Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) H 2 O 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1%

Átírás

1 Az E. coli kémiai összetétele Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) Na 2 P 4 6,0 g K 2 P 4 3,0 g Glükóz 4,0 g N 4 l 1,0 g MgS 4 0,13g 2 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1% A vizelet összetétele (1,0-1,5 l/nap) Urea Kreatinin úgysav Ammonia Na +, K +, a 2+, Mg 2+, l-, 3 -, P 4 3-, S 4 2-6,0 18,0 gn 0,3 0,8 gn 0,08 0,2 gn 0,4 1,0 gn

2 1824 izoméria, J. Liebig, F. Wöhler - N : N - ciánsav fulminsav N 4 - N 2 N N 2 hevítés ammonium cianát karbamid Wöhler izomerizáció - mechanizmus tautomer N 4 - N = = N N 4 ammonium cianát ammonium izocianát = = N + N 3 addició izociánsav N 2 = = N 2 karbamid N 2 - = N izomerizáció

3 Karbamid és származékai N 2 karbamidsav (nem létképes) K + - N + N 4 + l - kálium cianát 2 N N 2 karbamid (urea) melegités N N + K + l - 4 ammonium cianát malonészter 145 o 2 N N biuret (op. 193 o ) N 2 N N N N 3 N 2 1 N barbitursav (op. 243 o ) húgysav (urinsav) (op. 400 o )

4 1. Előadás Szénhidrátok: konstitució, konformáció

5 Szénhidrátok (Saccharum, cukor) Legnagyobb mennyiségben előforduló szénvegyület: a cellulóz Fotoszintézis: Funkciók soportosítás 1. Üzemanyagok: energiafelszabadulás 2. Energiatárolás: glikogén, keményítő 3. Vázanyagok: sejtfal növények sejtmembrán állatvilág 4. Alkotórészek: nukleinsavak antibiotikumok alkaloidok 5. Kommunikáció: - sejt sejt pl. adhéziós molekulák - virus sejt pl. influenza virus Keton vagy aldehid funkció jelenléte. A atomok száma. A karbonil csoporttól legtávolabb eső kiralitás centrum.

6 1. Aldózok (polihidroxi aldehidek: aldotrióz, aldotetróz.) D-glicerin aldehid 2 D-eritróz D-treóz D-ribóz (Rib) D-arabinóz (Ara) D-xilóz (Xyl) D-lixóz (Lyx) 2 D-allóz 2 D-altróz 2 D-glükóz (Glc) 2 D-mannóz (Man) 2 D-gulóz 2 D-idóz 2 2 D-galaktóz D-Talóz

7 2. Ketózok (polihidroxi-ketonok) 2 dihidroxiaceton D-eritrulóz 2 D-ribulóz D-xilulóz D-pszikóz D-fruktóz (Fru) D-szorbóz D-tagatóz

8 SZTEREIZMÉRIA Konformációs Geometriai izoméria ptikai izoméria izoméria iklizáltság v. kettős kötés Aszimmetrikus v. részleges kettős kötés. Disszimmetrikus (csak szimmetriatengely van) Pl. 1,2-dimetil-ciklopropán Királis vegyületek sak az optikai aktivitás irányában különböznek transz cisz az enantiomerek.. Minden más fizikai, kémiai tulajdonság azonos. Azonos energiatartalom. transz cisz 3 pl. 2-butén Y Y Z X W X W Z

9 SZTEREIZMÉRIA TPUSAI - Geometriai izoméria (cisz transz) - ptikai izoméria - Konformációs izoméria ALAPFGALMAK ENANTIMEREK : lyan optikai izomerek, amelyekben egy vagy több királis szénatom van és az összes királis szénatomra nézve tükörképi viszony áll fenn (R)-2-butanol (S)-2-butanol 2 2 D-eritróz L-eritróz Fizikai tulajdonságok azonosak.

10 DIASZTEREMEREK: lyan enantiomerek (optikai izomerek), amelyekben több királis szénatom van és ezek közül egy vagy több királis szénatomra nézve tükörképi viszony áll fenn L-(+)-lixóz D-(-)-lixóz D-(-)-arabinóz D-(-)-ribóz Példa (további): D/L-konfiguráció: diasztereo izomer pár D-glükóz L-glükóz 2 2 Fizikai tulajdonságok eltérnek.

11 EPIMEREK : lyan diasztereomerek (optikai izomerek), amelyekben egy vagy több királis szénatom van és ezek közül csak egy királis szénatomra nézve tükörképi viszony áll fenn. 2 epimer 4 epimer D-mannóz D-glükóz D-galaktóz ANMEREK : lyan epimerek (optikai izomerek), amelyekben egy vagy több királis szénatom van és ezek közül csak egy, a glikozidos (királis) szénatomra nézve tükörképi viszony áll fenn. α-d-glükópiranóz β-d-glükópiranóz

12 Nomenklatura glicerin aldehid (2R/2S)-2,3- dihidroxi propanal 2 2 (+) = D (+) M. A. Rosanoff (1996) (-) = L (-) = R (+) ahn-ingold-prelog = S (-) D-glükóz (2R, 3S, 4R, 5R)-2,3,4,5,6- pentahidroxi hexanal Fischer projekció 2 2

13 Nomenklatura: új kiralitás centrum, glikozidos α β α β nomenklatura agyományos elnevezés: D-sorozatban: Erősebben jobbra fogató izomer L-sorozatban: Erősebben jobbra fogató izomer α β Új elnevezés láncvégi ( n ) 2 és glikozidos térállása egyezik láncvégi ( n ) 2 és glikozidos térállása ellentétes β α

14 Ábrázolás Fischerprojekció N.B.: Minden cukorképletnek térszerkezeti információt kell tartalmaznia! Fischer projekció (E. Fischer ) vízszintes vonalak: függőleges vonalak: a papir síkjától az olvasó felé a papri síkjától a sík mögé

15 Szénhidrátok ciklofélacetál képzése: gyűrűs szerkezet + katalízis 5-ös, 6-os gyűrűk különösen stabilak D-glükóz <1.5> D-glükóz <1.4>

16 ogyan kell a gyűrűt megszerkeszteni? kétszeres szubsztituens csere fent lent 2 kell hozzá: - egy kevés térlátás - sok gyakorlat, nagyon sok (!)

17 Aldohexóz sztereoizomerek - I királítás centrum fel le Epimer-pár: pl. 1 2, 1-3, 1 5, 8-20 stb. Anomer-pár: pl. 1 2, 5 9, stb.

18 Aldohexóz sztereoizomerek - II királítás centrum fel le Epimer-pár: pl Enantiomer-párok :

19 A gyűrű téralkata a-d-glükóz valóságban W. N. aworth leírás Sache Mohr leírás ekvatoriális helyzet axiális helyzet

20 W. N. aworth leírás (1926, Nd 1937 with Paul Karrer University of Birmingham α-d-glükopiranóz α-d-fruktofuranóz β-d-glükopiranóz β-d-fruktofuranóz α-d-glükopiranóz Sache Mohr leírás β-d-glükopiranóz

21 Konformáció analizis (lásd metil-ciklohexán) nyílt lánc nyílt lánc - van ötös, hatos és hetes gyűrű is - esetenként akár a kád is lehet stabil α-d-glükopiranóz D-glükóz β-d-glükopiranóz

22 Egyensúly egy aldóz vizes oldatában Definició 1 1 α 1 konformerek 1 konfiguráció konstitució α β 1 konformerek 1 β piranóz furanóz

23 piranóz furanóz Egy példa: D-altróz 1 3,85 0,42 1 5,35 0,03 1 3,65 0,58 1 3,35 0,97 3,32 0,50 27% 3,33 0,50 40% 2,90 13% 20% t α β α β

24 Aldohexopiranózok konformációs energiája I Glükóz 1 1 α 2,40 6,55 β 2,05 8,00 β 1 Galaktóz α 2,85 6,30 β 2,50 7,75 β 1 Mannóz α 2,50 5,55 β 2,95 7,65 α 1 Allóz α 3,90 5,35 β 2,95 6,05 β 1

25 Aldohexopiranózok konformációs energiája II Gülóz 1 1 α 4,00 4,75 β 3,05 5,45 β 1 Altróz α 3,65 3,85 Β 3,35 5,35 β 1 Talóz α 3,55 5,90 Β 4,00 8,00 α 1 Idóz α 4,35 3,85 Β 4,05 5,35 α1 (1)

26 Monoszacharidok stabilitása (Összegzés) Esetenként egy monoszacharid többféle szerkezeti izomerje (lineáris, különböző tagszámú gyűrűs) is lehet stabil és létezhet kristályos állapotban. A szerkezeti izomerek protikus oldószerben (pl. víz) egymásba átalakulnak. Az átalakulás egyensúlyra vezető folyamat. Vizes oldatban (p < 7 és p = 7) csak a glikozidos szénatomhoz kapcsolódó csoport térállása változik. A szék-kád, 1 1 izoméria nemcsak oldatban, hanem kristályos állapotban is lejátszódik (IR). Aldóz-ketóz átalakulás csak lúgos oldatban megy végbe.