Microsoft PowerPoint - chemia 14 2014

Lipidy proste i zło

one

Lipidy (tłuszcze) – zwi

zki organiczne, które mo

wyekstrahowa

z komórek lub tkanek za pomoc

rozpuszczalników organicznych.

Lipidy.

www.sciaga.pl

lipidy izoprenowe

(steroidy,

karotenowce)

Trójglicerydy

Triacyloglicerole (triacyloglicerydy, triglicerydy, trójglicerydy, TG) s

estry gliceryny (glicerolu) i trzech kwasów tłuszczowych. Wraz z

wolnymi kwasami tłuszczowymi s

jednym z głównych materiałów

energetycznych zu

ywanym na bie

żą

ce potrzeby organizmu lub s

magazynowane jako materiał zapasowy w postaci tkanki tłuszczowej.

Lipidy.

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s20-02-fats-and-oils.html

trzy kwasy
tłuszczowe

glicerol

trójgliceryd

Nienasycone kwasy tłuszczowe

Nienasycone kwasy tłuszczowe s

to kwasy tłuszczowe

zawieraj

ce wi

zania podwójne. S

one z reguły

bezbarwnymi cieczami. W wi

kszo

ci z nich wszystkie

zania podwójne s

w pozycji cis.

Lipidy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch25.html

Nienasycone kwasy tłuszczowe

Poło

enie wi

podwójnych mo

na wskaza

na dwa sposoby:

• u

ywaj

c notacji

∆

k,l,m...

, gdzie k,l,m... oznaczaj

poło

enie

zania podwójnego licz

c od grupy karboksylowej (np. zapis

∆

9,12

oznacza,

e wi

zania podwójne znajduj

przy 9 i 12

atomie w

gla)

• u

ywaj

c notacji

-i, gdzie i oznacza poło

enie ostatniego

zania podwójnego licz

c od ko

ca ła

cucha w

glowego (np.

omega-3 oznacza,

e ostatnie wi

zanie podwójne znajduje si

przy trzecim od ko

ca atomie w

gla).

Lipidy

http://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:ALAnumbering.svg

Trójglicerydy – nasycone/nienasycone kwasy

tłuszczowe

Trójglicerydy zawieraj

ce nienasycone kwasy tłuszczowe maj

temperatur

topnienia, poniewa

zgi

te ła

cuchy nie

wypełniaj

przestrzeni tak szczelnie, jak ła

cuchy wyprostowane.

Lipidy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch25.html

Zmydlanie (saponikacja)

Zmydlanie (saponifikacja) - jest reakcj

zasadowej

(zazwyczaj przy u

yciu NaOH) hydrolizy trójglicerydów, w

wyniku której powstaje sól sodowa karboksylanu, nazywana

mydłem, oraz glicerol.

Lipidy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch21.html

trójgliceryd

glicerol

mydło
(sól sodowa karboksylanu)

Mydło – tworzenie miceli

W wodzie mydło tworzy micele, w których hydrofobowe ko

znajduj

wewn

trz, a hydrofilowe głowy na zewn

trz. Jony

rozpuszczone w wodzie otaczaj

cej micele.

Lipidy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch25.html

Estry kwasu fosforowego

Estry kwasów nieorganicznych to zwi

zki powstaj

ce w reakcji

alkoholi i kwasów nieorganicznych, takich jak: kwas siarkowy (VI),

kwas azotowy (V), kwas fosforowy (V). Kwasy, które posiadaj

swojej cz

steczce tylko jeden atom wodoru, mog

reagowa

tylko

z jedn

steczk

alkoholu, podczas gdy kwasy dwuprotonowe

czy trzyprotonowe mog

reagowa

odpowiednio z dwiema lub

trzema cz

steczkami alkoholi.

Lipidy

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s18-10-esters-of-phosphoric-acid.html

diwodorofosforan (V)

etylu

wodorofosforan (V)

dietylu

fosforan (V)

trietylu

Estry kwasu fosforowego

Estry kwasów fosforowych (V) powszechnie wyst

puj

organizmach

ywych. Spotykane s

m.in. w kwasach

nukleinowych (w których tworz

szkielet cukrowo-

fosforanowy) i nukleotydach. Trifosforan adenozyny (ATP)

jest podstawowym

ródłem energii reakcji chemicznych w

organizmach.

Lipidy

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s18-10-esters-of-phosphoric-acid.html

Kwas trójfosforowy

Kwas fosforowy

(ortofosforowy)

Kwas pirofosforowy

Fosfoglicerydy (fosfolipidy)

kszo

ść

fosfolipidów to pochodne kwasu fosfatydowego.

Kwas fosfatydowy zawiera glicerol zwi

zany wi

zaniami

estrowym z dwoma kwasami tłuszczowymi (R1, R2) oraz

grup

fosforanow

zwi

zan

zaniem fosfoestrowym.

Lipidy

http://pldocs.docdat.com/docs/index-153692.html

Fosfolipidy

steczki fosfoglicerydów w roztworach wodnych układaj

tak, aby istniało mo

liwie du

e oddziaływanie fragmentów

hydrofobowych ze sob

i fragmentów hydrofilowych z wod

Prowadzi to do powstawania podwójnych warstw lipidowych,

które s

istotn

ęś

błon biologicznych.

Lipidy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch25.html

Fosfolipidy

Fosfolipidy – do kwasu fosfatydowego poprzez drugie

zanie fosfodiestrowe jest przył

czony z alkoholem,

zawieraj

cym grup

aminow

Lipidy

http://pldocs.docdat.com/docs/index-153692.html

Fosfolipidy

Trzy aminoalkohole (cholina, etanolamina i seryna) mog

tworzy

zanie fosfoestrowe z reszt

kwasu fosforowego.

Fosfolipidy s

głównym składnikiem błon komórkowych.

Lipidy

http://oregonstate.edu/instruct/bb451/spring13/stryer7/CH12/figure_12_05.jpg

Fosfolipidy

Kefaliny wyst

puj

w mózgu i nerwach, s

zaanga

owane w procesie krzepni

cia krwi. Lecytyny

wyst

puj

u wszystkich

cych organizmów, s

bardzo

nym elementem składowym mózgu i tkanki nerwowej.

Lipidy

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s20-03-membranes-and-membrane-lipids.html

Sterydy

Sterydy (steroidy) - lipidy, których wspóln

cech

jest

wyst

powanie w ich cz

steczkach szkieletu w

glowego

w formie czterech sprz

ęż

onych pier

cieni, czyli steranu

(cyklopentanoperhydrofenantrenu).

Lipidy

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Steran_num_ABCD.svg

Sterydy

Lipidy

kwas

ółciowy

testosteron

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Testosteron.svg

cholesterol

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Colesterol.png

sole

ciowe

hormony

sterydowe

cholesterol

Sterydy

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Chols%C3%A4ure.svg

Woski

Woski - estry kwasów tłuszczowych i długoła

cuchowych

alkoholi jednohydroksylowych. Woski pochodzenia

zwierz

cego to przede wszystkim estry wy

szych kwasów

tłuszczowych monokarboksylowych (do 80 atomów w

gla)

oraz wy

szych alkoholi monowodorotlenowych.

Lipidy

http://brain.fuw.edu.pl/edu/CHEM:Chemia_organiczna/Pochodne_kwas%C3%B3w_karboksylowych

Palmitynian cetylu

→

główny składnikiem spermacetu –

substancji wyst

puj

cej w głowie kaszalota

Woski

Woski w organizmach

ywych spełniaj

rol

ochronn

powlekaj

cienk

warstw

pióra, li

cie (chroni

c przed

transpiracj

), owoce; w skórze zwierz

t wpływaj

na jej

elastyczno

ść

, hydrofobowo

ść

i chroni

przed wnikaniem

drobnoustrojów.

Lipidy

http://pl.wikipedia.org/wiki/Wosk_pszczeli

palmitynian mirycylowy

http://www.cyberlipid.org/wax/wax0001.htm

Sfingolipidy

Sfingomieliny, najprostsze sfingolipidy, zawieraj

kwas

tłuszczowy, kwas fosforowy, sfingozyn

i cholin

. Z racji

swojej budowy (obecno

ść

reszty kwasu fosforowego)

mog

zaklasyfikowane jako fosfolipidy.

Lipidy

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s20-03-membranes-and-membrane-lipids.html

Cerebrozydy

Cerebrozydy s

zbudowane ze sfingozyny, kwasu

tłuszczowego i galaktozy lub glukozy. Przypominaj

sfingomieliny, tyle,

e w miejscu fosforanu choliny maj

reszt

cukrow

. Cerebrozydy s

nym składnikiem

błon w komórkach nerwowych w mózgu.

Lipidy

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s20-03-membranes-and-membrane-lipids.html

Budowa i nomenklatura amin

Nazwy amin tworzy si

z nazw grup przył

czonych do

atomu azotu i przyrostka –amina. W przeciwie

stwie do

alkoholi, rz

dowo

ść

amin nie zale

y od rz

dowo

ci atomu

gla przy azocie, lecz jest równa rz

dowo

ci atomu azotu

(ich rz

dowo

ść

to liczba atomów wodoru, które zostały

zast

pione przez atom w

gla).

Aminy

http://mymen3.w.interia.pl/pochodne/4.html

Struktura amin

Budowa elektronowa atomu azotu w amoniaku i aminach

odpowiada w przybli

eniu hybrydyzacji sp

. Azot

wykorzystuje trzy zhybrydyzowane orbitale do tworzenia

z atomami w

gla (lub wodoru), czwarty orbital jest

zaj

ty przez niewi

ążą

par

elektronów.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

Budowa a wła

ciwo

ci fizyczne amin

Aminy s

silnie polarne, poniewa

do du

ego momentu

dipolowego „wolnej” pary elektronowej dodaj

momenty dipolowe wi

C-N i C-H.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

całkowity

moment

dipolowy

Budowa a wła

ciwo

ci fizyczne amin

Azot jest pierwiastkiem mniej elektroujemnym od tlenu, dlatego

zania N-H s

mniej polarne i mniej skłonne do tworzenia

wodorowych z akceptorami protonów ni

zania O-H.

Z tego wzgl

du cz

steczki amin trzeciorz

dowych nie mog

tworzy

dzy sob

wodorowych.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

Budowa a wła

ciwo

ci fizyczne amin

Aminy łatwo tworz

zania wodorowe z wod

, jako

atom azotu jest bardzo dobrym akceptorem protonów.

Dlatego aminy s

znacznie lepiej rozpuszczalne w

wodzie ni

alkohole.

Aminy

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s18-12-physical-properties-of-amines.html

Wła

ciwo

ci fizyczne amin

Aminy alifatyczne maj

bardzo charakterystyczne

zapachy. Najprostsze (metyloamina i etyloamina)

maj

zapach zbli

ony do amoniaku.

Amines

http://en.wikipedia.org/wiki/Methylamine

metyloamina

etyloamina

amoniak

Wła

ciwo

ci fizyczne amin

sze aminy alifatyczne charakteryzuj

zapachem

nie

wie

ych ryb. Rozkładaj

ce si

ryby wydzielaj

aminy,

takie jak putrescyna (produkt dekarboksylacji ornityny) i

kadaweryna (produkt dekarboksylacji lizyny, nazwa

pochodzi od łaci

skiego cadaver – trup, zwłoki).

Amines

http://edtech2.boisestate.edu/melissagetz/506/molecules/forces_smell.htm

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/organic/amine2.html#c2

putrescyna (1,4-diaminobutan)

kadaweryna (1,5-diaminopentan)

Wła

ciwo

ci zasadowe amin

Aminy, podobnie jak amoniak przył

czaj

proton do

wolnej pary elektronów na azocie tworz

c kation.

Aminy

http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/s18-13-amines-as-bases.html

http://mymen3.w.interia.pl/pochodne/4.html

Wła

ciwo

ci zasadowe amin

Zwi

kszona zasadowo

ść

amin alifatycznych (w porównaniu

z amoniakiem) jest spowodowana dodatnim wpływem

indukcyjnym grup alkilowych, które odpychaj

c elektrony w

stron

azotu rozpraszaj

jego ładunek dodatni.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

Wła

ciwo

ci zasadowe amin

Aminy aromatyczne, tzn. takie, w których grupa aminowa

czy si

bezpo

rednio z pier

cieniem aromatycznym,

maj

słabsze wła

ciwo

ci zasadowe ni

aminy alifatyczne.

Aminy

http://research.cm.utexas.edu/nbauld/CHAPTER%2021.htm

Wła

ciwo

ci zasadowe amin

Słabsze wła

ciwo

ci amin aromatycznych wynikaj

sprz

ęż

enia wolnej pary elektronów atomu azotu z układem

aromatycznym. Przył

czenie protonu wymaga dodatkowego

wkładu energii.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

jon aniliniowy

Wła

ciwo

ci zasadowe amin

Niemal wszystkie aminy, równie

te nierozpuszczalne w

wodzie, reaguj

z silnymi kwasami tworz

c sole

rozpuszczalne w wodzie.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

Wła

ciwo

ci zasadowe amin

kszo

ść

amin zawieraj

cych ła

cuch zbudowany z wi

cej

6 w

gli nie rozpuszcza si

w wodzie. Jednak w

rodowisku kwa

nym tworz

one odpowiednie sole

amonowe, rozpuszczalne w wodzie. Je

eli do takiego

roztworu dodamy zasady, amina zostanie z niego wytr

cona.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

Chlorowodorki amin jako leki

Chlorowodorki amin s

znacznie lepiej rozpuszczalne w wodzie

od wyj

ciowych amin, dzi

ki czemu leki zawieraj

ugrupowania aminowe w formie chlorowodorków s

łatwo

wchłaniane przez organizm pacjenta. Zwykle stosowany zapis

N·HCl pozwala na łatw

identyfikacj

wyj

ciowej aminy, nie

oddaje jednak poprawnie struktury jonowej zwi

zku: R

Aminy

http://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/archives/fdaDrugInfo.cfm?archiveid=27254

hydrochlorek fenylefryny

Czwartorz

dowe sole amoniowe

Czwartorz

dowe sole amoniowe s

produktami

cowego etapu alkilowania atomu azotu. Cztery grupy

organiczne s

poł

czone z atomem azotu, a dodatni

ładunek takiego jonu jest równowa

ony przez jon ujemny.

Aminy

http://science.uvu.edu/ochem/index.php/alphabetical/q-r/quaternary-ammonium-salt/

Reaktywno

ść

amin

Aminy mog

reagentami

nukleofilowymi (zasada Lewisa)–

wolna para elektronów tworzy

zanie z elektrofilem. Je

eli amina

zachowuje si

jak nukleofil powstaje

zanie N-C.

Amina mo

e równie

pełni

rol

zasady

(zasada Brønsteda-Lowry’ego), jest

wtedy akceptorem protonu. Je

eli

amina zachowuje si

jak zasada,

powstaje wi

zanie N-H.

Aminy

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/wade_ch19.html

Alkilowanie amin

Podobnie jak amoniak, amina mo

e reagowac z

halogenkiem alkilu z utworzeniem aminy o wy

szej

dowo

ci. Zasadowa amina jako reagent nukleofilowy

reaguje z halogenkiem alkilu, który ulega substytucji

nukleofilowej.

Aminy

http://en.wikipedia.org/wiki/Amine_alkylation

Reakcje amin z kwasem azotawym

Kwas azotawy (HONO) jest słabym, niestabilnym kwasem.

Jest zawsze przygotowywany na

wie

o (in situ),

zazwyczaj poprzez potraktowanie azotynu sodu wodnym

roztworem mocnego kwasu:

HCl

(aq)

+ NaNO

2 (aq)

→

HONO

(aq)

+ NaCl

(aq)

Kwas azotawy reaguje z wszystkimi rodzajami amin. W

zale

ci od rz

dowo

ci powstaj

produkty ró

nego typu.

Aminy

Reakcje pierwszorz

dowych amin

alifatycznych z kwasem azotawym

Produktami reakcji pierwszorz

dowych amin alifatycznych

bardzo nietrwałe sole diazoniowe, które natychmiast po

powstaniu, odł

czaj

c pierwiastkowy azot, przechodz

alkeny, alkohole i halogenki alkilowe.

Aminy

http://www.cliffsnotes.com/sciences/chemistry/organic-chemistry-ii/amines/reactions-of-amines

Reakcje pierwszorz

dowych amin

aromatycznych z kwasem azotawym

Produktami reakcji pierwszorz

dowych aromatycznych s

sole diazoniowe. Jest to jedna z najwa

niejszych reakcji

w chemii organicznej.

Aminy

http://www.cliffsnotes.com/sciences/chemistry/organic-chemistry-ii/amines/reactions-of-amines

http://www.mlyniec.gda.pl/~chemia/organiczna/aminy.htm

chlorek benzenodwuazoniowy

Reakcje soli diazoniowych

Sole dwuazoniowe ze

wzgl

du na reaktywno

ść

stosunkow

łatwo

ść

otrzymania, pozwalaj

syntez

wielu zwi

zków

aromatycznych (nitryle,

kwasy, fenole, chlorowcowe

pochodne itp.), których

uzyskanie w inny sposób nie

jest takie proste.

Aminy

http://www.cliffsnotes.com/sciences/chemistry/organic-chemistry-ii/amines/reactions-of-amines

Sprz

ganie soli diazoniowych

W odpowiednich warunkach sole diazoniowe reaguj

niektórymi zwi

zkami aromatycznymi w kierunku tworzenia

produktów o ogólnym wzorze Ar–N=N–Ar’, zwanych

zwi

zkami azowymi.

ArN

+ Ar’H

→

Ar–N=N–Ar’ + H

W reakcji tej, nazywanej reakcj

sprz

gania, atomy azotu

grupy diazioniowej pozostaj

w produkcie, w

przeciwie

stwie do reakcji wymiany.

Aminy

http://www.mlyniec.gda.pl/~chemia/organiczna/aminy.htm

Sprz

ganie soli diazoniowych

Zwi

zki azowe (ze wzgl

du na nagromadzenia

sprz

ęż

onych układów wi

wielokrotnych) w zale

od budowy cz

steczki mog

mie

barw

ę ż

ółt

pomara

czow

, czerwon

, zielon

, a nawet niebiesk

Aminy

Oran

metylowy

http://pl.wikipedia.org/wiki/Oran%C5%BC_metylowy

Czerwie

Allura AC, E129

http://pl.wikipedia.org/wiki/Czerwie%C5%84_Allura_AC

http://en.wikipedia.org/wiki/Trypan_blue

Trypan blue