Upload
nguyenanh
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
HIDROLIZE
ADICIJA VODE NA DVOJNO VEZ (hidracija)
Klasificirana kot elektrofilna adicija (hitrost določujoča stopnja) v drugi stopnji adicija nukleofila (voda) v zadnji stopnji nastanek alkohola in regeneracija protona
PRIMER: fumarna kislina
NUKLEOFILNA SUBSTITUCIJA HALOGENOALKANOV
Heterolitska cepitev polarne vezi Narava alkilnega dela vpliva na mehanizem
SN1: reakcija poteka v dveh stopnjah stabilnost karbokationa in polarnost topila
SN2: reakcija poteka v eni stopnji narava halogenida, nepolarnost topila in narava nukleofila
PRIMERI: kloramfenikol,kloralhidrat, kloroform
HIDROLIZA ETROV
Z močnimi kislinami do nastanka oksonijevega iona v drugi stopnji do nukleofilne substitucije
Reaktivnost močno povečana ob prisotnosti obročne napetosti
PRIMER: orfenadrin
HIDROLIZA GLIKOZIDOV
Reakcija nastanka glikozidov (acetalov) je reverzibilna V kislih raztopinah hidroliza do alkohola in karbonilne skupine
PRIMERI: digoksin, gentamicin, streptomicin
OBRAT KONDENZACIJSKE REAKCIJE
Kondenzacija: nukleofilna adicija, ki ji sledi eliminacija vodeReakcije s hidrazinom, hidroksilaminom ter primarnimi in sekundarnimi amini
Obratna reakcija do karbonilne in dušikove spojine
PRIMERI: diazepam, pralidoksim, nitrofurantoin, hidroklorotiazid
HIDROLIZA DERIVATOV KARBOKSILNIH KISLIN
Spojine z acilno skupino in šibkejšo RCO-R’ vezjo Napad nukleofila in nato izstop elektronegativne skupine Celokupno:
Nukleofilna substitucija Acilni prenos: pretvorba enega karboksilnega derivata v drugega
Reaktivnost sledi sposobnosti izrivanja LG Najreaktivnejši: kislinski kloridi in anhidridi
HIDROLIZA ESTROV - značilnosti
Reakcije z nukleofili
Kislinsko bazna kataliza (tioestri bolj reaktivni) v kislem
v alkalnem
HIDROLIZA ESTROV - primeri
Acetilsalicilna kislina substituiran fenilni ester relativno neobstojna: hidroliza in drugi acilni prenosi
• Dodatni primeri:prokain, atropin
Pilokarpin odprtje obroča ob sočasni epimerizaciji
• Dodatni primeri:spironolakton, varfarin
HIDROLIZA AMIDOV - primeri
Paracetamol relativno stabilen zlasti v trdnem stanju
• Dodatni primeri:kloramfenikol, bacitracin, cianokobalamin
Benzilpenicilin relativno nestabilen zaradi obročne napetosti
• Dodatni primeri:cefalosporini, cikloserin, hidantoin,
HIDROLIZA DERIVATOV DRUGIH KISLIN
Neostigmin relativno stabilen
Fenobarbiton nestabilen pri višjih pH
Sulfacetamid hidroliza in oksidacija
Nitroglicerin nestabilen pri višjih pH
PRIMER - klindamicin
Hitrost razgradnje je odvisna od pH < pH 4 glavna hidroliza tioglikozidne vezi < pH 4 hidroliza fosfata (počasnejša) pH 5-9 prevladuje hidroliza alkilklorida hidroliza amida skozi celotno območje
REAKTIVNOST IN STRUKTURA
Funkcionalne skupine in mehanizem Hidroliza estrov: cepitev in tvorba vezi
PRIMERJAVA REAKTIVNOSTI:alkalna hidroliza estrov benzojske kisline
elektrondonorske skupine elektronakceptorske skupine velikost skupin stabilnost izstopajoče skupine
• HCl > RCOOH > ArOH > ROH > RNH2
Z R kOH[10-4M-1s-1]
H CH3 6,08
H C2H5 1,98
H n-C3H7 1,67H i-C3H7 0,32H CH2CH2Cl 12,4H CH2CHCl2 31,9H CH2CCl3 57,8NO2 CH3 276,0NO2 C2H5 98,8NO2 n-C3H7 76,0
KORELACIJSKA ANALIZA
Primer: Iz Tabele 1 lahko ugotovimo, da je katalitična konstanta hidrolize etilnega estra p-nitrobenzojske kisline 98,8.10-4 M-1s-1, nesubstituirane kisline pa 1,98.10-4 M-1s-1. Na osnovi σ konstant ocenimo, kolikšna je vrednost katalitične konstante za p-kloro derivat.
σp σm ES σ*H 0 0 1,24 0,49CH3 -0,17 -0,07 0 0Cl 0,23 0,37 0,27 2,68F 0,06 0,34 0,78 3,08OH -0,37 0,12 0,69 1,55NO2 0,78 0,71 -1,28 -
OKSIDACIJE
ELEKTROKEMIJSKA NAPETOSTNA VRSTA Razvrstitev standardnih elektrodnih potencialov
glede na težnjo po redukciji
Vpliv koncentracije vodikovih ionov
reakcija Eo pri 25 oC, VCu2+ + 2 e- ⇔ Cu(s) + 0,3372H+ + 2 e- ⇔ H2(g) 0,000Zn2+ + 2 e- ⇔ Zn(s) -0,763
[ ][ ][ ]2
2ln+
−=HQQH
nFRTEE o
[ ][ ] pH
FRT
QQH
nFRTEE 303,2ln 2 −−= o
FORMALNI ELEKTRODNI POTENCIAL
Empirično ugotovljen potencial z ozirom na pogoje (npr. pH)
Omejitve uporabe vodni milje termodinamična količina
* 25oC
spojina Eo’, pH=7, T=30oC, V
Eo’, (pH), T=30oC, V
fenol +1,089
adrenalin +0,380 +0,791 (0,3)
vitamin K1 +0,363
benzokinon* +0,286
vitamin C +0,003 +0,136 (4,6)
vitamin B2 -0,208 - 0,117 (5,0)
prometazin -0,865
[ ][ ]Q
QHnFRTEE 2ln'−= o
ZAŠČITA PRED OKSIDACIJO
Dodatek antioksidantov (aktivno poseganje v proces) REDUCENTI
Primeri: askorbinska k., anorganske in organske žveplove spojineučinkovina: Rd1 ⇔ Oks1 + e- + H+
antioksidant: Rd2 ⇔ Oks2 + e- + H+
−=−
2
2
1
121 lnln''
OksRd
OksRd
FRTEE oo
stabilizator Eo’, pH7, Vtiourea -0,029
askorbinska k. -0,003
Na2S2O5 +0,114
NaHSO3 +0,117
propilgalat +0,119
acetilcistein +0,293
(PRAVI) ANTIOKSIDANTI
Primeri: sterično ovirani fenoli in derivati askorbinske kisline
Princip: lažja oksidacija zaradi šibkejše O-H vezi Praktična mera učinkovitosti:
podaljšanje indukcijske periode Koncentracijska odvisnost učinkovitosti Empirično ugotavljanje
SINERGISTI (sekundarni antioksidanti)
Primeri: EDTA, citronska kislina, fosforjeva kislina, amino kisline
Princip: keliranje kovinskih ionov (regeneracija primarnih antioksidantov)
Praktična mera učinkovitosti: stabilnostna konstanta βPrimer: EDTA: Mn+ + Y4- ⇔ MY(n-4)+
M + L ⇔ ML
ML + L ⇔ ML2
M + 2L ⇔ ML2
[ ][ ][ ]LM
MLK =1
[ ][ ][ ]LML
MLK 22 =
kation log β
Ca 2+ 10,7
Fe 2+ 14,3
Cu 2+ 18,8
Al 3+ 16,121KK=[ ][ ][ ]2
2
LMML
=β
PRISOTNOST KISIKA - primer
Oksidacija kaptoprila do ustreznega disulfida poteče pod vplivom kisika, pri čemer 4 moli učinkovine reagirajo z enim molom kisika. Izračunajmo maksimalen obseg oksidacije v ampuli, ki vsebuje 2mg učinkovine v 2ml.(M=217,3; topnost kisika pri 25oC = 0,23.10-3mmol/l)a) brez upoštevanja nadprostorab) z upoštevanjem 1ml nadprostora v ampuli