Karbonsavak. Összetett funkciós csoport. -COOH, azaz karboxil-csoportot tartalmazó vegyületek

Átírás

1 Karbonsavak Összetett funkciós csoport -H, azaz karboxil-csoportot tartalmazó vegyületek

2 Természetes karbonsavak Almasav (gyümölcsök) Piroszőlősav (intermedier) Niacin itromsav (citrusfélék) Biotin ( 2 transzfer) abietinsav (gyanta) Kolsav (epe)

3 Természetes karbonsavak H 3 -(H 2 ) 14 -H palmitinsav H 3 -(H 2 ) 16 -H sztearinsav H 3 -(H 2 ) 7 -H H-(H 2 ) 7 -H cisz: olajsav transz: elaidinsav 10 H 1 (H 2 ) 6 -H 20 (H 2 ) 4 -H 3 H H H szalicilsav Prostaglandin E (PGE 1 ) : szintézis H fahéjsav

4 Alkánsav (homológ sor) Hangyasav HH Etánsav, ecetsav H 3 H Propionsav H 3 H 2 H Butánsav, vajsav H 3 H 2 H 2 H Valeriánsav H 3 (H 2 ) 3 H Kapronsav H 3 (H 2 ) 4 H... Palmitinsav H 3 (H 2 ) 14 H Sztearinsav H 3 (H 2 ) 16 H... Alkándisav (homológ sor) xálsav Malonsav Borostyánkősav Glutársav Adipinsav... H - H H-H 2 -H H-(H 2 ) 2 -H H-(H 2 ) 3 -H H-(H 2 ) 4 -H

5 Almasav Elõször éretlen almából állították elõ. Benzoesav Egy Indonéziában honos fa gyantájából, a benzoegyantából állították elõ. Borkõsav Borkészítéskor "borkõ" alakjában válik ki (a borkõ, latinul tartarus, kálium-hidrogén-tartarát). Borostyánkõsav (4) A borostyán desztillációs bontásakor képzõdõ desztillátumban fedezték fel. Ecetsav (2) Az ecetben található. Fumársav (4) L, fumus, füst A Fumaria nevû növényben található; a növényt régen azért égették, hogy a füstjével elûzzék a gonosz szellemeket. Hangyasav (1) Hangyák desztillációs bontásával állították elõ. Glutársav (5) Elõször a glutaminsavból állították elõ. Kapronsav L, caper, kecske Kecsketejben található vegyület, szaga a kecskére emlékeztet. Linolsav, lenolajsav G, linon, len + olaj Glicerin-észter formájában megtalálható a lenolajban. Maleinsav (4) L, malum, alma Az almasav dehidratációs terméke. Malonsav (3) L, malum, alma Elõször az almasav oxidációjával állították elõ. xálsav (4) G, oxisz, savanyú Savanyú ízû vegyület, az xalis nemzetséghez tartozó növényekbõl vonható ki. Palmintisav (16) L, palma, pálma Megtalálható a pálmaolaj gilcerin-észterében. Piroszõlõsav (3) G, piro, tûz A (szõlõbõl kiváló) borkõsav pirolízisével állítható elõ. Propionsav (3) G, proto, elsõ és pion, zsír A legrövidebb szénláncú sav, amely a hosszabb zsírsavak tulajdonságait mutatja. Sztearinsav G, sztear, faggyú Növényi és állati zsírok glicerin-észtereiben fordul elõ. Tejsav (3) Aludttejben fedezték fel. Vajsav (4) Avas vajban található. Valeriánsav, macsakgyökérolaj A Valeriana officialis (macskagyökér) gyökerébõl nyerik ki. (A macskákra ingerlõen hat a növény fõ alkaloidja.)

6 A triviális nevű karbonsavak szótövei és acilcsoportjaik nevei név szótő acilcsoport név szótő acilcsoport akrilsav akril akriloil acetecetsav acetoacet acetoacetil benzoesav benz benzoil borostyánkősav szukcin szukcinil borkősav tartar tartaroil ecetsav acet acetil citromsav citr citroil hangyasav form formil glicerinsav glicer gliceroil malonsav malon malonil glikolsav glikol glikoloil oxálsav oxal oxalil fahéjsav cinnam cinnamoil propionsav propion propionil ftálsav ftal ftaloil vajsav butir butiril fumársav fumar fumaroil maleinsav male maleoil nikotinsav nikotin nikotinoil olajsav ole oleoil palmitinsav palmit palmitoil piroszőlősav piruv piruvoil sztearinsav sztear sztearoil tejsav lakt laktoil

7 Szintézis oxidációval: H 3 acetilalkohol aldehid karbonsav --H -= -H H soportok -H 2 -H 2 H H 3 Na karboxi propanoil karboxilát Na acetát

8 121 pm Karboxil csoport 136 pm.. H.. H.... H.. (sp 3 ) (sp 2 ) (sp 2 ) δ δ (sp 3 ) δ

9 Karboxil csoport protonjának disszociációja után: : / /2 127 pm Karboxilát csoport szimmetrikus töltéseloszlás (mezoméria)

10 Szerkezet, tulajdonságok Alkoholoknál magasabb olvadás és forráspont H-hidak erős asszociációja oldatban és gázfázisban dimerekké asszociálnak a karboxilcsoport száma alapján egy-, két-, ill. többértékűek a szénlánc jellege szerint telítettek, telítetlenek, ill. aromás karbonsavak a telített egyértékű, kis szénatomszámú karbonsavak folyékonyak a nagyobb szénatomszámúak szilárdak 1 4 még vízoldékony, 4 felett nehezen H H

11 Szerkezet, tulajdonságok Savi jelleg közepesen erős szerves savak protonátadó készségük az ásványi savakénál kisebb savas jellegük a szénatomszám növekedésével csökken bázisokkkal vízoldékony sókat képeznek H + H 2 + H 3 H + NaH Na + H 2

12 pk S = pk S = H H H 3 H H 3 H 2 H 2 H 4.9 H 3 -H 2 -H F H 2 H H 3 H 2 H H l 2.81 l H 2 H Br H 2 H H 3 H l H 2 H 4.06 I H 2 H H 3 H H 2 l H 2 H 2 H 4.52 lh 2 H 2.81 H l 2 H H l 3 H 0.89 Savi jelleg: karbonsavak > fenolok > víz > alkoholok pk S (5) (9) (14) (16)

13 Kémiai reakciók a d -H 2 eakció az α -atomon szubsztitúció d d H Dekarboxilálás eakció a karbonil -atomon 1. sav-bázis sajátság 2. redukció 3. szubsztitúció

14 Karbonsavszármazékok reaktivitása δ + δ X -I +K/M l S N Sav- klorid anhidrid tioészter észter amid = kötés polarizáltsága növekedik reaktivitás fokozódik

15 Nu X δ + δ (H +,E + ) X H(E) Nu Nu + X A = csoportnál: S N A nukleofil csoportnál: Acilálás H 3 Acil - Acetil -

16 Karboni(y)l vs. karboxilát Formyl- H Formiát H Acetyl- H 3 Acetát H 3 Propionyl- H 3 H 2 Propionát H 3 H 2 Benzoyl- Benzoát

17 Ẋ. X X d d X d Konjugációs kölcsönhatás X és a karbonil között eaktivitási sorrend a -atomon lejátszódó reakciókra nézve: : > -NH 2 > -H.. > -.. > -Ph.. > > -l:.. karboxilát sav észter savklorid savamid észter anhidrid

18 H Nu δ + δ l l H Nu Nu + Hl ' H -Hl Ar H Ar -Hl ' SH -Hl S ' H H 2 -Hl ' 2 NH X -Hl ' -Nal Na + ' N' 2

19 Savanhidrid H + H H 2 Pl.: savklorid + só H 3 H 3 Ecetsavanhidrid (Acetanhidrid) Maleinsavanhidrid Ftálsavanhidrid

20 H szalicilsav H + 2 NaH 120 H 3 H l 1897 Hoffmann H 3 H acetilszalicilsav

21 Karbonsavészter + ' H [H + ] + H 2 H ' Sav Säure Alkohol Észter Ester (kein Phenol) Wasser H + H + H ' +H + H H H ' H + ' + HH EVEZIBILIS

22 Laktonképzés β γ α H H [H + ] H 2 α β γ α β δ γ Lacton δ Lacton

23 1,4-butándiol oxidáció 4-Hidroxibutirát metabolizmusa γ-butirolakton oxidáció laktonáz 4-H-butanal GHB? KIEGÉSZÍTÉS GHB DH (citopl.) alkohol/aldehid reduktáz GABA transzamináz (mitokond.) GABA Szukcinát szemialdehid oxidáció Szukcinát

24 Aminokarbonsavak * * * * * * * * *

25

26

27 Kéntartalmú vegyületek Merkaptánok mercurium captans BAL (dimercaprol) alkohol tiol fenol - tiofenol etanol etántiol / merkaptoetán propanol propántiol / propil-merkaptán 2-propénol 2-propén-tiol / allil-merkaptán

28 Kéntartalmú vegyületek Úgy értesültem, hogy még mindig használja a házi készítésű fokhagymás szájvizét.

29 Kéntartalmú vegyületek

30 Kén oxidációs állapota szerves vegyületekben

31 Kéntartalmú vegyületek Méret S > polarizálhatóság SH > H savasság SH > H lúgokkal: sóképzés karbonsavakkal : tioészterképzés - tioészterek nagy energiájú makroerg kötés ( kj/mol) vö:atp könnyen oxidálhatóak antioxidáns (?) - diszulfid tioalkoholok aldehidekkel tiofélacetált képeznek

32 Acetylgruppe Acetilcsoport S H 3 H 2 H 2 NH H 2 H 2 NH H H H 3 H 3 H 2 P - P - β-mercaptoethylamin- Tioetanolamin est Pantothensäure-est Pantoténsav Adenozin-3-foszfát Adenosin-3'- phosphat NH 2 N N N N H H H H H P - - Acetyl-oenzym Acetil-koenzimAA

33 GSSG

34 Nitrogéntartalmú szerves vegyületek

35 Természetes aminok

36 Nitrogén oxidációs állapota szerves vegyületekben xidation State Formulas (names) _ 3 _ 2 _ N (amines) 2 N N 2 (hydrazines) N=N (azo cpd.) N 2 (nitrogen) N= (nitroso) -N 2 (nitro) 4 N (+) (ammoni um) =N N 2 (hydrazones) 2 NH (hydroxyl amine) N 2 (+) (diazonium) N= (nitrite ester) =N (imines) N (nitriles) 3 N (amine oxide)

37 Nitrogéntartalmú szerves vegyületek a nitrocsoport elektronszívó hatású oxovegyületekkel a primer aminok schiff bázisokat képeznek - transzaminálás

38 Transzaminálás Schiff bázis Piridoxál Piridoxamin

39 Folsav PABA Szulfonamid - antimetabolit

40 Foszfortartalmú szerves vegyületek

41 Foszfor oxidációs állapota szerves vegyületekben

42 1) 1,3 Biszfoszfoglicerát Vegyes savanhidrid P H H H H P Észter 2) Foszfoenolpiruvát - P Enolészter H H

43 Aromás vegyületek

44 Benzol

45

46

47

48

49

50

51 Y in 6 H 5 Y eaction % rtho-product % Meta-Product % Para-Product H 3 Nitration H 3 F- Acylation N 2 Nitration H 3 Nitration H 3 Sulfonation H 3 F- Acylation Br Nitration Br hlorination

52