LITERATURA Kala P Organick chemie zkladn st Kala

LITERATURA Kalač, P. : Organická chemie – základní část. Kalač P. : Organická chemie – přírodní a kontaminující látky. Pacák, J. : Stručné základy organické chemie. Fikr, J. : Názvosloví organické chemie

VÝVOJ ORGANICKÉ CHEMIE 1) CHEMIE SLOUČENIN POCHÁZEJÍCÍCH Z ŽIVÉ HMOTY VITALISTICKÁ TEORIE – ke vzniku organické látky je třeba životní síla („vis vitalis“) teorie zastávaná významnými vědci (např. Berzelius) až do 19. století 1828 Friedrich Wohler: syntéza močoviny, v dalších letech také methanu, kyseliny mravenčí a benzenu [NH 4]+CNO- zahřívání → kyanatan amonný 2) močovina CHEMIE SLOUČENIN S KOVALENTNÍMI VAZBAMI = CHEMIE UHLÍKU

UHLÍK * 1 s 2 2 p 2 v základním stavu dvojvazný 1 s 2 2 s 1 2 p 3 po první excitaci čtyřvazný !!! UHLÍK

VÝCHODISKA 1) UHLÍK JE ČTYŘVAZNÝ 2) VŠECHNY VAZBY JSOU ROVNOCENNÉ 3) TYPY VAZEB: JEDNODUCHÉ DVOJNÉ TROJNÉ 4) EXISTUJE VOLNÁ OTÁČIVOST KOLEM JEDNODUCHÉ VAZBY

SYSTÉM ORGANICKÝCH SLOUČENIN UHLOVODÍKY R – H, Ar – H HALOGENDERIVÁTY R – X AMINY R – NH 3 THIOLY R – SH FENOLY Ar – OH ALKOHOLY R – OH ETHERY R – O – R KETONY R – C – R ║ O ALDEHYDY R – C ═ O │ H KYSELINY R – C ═ O │ OH

NÁZVOSLOVÍ 1) TRIVIÁLNÍ: nejstarší, název sloučeniny nesouvisí s její strukturou a většinou vychází z vlastností látek nebo jejich zdroje, … chlorofyl (řec. chloros – zelený) glycin (řec. glýkis - sladký) 2) RADIKÁLOVÉ: název se skládá z označení tzv. radikálu (uhlovodíkového zbytku) a z označení tzv. funkční skupiny methylalkohol, diethylether, . . 3) SUBSTITUČNÍ: všechny organické sloučeniny jsou považovány za deriváty příslušného uhlovodíku, ze kterého vznikly výměnou (substitucí) jednoho či více atomů vodíku za jiný atom nebo skupinu atomů kyselina 2 – hydroxypropanová 2 – methylbutan - 1 - ol

TYPY VZORCŮ V ORGANICKÉ CHEMII SUMÁRNÍ (MOLEKULOVÉ) UDÁVÁ PŘESNÝ CELKOVÝ POČET VŠECH ATOMŮ V MOLEKULE CH 4 C 6 H 6 C 5 H 12 STRUKTURNÍ (KONSTITUČNÍ) UDÁVÁ DRUH ATOMŮ, JEJICH POŘADÍ A DRUH VAZBY MEZI NIMI CH 3 - CH 2 - CH 3 - CH 2 - CH 3 │ CH 3 RACIONÁLNÍ ZJEDNODUŠENÝ STRUKTURNÍ VZOREC CH 3 - (CH 2)3 -CH 3 KONFIGURAČNÍ ZNÁZORŇUJE PROSTOROVÉ ORIENTACE JEDNOTLIVÝCH VAZEB V MOLEKULE

PŘÍKLAD KONFIGURAČNÍCH VZORCŮ glukosa kyselina mléčná (α-D-glukopyranosa) (D-mléčná kyselina)

IZOMERIE IZOMERY MAJÍ STEJNÝ SUMÁRNÍ VZOREC, ALE ODLIŠNÝ VZOREC STRUKTURNÍ. DRUHY IZOMERIE KONSTITUČNÍ: izomery se liší pořadím atomů a vazeb v molekule ŘETĚZOVÁ stavba uhlíkového řetězce POLOHOVÁ poloha substituentu SKUPINOVÁ různá funkční skupina TAUTOMERIE různá poloha dvojné vazby a H KONFIGURAČNÍ: izomery mají stejnou konstituci, ale různé prostorové uspořádání GEOMETRICKÁ (CIS-TRANS) dvojná vazba OPTICKÁ opticky aktivní (asymetrický) atom

PŘÍKLADY IZOMERŮ ŘETĚZOVÁ IZOMERIE CH 3 - CH 2 - CH 3 pentan CH 3 - CH 2 – CH - CH 3 │ CH 3 2 -methylbutan POLOHOVÁ IZOMERIE CH 3 – CH = CH – CH 3 penta-2, 3 -dien CH 2 = CH – CH = CH 2 penta-1, 4 -dien CH 3 – CH 2 – OH CH 3 – CH 3 │ OH 2 -propanol (propan-2 -ol) 1 -propanol (propan-1 -ol)

PŘÍKLADY IZOMERŮ SKUPINOVÁ IZOMERIE CH 3 – CH 2 – O – CH 2 – CH 3 – CH 2 – OH diethylether butan-1 -ol CH 3 – CH 2 – CH ║ O 1 -butanal (butan-1 -al) CH 3 – CH 2 – CH 3 ║ O 2 -butanon (buta-2 -on) TAUTOMERIE CH 2 = CH – OH CH 3 – CH ║ O vinylalkohol (enolforma) acetaldehyd (ketoforma)

GEOMETRICKÁ IZOMERIE CIS-TRANS izomerie cis – zuzamen - Z na dvojné vazbě trans – E - entgegen

OPTICKÁ IZOMERIE maleinová kyselina fumarová kyselina cis – butendiová kyselina trans – butendiová kyselina t. t. 130°C t. t 287°C rozpustnost v H 2 O 79 g/100 ml rozpustnost v H 2 O 0, 7 g/100 ml

GEOMETRICKÁ IZOMERIE Na cyklické struktuře cis – 1, 2 - dimethylcyklohexan trans – 1, 2 - dimethylcyklohexan

DŮSLEDKY GEOMETRICKÉ IZOMERIE Cis- a trans- izomery se liší fyzikálními i chemickými vlastnostmi. Mají často odlišné i biologické účinky. Karotenoidy: nenasycené uhlovodíky, patří mezi izoprenoidy plná biologická účinnost pouze s trans-uspořádáním na všech dvojných vazbách (all-trans) účinnost klesá s izomerizací (vlivem UV-světla) Mastné kyseliny: polynenasycené mají cis-uspořádání Přírodní polymery: mají zásadně odlišné fyzikální vlastnosti Kaučuk: cis- izomer, je pružný Gutaperča: trans-izomer, je křehká

OPTICKÁ IZOMERIE ZÁSADY TVORBY FISHEROVY PROJEKCE: -nejvyšší oxidační stupeň nahoru, nejnižší dolu -L antipod: ve vzorci vlevo (lat. laevus – levý) -D antipod: ve vzorci vpravo (lat. dexter pravý)

OPTICKÁ IZOMERIE KYSELINA D- MLÉČNÁ Fisherova projekce klínkový vzorec

DŮSLEDKY OPTICKÉ IZOMERIE Analytická chemie : roztoky opticky aktivních sloučenin stáčejí rovinu polarizovaného světla – polarimetrie, velikost úhlu otočení je úměrná koncentraci látky v roztoku (+) stáčí po směru hodinových ručiček (-) stáčí proti směru hodinových ručiček Není souvislost mezi typem optického antipodu (L, D) a smyslem stáčení světla, vztah je nahodilý! Biologické důsledky optické aktivity: pouze jeden antipod je biologicky aktivní – L – aminokyseliny, D – sacharidy Racemická směs (racemát) – směs stejných látkových množství obou antipodů, je opticky neaktivní (nestáčí rovinu polarizovaného světla)