vod do chemie organickch slouenin Vaznost poet kovalentnch

Úvod do chemie organických sloučenin Vaznost – počet kovalentních vazeb atomu ve sloučeninách H+ Methan CH 4 Vodík (H) - 1 Uhlík ( C) - 4 alkylamin R—NH 2 Dusík (N) - 3 + alkylamonium R—N+H 3 Dusík (N+) - 4

Vaznost prvků methanol (CH 3—O—H) Kyslík (O) - 2 cystein Síra (S) - 2 methylchlorid Chór (Cl) - 1 2

Izomerie různé sloučeniny, ale stejný molekulový vzorec (např. pro glukosu C 6 H 12 O 6) Izomerie konstituční konfigurační geometrická optická 3

Konstituční izomerie Konstituce – druh atomů i vazeb v molekule, bez prostorového uspořádání Molekulový (sumární) vzorec: C 2 H 6 O C 4 H 8 C 2 H 6 O C 4 H 10 C 4 H 8 C 4 H 10 C 6 H 4 Cl 2 4

Konfigurační izomerie • Konfigurace – prostorové uspořádání všech atomů a vazeb bez ohledu na rotaci kolem jednoduchých vazeb • Konfigurační izomery – mají stejnou konstituci, liší se však konfigurací – Geometrická izomerie (cis/trans) – Optická izomerie – (D/L) 5

Geometrická (cis/trans) izomerie meziprodukt citrátového cyklu 6

Optická izomerie Rovina symetrie produkt glykolýzy za anaerobních podmínek 7

Typy reakcí 1. Substituce (nahrazování) CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl methan monochlormethan 2. Eliminace (odebírání) H 3 C-CH 3 H 2 C=CH 2 + H 2 ethan ethen 8

Typy reakcí 3. Adice (přidávání) ethen monochlorethan 4. Přesmyk vinylalkohol acetaldehyd izomery (tautomery) 9

Uhlovodíky • obsahují pouze atomy C a H Typ uhlovodiku alkany (nasycené uhlovod. ) cykloalkany (cyklické a nasycené) alkeny (dvojné vazby) areny (aromatické uhlovod. ) Příklad

Alkany • nepolární, nerozpustné ve vodě • málo reaktivní butan Reakce: • Eliminace H 3 C-CH 3 H 2 C=CH 2 + H 2 kys. jantarová kys. fumarová • Substituce CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl

Nenasycené uhlovodíky (alkeny) • alkeny obsahují dvojné vazby • alkadieny - 2 dvojné vazby izolované konjugované kumulované • jsou reaktivnější než alkany, typická reakce adice 13

Aromatické uhlovodíky (areny) • • atomy C a H leží v jedné rovině na C hybridizace sp 2 vazby C-C jsou rovnocenné dokonalá delokalizace -elektronů benzen • typická reakce substituce, adice (oxidace) nesnadno Př. hydroxylace 15

Benzen • Atomy C – hybridizace sp 2 • Všechny atomy uhlíku a vodíku leží v jedné rovině benzen

Alkoholy a fenoly Reakce: • Dehydratace 18

• Esterifikace Glyceroltrinitrát - vazodilatans účinek prostřednictvím NO

• Oxidace (dehydrogenace) 20

Methanol (CH 3 OH) • kapalina alkoholové vůně a chuti, mísitelná s vodou – průmyslové rozpouštědlo • oxiduje se na formaldehyd a mravenčí kyselinu • značně neurotoxický, poškození zrakového nervu • antidotum ethanol (přednostně se oxiduje v organismu) 21

Ethanol (CH 3 CH 2 OH) • obsažen v alkoholických nápojích • oxiduje se na acetaldehyd a octovou kyselinu • alkohol v krvi: (‰) = m / (h * f) m hmotnost ethanolu v g pokles: h tělesná hmotnost v kg 0, 15 ‰ / hod f 0, 67 muži, 0, 55 ženy Koncentrace alkoholu v krvi > 0, 3 ‰ - vždy znamená požití alkoholu 0, 5 - 1, 5 ‰ - lehká opilost, 2 - 3 ‰ - těžká opilost, 3 – 4 ‰ – bezvědomí, smrtelná dávka 150 -250 g 22

Ethylenglykol (HO-CH 2 -OH) • nasládlá viskózní kapalina • přísada do nemrznoucích směsí - „FRIDEX“ • oxiduje se na šťavelovou kyselinu • způsobuje těžkou acidózu a selhání ledvin (Ca-oxalát) • antidotum ethanol 23

Glycerol • Sirupovitá nasládlá kapalina • Součást triacylglycerolů a glycerolfosfolipidů • Je hygroskopický – kosmetika, glycerinové čípky triacylglycerol 24

Fenoly • na rozdíl od alkoholů jsou velmi slabé kyseliny • dávají podobné reakce jako alkoholy • oxidace

Biogenní fenoly a chinony Tokoferol - vitamin E Fylochinon - vitamin K 26

Aldehydy a ketony • Jsou reaktivnější než alkoholy • typická je adice na polární vazbu C=O • aldehydy se oxidují na karboxylové kyseliny 27

Reakce aldehydů a ketonů • Adice alkoholů za vzniku poloacetalu • přeměna poloacetalu na acetal - substituce 28

• Aldehydy se snadno oxidují na karboxyl. kyseliny • Ketony se oxidují nesnadno Malondialdehyd (dialdehyd kys. malonové) • reaktivní produkt peroxidace (oxidace) lipidů • vzniká z nenasycených mastných kys.

„Ketolátky“ • vznikají při odbourávání tuků (mastných kyselin) • vznikají jen v nepatrném množství v játrech • ve zvýšené míře při zvýšeném odbourávání tuků (např. nekompenzovaná cukrovka, hladovění) ketoacidóza • vylučují se močí, potem a dechem 30 • stanovují se v moči testem s nitroprusidem sodným

Karboxylové kyseliny • Karboxylová skupina je polární • jsou slabé kyseliny 31

Názvy acylů karboxylových kyselin 32

Funkční deriváty karboxylových kyselin • nejsou kyselé, mohou se hydrolyzovat na karboxyl. kys. Příklady acetylchlorid acetanhydrid ethyl-acetát acetylkoenzym A

Estery esterifikace hydrolýza esterů (zmýdelnění) • estery jsou těkavé kapaliny většinou příjemné vůně • tuky - estery glycerolu a vyšších mastných kyselin

Amidy • na rozdíl od aminů (R-NH 2) nejsou bazické • odolnější vůči alkalické hydrolýze na rozdíl od esterů • mezi amidy patří aminokyseliny: asparagin a glutamin • mezi amidy patří peptidy a bílkoviny 35

Významné amidy 36

Deriváty kyseliny uhličité 37

Substituční deriváty karboxylových kyselin Halogenkyseliny, hydroxykyseliny 38

Oxokyseliny 39

Přeměny hydroxykyselin a oxokyselin glukosa CO 2 + acetyl Co. A 40

Aminy amoniak primární amin sekundární amin terciární amin kvarterní amonná sůl 41

Biogenní aminy 42

Thioly 43

Významné thioly Glutathion: glutathioperoxidasa R-O-O-H + 2 GSH ROH + H 2 O + G-S-S-G H-O-O-H + 2 GSH 2 H 2 O + G-S-S-G Koenzym A: 44

Sulfonové kyseliny 45

Heterocyklické sloučeniny • Cyklické sloučeniny s jiným atomem než C v kruhu • Nejstabilnější 5 ti a 6 ti členné heterocykly • Přednost mají triviální názvy

Pyrrol • Cyklické tetrapyrroly (př. hem, kyanokobalamin) Hem: • hemoglobin • myoglobin • cytochromy • katalasa 47

Pyrrolidin 48

Indol

Imidazol 50

Pyridin 51

Pyrimidinové báze 52

Purinové báze 53

Močová kyselina 54