Upload
hayes-serrano
View
115
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Organické sloučeniny síry Thioly. Názvosloví thiolů Skupina –SH jako hlavní - koncovka thiol CH 3 – SH methan thiol CH 2 = CH – CH 2 - SH prop-2-en-1-thiol HS – CH 2 – CH 2 – SH ethan-1,2-dithiol. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Ethery
Názvosloví etherů1. Etherová skupina jako hlavní (koncovka –ether)
CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 diethylether
CH3 – O – CH = CH2 methylvinylether
2. Etherová skupina jako vedlejší (předpona alkoxy- )
CH3 – O – CH2 – CH2 – CH2 – COOH kyselina 4-methoxymáselná
3. Epoxidy (předpona epoxy- ) CH
CH
O
CH3 CH
CH
CH3
O2,3-epoxybutan
4. Kyslíkaté heterocykly (heterocyklické názvosloví)
CH2CH2
O
CH2
CH2O
CH2
CH2
oxiran(ethylenoxid)
oxolan(tetrahydrofuran)
Chemické vlastnosti etherůNepolární, těkavé, málo reaktivní – rozpouštědla.
Nebezpečí oxidace na vzduchu.
Diethylether – anestetikum
velmi těkavá a hořlavá kapalina
Estery anorganických kyselin
Estery kyseliny sírové
Estery kyseliny fosforečné
Organofosfáty
Estery kyseliny dusičné
Estery kyseliny dusité
inhalační antidotum při otravách kyanidy
Organické sloučeniny síry
Thioly
Názvosloví thiolů
Skupina –SH jako hlavní - koncovka thiol
CH3 – SH methanthiol
CH2 = CH – CH2 - SH prop-2-en-1-thiol
HS – CH2– CH2 – SH ethan-1,2-dithiol
Skupina –SH jako vedlejší – předpona sulfanyl
CH3 CH
SH
CH2
COOHSH C
H2
CH
CH2
OH
SH
3-sulfanylmáselná kyselina 2,3-disulfanylpropan-1-ol
Chemické vlastnosti thiolůTěkavější než odpovídající alkoholy – silně zapáchají.
Mírná oxidace – disulfidy
Energická oxidace
R SH R SO3H
R - SOH R - SO2H
ox.
ox.ox.
ox.
Biochemicky významné thioly a disulfidy
Cystein (2-amino-3-sulfanylpropanová kyselina) – aminokyselinaGlutathion (γ-glutamylcysteinylglycin, GSH) – tripeptid, uplatňuje se při redukci peroxidu vodíku
Koenzym A (HS-CoA)– významný při metabolismu živin
H O O H G S S G+ 2 GSH 2 H2O +
Lipoová kyselina (1,2-dithiolan-3-pentanová kyselina) – jako amid je kofaktorem enzymových komplexů katalyzující oxidační dekarboxylaci α-oxokyselin
Dimerkaptol (2,3-disulfanylpropanol) – antidotum při intoxikaci těžkými kovy
CH2 CH
CH2
OH
S S
Me
Sulfidy
Názvosloví sulfidů1. Sulfidická skupina jako hlavní (koncovka –sulfid)
CH3 – CH2 – S – CH2 – CH3 diethylsulfid
CH3 – S – CH = CH2 methylvinylsulfid
2. Sulfidická skupina jako vedlejší (předpona alkylsulfanyl-)
CH3 – S – CH2 – CH2 – CH2 – COOH kyselina 4-methylsulfanylmáselná
Biochemicky významné „sulfidy“
Methionin (2-amino-4-methylsylfanylbutanová kyselina) – aminokyselina, donor methylové skupiny v organismu
Sulfonové kyseliny
Názvosloví
CH3 – CH2 – CH2 – SO3H propansulfonová kyselina
Chemické vlastnosti sulfonových kyselin
Silné kyseliny
Aniontové tenzidy
Příprava sulfonových kyselin:
R SH R SO3Hoxidace
CH3
CH3
CH3
CH3
SO3H
H2SO4
- H2O
Taurin (2-aminoethansulfonová kyselina, NH2–CH2-CH2-SO3H) – v organismu vzniká oxidací a dekarboxylací cysteinuSulfosalicylová kyselina – srážení bílkovin
Sacharin, chloraminy
Aldehydy a ketony
Názvosloví aldehydů1. Aldehydická skupina jako hlavní (koncovka -al)
CH2 = O methanal formaldehyd
CH3 – CH = O ethanal acetaldehyd
O = CH – CH = CH – CH = O but-2-en-dial
– CH = O -karbaldehyd
CH3 CH
O 4-methylcyklohexankarbaldehyd
CH
O benzaldehyd
2. Aldehydická skupina jako vedlejší (předpona formyl-)
CH
OHOOC kyselina 4-formylbenzoová
Názvosloví ketonů1. Ketoskupina jako hlavní (koncovka -on)
CH3 C CH3
O
CH3 C CH
CH2
O
propanon dimethylketon (aceton)
but-3-en-2-on methylvinylketon
2. Ketoskupina jako vedlejší (předpona oxo-)
CH3 CH2
C
O
CH2
COOH kyselina 3-oxopentanová
Chemické vlastnosti aldehydů a ketonů
C O
H
CR
H
H
kyselývodík
snadnáoxidace
nukleofilníadice
1. Keto-enol tautomerie
2. Polární násobná vazba - adice nukleofilních činidel
3. Kyselé vodíky na uhlíku vedle karbonylové skupiny
4. Redoxní reakce
Adice - voda
- poloacetaly
- aminy
CH
OR OH CH
OH
R
+ H2O
Aldolizace
R CH2
CH
O R CH
CH
O
R CH2
CH
O
R CH2
CH
O
CH
R
CH
O R CH2
CH
OH
CH
R
CH
O
+ OH-
- H2O
H2O
- OH-
Redoxní reakce
oxidace
redukce
R CH
O R CH2
OH
R C R´
O
R CH
R´
OH
redukce
redukce
R CH
O Ag+ R COOH Ag H
++ + H2O + +
Významné aldehydy a ketony
Formaldehyd (HCHO, methanal) – dezifekce, konzervování biologických preparátů
Acetaldehyd (CH3CHO, ethanal) –meziprodukt kvašení, „suchý líh“
Glyceraldehyd (2,3-dihydroxypropanal) – triosa
Aceton (propanon) – v lidském těle dekarboxylací acetoctové kyseliny
Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty
R CO
OH
Názvosloví karboxylových kyselin1. Karboxylová skupina jako hlavní (koncovka –ová
kyselina)
HCOOH methanová mravenčí kyselina
CH3 – COOH ethanová octová kyselina
CH3 – CH2 – COOH propanová propionová
CH3 – (CH2)2 – COOH butanová máselná
CH3 – (CH2)3 – COOH pentanová valerová
CH3 – (CH2)4 – COOH hexanová kapronová
CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH hexa-2,4-dienová kyselina
– COOH -karboxylová kyselina
COOH
COOH
cyklohexankarboxylová kyselina
benzenkarboxylová kyselina (benzoová)
Nejběžnější v přírodě
CH3 – (CH2)14 – COOH palmitováCH3 – (CH2)16 – COOH stearováCH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH olejová
Nenasycené karboxylové kyseliny
CH2 = CH – COOH propenová akrylováCH3 – CH = CH – COOH but-2-enová krotonová
Dikarboxylové kyseliny
HOOC – COOH ethandiová šťavelováHOOC – CH2 – COOH propandiová malonová HOOC – (CH2)2 – COOH butandiová jantarováHOOC – (CH2)3 – COOH pentandiová glutarováHOOC – (CH2)4 – COOH hexandiová adipová
Aromatické dikarboxylové kyseliny
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
HOOC
COOH
CH2
COOHCOOH
ftalová isoftalová tereftalová
1-naftoová fenyloctová skořicová
Cis- a trans- konfigurace na dvojné vazbě
C
C
H
H
COOH
HOOC
C
C
H
H COOH
COOH
fumarováE-but-2-endiová
maleinováZ-but-2-endiová
Vlastnosti karboxylových kyselin- polární karboxylová skupina
- mravenčí – propionová dobře rozpustné ve vodě
- vyšší olejovité až pevné látky
Reaktivita karboxylových kyselinR – COOH + NaOH → R – COONa + H2O
slabé kyseliny
dekarboxylace
R – COONa + NaOH → R – H + Na2CO3
Přeměny in vivo
Významné karboxylové kyseliny
Kyselina mravenčí (HCOOH) – oxidací methanoluKyselina octová (CH3COOH) –acetyl-koenzym A (meziprodult metabolismu sacharidů, mastných kyselin...)Kyselina propionová (CH3CH2COOH) – biochemicky důležitáKyselina máselná (CH3CH2CH2COOH) ) – páchne, esterově vázaná v mléčném tukuKyselina šťavelová (HOOC-COOH) – krystalická, toxická
Kyselina jantarová (HOOCCH2CH2COOH) –meziprodukt citrátového cyklu---Ibuprofen – analgetikum, antipyretikum
CH3 CH
CH2
CH3
CH
CH3
COOH
Funkční deriváty karboxylových kyselin
Všechny jsou hydrolyzovatelné na kyseliny
Acylhalogenidy – nejreaktivnější, v živých organismech se nevyskytujíAnhydridy – vznikají eliminací vody ze dvou molekul kyseliny
anhydrid kyseliny fosforečné – kyselina difosforečná
smíšené anhydridy (acylfosfáty)1,3-bisfosfoglycerát (vzniká v průběhu glykolýzy)karbamoylfosfát (meziprodukt syntézy močoviny a pyrimidinových bází)
Estery karboxylových kyselin – stálejší než acylhalogenidy a anhydridy
lipidyvonné látky - rozšíření v přírodě (banán, ananas)
Thioestery (R-CO-S-R) – reaktivnější než estery (makroergní sloučeniny – přenos acylu při metabolických reakcích)
Amidy (R-CO-NH2, R-CO-NHR, R-CO-NR2)
Biochemicky významné amidy
peptidy, proteiny – v přírodě velmi rozšířené
asparagin, glutamin – patří mezi 20 kódovaných aminokyselin
nikotinamid, močovina...
Farmakologicky významné amidy
paracetamol – analgetikum, antipyretikum
lidokain, trimekain – lokální anestetika (chirurgie)
Deriváty kyseliny uhličité
Kyselina karbamová
NH2 CO
OH
Neostigmin – reverzní inhibitor acetylcholinesterázyPirimikarb – insekticid proti mšicím
Močovina
NH2 CO
NH2
močovina – konečný produkt odbourávání dusíku (u člověka)
hydrolýzou vzniká amoniak a oxid uhličitý
NH2 CO NH2 + H2O → 2 NH3 + CO2
acylderiváty – ureidynejvýznamnější kyselina barbiturová a její derivátythiopental – nitrožilní anestetikum s ultrakrátkým účinkem
Guanidin
NH2 CNH
NH2
Arginin, kreatin – významné deriváty guanidinu
NH2 CNH
NH
CH2
CH2
CH2
CH
COOH
NH2 NH2 CNH
N CH2
COOHCH3
kreatinarginin
Substituční deriváty karboxylových kyselin
CH
CO
OHR
OH
C CO
OHR
O
CH
CO
OHR
NH2
Hydroxykyseliny
snadná oxidace (dehydrogenace)
dehydratace – vznik nenasycených kyselin, případně cyklických esterů
Významné alifatické hydroxykyseliny
glykolová kyselina (HO-CH2-COOH)– vzniká při otravách ethylenglykolem
mléčná kyselina – L-laktát (svaly), D,L-laktát – mléčné kvašení
glycerová kyselina – vzniká oxidací glyceraldehydu, fosfoglyceráty meziprodukty glykolýzy
β-hydroxymáselná kyselina
jablečná kyselina – meziprodukt citrátového cyklu
citronová kyselina – v citrátovém cyklu izomerace na isocitronovou kyselinu
vinná kyselina – v přírodě jen L-vinná
Významné aromatické hydroxykyseliny
salicylová kyselina – kožní lékařství
acetylsalicylová kyselina – analgetikum-antipyretikum (Aspirin...)
Oxokyseliny
reaktivita podle vzdálenosti oxoskupiny od karboxylu (β snadno dekarboxylují)
R C COOH
O
Biochemicky významné oxokyseliny
glyoxylová kyselina (HCO-COOH) – nejjednodušší
pyrohroznová kyselina (CH3-CO-COOH) – biochemicky velmi významná
oxaloctová kyselina (HOOC-CH2-CO-COOH) – výchozí substrát citrátového cyklu
2-oxoglutarová kyselina (HOOC-CH2-CH2-CO-COOH) – meziprodukt citrátového cyklu
acetoctová kyselina (CH3-CO-CH2-COOH) – vzniká při odbourávání mastných kyselin, snadno dekarboxyluje
Aminokyseliny
biochemicky nejvýznamnější α-aminokyseliny
R CH
COOH
NH2
Deaminace aminokyselin
transaminace, oxidační deaminace
desaturační deaminace
Dehydratace aminokyselin
snadná tvorba 5 a 6 členných kruhů – laktamy
Aminobenzoová kyselina a její deriváty
p-aminobenzoová kyselina (PABA) – růstový kofaktor bakterií
sulfanilamid – strukturní analog p-aminobenzoátu (deriváty s bakteriostatickým účinkem)
p-aminomethylbenzoová kyselina (PAMBA) – zastavení krvácení (chirurgie..)
benzokain, prokain – lokální anestetika
Aminy
R NH2R N
HR´ R N R´
R´´
primární sekundární terciární
NázvoslovíDeriváty amoniaku – aminy
CH3 NH2
CH3 NH
CH3 CH3 N CH3
CH3
CH3 N
CH2
CH3
CH2
CH2
CH3
NH2 NCH3
CH3
NH2
NH2CH3 NH2NH2
dimethylamin
methylamin
trimethylamin
cyklohexylamin
N-ethyl-N-methylpropylamin
N,N-dimethylcyklohexylamin
anilin p-toluidin benzidin
Chemické vlastnosti aminů
Acidobazické vlastnosti aminů - zásady
NH3NH2R NH NR R
R´ R´
R´´< < <
NH3
NH2
<
CH3 CH2
NH2 CH3 CH2
NH3
+Cl+ HCl
Reakcí aminů a kyselin vznikají amoniové soli:
Reakcí aminů s alkylačními činidly vznikají také amoniové soli
CH3 NH2CH3Br CH3 N
H2
+CH3 Br
CH3 NH CH3 CH3Br CH3 NH
+CH3
CH3
Br
CH3 N CH3
CH3
CH3Br CH3 N+
CH3
CH3
CH3
Br
+
+
+
Oxidace aminů
oxidační deaminace
Reakce aminů s kyselinou dusitou
(reagují i primární aminy)
Významné aminyethylendiamin (H2N-CH2-CH2-NH2)
ethylendiamintetraoctová kyselina
anilin (C6H5NH2)
benzidinNH2NH2
benzidin
Biogenní aminyvznikají dekarboxylací kódovaných aminokyselin
ethanolamin (H2N-CH2-CH2-OH) – ze serinu
putrescin (H2N-(CH2)4-NH2) – z ornitinu
kadaverin (H2N-(CH2)5-NH2) – z lysinu
histamin – z histidinu
tyramin – z tyrosinu
tryptamin z tryptofanu
Katecholaminy
dopamin (dekarboxylací 3,4-dihydroxyfenylalaninu)
Fenetylaminy – centrálně stimulační účinek, snadný vznik psychické závislosti
Kvarterní amoniové soli
cholin – složka fosfatidylcholinů
acetylcholin – podílí se na přenosu nervového vzruchu
Kationtové tenzidy
Nitrosloučeniny
R NO2
Výbušniny TNT, hexogen, oktogen, kyselina pikrová
Léčivachloramfenikol – antibiotikumbronopol – antimikrobiální složka kosmetikyflunitrazepan – rychle nastupující hypnotikum (Rohypnol)
Halogenderiváty organických sloučenin
Přirozené halogenderivátyštítná žláza: tyrosin...tyroxin
fluoroctová kyselina (FCH2-COOH)– extrémně jedovatá
Syntetické halogenderiváty
rozpouštědla trichlorethentetrachlorethen chloroform (CHCl3)tetrachlormethan
trichloroctová kyselina – silná kyselina, způsobuje denaturaci bílkovin
Chladicí média a propelentychlorfluoralkany (CFCl3, CF2Cl2, CHCl2F, ClF2C-CH3)náhrada (1,1,1,2-tetrafluorethan, isobutan, pentan, cyklopentan)
Insekticidy a herbicidyDDT2,4-dichklorfenoxyoctová kyselina
C
H
ClCl
CCl3Cl
Cl
O
CH2
COOH
DDT 2,4-dichlorfenoxyoctová kyselina
DioxinPolychlorované bifenyly (PCB)
Vybrané halogenderiváty používané v lékařství
Antiseptika
chlorhexidin – předoperační mytí rukou
chloraminy – uvolňují aktivní chlor
Chemoterapeutika
chloroxin – na infekční průjmy (Endiaron)
lindan – proti zákožce svrabová, vším
Celková anestetika
halotan (CF3-CHBrCl)
isofluran (CF3-CHCl-O-CHF2)
sevofluran (CF3)2CH-O-CH2F)
Lokální anestetika
chlorethan (CH3CH2Cl)