Deriváty uhlovodíků. Alkoholy, aldehydy, ketony. Fenoly, chinony. Karboxylové kyseliny. Sloučeniny se sírou v molekule. Aminy a dusíkaté deriváty

Transkript

1 Alkoholy, aldehydy, ketony Fenoly, chinony Karboxylové kyseliny Sloučeniny se sírou v molekule Aminy a dusíkaté deriváty Heterocykly 2

2 Alkoholy základní skupina organických látek primární alkoholy -CH 2 OH podléhají oxidaci na aldehydy a karboxylové kyseliny sekundární alkoholy -CH(OH)- funkční skupina uvnitř řetězce uhlovodíků oxidují na ketony terciární alkoholy =C(OH)- funkční skupina v místě větvení uhlíkatého řetězce methanol CH 3 OH (methylalkohol, dřevný líh ) ethanol CH 3 CH 2 OH (ethylalkohol, alkohol ) propanol CH 3 CH 2 CH 2 OH (propylalkohol) isopropanol CH 3 CH(OH)CH 3 (isopropylalkohol, propan-2-ol) vyšší alkoholy cetylalkohol C 16 H 33 OH, cerylalkoholc 26 H 53 OH, myricylalkoholc 31 H 63 OH mají nerozvětvený řetězec, estery s MK jsou základem vosků 3

3 Vícesytné alkoholy mají několik sousedních alkoholových skupin ethylenglykol bezbarvá sladká kapalina mísitelná s vodou tuhne při nízkých teplotách chladicí směs do motorů nebezpečný při požití nahrazuje se 1,2-propandiolem jako vedlejší produkt kvašení je v malém množství součástí alkohol. nápojů glycerol (propan-1,2,3-triol) hustá hygroskopická kapalina sladké chuti součást kosmetických přípravků, brání vysychání pokožky a sliznic glycerintrinitrát terapie angina pectoris součást tuků, možno přeskupit na glukosu ribitol pětisytný alkohol; součást vitaminu riboflavinu a koenzymů FMN a FAD myoinositol šestisytný alkohol; součást inositolfosfatidů; nitrobuněčný regulátor P-ester 4

4 Aldehydy vznikají oxidací primárních alkoholů; mají silné redukční vlastnosti methanal HCHO (formaldehyd, aldehyd kyseliny mravenčí) nepříjemně čpící plyn s desinfekčními účinky fenolformaldehydové pryskyřice 40% roztok formalin; zředěný ke konzervaci tkání a biologických preparátů velmi zředěné roztoky v přípravcích proti pocení, blokuje bílkoviny potní žlázy ethanal CH 3 CHO (acetaldehyd, aldehyd kyseliny octové) ostře čpící kapalina silně dráždící pokožku a sliznice snadno polymeruje na suchý líh, který hořením uvolňuje část acetaldehydu akrolein CH 2 =CH CHO (akrylaldehyd, prop-2-enal) nejjednodušší nenasycený aldehyd vzniká při vysoké teplotě z přepálených tuků; malý podíl je ve všech smažených a fritovaných pokrmech dráždí trávicí trakt; může způsobovat žlučníkové obtíže a střevní choroby prudce dráždí plíce a způsobuje slzení; na kůži způsobuje těžké poleptání použit jako chemická zbraň během 1. světové války 5

5 Ketony vznikají oxidací sekundárních alkoholů; dále se již neoxidují aceton CH 3 CO CH 3 (dimethylketon, propanon) kapalina s charakteristickým pachem požíván jako výborné organické rozpouštědlo v malém množství vznikají v lidském těle tvorba se značně zvyšuje při cukrovce a hladovění ketonové látky látky vznikající ve zvýšené míře při poruchách metabolismu sacharidů počítá se k nim aceton, acetooctová a β-hydroxymáselná kyselina 6

6 Fenoly sloučeniny s hydroxylovou skupinou v aromatickém jádru krystalické látky špatně rozpustné ve vodě podle počtu hydroxylových skupin se rozlišují jednosytné a vícesytné fenoly fenol C 6 H 5 OH účinný protoplazmatický jed ničící tkáně a způsobující těžké popáleniny významná látka ve vývoji chirurgie (1865 Lister) dvojsytné fenoly bílé krystalické látky se silnou redukční schopností; použití jako vývojky pyrokatechol, resorcinol, hydrochinon Kresoly (o-, m-, p-kresol) podobné vlastnosti jako fenoly; větší desinfekční účinky ve směsi s mazlavým mýdlem pro úklid nemocničních prostor Chinony (o-, p-benzochinon, chinhydron) barevné nenasycené konjugované ketony; nemají aromatický charakter v roztoku se velmi snadno reverzibilně redukují; využití v metabolismu 7

7 Karboxylové kyseliny vznikají oxidací aldehydů; jedná se o slabé kyseliny; mají často triviální názvy ε δ γ β α CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH kyselina mravenčí HCOOH rozšířena v přírodě; pro člověka toxická hlavní toxický produkt oxidace při otravách methanolem v metabolismu aktivovaná kys. mravenčí jako tzv. C 1 fragment kyselina octová CH 3 COOH běžná v přírodě i v organismu; univerzální metabolit vinný ocet vzniká octovým kvašením její estery mají příjemnou chuť kyselina propionová CH 3 CH 2 COOH (k. propanová) bezbarvá kapalina s dráždivým zápachem její estery mají ovocnou vůni 8

8 Karboxylové kyseliny kyselina máselná CH 3 CH 2 CH 2 COOH (k. butanová), kys. isomáselná (CH 3 ) 2 CHCOOH jejich estery dávají aroma čerstvému máslu; při jeho bakteriálním rozkladu (žluknutí) se uvolňují volné kyseliny a způsobují nepříjemný zápach vznikají při rozkladu potu a kožního mazu kyselina valerová CH 3 (CH 2 ) 3 COOH, kys. isovalerová (CH 3 ) 2 CHCH 2 COOH obsažena v kozlíku lékařském (valeriánské kapky, baldrián) uklidňující účinek kyselina palmitová CH 3 (CH 2 ) 14 COOH, kys. stearová CH 3 (CH 2 ) 16 COOH běžné vyšší mastné kyseliny jsou součástí tuků a lipidů; základ biologických membrán kyselina mléčná CH 3 CHOHCOOH běžný metabolit; vzniká více při svalové práci a sníženém přívodu kyslíku vzniká také mléčným kvašením kyselina pyrohroznovách 3 COCOOH metabolit hlavní dráhy metabolismu sacharidů 9

9 Kyseliny s větším počtem karboxylových skupin dikarboxylové kyseliny kyselina jantarová HOOC CH 2 CH 2 COOH (sukcinát) kyselina fumarová HOOC CH=CH COOH (fumarát) kyselina jablečná HOOC CH 2 CH(OH) COOH(malát) kyselina oxaloctová HOOC CH 2 (C=O) COOH(oxaloacetát) kyselina α-oxoglutarová HOOC CH 2 CH 2 (C=O) COOH (α-ketoglutarát) kyselina vinná HOOC CH(OH) CH(OH) COOH (vínan) kyselina šťavelová HOOC COOH (oxalát, šťavelan) kyselina malonová HOOC CH 2 COOH (malonát) HMG (kyselina β-hydroxy-β-methylglutarová) trikarboxylové kyseliny kyselina citronová kyselina cis-akonitová kyselina isocitronová komplexony org. sloučeniny s větším počtem karboxylů terapie otrav těžkými kovy; v laboratoři pro stanovení iontů (EDTA) 10

10 Aromatické kyseliny odvozené od aromatických uhlovodíků; názvy většinou triviální kyselina benzoová konzervační schopnosti, může působit alergické potíže kyselina p-aminobenzoová využití v sulfonamidové terapii bakteriálních infekcí kyselina gallová součást tříslovin v rostlinách, působí protiprůjmově kyselina salicylová v potravinářském průmyslu kyselina acetylsalicylová antipyretický a analgetický účinek kyselina sulfosalicylová činidlo pro důkaz bílkovin v moči kyselina p-aminosalicylová lék proti tuberkulóze fenylalanin a tyrosin aromatické aminokyseliny, prekursory katecholaminů kyselina fenylpyrohroznováa fenyloctová vznikají při poruše metabolismu fenylalaninu, intoxikují CNS a způsobují mentální retardaci kyselina ftalová a tereftalová používány při výrobě plastů (např. tesil), také pro výrobu barviv; dimethylftalát je součástí repelentních krémů 11

11 Izomerie stav, kdy sloučeniny se stejným sumárním vzorcem mají jiné strukturní uspořádání atomů v molekule; tyto sloučeniny se nazývají izomery Konstituční (strukturní) izomerie izomery mají stejný sumární vzorec, ale jiné vnitřní uspořádání řetězcová- liší se uspořádání uhlovodíkového řetězce (délka, větvení) polohová- liší se umístění násobné vazby nebo substituentu but-1-en but-2-en propan-1-ol propan-2-ol 12

12 Izomerie stav, kdy sloučeniny se stejným sumárním vzorcem mají jiné strukturní uspořádání atomů v molekule; tyto sloučeniny se nazývají izomery Konstituční (strukturní) izomerie izomery mají stejný sumární vzorec, ale jiné vnitřní uspořádání skupinová liší se typem funkční skupiny tautomerie liší se pouze polohou jedné násobné vazby a jednoho atomu vodíku 13

13 Izomerie stav, kdy sloučeniny se stejným sumárním vzorcem mají jiné strukturní uspořádání atomů v molekule; tyto sloučeniny se nazývají izomery Stereoizomerie všechny atomy v molekule jsou vázány stejným způsobem, ale jejich prostorová geometrie je rozdílná optická izomery jsou zrcadlově symetrické; souvisí s optickou aktivitou 14

14 Izomerie stav, kdy sloučeniny se stejným sumárním vzorcem mají jiné strukturní uspořádání atomů v molekule; tyto sloučeniny se nazývají izomery Stereoizomerie všechny atomy v molekule jsou vázány stejným způsobem, ale jejich prostorová geometrie je rozdílná geometrická není umožněna volná otáčivost kvůli násobné vazbě nebo (cis / trans) cyklickému uspořádání konformační- mohou mezi sebou přecházet pouhou rotací kolem vazby 15

15 Významné reakce funkčních skupin Alkoholy primární alkohol oxidace -> aldehyd oxidace -> karboxylová kyselina sekundární alkohol oxidace -> keton alkohol + karboxylová kyselina ester alkohol + alkohol ether alkohol + aldehyd poloacetál alkohol + Me + alkoholát karboxylová kyselina + Me + sůl karboxylová kyselina + amin amid karboxylová kyselina + karboxylová kyselina anhydrid (makroergní sloučeniny) oxidační dekarboxylace kyselina pyrohroznová + O 2 kyselina octová + CO 2 transaminace výměna aminoskupiny s oxoskupinou 16