XV. Heterociklusos szénvegyületek:

Átírás

1 Stabilitás: A benzol esetében jósolt (3*-28.6) D-hoz képest a mért hidrogénezési hő jelentős stablitásra utal (-36). A piridin esetében a rezonancia energia kisebb (-27) és az tovább csökken a pirrolnál (-22). legfontosabb faktor: 1) elektronegatvitás C(2.5), S(2.5), (3.0), (3.5) valamint a 2) heteroatom mérete: S(1.83Å), C(1.70 Å), (1.55Å), (1.52Å)) XV. eterociklusos szénvegyületek: D (kcal/mol) D (kcal/mol) tipikus reakciók: A benzolhoz hasonlóan a piridin, pirrol, furán, tiofén is inkább S E és nem addíciós reakcióban vesz részt. Mind az öt vegyület aromás S benzol piridin pirrol furán tiofén

2 XV. Egy heteroatomos öttagú gyűrűk aromás molekulák: apoláris határszerkezetek S furán tiofén pirrol Furan Thiophene Pyrrole poláris határszerkezetek benzolhoz képest : megnövekedett reaktivitás! 1. A furánvázas vegyületek A. Furán szubsztituált származékai C 3 Br C 2-metilfurán 2-brómfurán 2-Methylfuran 2-Bromofuran 1-es C nincs! furán-2-karbaldehid (furfurol) Furan-2-carbaldehyde C 2 C C C furán-2-karbonsav (pironyálkasav) Furan-2-carboxylic acid furán-2,5-dikarbonsav (dehidronyálsav) Furan-2,5-dicarboxylic acid 2-(hidroximetil)furán (furfurilalkohol) (2-furyl)methanol

3 B. Telített furánszármazékok C. A furán benzológjai c d d b c 2-benzofuranila benzofurán benzo[b]furán kumaron b izobenzofurán benzo[c]furán dibenzofurán Benzofuran Isobenzofuran Dibenzofuran Szerkezeti izomerek a Példa: C 2 C 2-kumaron kumarán-2-on 3-Benzofuran-2-one D. Csoportnevek C 2 2-furil- 3-furil- furfuril-

4 példa: két példa furán származék (egy heteroatomos öttagú heterociklusos vegyület) előállítására Bruckner III/39 A furán előállítása: kiindulási anyag: 2,5-diketon vagy 1,4-dialdehid enol forma 2,5-dioxo-hexán acetonil-aceton tautomerek keto forma 2,5-dimetilfurán egy másik szintézis a-halogénezett ketonokból: etil-3-oxo-butanoát C Et 3 C C C C C Et 3 C 2 C C Cl 1-klór-2- propanon a-klóraceton + C C C C 3 C C 3 Et 3 - Cl C 3 C C C C C C C 3 C C 3-2 Et 3 C C Et C C C C C 3 2,4-dimetil-furán-3-karbonsavetil-észter

5 két eljárás a tetrahidrofurán előállítására: Bruckner III/41 2 /i o C - 2 furán tetrahidrofurán bután-1,4-diol Példák furánvázas természetes vegyületekre: 1) uzninsav (op: 204 o ) (dibenzofurán származék): sárga színű, keserű növényi pigment zuzmókban fordul elő, antibiotikus hatású, UV abszorbens krém, deo, sampon, fogkrém + étrend-kiegészítő C 3 C 3 3 C C 3 Bruckner III/74 2) morfenol (op: 145 o ) (Vongerichten 1901) Bruckner III/75, 938 morfin lebontási terméke (a morfin szerkezetének megállapításában fontos szerepe volt) Morpheusz morfin: az ópium főalkaloidja az álmok (Sertürner 1805) és az Az ópiumból izolált rokon alvás alkaloidok: kodein [metoximorfin], tebain [dimetoxi-morfin] görög istene fiziológiás hatás: fájdalomcsillapító, euforikus lehetséges sztereo-izomerek száma? hatású, altató, stb..

6 1827 Merck: morfin ópium és - alkoholfüggőség kezelésére 1874 Bayer: diacetil-morfin (heroin) - morfinfüggőség kezelésére - köhögés-gátló - 1,5-2x hatékonyabb - gyorsabban jut át a vér-agy gáton 2003 endogén morfin: - 3 -opioid receptor met-enkefalin (egy endorfin-molekula)

7 2. Tiofénvázas vegyületek A. A tiofén szubsztituált származékai 3 C Br S S 3 S S C S C 3 C Br S S Br 2-metiltiofén 2-brómtiofén tiofén-2-szulfonsav 2-Methylthiophene 2-Bromothiophene Thiophene-2-sulfonic acid Példa: fémorganikus vegyület tiofén-2-karbonsav 2-acetiltiofén 2,5-dibrómtiofén Clg S Thiophene-2-carboxylic acid 2-Acetyltiophene 2,5-Dibromothiophene B. Telített tiofénszármazékok 2-(klórmerkuri)tiofén C. A tiofén benzológjai c b a S d d c benzo[b]tiofén benzo[c]tiofén dibenzo-tiofén Benzo[b]thiophene Benzo[c]thiophene Dibenzothiophene b S a S

8 D. Csoportnevek S S S 2-tienil- 3-tienil- 2-benzo[b]tienil- Példa: tiofénvázas természetes vegyületekre R R S tiofén-származék furán-származék C C S * * * * * * tenipozid * * * * Podophyllum [ÉT1 207] 3 C memo: általánosan használt sejtciklus gátlószer terápiás profil: leukémiás betegeknél alkalmazzák, mivel gátolja a csontvelőben a vérsejtek képződését. mechanizmus: vélhetőleg a topoizomeráz II enzimet gátolja S fázis blokkolása nincs DS replikáció (DS hibák) természetes forrása: Podophyllum növény, extrahálják a Podofillotoxint, amelynek származéka a tenipozid. C 3

9 3. Pirrolvázas vegyületek A. A pirrol szubsztituált származékai C pirrol-2-karbaldehid Pyrrole-2-carbaldehyde 2 3-nitropirrol 3-itropyrrole C 2-pirrolkarbonsav Pyrrole-2-carboxylic acid B. Telített pirrolszármazékok

10 Érdekes pirrolidinszármazékok: prolin piroglutaminsav C 3 * * * atropin * pirrolidin-2-karbonsav Pyrrolidine-2- carboxylic acid C aminosavak C. A pirrol benzológjai C 5-oxopirrolidin-2- memo: tropánvázas alkaloid karbonsav burgonyafélékből, nadragulyából 5-xopyrrolidine-2- izolálható erős méreg, acetilkolin carboxylic acid recept. gátló (Atroposz (görög) az a párka aki elvágja a halandó életfonalát) + szívgyógyszer (pl. bradycardia) * C 2 indol Indole D. Csoportnevek vagy: benzo[b]pirrol izoindol isoindole C 2 C (2-pirrolin)-5-il karbazol vagy:dibenzopirrol 2-pirrolil- 2-indolil- Koller (1884) a kokain kiváló helyi érzéstelenítő hatásáról számolt be.

11 memo: Az indol a pirolhoz hasonlóan savas karakterű: pk a =16.2 az indolát anion aromás jellege: kedvezõbb határszerkezetek indol magasabb energiájú határszerkezet a Bruckner III/167 indol nátrium a kevésbé elektronegatív Példák fontosabb indolvázas vegyületekre: C C C 2 2 triptofán a határszerkezetek a parciális polaritások értelmezéséhez - C 2 C 2 C 2 a triptamin hidroxilezés a C 2 2 C 2 szerotonin p 214 o 5-hidroxi-triptamin fluoreszkál : abszorpció: 280nm, emisszió (szolvatokróm): nm! elektronegatívabb memo: a szerotonin (lat. serum + gör. tonosz feszített ) vérnyomás szabályzó (érösszehúzó), hormonhatású (melatonin prekurzora), neurotranszmitter anyag

12 Bruckner III/194 indigó kristály. memo: az indigó kiterjedt konjugációs rendszere felelős a színéért Példák pirolt tartalmazó természetes vegyületekre: C C C 2 C C 3 csáva porfin C Bruckner III/766, 779 C C protoporfirin 3 C 3 C C 2 C C 2 C C C C 2 2 C C C C 2 C 3

13 Aromás-e? [10] annulén pirrol sp 3 imidazol sp 2 hisztidin

14 XVI. eterociklusos szénvegyületek: két heteroatomos öttagú gyűrűk Azolok

15 Azolinok 2 C 2,5-dihidropirazol 2,5-Dihydropyrazole C 2 C 4,5-dihidroimidazol 4,5-Dihydroimidazole virtuális tautoméria: Azolidinek 2 C C 2 2 C imidazolidin Imidazolidine 2 C 2 C S C 2 tiazolidin Thiazolidine evezéktan: azolok: legalább egy -t tartalmaz a gyűrű azolinok: az azolok dihidroszármazékai azolidinek: az azolok tetrahidroszármazékai Benzológok d c b a S benzizo oxazol benzo[d]izoxazol Benzo[d]isoxazole benzoxazol benzo[d]oxazol Benzo[d]oxazole benzo[d]izotiazol (tioantranil) Benzo[d]isothiazole

16 példa: a pirazol (egy két heteroatomot tartalmazó öttagú heterociklusos vegyület) szintézisére Bruckner III/265 memo: a diazometán, mint nukleofil szerepel egy nukleofil addíciós reakcióban, éterben oldva laboratóriumi körülmények közt használható (szabad gáz robbanékony)) acetilén diazometán memo2: a diazometán megfelelő határszerkezetével értelmezzük a reakciót pirazol megvalósítás: (Pechmann 1898) A diazometán éteres oldatát hűtjük és ebbe vezetjük be az acetiléngázt

17 1. Pirazolvázas vegyületek 1 3 C 2 C 2. Tiazolvázas vegyületek 2 S 2-(4-aminobenzolszulfonamido)-4-metiltiazol 4-Amino--(4-methyl-2-thiazolyl)- benzenesulfonamide S 2-pirazol-3-ol 2-Pyrazol-3-ol Ultraseptyl kiváló baktericid hatását (Chinoin 1939-tõl) 4,5-dihidropirazol-5-on 4,5-Dihydropyrazol-5-one szulfonamid C 3

18 Példák tiazolidin gyűrűt tartalmazó természetes vegyületre: R penicillin S C C 3 C 3 keresztkötés Alexander Fleming ( ) megfigyelés: a Staphylococcus baktérium kultúrának a növekedését gátolja a Penicillium notatum gomba anyagcseréjének terméke, a penicillin. hatáskeresztmetszet: általában a Gram+ baktériumokra hat. a sejtfalakban található peptidoglikánokra jellemző keresztkötésének kialakulását gátolja (transzpeptidáz inhibitora). bioszintézis: cisztein, valin és L-amino-adipinsav szükséges tiazolidin -laktám (4 tagú gyűrű) D-Ala-D-Ala részletre hasonlít enzim Ser oldalláncához kötődik kovalensen

19 2 C 2 C 2 3. Imidazolvázas vegyületek hisztamin 4-(2-aminoetil)imidazol 4-(2-aminoethyl)imidazole 4 hisztidin C C C (4-imidazolil)-2-aminopropánsav 2-Amino-3-(4-imidazolyl)-propanic acid hisztamin: az anyarozs, egy növényi kórokozó gomba, alkaloidja, a varangyméreg egyik komponense Immunreakció (simaizom-serkentés,fájdalom/viszketés-érzet), ébrenlétalvási ciklus szabályozása, bélműködés reguláció. Egy példák izooxazol gyűrűt tartalmazó természetes vegyületre: Az AMPA egy glutamát receptor (AMPAR) agonistája Glutamát: fontos szerepe van a szinapszisokban történő neurotranszmisszióban, a tanulási folyamatok kialakulásában memo: a glutamát nagy mennyiségben idegrendszeri betegségekhez vezethet 1 pk b =6.5 2 C AMPA C 2 3 C alpha-amino-3-hydroxy- 5-methyl-4-isoxazole propionic acid

20 XVII. eterociklusos szénvegyületek: több-heteroatomos öttagú gyűrűk automerek egyensúlyi rendszere ev. gyak.:

21 Aromás vegyületek oxónium kation XVIII. eterociklusos szénvegyületek: egy heteroatomos hattagú gyűrűk (Bruk. III/1 338.) szulfónium kation 1 2 Pozitív töltés mivel az egyik nemkötő elektronpárjuk részt vesz a közös -rendszerben. em aromás származékok C 2 C S C 2 C S S S 2-tiopirán (a-tiopirán) 4-tiopirán ( -tiopirán) 2-tiopirán-2-on (a-tiopiron) 4-tiopirán-4-on ( -tiopiron) 2-Thiopyran 4-Thiopyran Thiopyran-2-one Thiopyran-4-one

22 1. Piránok benzológjai em aromás származékok: Aromás vegyületek: benzpirilium kation izobenzpirilium kation C C C 2 2-kromén a-kromén) 4-kromén -kromén) izokromén 2-Chromene 4-Chromene 1-Isochromene tautomerek konstitúciós izomerek kumarin Chromen-2-one kromon Chromen-4-one C izokumarin Isochromen-1-one

23 Természetes vegyületek oxigén-heteroatommal: Bruckner III-414 flavanoidok (flavus = sárga [latin]) --t és fenilcsoportot tartalmazó kromon jellegű molekulák, amelyek gyakran glikozilezettek, virágszirmok színezékei (sárga textil színezékként használták) Xantének (dibenzopiránok) -festékek C 2 xantén Xanthene Eozin: izom/kollagén megfestése antocianidinek virágszirmok, gyümölcshéjak pigmentjeinek színezékei (piros, bíbor, ibolya etc.) 2-fenilkromán-4-on (flavon) 2-Phenylchroman-4-one 2-fenil-3-hidroxikromá-4-on (flavonol) 3-ydroxy-2-phenylchroman-4-one Cl Bruckner III-369 Cl 3,5,7-trihidroxi-2-fenilbenzopirilium-klorid (3,5,7-trihidroxiflavilium-klorid) 3,5,7-Trihydroxy-2-phenylbenzopyryliumchloride

24 kérdés: mitől piros a rózsa és mitől kék a búzavirág holott ugyanaz az antocianidin rész van benne? p=3 vörös szín (rózsa) E = h = hc p=8 kék szín (búzavirág) - + kiterjedtebb konjugáció, mélyülő szín válasz: a konjugáció kiterjedésének nagysága eltérő

25 2. Piridin és származékai A. A piridin szubsztituált származékai: Monoszubsztituált származékok Diszubsztituált származékok, oxidok és sók

26 Piridint tartalmazó fontos természetes vegyületek: C nikotinsav piridin-3-karbonsav pyridine-3-carboxylic acid

27 Dohányalkaloidok: Bruckner III/892 C 3 nikotin fp 246 o szintelen olaj a icotina tabacum f õ alkaloidja (75%) nornikotin anabazin A nikotin fiziológiás hatása: erős idegméreg továbbá: erős inszekticid (növ. védelem) piridin-pirrolidin B. Telített piridinszármazékok piridin-piperidin C. A piridin benzológjai kinolin Quinoline izokinolin Isoquinoline

28 Ópium- vagy mákalkaloidok: I + II Me Me papaverin tipikus 1-benzil-izokinolinvázas alkaloid benzo c piridin Bruckner III/924 Me Me o morfin C 3 Az ópium fiziológiás hatása: fájdalomcsillapító és görcsoldó

29 XIX. eterociklusos szénvegyületek: Két heteroatomos hattagú gyűrűk (Bruk. III/1.) Aromás vegyületek: 1 2 1,2-diazin piridazin 2 1,3-diazin pirimidin ,4-diazin pirazin S 1,4-tiazin C 2 Pyridazine Pyrimidine Pyrazine 1,4-Thiazine em aromás származékok: 2 C C 2 2 C C 2 2 C C 2 2 C C 2 2 C C 2 2 C C 2 piperazin dioxán morfolin Piperazine 1,4-Dioxane Morpholine

30 Pirimidinszármazékok b a r b i t u r s a v p i r i m i d i n - 2, 4, 6 - t r i o l u r a c i l 2 4 p i r i m i d i n - 2, 4 - d i o l 2 c i t o z i n 4 - a m i n o - p i r i m i d i n e o l t i m i n 5 C m e t i l - u r a c i l 5 - m e t h y l - p y r i m i d i n e - 2, 4 - d i o l az uracil keto-enol tautomer egyensúlyi formái dilaktim f orma laktim-laktám forma dilaktám forma legstabilabb

31 XX. eterociklusos szénvegyületek több heteroatommal Purinszármazékok 2 adenin 6-amino-purin 9-Purine-6-ylamine 9-purin-6-ilamin Szn 2 Példa purinvázas vegyületekre: guanin 2-amino-6-hidroxi-purin 2-Amino-9-purine-6-ol 2-amino-9-purin-6-ol hugysav xantin hipoxantin Szn 2,6,8-trihidroxipurin 9-Purine-2,6,8-triol 9-purin-2,6,8-triol 2,6-dihidroxipurin 9-Purine-2,6-diol 9-purin-2,6-diol 6-hidroxipurin 9-Purine-6-ol 9-purin-6-ol

32 XX. eterociklusos szénvegyületek több heteroatommal Purinszármazékok 2 adenin pk a = 5.6, amino-purin 9-Purine-6-ylamine 9-purin-6-ilamin Szn 2 Példa purinvázas vegyületekre: guanin 2-amino-6-hidroxi-purin 2-Amino-9-purine-6-ol 2-amino-9-purin-6-ol hugysav xantin hipoxantin Szn 2,6,8-trihidroxipurin 9-Purine-2,6,8-triol 9-purin-2,6,8-triol 2,6-dihidroxipurin 9-Purine-2,6-diol 9-purin-2,6-diol 6-hidroxipurin 9-Purine-6-ol 9-purin-6-ol

33 A nukleinsavak építőelemei: heterociklusok (nukleo-bázisok): 2 2 C 3 uracil pirimidin-2,4-diol citozin 4-amino-pirimidine-2-ol timin 5-methyl-pyrimidine-2,4-diol 6-amino-purin adenin 2 2-amino-6-hidroxi-purin guanin DS + cukor (ribóz) : RS + foszforsav : Q Q= Q= 2 adenozin dezoxiadenozin ukleozidok: A megfelelő purin- és pirimidinbázisok - glikozidjai P Q= Q= Q 2 adenozin-5'-monofoszf át dezoxiadenozin-5'-monofoszf át ukleotidok: A nukleozidok foszforsavészterei

34 5 - ukleotidok

35 uracil timin citozin adenin guanin

36 A Watson-Crick bázispárok: G-C és A-T ribóz ribóz guanin oxo-f orma adenin C 3 ribóz citozin oxo-f orma ribóz timin oxo-f orma A DS kémiai szerkezete: 2 P citidin guanozin 2 3 C timidin P adeninozin 2 P P

37 ribóz guanin oxo-f orma ribóz citozin oxo-f orma C 3 ribóz adenin uracil ribóz timin oxo-f orma

38 timin 2,8 Â adenin A DS bázispárjai citozin 3,0 Â 2,8 Â guanin 3,0 Â 2-dezoxi- -D-ribófuranóz 2 C EPS (RF/3-21G) töltés ydroxymethyltetrahydrofuran-2,4-diol

39 5-ydroxymethyltetrahydrofuran-2,3,4-triol uracil 2,8 Â Az RS bázispárjai adenin 3,0 Â citozin 2,8 Â guanin 3,0 Â -D-ribófuranóz 2 C EPS (RF/3-21G) töltés

40 A-, B-, Z-DS King s College trs Rosalind Franklin Raymond Gosling Cambridge Maurice Wilkins 1952/1953 ature Francis és James Crick Watson 2013 ature Chemistry 5, 182. DS-kvadruplex Shankar Balasubramanian Cambridge (guanin-gazdag telomér szekvenciákban: proliferáció során különösen rákterápia (?))

41 RS építőelem adenozin 2 2 A cukoregység: adenozin 9-( -D-ribofuranozil)-adenin op= 235 o C 2 2 adenozid - P - adenozin-5'-foszfát 5'-AMP P - - adenozin-3'-foszfát 3'-AMP 2-pirán 4-pirán furán vízben: ~ 20% 60% 7% 13%

42 DS építőelem 2 2 dezoxiadenozin purin dezoxiadenozin 9-(2'-dezoxi- -D-ribofuranozil)-adenin op= 190 o C Amino-9-[3,4-dihidroxi-5- (hidroxymetil)tetrahidrofuran-2-il]- 3-purin-6-on dezoxiadenozid - P - dezoxiadenozin-5'-foszfát 5'-dAMP P - - dezoxiadenozin-3'-foszfát 3'-dAMP

43 RS építőelem guanozin 2 2 purin guanozin 9-( -D-ribof uranozil)-guanin op= 240 o C 2-Amino-9-[3,4-dihidroxi-5- (hidroxymetil)tetrahidrofuran-2-il]- 3-purin-6-on guanozid P - guanozin-5'-foszfát 5'-GMP P - - guanozin-3'-foszfát 3'-GMP

44 DS építőelem dezoxiguanozin 2 2 purin dezoxiguanozin 9-(2'-dezoxi- -D-ribofuranozil)-guanin 2-Amino-9-[4-hidroxi-5- (hidroxymetil)tetrahidrofuran-2-il]- 3-purin-6-on dezoxiguanozid P - dezoxiguanozin-5'-foszfát 5'-dGMP P - - dezoxiguanozin-3'-foszfát 3'-dGMP

45 RS építőelem 2 citidin 2 citidin 3-( -D-ribof uranozil)-citozin op= 230 o C 4- amino- 1- [3, 4- dihidroxi- 5- (hidroximetil) tetrahidrofuran- 2- il] pirimidin- 2- on pirimidin citidinf oszfátok P - citidin-5'-foszfát 5'-CMP P - - citidin-3'-foszfát 3'-CMP

46 DS építőelem 2 2 dozoxicitidin dezoxicitidin 3-(2'-dezoxi- -D-ribofuranozil)-citozin 4- amino- 1- [3- hidroxi- 5- (hidroximetil) tetrahidrofuran- 2- il] pirimidin- 2- on pirimidin dezoxicitidinfoszfátok P - dezoxicitidin-5'-foszfát 5'-dCMP P - - dezoxicitidin-3'-foszfát 3'-dCMP

47 RS építőelem uridinn uridinnfoszfátok - P - uridin 3-( -D-ribofuranozil)-uracil op= 165 o C uridin-5'-foszfát 5'-UMP 1-[3,4-dihidroxi-5-(hidroximethil)tetrahidrofuran-2-il]pirimidin-2,4-dion P - - uridin-3'-foszfát 3'-UMP pirimidin

48 DS építőelem (dezoxi-) timidin - P - 3 C timidinfoszfátok timidin 3-(2'-dezoxi- -D-ribofuranozil)-timin timidin-5'-foszfát 5'-TMP P - - op= 183 o 5-metil-1-[4-hidroxi-5-(hidroximetil)tetrahidrofuran-2-il]-pirimidin-2,4-dion 3 C 3 C 3 C timidin-3'-foszfát 3'-TMP pirimidin

49 A szervezet energiatárolói ( elemei ): ATP, GTP ATP: adenozin-5 -trifoszfát foszforsavanhidrid, foszfátészter GTP: guanozin-5 -trifoszfát ATP ADP + P i átalakulást kísérő szabadenergia változás: ~ -50 kj/mol

50 Egy másodlagos hírvivő: camp jelátviteli folyamatokban vesz részt: glükagon, adrenalin hatását közvetíti a sejteken belülre cukorháztartás, lipid-lebontás szabályzása

51 A xantin (purin-2,6-diol) két tautomer formája: 3 C C 3 dilaktám, nem-aromás, diamid-forma stabilabb 1,3-dimetilxantin teofillin dilaktám forma stabilabb purinvázas alkaloidok: dimetil származékok 3 C C 3 teobromin 3,7-dimetilxantin 3,7-Dimethyl-3,4,5,7-tetrahydro -purine-2,6-dione C 3 a xantin trimetil származéka 3 C C 3 1,3,7-trimetilxantin C 3 koffein 1,3-Dimethyl-3,4,5,7-tetrahydropurine-2,6-dione koffein: központi idegrendszer, szív pszicho-stimulációs hatás teofillin: szív, simaizom értágító, vízhajtó hatás teobromin: víhajtó, értágító, C 3 3 C lazító hatás dilaktim, aromás, dilaktim bisziminohidrin-forma foszfodiészteráz enzim inhibitora, adenozin receptorok antagonistája kevésbé stabil teofillin (camp, adrenalin, dopamin teobromin C 3 szintnövekedés) C 3 3,7-dimetilxantin 1,3-dimetilxantinC 3 purinvázas alkaloidok: 3,7-Dimethyl-3,4,5,7-tetrahydro 1,3-Dimethyl-3,4,5,7-tetrahydro- -purine-2,6-dione purine-2,6-dione 1,3,7-Trimethyl-3,4,5,7-tetrahydropurine-2,6-dione

52 A) természetes aminosavak Konstitúciója: a a ikerionos forma 2 C C 3 C C R 2-aminoalkánsav R lehetne még van is néha

53 Konfigurációja: L D-(+)-glicerinaldehid L-(-)-glicerinaldehid D-aminosavak L-aminosavak Fisher projekció

54 Konfigurációja: L D-(+)-glicerinaldehid L-(-)-glicerinaldehid L-glutaminsav S D-aminosavak L-aminosavak Fisher projekció L-treonin S azért van D-aminosav is: D-Ser, D-Asp, sőt: D- DPA skizofrénia patofiziológiája L-cisztein R kivétel!!!!!

55 A legfontosabb természetes aminosavak akirális királis 2 C C Glicin 2 C C Alifás oldallácú hidrofób C 2 C 2 2 C C 2 C C S C 3 C C 3 C 3 Alanin C 3 Valin Metionin 2 C C 2 C C C C C 3 C 2 C 3 Izoleucin C 2 C C 3 C 3 Leucin C C 2 Prolin C 2 C 2

56 Aromás oldallácú hidrofób 2 C C 2 C C C 2 2 C C C 2 C 2 isztidin 2 C C C 2 Fenilalanin Tirozin Triptofán 2 C C oldalláncban karbonil csoportot tartalmazók pk a C C pk a 2 2 C C C 2 C 2 C Glutamin C 2 C Aszparaginsav pk a =3.9 C 2 C 2 Aszparagin 2 2 C C C 2 C 2 Glutaminsav C pk a =4.1

57 Szelenocisztein oldalláncban bázisos csoportot tartalmazók 2 C C 2 C C C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 Arginin C 2 C 2 Lizin C 2 rövid poláris oldallánú csoportot tartalmazók 2 2 C C 2 C C 2 C C C 2 C C 2 C 3 S Szerin Treonin Cisztein 2 C C C 2 Se

58 Konstitúciója és konfigurációja E. Fischer féle projekció Aldózok L-sorozat Ketózok elforgatás C C C 2 R abszolút konfiguráció R D-(+)-glicerinaldehid C C n C C 2 C C m C C 2 C 2 Aldózok D-sorozat Ketózok C 2 C C C n C m C C C 2 C 2

59 A legfontosabb cukrok nyílt formája aldotrióz C C 2 D-glicerinaldehid C 2 D-glicerinaldehid C C aldotetróz C C 2 D-eritróz C 2 D-eritróz C C 2 D-treóz C 2 D-treóz aldopentóz C C C C C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 D-ribóz D-arabinóz D-xilóz D-lixóz

60 aldohexóz C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 D-allóz D-altróz D-glükóz D-mannóz C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 D-gulóz D-idóz D-galaktóz D-talóz ev.tan.: D-(+)-glükóz az (+)-2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-pentahidroxihexanal

61 glükóz galaktóz talóz mannóz gülóz idóz altróz allóz Kockacukor-cukorkocka

62 Mesterséges édesítőszerek Alap édesítőszerek: szacharóz és a fruktóz (kalória túlfogyasztás és fogproblémák, diabetes) Megoldás: mesterséges édesítőszerek C 2 C 3 - Aszpartám -Asp-L-Phe-Me (100X édesebb, mint a szacharóz) gondok: - lassan hidrolizál (italok) - hőre bomlik (sütés) - fenilketonureások nem ehetik. - Alitám (2000X édesebb, mint a szacharóz) 3 C aszpartám C 2 S - Szukralóz: a szacharóz triklórszármazéka (600X édesebb, mint a szacharóz) hőre stabil, fogakat nem bántja - ciklamát + szacharin 10:1 keverék a + vagy Ca 2+ sói - gondok: rákkeltő (betiltva) ciklamát S 3 S szacharin - L-hexózok édesek, de nem metabolizálnak, viszont drága az előállításuk L-glükóz alitám C 2 Cl ClC 2 C 2 Cl szukralóz

63 Energiaitalok: az emberi szervezet anyagcseréjét és teljesítőképességét fokozó, ébrenlétet elősegítő üdítőital, összetevők: - víz - szénhidrát (szöllőcukor (D-glükóz) és szacharóz (a- D-Glükozil<1,5>- -D-fruktozid<2,5>) gyorsan felszívódó energiaforrás (inzulinszabályozás!) - koffein ~30-35mg/100ml (0,03% ~ egy dupla presszókávé) - taurin (0,4%), sejt tápanyagfelvételét fokozó mol. - savanyú érzetet kontroláló molekulák (citromsav, nátrium-citrát, magnézium karbonát) - vitaminok (nikotinsav (beceneve: niacin), pantoténsav, B6- és B12-vitaminok) - íz és látvány kellékek Ellenjavallat: nem ajánlott: terhes nőknek, szoptatós anyáknak, magas vérnyomásban szenvedőknek, szívbetegeknek, koffein érzékeny személyeknek, alkohollal együtt fogyasztva, 14 éven aluli gyermekeknek.

64 D) éhány kábítószer: benzodiazepinek (alprazolám) eurotranszmitterek (pl. GABA) felszabadulását gátolja, módosítja az idegrendszeri Ca 2+ csatornák működését, fokozza az idegsejtek apoptikus képességét, növeli az idegsej-tmembrán fluiditását, depresszív hatású, metabolitjai (pl. C 3 C) sejtmérgek, férfiaknál impotenciát okoz (magasabb ösztrogén aktivitás), Cl a prolaktin termelés férfiaknál megnő. Az alkohol nem válasz, de elfelejted a kérdést! C 3 CC 3 kokain benzodiazepinek (alprazolám) Cl testi hatás: adrenerg receptor stimuláló (vérnyomás fokozó, szívritmus növelő), lassuló emésztés, dehidratáció, agyi hatás: (lásd extazi) pszichés hatás: kezdetben hangulatjavítás, később agresszivitás, álmatlanság, verejtékezés, impotencia, paranoid viselkedés C 3

65 extazi ecstasy C 3 C 3 1-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)--methylpropan-2-amine Gyorsító (hasonló mint az anfetamin és a kokain) agyi hatás: akadályozza a noradrenalin, dopamin újrafelvételt, így ezek receptor-stimuláló hatása állandósul Ac o * * * heroin * C 3 Et LSD halucinogén dopamin Et Me Cl C 3 Ac ketamin * Cl Depressziót, skizofréniát, pszichózist válthat ki, öngyilkosságba kergethet, halálfélelem, stb. C 3 Fájdalomcsillapító hatással rendelkező érzéstelenítő Et Et

66 Mind a központi idegrendszerre (szedatívum) mind a keringésre hat. Egyetlen cigaretta elszívása (orális bevitel) hat: a memóriára, a motoros koordinációra (kézremegés), a szenzóriumra, az idő érzékelésére és a kognitív képességre Vadkender (Cannabis sativa) marihuána Me Me Me nikotin ritalin Me figyelemhiányos hiperaktivitászavar (ADD) kezelésére alkalmazzák gyerek kokain kortex aktiválása stimuláló hatás (örökmozgó)

67 E) Sav-bázis tulajdonságok: sav-bázis skála: erős savasság bázicitás pk a gyenge igen gyenge nem gyenge Cl = Cl C 3 S = C 3 S F + 2 = F C + 2 = C C 3 C + 2 = C 3 C C + 2 = C C = C = = erős C = C - 3 >40

68 A) az elektronegativitás mint a savasság mértékét befolyásoló tényező C < < < F C 3 - < 2 - < - < F - -C 3 < - 2 < - < -F elektronegativitás nő stabilitás nő savas karakter nő B) a konjugált bázis mérete mint a savasság mértékét befolyásoló tényező -F < -Cl < -Br < -I F - < Cl - < Br - < I - savas karakter nő a konjugált bázis mérete nő

69 C) sav-bázis rendszerekben a konjugáció stabilizálja a konjugált bázist 1. 3 C C C C C C 3 C C C S C S 3 C S 3 C S nincs konjugáció pk a ~16 2. van konjugáció pk a ~5 3. van konjugáció pk a ~1

70 finomhangolás I: A) az alifás lánchossz hatása karbonsavak esetén pk a -C 3.75 C 3 -C 4.74 C 3 -(C 2 ) 1 -C C 3 -(C 2 ) 8 -C 4.84 B) az alifás lánchossz hatása alkoholok esetén pk a C C 3 -(C 2 ) i Pr t Bu konklúzió: Az alkil-lánc hosszának növekedésével a savas karakter csökken, mivel a konjugált bázis hidratálhatósága egyre gyengébb. memo: Az alkil-csoport elektron küldő hatása tovább csökkenti a sav savi jellegét.

71 finomhangolás II: A. elektronvonzó csoport hatása alifás karbonsavak esetén: pk a -C 2 -C 4.74 I-C2-C 3.18 Br-C 2 -C 2.90 Cl-C 2 -C 2.86 F-C 2 -C elektronszívó csoport 2.59 Cl 2 C-C ALGÉ 1.26 Cl 3 C-C 0.64 F 3 C-C 0.23 elektronszívó csoport C 2 =C-C 2 -C 4.35 C-C 2 -C EGYÉB C2-C 1.68 B. elektron szívó csoport hatása alifás alkoholok esetén: pk a -C 2 -C Cl-C 2 -C CCl 3 -C

72 memo: C-savak savas karaktere 3 C C C C C C C C pk a C hibr. S-kar. 50 sp 3 ~25% 44 sp 2 ~33% 25 sp ~50% C C + 2 C C memo: ammónia alifás alkohol

73 finomhangolás III: - pk a referencia szerkezet e - küldő szubsztituens memo: a a sav-bázis pár savi részében fokozott az elektronelszívás, az deformálja az aromás rendszer elektroneloszlását. A savasságot fokozza a konjugált bázis szolvatálhatóságának növekedése. C 3 - Cl e - vonzó szubsztituens 3.41 e - szívó szubsztituens 2

74 Összefoglaló (fontosabb fogalmak) - heterociklusos szénvegyületek aromás jellege - apoláris és poláris határszerkezetek (pl. pirrol, indolát anion, - tautomerek (barbitursav, uracil, - nukleinsavak építőelemei - Watson-Crick bázispárok molekulaszerkezete - a DS RS kémiai szerkezete 74

75 rossz szájszag hónalj szag felfúvódás láb szag