Czym to pachnie?Aleksandra Szcześniak

Katedra Chemii Organicznej

czuję pismo nosem

miećmuchy w nosie

psim swędem

dobry smak

sokoli wzrok

ciągnąć kogoś za język

na okorzucać się w oczy

wodzić za nos

psim swędem

SłONY SMAK

kręcić nosem

mieć coś na końcu języka

mieć długi język

maślane oczy

mieć klapki na oczach

Zmysł – zdolność człowieka i zwierząt do obierania

i analizy bodźców działających na organizm

Narządy zmysłów – struktury w organizmie przystosowane do

odbioru bodźców i przetworzenia ich w energię procesu nerwowego

Sensoryka – dziedzina wiedzy przyrodniczej, która zajmuje się

poznawaniem przez człowieka zjawisk za pomocą zmysłów.

5

wzrok węch

energia elektromagnetyczna

oddziaływaniachemiczne

smak5zmysłów smak

słuchdotyk

bodźce mechaniczne

bodziec

szlaki nerwowereceptory

wrażeniazmysłowepola

korowe

narząd zmysłu

mózg

zmiana w zachowaniu

Chemorecepcja –pierwszy zmysł ?

Związki chemiczne docierają do narządu zmysłu

� Zdobywanie pożywienia

� Przedłużanie gatunku

� Ostrzeganie i alarmowanie

Związek chemiczny Człowiek

Od czego zależy zapach?

Związek chemiczny

� grupy funkcyjne, podstawniki

� struktura przestrzenna

Człowiek

� receptory

� neuroprzekaźniki

� psychika

Richard Axel Linda Buck

Nobel 2004Odkrycie dotyczące receptorów węchowych

i funkcjonowania układu węchowego

Richard Axel Linda Buck

A NOVEL MULTIGENE FAMILY MAY ENCODE ODORANT RECEPTORS:

A MOLECULAR BASIS FOR ODOR RECOGNITIONS.

Cell, 65, 1991, 175.

W jaki sposób informacja o określonym zapachu dociera do mózgu i jak jest

w układzie nerwowym kodowana.

opuszka węchowa interpretuje bodźce

komórki węchowe

U człowieka 70% genów węchu jest nieczynnych. Aktywne geny pozwalają odróżnić 4-10 tysięcy zapachów.

40 mln receptorów / 2-3 cm2

� Lotny

Cechy związku zapachowego

� Masa molowa < 300 g/mol

� Liczba atomów węgla w cząsteczce 5-18

� Najczęściej związek monofunkcyjny,

Grupa osmoforowato grupa atomów w cząsteczce związku chemicznego, która decyduje o rodzaju

zapachu tego związku zapachowego. Łączy się z receptorem odpowiadającza odczuwanie przyjemnegolub nieprzyjemnegozapachu.

S

OH

C

OC

H

O

CO

O

O

NH2 SH

S

C

S

SS

NH3C CH3

CH3

NH H

H disulfid allilowy

amoniak

trimetyloamina

N CH3

SH

amoniak

3-metylobutano-1-tiol

2-metylochinolina

Alkohole

2-fenyloetanol

Rosa damascena

CH3

OH

*2-fenyloetanol

α-terpineol

mentolMentha piperita

H3C CH3OH

H3C CH3

OH

CH3

*

*

*

Aldehydy

C

O

HC

H

O

C

O

H

O

HO

aldehyd benzoesowy aldehyd cynamonowy

wanilina

Aldehydy

C

O

HC

O

OH[O]

aldehyd benzoesowy(zapach migdałów)

kwas benzoesowy(bezwonny)(zapach migdałów) (bezwonny)

C

O

H

+ 2 CH3OH

H2SO4

C

OO

H

H3CCH3

dimetylowy acetal aldehydu benzoesowego

aldehyd benzoesowy

Aldehydy

Coco Chanel Ernest Beaux

Ketony

3-metylocyklopentadekanonmuskon Mentha spicata

O

CH3

O

CH3

*

*

karwon

Moschus moschiferusO2N NO2

O

piżmo nitrowe

H2C CH3

Estry

O

OO

O

octan izoamylu

kapronian butylu

OH

O

O

salicylan metylu

Estry

Estryfikacja Fischera

kwas karboksylowy + alkohol ester + wodaH2SO4

+H2SO4

+ H2O

OH

O

OHO

O

kwas octowy etanol octan etylu

Estry

OH+

O

O O

bezwodnik octowy alkohol izoamylowy(3-metylobutan-1-ol)

ZnCl2

O

O

OH

O

+

octan izoamylu kwas octowy

Przedmioty symetryczne

Przedmiot i jego odbicie lustrzane są jednakowe

lustro lustro

Przedmioty niesymetryczne

Przedmiot i odbicie lustrzane nie nakładają się na siebie

CH3

CCH3H

Hpropan

Cząsteczka i jej odbicie lustrzane są identyczne.

lustro

1-chloro-1-jodoetan

Cl

CCH3

HI

Cząsteczka i jej odbicie lustrzane nie są identyczne

lustro

Stereoizomeria

Stereoizomery różnią się rozmieszczeniem atomów w przestrzeni

przy tej samej kolejności powiązania atomów w cząsteczce. przy tej samej kolejności powiązania atomów w cząsteczce.

Greckie stereosznaczy stanowiący bryłę.

Joseph Achille le BelJacob van’t Hoff

W 1874 roku Van’t Hoff i le Bell zaproponowali, że cztery wiązania, które tworzy atom węgla skierowane są w naroża bryły geometrycznej – tetraedru.

OH

CCH3

HHOOC

OH

CH3C H

COOH

Cząsteczki, które nie są identyczne ze swoim odbiciem lustrzanymnazywane są chiralnymi (greckie cheir– ręka).

Chiralna cząsteczka kwasu mlekowego i jej odbicie lustrzane

lustro

Jedną z przyczyn chiralności cząsteczek jest obecność w nichatomu węgla związanego z czterema różnymi podstawnikami

Cząsteczka, która posiada jedno centrum asymetrii, istnieje w postaci dwóch stereoizomerów, które są enancjomerami

Enancjomery to stereoizomery, pozostające w relacji –przedmiot i jego odbicie lustrzane.

Cząsteczka, która posiada więcej niż jedno centrumasymetrii, Cząsteczka, która posiada więcej niż jedno centrumasymetrii, istnieje w postaci większej liczby stereoizomerów, która wyrażona jest wzorem:

L = 2n n – liczba centrów stereogenicznych w cząsteczce

Diastereoizomeryto stereoizomery, które nie są odbiciami lustrzanymi.

Enancjomery mają identyczne właściwości fizyczne, podobne właściwości chemiczne,

różnią się aktywnością biologiczną i kierunkiem skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego

O

CH3

O

CH3

R-(-)-karwonlustroS-(+)-karwon

zapach kminku zapach mięty

Mentha spicata

Carum L.

CH2H3C

H

H2C CH3

H* *

CH3 CH3

* *

R-(+)-limonenS-(-)-limonen lustro

CH3

H2C H

H3C

CH2H* *

CH

CH3

H H C

CH3

H* *

(R)-(+)-α-terpineol

lustro

(S)-(-)-α-terpineol

CH3

H3C OH

H H3C

CH3HO

H

CF3COOH NaOH

CH3 CH3 CH3

(R)-(+)-α-terpineol

R-(+)-limonen

Y. Youasa, Y. Youasa; Org. Process Res. Dev. 2006, 10, 1231-1232.

H3C

CH2H C

H3C

CH3H

O

CF3O

CH3

H3C OH

H

CH3H H3C H

* *

R-3-metylocyklopentadekanonmuskon

zapach piżma

S-3-metylocyklopentadekanon

bezwonnylustro

O O

OO

H

O O

H

* *

R-γ-dekalakton1,5 ppb

S-γ-dekalakton5,6 ppb

OH

Mentha piperita

*

**

Istnieje w postaci 23 = 8 stereoizomerów.

mentol

OH

(-)-mentol

� Silnie orzeźwiający zapach

� Silnie chłodzący

� Słodki smak

� Miętowy aromat

O

H

O

H

Niesteroidowy lek przeciwzapalny NLPZ

* *

OH OH

R-(-)-ibuprofen S-(+)-ibuprofen

aktywna forma

lustro

C Cbrak zgodnościbrak zgodności

cząsteczka aktywna biologicznie

Naturalne substancje zapachowe pozyskiwane są z surowców roślinnych lub zwierzęcych metodami fizycznymi:

o destylacja z parą wodną – olejek eteryczny

Naturalne substancje zapachowe pozyskiwane są z surowców roślinnych lub zwierzęcych metodami fizycznymi:

o destylacja z parą wodną – olejek eteryczny

aparat Derynga

Naturalne substancje zapachowe pozyskiwane są z surowców roślinnych lub zwierzęcych metodami fizycznymi:

o ekstrakcja – konkret, wyciąg, pomada

aparat Soxhleta

Naturalne substancje zapachowe pozyskiwane są z surowców roślinnych lub zwierzęcych metodami fizycznymi:

o ekstrakcja – konkret, wyciąg, pomada

enfleurage

Dziękuję za uwagę.

Eksperyment nr 1

Woda zapachowa

� olejek eteryczny� olejek eteryczny� woda destylowana� talk

Eksperyment nr 2

Pasta słonia

� 30% -owy roztwór H2O2� 30% -owy roztwór H2O2

� roztwór wodny KI� detergent

H2O2 + 2 KI I2 2 KOH+

I2 H2O2

I2 2 H2O + O2