1,5 – 3,0                                                                «значительный»

Важно знать и о возможных ложноположительных и ложноотрицательных результатах определения кетонурии.

Ложноположительный результат (кетоны в моче определяются, но нет опасности развития диабетического кетоацидоза) вследствие:

  • Приема некоторых лекарств (например: каптоприл, вальпроат);
  • Ацетон может циркулировать в крови в течение многих часов, даже после введения необходимой дозы инсулина. При этом новые кетоны не образуются и в крови не определяются.

Ложноотрицательный результат (кетоны в моче не определяются, но они там есть) вследствие:

  • Приема большого количества витамина С (аскорбиновая кислота) или салициловой кислоты (содержится во многих болеутоляющих средствах, таких как аспирин);
  • Крышка банки с полосками был открыта слишком долго;
  • Срок годности тест-полосок закончился.

Таким образом, если  в утренней моче определяются кетоны, а уровень глюкозы крови низкий, это «голодные кетоны».

Вы можете испытывать общую слабость и тошноту, при появлении подобных симптомов необходимо съесть углеводсодержащую пищу с последующим введением необходимой дозы инсулина.

  Также обязательно определите уровень глюкозы  крови во время следующей ночи, чтобы исключить возможность ночной гипогликемии. Высокий уровень глюкозы в моче указывает на то, что уровень глюкозы крови был высоким в течение ночи, хотя он и низкий в утренние часы.

Если уровень кетонов  в моче (и/или крови) высокий и уровень глюкозы крови превышает 15-20 ммоль/л, это говорит об инсулиновой недостаточности. Приоритетом номер один является введение дополнительной дозы инсулина. Поэтому:

  • Введите  0,1 Ед/кг веса инсулина короткого действия (предпочтительно Новорапид или Хумалог);
  • Определите уровень глюкозы крови через 1-2 ч;
  • Введите еще 0,1 Ед/кг веса , если уровень глюкозы крови не снизился;
  • Не вводите инсулин короткого действия чаще, чем каждые 3 часа, чтобы избежать возникновения отсроченной гипогликемии;
  • Определите уровень кетонов в крови через час после введения дополнительной дозы инсулина – он должен снизиться;
  • Потребляйте больше жидкости (воды);
  • Если уровень кетонов крови 3 ммоль/л и более, срочно обратитесь к врачу!

Кетоны при беременности

Частой причиной для беспокойства является определение кетонов в моче у беременных женщин. Примерно у 30% беременных женщин, не страдающих сахарным диабетом, в утренней моче обнаруживаются кетоны.

Кетоны в моче при беременности могут наблюдаться, если женщина длительное время соблюдает безуглеводную диету,  при отравлении, инфекционных заболеваниях, при сильном  эмоциональном стрессе, гестозе. Кетоны в моче могут сигнализировать и о сахарном диабете.

Беременность – период, в который существует риск развития так называемого специфического диабета беременных или гестационного сахарного диабета.

Заболевание обычно исчезает самостоятельно после родов, однако во время беременности может существенно влиять на развитие малыша.

Поэтому при обнаружении кетонов в моче при беременности, в первую очередь, важно исключить сахарный диабет, в том числе и сахарный диабет 1 типа, дебют которого может совпасть с наступлением беременности.

В разные периоды беременности у женщин с сахарным диабетом 1 типа различная потребность в инсулине.

Она снижена в начале беременности, а затем неуклонно растет, почти до 36-38 недель, когда становится в два раза выше, чем до возникновения беременности.

Это обусловлено увеличением веса во время беременности и секрецией вырабатываемых плацентой гормонов, которые противодействуют снижению уровня глюкозы в крови.

Во время беременности, продукция кетонов в периоды инсулиновой недостаточности увеличивается, что делает более вероятным развитие кетоацидоза.

Кетоацидоз во время беременности очень опасен для мамы и для ребенка.

Необходимо регулярно контролировать уровень кетонов в крови или моче, особенно при плохом самочувствии или при заболевании, сопровождающемся повышенной температурой. Употребление «медленных углеводов» перед сном снижает риск гипогликемии в ночное время и появления «голодных кетонов».

Таким образом, уровень кетонов несомненно является важным показателем, контроль которого не требует больших усилий (определение уровня кетонов в моче или крови занимает не более 5 минут), но отвечает на многие вопросы, связанные с заболеванием. Своевременный контроль предотвращает развитие жизнеугрожающего состояния – диабетического кетоацидоза.

Материал по теме:

Источник: //rule15s.com/knowledge/vse-samoye-vazhnoye-o-ketonakh

Урок №34. Альдегиды. Строение молекулы формальдегида. Изомерия и номенклатура. – ХиМуЛя.com

Кетоны

КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ –

органические вещества, содержащие карбонильную группу

АЛЬДЕГИДЫ

ОБЩАЯ ФОРМУЛА:

RCOH или СnH2nO

Предельные

CnH2n+1-CН=О

Непредельные

CH2=CH-CН=О

акролеин

Ароматические

С6H5-CН=О

бензальдегид

Суффикс – АЛЬ

Изомерия альдегидов:

  1. изомерия углеродного скелета, начиная с С4
  2. межклассовая изомерия с кетонами, начиная с С3
  3. циклическими оксидами (с С2)
  4. непредельными спиртами и простыми эфирами (с С3)

КЕТОНЫ

ОБЩАЯ ФОРМУЛА: RCOR1   или  СnH2nO

Суффикс – ОН

Изомерия кетонов:

  1. углеродного скелета (c C5)
  2. положения карбонильной группы (c C5)
  3. межклассовая изомерия (аналогично альдегидам).


Номенклатураальдегидов и кетонов

Систематические названия альдегидовстроят по названию соответствующего углеводорода с добавлением суффикса -аль.Нумерацию цепи начинают с карбонильного атома углерода.

Тривиальные названия производят оттривиальных названий тех кислот, в которые альдегиды превращаются приокислении.

Формула

Название

систематическое

тривиальное

H2C=O

метаналь

муравьиный альдегид (формальдегид)

CH3CH=O

этаналь

уксусный альдегид (ацетальдегид)

CH3CH2CH=O

пропаналь

пропиновый альдегид

CH3CH2CH2CH=O

бутаналь

масляный альдегид

(CH3)2CHCH=O

2-метил-пропаналь

изомасляный альдегид

CH3CH2CH2CH2CH=O

пентаналь

валериановый альдегид

CH3CH=CHCH=O

бутен-2-аль

кротоновый альдегид

Систематические названия кетоновпроизводят от названий радикалов (в порядке увеличения) с добавлением слова кетон.

Например:

CH3–CO–CH3- диметилкетон (ацетон);
CH3CH2CH2–CO–CH3 – метилпропилкетон.

В более общем случае название кетонастроится по названию соответствующего углеводорода и суффикса -он;нумерацию цепи начинают от конца цепи, ближайшего к карбонильной группе.

Примеры:

CH3–CO–CH3- пропанон (ацетон);
CH3CH2CH2–CO–CH3 –
пентанон2;

Физическиесвойства альдегидов

Метаналь (формальдегид) – газ, альдегидыС2-C5 и кетоны С3-С4 – жидкости,высшие – твердые вещества. Низшие гомологи растворимы в воде, благодаряобразованию водородных связей между атомами водорода молекул воды и карбонильнымиатомами кислорода. С увеличением углеводородного радикала растворимость в водепадает.

Альдегиды обладают удушливым запахом,который при многократном разведении становится приятным, напоминая запахплодов. Альдегиды кипят при более низкой температуре, чем спирты с тем жечислом углеродных атомов.

Это cвязано с отсутствием в альдегидах водородныхсвязей. В то же время температура кипения альдегидов выше, чем усоответствующих по молекулярной массе углеводородов, что связано с высокойполярностью альдегидов.

Физическиесвойства некоторых альдегидов:

Формальдегид – газ, с резким запахом, раздражает слизистые ткани иоказывает действие на центральную нервную систему. ОПАСЕН ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ! Водныйраствор формальдегида – формалин.

Ацетальдегид – жидкость , с запахом зелёной листвы. ОЧЕНЬ ТОКСИЧЕН!Подавляет дыхательные процессы в клетках.

АкролеинСН2 = CHCH=Oакриловый альдегид, пропеналь(в производстве полимеров) – образуется при пригорании жиров, жидкость снеприятным запахом, раздражает слизистые ткани.

Бензальдегид  C6H5CH=O(производство красителей) – жидкость с запахомгорького миндаля, содержится в миндале, листьях черёмухи, косточках персиков,абрикосов. 

Строение карбонильной группы

Свойства альдегидов и кетонов определяются строением карбонильнойгруппы >C=O.

Альдегиды характеризуются высокой реакционной способностью. Большаячасть их реакций обусловлена наличием карбонильной группы.

Атом углерода в карбонильной группе находится в состоянии sp2-гибридизации и образует три s- связи (одна из них – связь С–О), которыерасположены в одной плоскости под углом 120° друг к другу.

Схемастроения карбонильной группы

Связь С=О сильнополярна. Электроны кратной связи С=О, в особенности более подвижныеπ-электроны, смещены к электроотрицательному атому кислорода, что приводит кпоявлению на нем частичного отрицательного заряда. Карбонильный углеродприобретает частичный положительный заряд

Поэтомууглерод подвергается атаке нуклеофильными реагентами, а кислород электрофильными,в том числе Н+. Важнейшимиреакциями альдегидов являются реакции нуклеофильного присоединения по двойнойсвязи карбонильной группы.

Источник: //www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/10-klass---tretij-god-obucenia/urok-no34-aldegidy-stroenie-molekuly-formaldegida-izomeria-i-nomenklatura

Ваш Недуг
Добавить комментарий