KEMIJA PRIRODNIH ORGANSKIH SPOJEVA

Παρουσίαση με θέμα: "KEMIJA PRIRODNIH ORGANSKIH SPOJEVA"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 KEMIJA PRIRODNIH ORGANSKIH SPOJEVA

2 LIPIDI

3 LIPIDI – jedina skupina organskih spojeva čiji identitet
LIPIDI – jedina skupina organskih spojeva čiji identitet je definiran na osnovi fizičkog svojstva, a ne na osnovi prisutnosti neke funkcionalne skupine LIPIDI su biomolekule koje su topljive u organskim otapalima.

4 triacilgliceridi (masti i ulja)
LIPIDI koji hidroliziraju koji ne hidroliziraju triacilgliceridi (masti i ulja) voskovi steroidi vitamini topljivi u masti fosfolipidi terpeni ikozanoidi

5 MASTI I ULJA (TRIACILGLICERIDI)

6 − masti i ulja − esteri glicerola i viših masnih kiselina
→ trigliceridi = triacilgliceridi iste ili različite R’, R’’, R’’’ zasićene ili nezasićene

7 – triacilgliceridi – hidrolizom se razlažu na glicerol i više masne kiseline:

8 → najčešće više masne kiseline:

9 Zašto su masti krute, a ulja tekuća?
Modeli molekula masti ulja → uslijed dvostruke veze C=C, molekule nezasićenih triacilglicerida (ulja) su manje kompaktne → slabije međumolekulske interakcije

10 − što je veći udjel nezasićenih viših masnih kiselina → mast je mekša
→ ulja − sadrže nezasićene masne kiseline − margarin − hidrogenirana biljna ulja:

11

12 Intermezzo o sapunima i deterdžentima
→ natrijeve i kalijeve soli viših masnih kiselina − priređivanje − bazičnom hidrolizom masti Razmislite: − Zašto sapuni djeluju bazično? − Zašto se u tvrdim vodama sapuni više troše? − Što se događa sa sapunima ako je voda (blago) kisela?

13 → djelovanje sapuna i deterdženata:
amfipatska molekula tkanina mast molekule sapuna ili deterdženta hidrofilna glava hidrofobni rep

14

15 → Što su deterdženti? – molekula tipičnog sintetičkog deterdženta:

16 FOSFOLIPIDI

17 FOSFOLIPIDI fosfoacilgliceridi sfingomijelini
→ u membranama biljaka i životinja

18 → fosfoacilgliceridi:
→ s obzirom na prirodu skupine R’’ – različite skupine fosfoacilglicerida

19 skupina fosfoacilglicerida fosfatidiletanolamini
kolin fosfatidilkolini (lecitini) etanolamin fosfatidiletanolamini (cefalini) serin fosfatidilserini mioinozitol fosfatidilinozitoli glicerol fosfatidilgliceroli fosfatidilglicerol kardiolipini

20

21

22 → sfingomijelini:

23 VOSKOVI

24 V O S K O V I LIPIDNI PARAFINSKI
− lipidni voskovi − esteri karboksilnih kiselina dugog lanca i dugolančanih alkohola

25 Primjeri: CH3(CH2)14COOCH2(CH2)28CH3 − miristoil-palmitat (iz pčelinjeg voska) CH3(CH2)24COOCH2(CH2)28CH3 − miristoil-cerotat (iz carnauba voska)

26 VITAMINI TOPLJIVI U MASTIMA

27 → vitamini topljivi u mastima:

28 STEROIDI

29 STEROIDI → tetraciklički lipidi − steroidni skelet:

30 − prikazi strukture kolesterola:

31

32

33 TERPENI

34 − esencijalna ulja − mirisna
TERPENI − esencijalna ulja − mirisna − sastoje se od osnovne jedinice od 5 atoma C, tzv. izoprenska jedinica (izoprensko pravilo) MONOTERPENI − C10 − 2 izoprenske jedinice SESKVITERPENI − C15 − 3 izoprenske jedinice DITERPENI − C20 − 4 izoprenske jedinice TRITERPENI − C30 − 6 izoprenskih jedinica TETRATERPENI − C40 − 8 izoprenskih jedinica

35

36

37 IKOZANOIDI

38 IKOZANOIDI − imaju 20 atoma ugljika − derivati arašidonske kiseline

39 UGLJIKOHIDRATI

40 − ugljikohidrati − sveprisutni u prirodi − u svim dijelovima stanice → kao strukturni i funkcionalni element − opća formula Cm(H2O)n − tipični ugljikohidrati monosaharidi (3-9 C-atoma) oligosaharidi (2-9 monosaharidnih jedinica) polisaharidi

41 MONOSAHARIDI − monosaharidi → tzv. jednostavni šećeri − polihidroksi aldehidi ili polihidroksi ketoni − opća formula: CnH2nOn ( Cn(H2O)n), pri čemu je n  3 − u prirodi najčešći i najvažniji − imaju 6 ugljikovih atoma u molekuli

42

43 – D-aldoze:

44 – D-ketoze:

45 − izvođenje relativne, D, konfiguracije monosaharida:
→ D-gliceraldehid – modelni spoj → serijom stereospecifičnih kem. reakcija; od ishodišnog, modelnog spoja do željenog produkta

46 CIKLIČKE STRUKTURE MONOSAHARIDA

47 OLIGOSAHARIDI I POLISAHARIDI
− najčešći oligosaharidi → DISAHARIDI → najčešće sastavljeni od 2 heksozne jedinice (molekulska formula: C12H22O11) − polisaharidi − izgrađeni od velikog broja mohosaharidnih jedinica − najvažniji polisaharidi − građeni od heksoznih jedinica  monosaharidne jedinice – povezuju se glukozidnim vezama

48 − glikozidi − spojevi nastali reakcijom šećera i nekog spoja sa skupinom −OH → glikozidna veza − ako je šećerni dio izveden iz glukoze → glukozidi ispod ravnine: α-glikozidna veza iznad ravnine: β-glikozidna veza

49 – saharoza:

50 – maltoza: α-(1,4)-glikozidna veza + H2O
α-D-glukoza β-D-glukoza maltoza α-(1,4)-glikozidna veza

51 – laktoza: α-D-galaktoza β-D-glukoza laktoza β-(1,4)-glikozidna veza

52 − POLISAHARIDI → − sastavljeni od većeg broja monosaharidnih jedinica − monosaharidne jedinice − povezane glikozidnim vezama − biljnog porijekla: − amiloza − amilopektin − celuloza − životinjskog porijekla: − glikogen izgrađuju škrob; amiloza 25 %, amilopektin 75 %

53 – amiloza: – 100-1400 D-glukoznih monomernih jedinica
– α-(1,4)-glikozidne veze – lančasta (nerazgranata) makromolekula – vodikove veze  spiralni oblik (6 monomernih jedinica po namotaju) α-(1,4)-glikozidna veza

54 – amilopektin: – razgranata polimerna molekula sastavljena od
D-glukoznih monomernih jedinica; nekoliko stotina kratkih lanaca, glukoznih jedinica u lancu – α-(1,4)-glikozidne veze (u lancima) i α-(1,6)-glikozidne veze (na mjestima grananja) α-(1,4) α-(1,6)

55 – celuloza: – polimer D-glukoze, odnosno disaharida celobioze
– nerazgranata polimerna molekula bruto-formule  (C6H10O5)n, gdje je n-stupanj polimerizacije (npr. za pamuk n  7000 ili za jelovo drvo n  2500) – netopljiva u vodi – α-(1,4) i β-(1,4)-glikozidne veze α-(1,4) β-(1,4) → celobiozna jedinica

56 – glikogen: – razgranata polimerna molekula sastavljena od
D-glukoznih monomernih jedinica, slična amilopektinu – α-(1,4)-glikozidne veze (u lancima) i α-(1,6)-glikozidne veze (na mjestima grananja, cca 10 % monomernih jedinica se povezuje α-(1,6)- glikozidnim vezama ) – veći broj manjih lanaca (za razliku od amilopektina) α-(1,4) α-(1,6)

57 –hitin: – visokopolimerni polisaharid, sadrži aminsku skupinu
– izgrađuje stanične stjenke gljiva i lišajeva, vanjski kostur člankonožaca

58 AMINOKISELINE, PEPTIDI, PROTEINI

59 − aminokiseline − spojevi koji u molekuli sadrže karboksilnu skupinu i aminsku skupinu − u prirodi − > 100 prirodnih aminokiselina, 20 aminokiselina − vitalnu ulogu u većini organizama 10 esencijalnih ili bitnih aminokiselina → ljudski organizam ih ne može sintetizirati pa ih treba unositi hranom

60 R-skupina = bočni ogranak
nepolarni polarni ionski

61 (nastavlja se)

62

63 PEPTIDI I PROTEINI → peptidi − do 50 aminokiselina u lancu → proteini → aminokiseline u polipeptidnom lancu − povezane peptidnim (amidnim) vezama jednostavni konjugirani

64 – shema stvaranja peptidne veze:

65 → struktura proteina – definirana na 4 razine: 1
→ struktura proteina – definirana na 4 razine: 1. primarna struktura proteina 2. sekundarna “ “ 3. tercijarna “ “ 4. kvaternarna “ “

66 – primarna struktura proteina – određena slijedom aminokiselina u polipeptidnom lancu

67 – sekundarna struktura proteina – određena vodikovim vezama između aminokiselinskih jedinica istog polipeptidnog lanca →  - uzvojnica →  - nabrani list

68 →  - uzvojnica: (a) (b) (c) (a) – prikaz okosnice -uzvojnice
(b) – prikaz strukture segmenta -uzvojnice (c) – pogled odozgo na -uzvojnicu

69 →  - nabrana ploča (nabrani list):
→ polipeptidni lanci – gotovo potpuno rastegnuti – međusobno povezani vodikovim vezama (prikazano crvenim točkicama)

70 – tercijarna struktura proteina – određena interakcijama između
– tercijarna struktura proteina – određena interakcijama između bočnih ogranaka

71 → tercijarna struktura mioglobina:

72 – kvaterna (kvaternarna) struktura proteina –
– određena prostornim rasporedom svih podjedinica jednog proteina – podjedinice mogu biti jednake (jednostavna kvaterna struktura) ili različite (kompleksna kvaterna struktura) – najčešće – podjedinice funkcionalnog proteina povezuju se nekovalentnim interakcijama

73 – kvaterna struktura hemoglobina:
α - podjedinica β - podjedinica Hem → hemoglobin – tetramer sastavljen od četiriju podjedinica (α2β2)

74 NUKLEINSKE KISELINE

75 − nukleinske kiseline − prenosioci nasljednih osobina
→ slijed aminokiselina u biosintezi proteina određen je slijedom nukleotida u polimeru nukleinske kiseline − 3 karakteristične komponente polinukleotidnog lanca: 1.) heterocikličke baze (purinske, pirimidinske) 2.) pentoze (D-riboza, 2-deoksi-D-riboza) 3.) fosfatni ion

76 Fosfat Šećeri Dušične baze Purini Pirimidini Riboza Deoksiriboza
Adenin Guanin Citozin Timin Uracil

77 NUKLEOTIDI NUKLEOZIDI

78 Ribonukleinska kiselina Deoksiribonukleinska kiselina
RNA Deoksiribonukleinska kiselina adenin citozin guanin uracil timin

79 − DNA − dvostruka uzvojnica − 2 komplementarna lanca
− komplementarni parovi baza: A=T, C≡G 0,34 nm (između dva para) 3,4 nm (jedan navoj)

80 − RNA − jednolančana − D-riboza − baze: A, U, C, G

81 OSTALI PRIRODNI SPOJEVI

82 ALKALOIDI − najbrojnija grupa prirodnih spojeva − sadrže heterociklički prsten s dušikom (→ bazičan karakter) − izazivaju različite fiziološke efekte

83

84

85 → antimalarici – sadrže kinolinski prsten

86 → dobivaju se iz opijuma
– opijum je suhi ostatak soka dobivenog od nezrelih glavica maka (Papaver somniferum)

87