ORGANICKÉ SLOUČENINY DUSÍKU

Transkript

1 RGAIKÉ SLUČEIY DUSÍKU LITERATURA: Úvod k biochemii I 2. LF UK, 2005 becná a klinická biochemie pro bakalářské obory studia Petr Štern, UK Karolinum 2005 Lékařská chemie a biochemie - Kolektiv autorů (ěmečková), učebnice pro lékařské fakulty, Avicenum/světa 1991 RZDĚLEÍ: I. AMIY II. ITRSLUČEIY III. ITRSSLUČEIY IV. FUKČÍ DERIVÁTY KYSELI: A) AMIDY B) ITRILY ) DERIVÁTY KYS. UHLIČITÉ V. SUBSTITUČÍ DERIVÁTY KYSELI AMIKYSELIY VI. HETERYKLIKÉ SLUČEIY

2 I. AMIY - náhradou H v molekule H 3 uhlovodíkovým zbytkem (alkylem n. arylem) primární sekundární terciární R H 2 R R H R R R ázvosloví koncovka -amin k názvu alkylu/arylu sekundární/terciární: předpona di- /triodlišné R: názvy jako substituční deriváty aminu H 3 H H 2 H 3 (H 3 ) 2 H 2 H 3 -methylethylamin,-dimethylethylamin H 2 není hlavní skupinou: předpona amino- H kys. p-aminobenzoová H 2 triviální názvy H 2 H 2 H 2 anilin benzidin

3 Příprava alifatické aminy: z alkylhalogenidů a H 3 RH 2, R 2 H, R 3 aromatické aminy: redukcí nitrosloučenin, nitrosolsoučenin Vlastnosti díky volnému elektronovému páru mají zásadité a nukleofilní vlastnosti amin jako zásada H 3 -H 2 + H 2 H 3 H + 3 H - methylamin methylamoniumhydroxid H 3 -H 2 + Hl H 3 H 3 + l - methylamin methylamoniumchlorid amin jako nukleofilní činidlo H 3 -H 2 + H 3 l (H 3 ) 2 H + 2 l - methylamin dimethylamoniumchlorid (H 3 ) H 3 l (H 3 ) 4 + l - trimethylamin tetramethylamoniumchlorid kvarterní amoniová sůl

4 Diazotace = reakce primárních aromatických aminů s dusitany alkalických kovů v přebytku minerální kyseliny diazoniové soli H 2 a 2, Hl + l anilin benzendiazonium chlorid Kopulace = reakce diazoniových solí s aromatickými fenoly nebo aminy azosloučeniny + l H 3 H + 3 H 3 H 3 benzendiazonium chlorid,-dimethylanilin p-dimethylaminoazobenzen + Hl azobarviva významné indikátory (methyloranž, methylčerveň)

5 ALIFATIKÉ AMIY Methylamin, dimethylamin, trimethylamin plyny, nepříjemného zápachu (zkažené ryby), využití v org. syntéze Putrescin (1,4 butandiamin) Kadaverin (1,5 pentandiamin) vznikají rozkladem bílkovin jako produkty dekarboxylace ornithinu a lysinu EDTA (kys. ethylendiaminotetraoctová) chelatotvorné činidlo disodnovápanatá sůl při otravách těžkými kovy HH 2 HH 2 H2 H2 H 2 H H 2 H YKLIKÉ AMIY yklohexylamin k výrobě umělého sladidla cyklamátu H 2

6 ARMATIKÉ AMIY kapaliny nebo pevné látky nepříjemného zápachu ve vodě téměř nerozpustné oproti alifatickým aminům jsou slabými zásadami H 2 skupinu lze alkylovat, acylovat, sulfonylovat většinou jedovaté látky Anilin toxická olejovitá kapalina ve vodě prakticky nerozpustná působením světla žloutne až hnědne k výrobě barviv acylderiváty anilinu analgetika, antipyretika Paracetamol (-acetyl-4-aminofenol) Fenacetin (p-ethoxyacetanilid) Benzidin a 2-naftylamin využití v analytické chemii H 2 karcinogeny 2-naftylamin

7 FYZILGIKY ÚČIÉ AMIY Alkaloidy: efedrin, atropin, mezkalin, kokain, opium, chinin Katecholaminy: produkovány dření nadledvin dopamin noradrenalin adrenalin H H H H H H H 2 H H 2 H H H 3 Kolamin & cholin váží se esterovou vazbou na kys. fosfatidovou fosfolipidy kefaliny z kolaminu lecitiny z cholinu kolamin (aminoethanol) H 2 H 2 H 2 H cholin H 3 H H 2 + H 2 H 3 acetylací vzniká acetylcholin (neurotransmiter nervosvalových synapsí) H 3

8 II. ITRSLUČEIY nitroskupina nitrosloučeniny - primární R H sekundární R 2 H 2 - terciární R 3 2 ázvosloví předpona nitro- k názvu odpovídajícího uhlovodíku Příprava nitrací uhlovodíků případně jejich derivátů působením H 3 H 4 + H H H H 3 H 2 S 4 60 nitrobenzen + H 2

9 ALIFATIKÉ ITRSLUČEIY většinou bezbarvé až slabě nažloutlé kapaliny slabý zápach ARMATIKÉ ITRSLUČEIY žluté kapaliny nebo krystalické látky většinou jedovaté, výjimku tvoří chloramfenikol itrobenzen olejovitá kapalina vonící po hořkých mandlích velmi jedovatý, působí methemoglobinemii dobré rozpouštědlo surovina pro výrobu anilinu TT (2,4,6-trinitrotoluen) 2 H výbušnina 2 Kys. pikrová (2,4,6-trinitrofenol) 2 H 2 - trhavina - k identifikaci org. zásad, ke srážení bílkovin 2

10 III. ITRSSLUČEIY nitrososloučeniny - primární R H 2 R H H - sekundární R 2 H R 2 H - terciární R 3 ázvosloví předpona nitroso- k názvu odpovídajícího uhlovodíku Vlastnosti toxické, karcinogenní, mutagenní

11 IV. FUKČÍ DERIVÁTY KYSELI A) AMIDY -náhradou H skupiny v H skupinami: H 2 R H (-alkylamidy) R 2 (,-dialkylamidy) ázvosloví v názvu acylu příslušné kyseliny nahradíme zakončení yl/oyl zakončením -amid Příprava působením H 3 nebo primárních/sekundárních aminů na karboxylovou kyselinu či její deriváty (halogenidy, estery, anhydridy) R H H 3 R H 4 R H 2 + H 2 zahříváním kys. jantarové nebo glutarové s H 3 nebo primárním aminem vznikají cyklické amidy tzv. imidy H H 2 H 3 H + 2H 2 H 2 H sukcinimid

12 Vlastnosti amidy -kapalné nebo krystalické látky, ve vodě málo rozpustné imidy krystalické látky ve vodě rozpustné Formamid HH 2 Dimethylformamid H(H 3 ) 2 velmi dobrá organická rozpuštědla Salicylamid H 2 H analgetikum antipyretikum ikotinamid (vitamin B 3 ) H 2 složka koenzymů (AD +, ADP + )

13 B) ITRILY ázvosloví R název uhlovodíku + koncovka nitril př. hexannitril H 3 (H 2 ) 4 záměnou koncovky yl/oyl acylu za koncovku onitril př.acetonitril H 3 příslušný radikál + koncovka -kyanid př.benzylkyanid H 2 Příprava alkylací alkalických kyanidů alkyhalogenidy nebo estery minerálních kyselin H 2 l H 2 + a + al Vlastnosti kapalné nebo krystalické látky, často rozpustné ve vodě jedovaté hydrolýza nitrilů vede ke vzniku amidů nebo až karboxylových kyselin H 2 H 2 R R H 2 R H + H 3 Adiponitril (H 2 ) 4 - k výrobě nylonu

14 ) DERIVÁTY KYSELIY UHLIČITÉ H H Kys. karbamová H H H 2 karbamoylfosfát 2 + H 4 + 2ATP 2ADP +P i P H 2 reakce probíhá v matrix jaterních mitochondriích je katalyzována karbamoylfosfátsynthasou 1. reakce močovinového/ornithinového cyklu Močovina H 2 H 2 koncový produkt močovinového/ornithinového cyklu ve formě močoviny se odvádí z těla savců amoniak, který vzniká při přeměně AMK v organismu u ptáků má tuto funkci guanidin H 2 H H 2

15 Kreatinfosfát H P hlavní energetická rezerva ve svalu H H 2 H H 3 kreatin + ATP kreatinfosfát + ADP Kys. barbiturová H 2 2 H 5 + H 2 2 H 5 H H 5 H H H 2 H diethylester kyseliny malonové kys. barbiturová barbituráty hypnotika H R1 H R2

16 V. SUBSTITUČÍ DERIVÁTY KYSELI AMIKYSELIY podle vzdálenosti H 2 skupiny od karboxylu :,, atd..aminokyseliny R H 2 H 2 H H H 2 - aminokyseliny: stavební jednotky bílkovin většinou obsahují alespoň jeden asymetrický uhlík jsou opticky aktivní, v bílkovinách jsou L-aminokyseliny spojováním AMK peptidová vazba (dipeptidy, tripeptidy polypeptidy. bílkoviny) R H H H + H 2 H H R H H H + H 2 R H 2 R H 2 kyselina p-aminobenzoová estery lokální anestetika benzokain R = H 2 H 3 R prokain R = H 2 H 2 ( 2 H 5 ) 2 H 2

17 VI. HETERYKLIKÉ SLUČEIY obsahují ve svých cyklech 1 nebo více heteroatomů (, S, ) názvy většinou triviální Číslování 1) heteroatom má zpravidla číslo 1 2) je-li více heteroatomů číslujeme tak, aby heteroatomy měly co nejnižší čísla a) jsou-li heteroatomy ze stejné skupiny periodické soustavy, je na 1. místě atom prvku s nižším protonovým číslem 1,3-oxathiolan S 3 1 b) jsou-li heteroatomy z různých skupin periodické soustavy, je na 1. místě prvek z vyšší skupiny thiazol 3 S 1

18 PYRRL H kapalina chloroformového zápachu, na vzduchu hnědne porfyrin = cyklický tetrapyrrol 4 pyrrolová jádra spojená do cyklu methinovými můstky H vodíkové atomy pyrrolu jsou substituovány prekurzor hemu protoporfyrin IX - hem obsahuje navíc koordinačně vázané Fe 2+ M V V H H M M = H 3 V = H H 2 P = H 2 H 2 -H M P M P protoporfyrin IX Porfyriny: hemoglobin, myoglobin, cytochromy.obsahují hem chlorofyl protoporfyrin IX + Mg 2+ vitamin B 12 korinová struktura podobná porfyrinům, iont kobaltu Linární tetrapyrroly: žlučová barviva (bilirubin, biliverdin, urobilin,sterkobilin)

19 Imidazol H Pyridin součástí AMK histidinu součástí nikotinamidu, vit. B 6 Pyrimidin 3 součástí pyrimidinových bází (stavební složky nukleotidů) 1 cytosin uracil thymin H H H 2 H 3 H H H Purin 7 9 H 3 1 součástí purinových bází K: adenin H 2 guanin H H H H 2 další deriváty purinu: hypoxanthin, xanthin, kys. močová xanthin H alkaloidy kofein, theobromin, theofyllin (der. xanthinu) H H

20 Thiazol S součástí léčiv (penicilinu), vit B1 Pyrrolidin H - tvoří strukturu prolinu a hydroxyprolinu Indol H - základem řady alkaloidů, tryprofanu