CHEMIE 3. ROČNÍK. Kompletní k Chemie 3. Ročník

Transkript

1 CHEMIE 3. ROČNÍK Padja Kmpletní k Chemie 3. Rčník Substituce elektrfilní na již substituvaném benzenu - Pkračvání z minuléh rku - B) substituenty 2. Řádu >>> Substituent bsahuje částečný kladný nábj >> způsbuje psun elektrnů p Pí vazbách směrem k substituentu, dchází ke snížení hustty elektrnů na jádře, slučenina je méně reaktivní K relativnímu zvýšení hustty elektrnů djde v plhách meta A: -NO 2 (nitr) na kylíku je delta mínus a na Dusíku je delta plus, dusík získá elektrny z jádra -COOH, -COH Příklady: Nitrace nitrbenzenu (druhý řád): Mál pravděpdbné, že by si vybral rt, neb para, nejvýhdnější meta >>>> Nitrace tluenu (první řád) +HNO 3 (splu s H 2 SO 4 )>> +HNO 3 (splu s H 2 SO 4 )>> Celkvě bude elektrnů víc, jsu tu 2 rvncenné varianty buď rt, neb para Rvnice: Vzniknu 2: O-, P-nitrtluen Plha meta vznikne puze s pravděpdbnstí 4% Šipky = kde bude víc elektrnů Seřaďte sestupně uvedené slučeniny kde reaktivity Substituce elektrfilní N je mínus a šipka je d středu

2 Šipka ven, na kyslík, který je Sigma plus Nejreaktivnější je slučenina čísl 2, prtže je tam největší hustta elektrnů I. řád: -OH, -OR, -SH, -SR 2 vlné páry -NH 3, -NH 2 R, -NHR 2, -NR3 1 vlný Halgeny (Cl-3 vlné páry), alkyly (methyl, prpyl) II. řád: -NO 2, -COOH, -COOR, -CONH 2, -CN, -SO 3 H Mnhem méně elektr-negativnější >> méně reaktivní Plán učiva: - Efekty na vazbách - Deriváty uhlvdíků Halgen deriváty Dusíkaté deriváty (nitr a amin slučeniny) Kyslíkaté deriváty (alkhly, fenly, aldehydy, ketny, karbxylvé kyseliny) - Hetercykly - Syntetické makrmlekulární látky - Lipidy - Sacharidy - Bílkviny - Nuklevé kyseliny Efekty na vazbách - Psun elektrnů p sigma, neb Pí vazbě způsbený přítmnstí substituentů - A) Indukční efekt: značí se velké I Psun elektrnů p Sigma vazbě Je způsben plární vazbu (0,4-1,7 ne C a H), která se nachází v řetězci A je prvek, který má vyšší elektrnegativitu než vdík přitahuje elektrny více než vdík Elektrny se psuvají p 4 vazbách směrem k substituentu Na vzdálenějších vazbách efekt zaniká Mínus í I: elektrny se psuvají z řetězce pryč A: halgeny, -OH, NH 2, NO 2 B: má nižší elektrnegativitu než vdík přitahuje elektrny méně než vdík Elektrny se psunují směrem d substituentu Plus í +I efekt B: Kvy, uhlvdíkvé zbytky

3 Př: Určete, jakými efekty půsbí v mlekule jedntlivé skupiny Př.: Indukční efekt vlivňuje chemické vlastnsti slučenin Kyselst a zásaditst (kyselst = schpnst štěpit prtn, zásaditst = schpnst přijmut prtn) Prvnejte kyselst uvedené dvjice slučenin Prvnání kyselsti Uhlvdíkvý efekt má + Í efekt C 2 H 5 má větší plus í efekt >> kyslík si méně přitahuje elektrny d vdíku >> vdík se hůře štěpí B) C) Chlr půsbí mínus í efektem, kyslík si váce přitahuje elektrny d vdíku Chlr půsbí mínus í efektem, u první slučeniny je chlr ve větší vzdálensti d COOH, indukční efekt je slabší Prvnání zásaditsti Dusík s vlným elektrnvým párem je schpný navázat prtn Prtn se snadněji váže na dusík s vyšší husttu elektrnů naprav

4 C 3 H 7 má vyšší kladný indukční efekt - B) Mezmerní efekt Značí se M Psun elektrnu p Pí vazbě (p dvjné a p trjné) Je způsben substituentem, který má nedstatek/nadbytek elektrnů a je v knjugaci s násbnu vazbu (bjedn) C=C-A +/- kladný mezmerní efekt M+ substituent má vlný elektrnvý pár, který se zapjí d knjugace násbných vazeb Substituent A je dnr elektrnů (zvyšuje husttu elektrnů v řetězci) Mžnsti: Kladný: -NH 2 amin, -OH, -Cl, -Br (Halgeny), -R (uhlvdíkvý zbytek) Záprný mezefekt M- Substituent má částečně kladný nábj, dčerpává elektrny z řetězce Akceptr elektrnů Mžnsti: Deriváty uhlvdíků - Odvzeny z uhlvdíků náhradu jednh, neb více vdíků charakteristicku skupinu Uhlík, Vdík, kyslík, dusík, halgeny, síra a fsfr Přehled derivátů Derivát Charakteristická Obecný Názvslví pririta Skupina vzrec Kncvka Předpna halgenderivát -X R-X CH 3 -Cl Chlrmethan 1. F,Cl,Br,I methylchlryd Nitrderiváty -NO 2 R-NO CH 3 -NO 2 2. nitrmetan Aminslučeniny -NH 2 R-NH 2 CH 3 -NH 2 aminmethan 3 (aminy) methylamin Alkhly a fenly -OH R-OH Metanl methylalkhl OH-COOH Hyrdxymravenčí kyselina 4

5 Ethery -O- R 1 -O-R 2 CH 3 -O-CH 3 dimethylether Aldehydy R-COH CH 3 -COH ethanal Oxprpanvá kyselina 6 Ketny Dimethylketn Prpann Oxprpanvá kyselina 7 Karbxylvé kyseliny R-COOH CH 3 -COOH Etahnvá kyselina Názvslví derivátů - Kncvku lze vyjádřit puze jednu charakteristicku skupinu (s nejvyšší priritu) statní skupiny musejí být vyjádřeny předpnu Číslvání řetězce není knstantní - Halgenderiváty Vzniknu z uhlvdíků náhradu vdíků za halgen =R-X (uhl zbytek) Názvslví Triviální Halgen + uhlvdík (př. chlrmethan) Uhl. Zbytek + halgenid Při číslvání mají přednst násbné vazby před halgenem Prcvičvání CH 3 Br brm methan CH (methylbrmid) 2 Cl 2 - dichlrmethan CHCl 3 trichlrmethan (Chlrfrm) CHCI 3 - jdfrm CHBr 3 - brmfrm CF 2 =CH 2 1,1 diflurethen CF 2 =CF 2 tetraflurethen (chlrpren) benzyl chlrid 2chlr- buta- 1,3- dien - 3chlr5flur benzen CHF 2 =CH 2 F 1,1,2-trichlrmethan 4chlr but1en para brmchlr benzen (neb 1 brm,4 chlr benzen) - meta chlr methyl benzen (neb metachlrtluen) - m-chlrtluen dekachlr difenyl

6 Vlastnsti halgenderivátů - Skupenství: plynné, kapalné, pevné v závislsti na M r - Jsu t látky čast txické, většinu karcingenní, rzpuštědla - Plární vazba uhlík halgen (C-X) C-F>C-Cl>C-Br>C-I - Efekty halgenů Záprný indukční efekt I (elektrnegativita); +M (mezmerní 3 vlné e páry) - Reakce heterlytické štěpení C detla+ nuklefyl C delta- elektrfyl 1. Substituce Nuklefylní: chlr je vystrčen, OH h nahradí Nuklefyl (záprný) se váže na kladný uhlík 2. Eliminace: Nuklefyl se váže na kladný vdík Eliminace versus substituce Záleží na typu halgen derivátů, na typu činidla a na tepltě Při eliminaci platí Zajecvv pravidl Pravidl, kterým se řídí eliminace dvjná vazba se vytváří mezi těmi uhlíky, které jsu nejvíce rzvětvené (je na nich navázán největší pčet uhlíků a minimální pčet vdíků)

7 snaží se dsáhnut tht tvaru - Příprava a výrba halgenderivátů Z alkanů substitucí radikálvu Př: Odbíhá ve 3 fázích: Iniciace, prpagace, terminace Reakci spuští UV záření Z alkenů a alkynů Adice elektrfilní Prbíhá ve 2 fázích pí kmplex a karbkatint Řídí se markvnikvým pravidlem Z arenů Substituce elektrfilní a Pí kmplex a sigma kmplex Pmcí katalyzátrů AlCL3 BrCL3 - Přehled halgen derivátů CH 2 =CHCl chlrethen; vinylchlrid; ethenylchlrid Plynná látka, jejíž plymerací vzniká PVC n CH 2 =CHCl>>-[-CH 2 -CHCl-]- n měkčené PVC nvplast neměkčené Nvdur spalváním PVC vznikají nebezpečné látky dixiny CF 2 =CF 2 tetraflurethen Plymerací se vyrábí tefln CF 2 =CF 2 >>-[- CF 2 -CF 2 -]- Látka vysce dlná vůči chemikáliím a teplt Objeven v rce 1936 Freny = halgenderiváty bsahující flur a chlr Rzkládají zón ničí znvu vrstvu Cl+O 3 >>ClO+O 2 DDT DychlrDifenilTrichlrethan Látka patřící mezi insekticidy

8 Pužívala se dřív při bji s malárií, akrát je txická, asi karcingenní, špatně se rzkládá a kumuluje se >> pužívala se d rku 1939, u nás byla zakázána 1974 Dixiny neb Na šipkách se může navázat 1-4 chlry 210 slučenin Vlastnsti: karcingenní, mutagenní, txické Kumulují se, šíří se ptravním řetězcem, špatně se rzkládají Nikdy nebyly záměrně vyráběny nežáducí prdukt při spalvání rganických slučenin Spalvání prbíhá ve 2 fázích v první fázi se ničí dpad a v druhé fázi se ničí prdukty, které se vytvří za vyské teplty a dluhé dby PCB Plychlrvané bifenyly 208 kmbinací maximálně 4 chlry D barev, d tisku, d všeh Nerzpuští se ve vdě, šíří se ptravinvým řetězcem Nebezpečné vlastnsti: karcingení, mutagení, snížení imunity Byly záměrně vyráběny až d rku 1984, pužívali se jak přísady d barev, laků, nátěrů Nitrslučeniny - Vzniknu z uhlvdíků náhradu vdíků skupinu NO 2 - Patří mezi dusíkaté deriváty, bsahují vazbu C-N - Názvslví Triviální Nitr+uhlvdík Při číslvání řetězce mají přednst násbné vazby před skupinu NO 2 C 2 H 5 -NO 2 nitrethan 2-nitr-butan 4nitr-penta-1,3-dien - nitrbenzen 2-nitrnaftalen 1-nitrnaftalen všechn psunutý 1 dlu

9 -?? -2methyl-1,3,5-trininitrbenzen 2,4,6trinitrtluen TNT tritl -nitrfenl m-nitr-anilin - nitr-cykl-butan - Vlastnsti: Látky kapalné a pevné Čast výbušné a jedvaté Mandlvá vůně NO 2 půsbí záprným indukčním a záprným mezmerním efektem Jsu mál reaktivní jednu významnu reakcí je redukce Průběh reakce závisí na PH >> prduktem jsu buď aminslučeniny (v kyselém prstředí) neb hydrazslučeniny (zásadité) nitrbenzen na anilin (fenylanin) nitrbenzen na hydrazbenzen Při redukci dchází k dštěpení kyslíků a k připjení vdíků - Přehled nitrslučenin Nitrbenzen jedvatá, hřlavá kapalina Pužívá se pr výrbu dalších dusíkatých derivátů anilinu, hydrazslučenin, azbarviv TNF trinitrfenl, TNT, (nitrglycerin název nedpvídá struktuře, nepatří mezi nitrslučeniny C-O-NO 2 - glycerltrinitrát) Pevné látky, které se pužívají k výrbě výbušnin Aminslučeniny - Vzniknu z uhlvdíků náhradu vdíku skupinu NH 2 (neb NHR; -NR 2 ) - Vzniknu z amniaku nahrazením jednh až tří vdíků uhlvdíkvým zbytkem - Organické deriváty amniaku

10 - Rzdělení: Dle pčtu R: Primární: R-NH 2 Sekundární Terciární Dle typu R Zbytek d arenů = aryl Zbytek d nearmatických (všechn statní) alkyly - Názvslví: Triviální Uhlvdíkvý zbytek + amin (neb azan) Amin + název slučeniny Přítmna skupina, která má vyšší priritu fenylamin = anilin CH 3 -NH 2 methylamin + ethyldimethylamin cyklprpyl(methyl)amin prpanvá kyselina + aminslučenina> 3-aminprpanvá kyselina benzidin ethyl(fenyl)amin N-ethylanilin buthyl(ethyl)methylamin - Vlastnsti aminslučenin: Skupenství Plyn, kapalina, pevná látka v závislsti na M r Rzpustné ve vdě bsahují plární vazby Některé jsu karcingenní, jedvaté Obsaženy v živých rganismech ve frmě aminkyselin v bílkvinách, v nuklevých kyselinách (báze nuklevých kyselin), jak hrmny, antibitika Kkain, niktin Mezi mlekulami půsbí vdíkvé můstky

11 Efekty: indukční záprný, mezmerní kladný Vlný elektrnvý pár na dusíku způsbuje: Zásaditst Schpnst přijmut prtn na vlný elektrnvý pár dusíku Prvnejte zásaditst: A zbytek půsbí kladným indukčním efektem Nuklefylita Schpnst vlnéh elektrnvéh páru na dusíku navázat kladně nabitu částici elektrfyl Př: - Reakce aminspučenin Substituce elektrfilní Prbíhá u armatických slučenin, např Anilin Reakce prbíhá snadn, NH2 pskytuje e- jádra, půsbí M+ efektem Nahradí se vdík Ort neb Para Př: nitrace anilinu: Název bje Nitranilin jedn je rt, druhé je para Reakce s anrganickými kyselinami = HCl, HNO 3,.. Anrganická kyselina dárce prtnu, aminslučenina příjemce, vznikne sůl: Amnivá Př.: (bdba NH 3 + HCl>>NH 4 Cl) Diaztace Primární amin (R-NH 2 )+NaNO 2 (+HCl, ) Vznikne diaznivá sůl R-N=N 2 Cl - Př: Pkud R-NH 2 není armatický, pak reakce prběhne, ale prdukt se ihned rzkládá Kpulace

12 Reakce, která následuje p Diaztaci Reaguje diaznivá a benzen bsahující skupinu se silným +Mezmerním efektem (-OH, -NH 2 ) Azslučeniny R 1 -N=N-R 2 Mezi azslučeniny patří acidbazické indikátry (látky, které reagují na změnu ph změnu barvení) Př.: - Výrba aminslučenin Armatické Vyrábí se z nitrslučenin redukcí Substituce elektrfilní Elektrfil se přednstně váže d plhy para z prstrvých důvdů (d rt se váže jenm, když je para bsazená) Nearmatické (CH 3 -CH 3 ) Vyrábí se z amniaku substitucí uhlíku za vdíkvý zbytek Při pakvání substituce se nahradí další vdík a pak vzniká sekundární aminslučenina, pak terciární aminslučenina Hydrxyd-deriváty - Vzniknu z uhlvdíku náhradu H za OH - Patří d kyslíkatých derivátů (bsahují přímu vazbu uhlík-kyslík) - Rzdělují se d dvu základních skupin na: Alkhly Fenly = bsahuje OH skupinu přím vázanu na benzenvé jádr - alkhly; fenly - Pdle pčtu OH skupin Jednsytné Vícesytné Primární

13 Sekundární Terciální - Nestabilní jsu slučeniny, které mají Více OH skupin na 1 C Mají OH skupinu na C s dvjnu vazbu Př: - Názvslví Triviální názvy (fenl, glycerl) Uhl. + l Nejdelší řetězec, který bsahuje OH skupinu Při číslvání má OH skupina přednst před násbnu vazbu Hydrxy + název slučeniny puze v případě, že je v řetězci skupina s větší priritu methanl - ethanl - fenl - glycerl; (prpan-1,2,3-tril) - cyklbutanl - cyklbutan-1,2-dil en-1-l - prp-2- -cyklhex-2-en-1-l - benzylalkhl; (fenylmethanl) - 2- methylpentan-2-l 2-l - 3-fenylbutan- naftl) - naftalen-2-l; (2 - hydrxyctvá kyselina - -methylfenl - m-nitrfenl - Vlastnsti -OH derivátů Kapalné a pevné, závisí na M r Obsahují plární vazby: C-O, O-H >> rzpustné v H 2 O (čím větší zbytek R, tím méně rzpustná - -OH skupina tvří zanedbatelnu část) Mezi mlekulami půsbí vdíkvé můstky Vyšší teplty varu Některé jsu jedvaté (methanl) Pužívají se jak rzpuštědla

14 Amrfní látky kys. i zásady A) kyselina = může dštěpit prtn z OH skupiny B) zásada = schpnst přijmut prtn na kyslík Efekty: -I (vyská elektrnegativita), +M (2 vlné el. páry) - Reakce Esterifikace Reakce alkhlu s kyselinu, při které vzniká vda a ester Obecně: Org i anrg. Alkhl ester Př.: ethanl + kyselina mravenčí Esterifikací vznikají tuky, leje Substituce Elektrfilní Prbíhá puze u armatických slučenin Ester kyseliny mravenčí Př. Nitrace fenlu O- neb P- nitrfenl Mechanismem S e prbíhá kpulace = fenl + diaznivá sůl = azslučenina Dehydratace Odštěpení H 2 O, katalyzátr H 2 SO 4 Zajecvv pravidl Př.: dehydratace prpan-2-l(u) Př.: Oxidace Dchází k dštěpení atmu H 2 neb k připjení atmu O 2 Prbíhá půsbením xidačních činidel O 2, KMnO 4 (sebe redukují, jiné xidují)

15 A) Primární alkhl aldehydy Př.: xidace ethanlu karbxylvé kys. - Acetaldehyd B) Sekundární alkhl - Kyselina ctvá xidací rzklad na 2 kyseliny C) Terciární alkhl - ketny; pak D) fenly - velmi btížné, dchází k rzkladu - Výrba 1) Adice H 2 O na násbnu vazbu Markvnikv pravidl Alkhly Vznikají chinny Ubichinn = kenzym Q (přenašeč prtnu a elektrnu v dýchacím cyklu) 2) S n jiných derivátů (halgenderivátů) 3) Kvašení Přeměna cukrů na alkhly a CO 2 Ptravinářství (piv, vín, medvina) liší se výchzím cukrem 4) Redukce aldehydů a ketnů

16 - ethen-1-l - fenl - (p- )cyklhexylmethanl prpan-1-l - - cyklhexanl 2-methylprpan-2- l - butan-1,4-dil - (p-)benzylalkhl ethylbutanl butan-1,2-dil - 1,3-difenylprpan-2-l prpan-2,2-dil - - cyklpent-1,4-en-1-l - - 3,4-dibrm-3-chlrcyklpent-1,4-dien-1,2-dil - - 2,4-dibrmbenzen-1-l (1,1-dimeltylethyl)-4-vinylfenl Slučeniny a jejich vlastnsti - Metanl CH 3 -OH Kapalina mísitelná s vdu Prudce jedvatá 10ml stačí na slepnutí; 25-30ml smrtelná dávka (na 70kg) Výrba: z xidu uhelnatéh redukcí Pužívá se jak rzpuštědl neb na výrbu frmaldehydu - Ethanl Smrtelná dávka 300ml Neurtxický půsbí na nervy Smrt zástavu dechu Chrnická txicita

17 Z kyseliny pyrhrznvé - Ethylenglukl - přísada d nemrznucích směsí - Glycerl - vyrábí se z prpenu Hygrskpická slučenina (navazuje vdu) Základ tuků, Sučást bimembrán Vznik esterifikací: Pužívá se v ksmetice hydratační krémy Ptravinářství slabě jedvatý v malém mnžství se dává d sýrů, želé, vína Farmacie, medicína Nemrznucí směsi - Glycerltrinitrát (=nitrglycerin) Pužívá se při angíně pektris E422 - Fenl Tvří bezbarvé krystaly, dalším táním tmavne Získává se z dehtu neb xidací Využití v průmyslu (aspirin) Antiseptické účinky Výrba plastů, azbarviv a syntetických vláken Vysce txický E231 Organické rzpuštědl - Kyselina pikrvá = TNF (trinitrfenl) >> Výbušná slučenina Fúze přihřátím na vysku tepltu, neb rzbušku Ethery >> - Jednduché dimethylether - Smíšené ethyl(methyl)ether

18 - fenyl(methyl)ether - benzyl(ethyl)ether - methyl(vinyl)ether - Armatické - Nejsu kyselé - Netvří vdíkvé můstky - Jsu těkavé, zápalné - Nemísí se s vdu = nerzpustné ve vdě - Rzpustné v rg. rzpuštědlech - Mají narktické účinky Vzrce: Hydrxymethyl(prpyl)ether But-2-yl(methyl)ether Benzyl(vinyl)ether - (diethylether) = ether Vzniká intramlekulární dehydratací alkhlu - Cyklický ether = xircin S H 2 O vzniká glykl - Př.: seřaď ethery pdle zásaditsti, když víš, že čím větší +I, tím zásaditější Aldehydy a Ketny - Patří mezi kyslíkaté deriváty uhlvdíků - Charakteristická skupina Karbnylvá Aldehydy

19 Skupina C=O je na knci uhlvdíku Ketny Skupina C=O uprstřed - Názvslví aldehydů Terciální názvy Uhl.+AL Př. - ethanal Uhl.+Karbaldehyd (pr cyklické slučeniny) Př. - cyklbutankarbaldehyd Ox+ (když je přítmna skupina -COOH) Methanal = frmaldehyd Acetaldehyd Benzenkarbaldehyd =benzaldehyd Butandial 3-xprpanvá kyselina Prpenal - But-2-enal - Názvslví ketnů 1. Triviální názvy 2. Uhlvdíkvý zbytek + ketn 3. Uhl. + ON (pkud je více skupin C=O, neb budu zbytky příliš slžité) - pentan-2,4-din - 3,4-dimethylpentan-2-n 4. Ox + slučenina (ve slučenině je skupina s vyšší priritu COOH knc. C=O x.) - acetn,(dimethylpentan),(prpann) - ethyl(methyl)ketn;(butann)

20 - ethyl(fenyl)ketn - 2-xprpanvá kyselina - 4-methylhex-4-en-3-n - cyklbutann - cyklhex-2-en-(1)-n - Vlastnsti aldehydů a ketnů Frmaldehyd jediný plyn, zbytek kapaliny, neb p. l. Mají nižší teplty varu a tání než alkhly prtže netvří vdíkvé můstky Vnné látky (způs. vůně skřice, vanilky, kafr) Kapaliny se pužívají jak rzpuštědla Čast jsu jedvaté, neb karcingenní Tautmerie: Tautmerní s alkhly s dvjnu vazbu Chemické chvání - Reakce 1. I efekt 2. M efekt 3. Typická reakce adice nuklefilní (A n ) na C se váže nuklefil, O>>elektrfil Redukce Půsbením red. činidel, dchází k připjení H neb k dštěpení O

21 Oxidace Prbíhá půsbením xidačních činidel, aldehyd se xiduje na kyselinu, ketn na 2 kyseliny Ox. aldehydů se pužívá pr jejich důkaz, a pr důkaz cukrů 1. Tllensv činidl čiň. se redukuje, ald. se x., Ag >> černá barva 2. Fehlingv činidl Cu >> červená barva Adice Nuklefilní Hl. reakce Př. A n alkhlu na aldehyd Pkud je alkhlu dstatečné mnžství, reakce pkračuje dál. Prdukt patří d Placetalů (mezi placetaly patří sacharidy, kde splu reaguje OH skupina s COH skup. v rámci jedné mlekuly): - Přehled aldehydů a ketnů Frmaldehyd Jediný plyn Karcingenní Pužívá se pr výrbu kyseliny mravenčí, výr. plastů, jak knzervační prstředek (40% rztk = frmalín) Acetaldehyd CH 3 -COH Karcingenní kapalina Pužívá se jak rzpuštědl, výrba kyseliny ctvé Vytváří se v těle při dburávání alkhlu

22 Acetn (dimethylbutn, prpann) Nejjedndušší ketn Pužívá se jak rzpuštědl Jedvatá l., hřlavá Karbxylvé kyseliny - R-COOH - - Z rganických slučenin jsu t nejsilnější kyseliny, ale slabší než anrganické kys. - Nejvyšším prduktem xidace uhlvdíků - Uhl.>>x.>>alkhl>>x.>>aldehyd/ketn>>x.>>kyselina - Př.: - Rzdělení: Pčet COOH Jednsytné Dvjsytné Vícesytné Pdle vazeb Nasycené (mezi C puze jednduché vazby) Nenasycené (mezi C násbná vazba) Armatické (bsahují benzenvé jádr s -COOH) - Od karbxylvých kyselin se dvzují 2 typy derivátů: Funkční Djde k pzměnění skupiny COOH Např. COOCH 3 estery; COCl chlridy Substituční Skupina COOH je nezměněna Djde k náhradě H v uhlvdíkvém zbytku za jinu skupinu Např. - Názvslví karbxylvých kyselin 1. Triviální názvy 2. Uhl. + vá kys. a. Puž. když tam jsu max. 2 skup. COOH a nejsu vázány na cyklu; uhlík z COOH je sučástí řetězce a je zapčítán d názvu uhlvdíků

23 b. C 4 H 9 -COOH pentanvá kyselina c. COOH-CH 2 -COOH prpandivá kyselina 3. Uhl. + karbxylvá kyselina a. Když je v řetězci 3 a více COOH; skup. COOH je vázána na cyklu b. - cyklbutankarbxylvá kys. c. - prpan-1,2,3-trikarbxylvá kys. 4. Vynechán - kyselina methanvá (mravenčí) - ethanvá (ctvá) - butanvá (máselná) - ethandivá (šťavelvá) - benzenkarbxylvá (benzvá) Vyšší mastné kyseliny, vyskytují se v tucích: (lejvá) - hexadeleanvá (palmitvá) - ktadeleanvá (stearvá) - (mezi 9. a 10. C dvjná vazba) 9-ktadecenvá - prpenenvá (akrylvá) - benzen-1,2-dikarbxylvá (ftalvá) - (-) 2-chlrbenzvá - 3-methylbut-2-envá - naftalen-1-karbxylvá (1-naftvá kys.)

24 - Vlastnsti: Hjně se vyskytují v přírdě (vlně jak kys., neb vázaní s -OH ve frmě esterů) Mravenčí, ctvá, citrnvá, hrznvá Buď jak kapaliny, neb jak pevné látky Mezi mlekulami vznikají vdíkvé můstky Kyselst = vl. velikst uhl. zbytku R Př. Přítmnst substituentu: Karbxylvá kyselina je schpna štěpit skupinu OH, tím získá zbytek d karbxylvé kyseliny R-C(=O)- =ACYL Př. methanvá na methanyl - Reakce pentanvá na pentanyl Esterifikace = reakce kys. s alkhlem, vzniká vda a ester K. mravenčí + butanl >> vda + buthylester kys. mravenčí Neutralizace = reakce kys. s hydrxidem, vzniká vda a sůl sdná sůl kys. ctvé (ctan sdný) Eliminace = dštěpení -CO2 ze skupiny COOH U vícesytné kys. djde ke snížení sytnsti

25 Přehled karbxylvých kyselin - Kyselina mravenčí = metanvá - - Zbytek metanyl, frmyl - Sůl/ ester mravenčan - Nachází se v tělech mravenců, ve včelím jedu - Vzniká xidací metanlu neb frmaldehydu: - Kyselina ctvá (etanvá) - - Zbytek : ethanyl, acetyl - Sůl/ester ctan - Vzniká xidací etanlu, neb aceladehydu - Neb ctvým kvašením: C 6 H 12 O 6 >>kvašení>>ch 3 COOH - 5-8% rztk kyseliny ctvé ve vdě je cet - Kyselina butanvá = máselná - C 3 H 7 COOH - Odprně páchnucí látka - Vytváří se při žluknutí másla - Vyšší mastné kyseliny Nasycené puze jednduché vazby Palmitvá, stearvá Nenasycené = bsahuje dvjnu vazbu Olejvá Jsu splu s glycerlem základní stavební jedntku tuků Nasycená pevné skupenství Nenasycená kapalné skupenství = lejů - Př. Tuku: - Benzlvá kyselina benzvá =benzylkarbxilvá - - Zbytek - benzyl

26 - Ester benzan - Knzervační prstředek v ptravinářství - Vzniká xidací tluenu, - Pevná látka, sublimuje Funkční deriváty karbxylvých kyselin - Odvzený z karbxylvých kyselin substitucí skupiny COOH - Sli kyselin - - Míst atmu vdíku přijde atm kvu - Př. 1Mravenčan sdný - Draselná sůl kyseliny heptanvé - Vápenatá sůl kyseliny pentanvé ze 2 kyselin - Sli vznikají neutralizací - Mýdl = sdná sůl neb draselná sůl a kyseliny palmitvé neb stearvé - Estery Vznikne náhradu skupiny OH a přijde tam OR Př. názvu: butylester kyseliny ctvé Vznikají esterifikací Estery pdléhají rzkladu = hydrlýza Prdukt závisí na tm, v jakém prstředí děj prbíhá Kyselé - ester se vlivem vdy rzlží na kyselinu a alkhl Zásadité prstředí - půsbením hydrxidu vznikne sůl kyseliny a alkhl Z tuků se tut reakcí vyrábí mýdla - nebli zmýdelnění 3. Halgenidy kyselin Vzniknu z kyselin náhradu skupiny OH za halgen F, Cl, Br, I Př. Chlrid kyseliny hexanvé Př. dplňte prdukt:

27 4. Anhybridy kyselin - Vzniknu spjením 2 skupin COOH za sučasnéh dštěpení vdy - Př. Anhydrid kyseliny mravenčí - Př. Anhydrid kyseliny šťavelvé - Anhydrid kyseliny máselné = butanvé - Dplňte prdukt reakce: = Amid kyseliny ctvé =Ethyl ester kyseliny ctvé Výchzí látka: Anhydrid kyseliny ctvé 5 Amidy kyselin - Vzniknu z kyseliny náhradu OH za NH Př. Amid kyseliny heptanvé - Získávají se z statních derivátů reakcí s amniakem - Pdléhají plymeraci = dají se spjvat d delších řetězců plyamidy Např. textilní vlákna, lana, hřebínky 6 Nitrily kyselin - - Vzniknu z kyseliny náhradu COOH za CN - Př. nitril kyseliny ctvé (ethanvé)

28 Nitril kyseliny mravenčí = kyanvdík Substituční deriváty karbxylvých kyselin - Vzniknu z karbxylvých kyselin nahrazením vdíku v uhlvdíkvém zbytku jiným substituentem -OH, -NH 2, =O, halgen Skupina COOH zůstává nezměněna - Názvslví V zaknčení názvu je buď vá, neb karbxylvá kyselina (COOH je nejdůležitější) Skupiny substituentů se vyjádří předpnu + číslem (číslujeme d COOH) - Substituční deriváty mají velký význam pr funkci živých rganismů - Každá slučenina může existvat jak L neb D ptický izmer. Izmerie existuje tehdy, když je přítmný chirální uhlík. Záleží na knkrétním izmeru, který rganizmus využívá. - Oxkyseliny (=O) V uhlvdíkvém zbytku bsahují skupinu C=O Př. 2-xprpanvá kyselina = kyselina pyrhrznvá Důležitá prt, že její sůl pyruvát je první prdukt rzkladu cukru v těle v glyklýze - Halgenkyseliny Př. 2,2 dichlr prpanvá kyselina Př.: prvnejte kyselst: Halgeny půsbí záprným indukčním efektem, přitahují si elektrny k sbě - Aminkyseliny R-Cl-OH Bilgicky nejvýznamnější jsu aminkyseliny, které skupinu NH 2 bsahují na uhlíku čísl 2. Takvét aminkyseliny jsu základní stavební kameny bílkvin Je 20 kmbinací prteingeních aminkyselin Obsahují kyselu skupinu COOH a zásaditu skupinu NH2 látky amfterní (mhu se chvat jak kyseliny neb zásady)

29 Běžně se vyskytují ve tvaru bjetnéh intu Izelektrický bd Hdnta ph při které se aminkyselina vyskytuje ve frmě bjetnéh intu Když se ph změní, pak aminkyselina bude ve frmě anintu, neb katintu Pr každu aminkyselinu je t charakteristická knstanta, pr každu jiná Peptidvá vazba Vazba, která spjuje aminkyseliny d dluhých řetězců, pkud řetězec bsahuje více jak 100 C, tak je t bílkvina Vzniká ze skupiny COOH a NH 2 aminkyselin, za sučasnéh dštěpení vdy = kndenzace Peptidická vazba mezi C=O a NH Hetercykly - Jsu t cyklické slučeniny, které v cyklu krmě vdíku bsahují i jiné atmy Heteratm: O, S, N - - Rzdělení hetercyklů Pdle pčtu atmů S jedním, se dvěma Pdle celkvéh pčtu atmů v cyklu (klikati-úhelník t bude) 5 atmů pětičlenné 6 atmů šestičlenné Když jsu spjený 2 cykly k sbě (naftalen) Kndenzvané - Vlastnsti hetercyklů Vyskytují se v přírdě Vitamíny, nuklevé kyseliny, léčiva, hemglbin, chlrfyl, některé aminkyseliny, alkalidy (kfein, kdein, kkain, herin, LSD ) Jsu t látky plární dchází k psunu elektrnů směrem k heteratmu: O>N>S Jsu t látky zásadité Snadn přijímají prtn na heteratm, který má vlný elektrnvý pár Mají armatický charakter

30 Pdbný charakter jak benzen Cyklická slučenina Musí být rvinný, ne d prstru Obsahují delkalizvané Pí elektrny 4n+2: >>> Dvjné vazby se musí střídat b-jedn Dají se zařadit mezi deriváty uhlvdíků - Názvslví Pužívají se výhradně triviální názvy S Thi.. N az ( pyr ) O x.. 5ti členné s jedním heteratmem furan Základ cyklický vzrců některých cukrů - furanóza Thifen - Reakce: pyrrl Je základem takzvaných tetrapyrrlvých barviv Zelené barviv chlrfyl s atmem hřčíku Hemglbin s atmem želez Přadí dle armatickéh charakteru Čím vyšší elektrnegativita heteratmu, tím menší armatický charakter První Thifen, pak pyrrl, pak furan Se H nahrazen jiným atmem (nejsnadněji na thifenu) A navázání substituentu a zánik dvjných vazeb (furan) - 6-ti členné s 1 heteratmem : pyridin nezapjuje se d armatickéh charakteru, snadn přijímá H + >> zásaditý Od něj dvzeny slučeniny: niktin, NAD +, NADP + (niktinamid adenin dinukletid + fsfát) jsu t přenašeči e - v metablických prcesech - 6-ti členné se 2 heteratmy

31 : pyrimidin - dvzen: kyselina barbiturvá, pyrimidininvé báze nuklevých kyselin cytsin C, tymin T, uracil U - Kndenzvané : purin - kfein, kys. mčvá, purinvé báze nuklevých kys. adenin A, guanin G Alkalidy - Přírdní látky - Hetercykly bsahující 1 neb více atmů dusíku >> zásadité vlastnsti - Výskyt v rstlinách ve frmě slí karbxylvých kyselin - Vznik v rstlinách jak prdukty metablismu aminkyselin - Pevné, kapalné, ve vdě většinu nerzpustní, jedvaté - Fyzilgické účinky na rganismy: vliv na CNS, halucinace, znecitlivění, návyk - Pužití v lékařství - Stručný přehled alkalidů, rzdělení dle struktury: Trpanvé alkalidy (dvzené d hetercyklu trpinu) Atrpin výskyt v rulíku zlmcném, jedvatá krystalická látka, užití v čním lékařství rzšiřuje zrnice Kkain výskyt v kce pravé, bílá krystalická látka, dříve se užíval jak anestetikum, ale je velmi návykvý Námelvé alkalidy (dvzené d hetercyklu indilu) Námel vzniká na žitě půsbením huby paličkvice nachvé LSD diethylamid kyseliny lysergvé, halucingen Opivé alkalidy (dvzené d hetercyklu indlu) Opium vzniká zaschnutím šťávy z nezralých makvic Mrfin (mrfium) jedvatá návykvá krystalická látka, vliv na CNS tlumí blest, anestetikum Kdein vzniká metylací (CH 3 -) mrfinu, lék prti kašli Herin synteticky připravený acetylací (CH 3 CO-) mrfinu, návykvý Alkalidy dvzené d pyridinu Niktin kapalina vyskytující se v listech tabáku, vysce návykvý, ve větším mnžství jedvatý (srdce, dýchací rgány, udušení) Alkalidy dvzené d purinu Kfein- káva, čaj, cca-cla, kaka Krystalická látka, návykvý, stimulace CNS, nespavst, mčpudný, zvyšuje dburávání tuků při svalvé činnsti Syntetické makrmlekulární látky (SML) - Uměle vyrbené látky vyské relativní mlekulvé hmtnsti M r, které jsu tvřeny pravidelně se pakujícími jedntkami spjenými d dluhých řetězců - Vzrec:

32 MER = pravidelně se pakující jedntka - Buď se skládá z více různých slučenin aneb jenm z jedné př: Plyestery (kys. a alkhl) - Existují i přírdní makrmlekulární látky: plysacharidy (celulóza, glykgen, škrb, ), nuklevé kyseliny, bílkviny - Plasty upravené SML Rzdělují se pdle chvání ve vyské tepltě: Termplasty zahřátím lze tvarvat, a t pakvaně Termsety p zahřátí ztuhnu a už t vícekrát nejde (tefln) - SML se rzdělují pdle reakcí, ze které vznikly: Plymerace mnmer musí bsahvat násbnu vazbu a při vzniku dluhéh řetězce se tat vazba štěpí Plykndenzace mnmery se spjí d řetězce a sučasně se dštěpí H 2 O, HCl apd. (něc jednduchéh) Plyadice - mnmery se spjí d řetězce tak, že djde k přesunu 1 atmu (př. H) z 1 mnmeru na 2. A tím se pak může spjit - Výrba: 1. látky vyráběné plymerací Plyethylén Vzniká plymerací ethenu PETlahnve, mikrten Plyprpylen Prpen Plystyren Vzniká plymerací styrenu (vinylbenzenu) Pužívá se na zateplvání PVC - plyvinylchlrid Vyrábí se měkčený nvplast, neměkčený nvdur Tefln Vyrábí se z tetraflrethenu Syntetický kaučuk Vyrábí se z butadienu Vulkanizace - se síru, která prpjí jedntlivé řetězce, je více pružný Plexiskl Organické skl Okna, brýle Plymethylmethakrylát - (suvisí s kyselinu akrylvu)

33 2. Látky vyrbené plyadicí Plyurethany Mlitan - izlační materiál 3. Látky vyrbené plykndenzací Fenlfrmaldehydvé pryskyřice - fenplasty Skládají se z fenlu a frmaldehydu -mnmer a mnmer dají dhrmady Mer Bakelit Mčvin-frmaldehydvé pryskyřice Aminplasty Skládají se z mčviny a frmaldehydu Vyrábí se z něj umakart Plyestery skládají se z kyseliny a alkhlu Pužívají se na tvrbu textilních látek - tesil Plyamidy Kyselina + aminslučenina Textilní vlákna - siln, nyln Epxidvé pryskyřice Na výrbu tmelů a lepidel BIOCHEMIE Nauka slžení živých sustav a dějích v nich prbíhajících Statická bichemie Slučeniny a jejich vlastnsti a funkce Dynamická bichemie Reakce prbíhající v rganismech = metablismus Katablismus Zabývá se rzkladem slžitějších látek na jednduché, energie se uvlňuje Anablismus Syntéza - vznik slžitějších látek z jedndušších, energii je ptřeba ddat - ftsyntéza Slžení živých sustav (rganismů) Bigenní prvky (nezbytné pr živé rganismy) makrbigení - C, H, N, O, P, Ca Oligbigení - Na, K Mikrbigení, stpvé -zbytek peridické tabulky

34 Lipidy - Nízkmlekulární látky - Rstlinnéh i živčišnéh půvdu - Kyselina + alkhl >> estery vyšších mastných kyselin a alkhlu - Vyšší mastné kyseliny (palmitvá, lejvá stearvá, ) Mají uhlíků Musí mít sudý pčet uhlíků (prtže při metablismu se kys. štěpí p 2 uhlících) Mají 1 skupinu -OH Mhu mít jednduché i dvjné vazby (nasycené i nenasycené >> rzhduje t skupenství) - Alkhly Pdle druhu -OH (alkhlu) se lipidy dále rzdělují, př. Glycerl - Reakce: Žluknutí Oxidace vlivem půsbení světla, tepla, vlhka Rzklad řetězce, např. na kyselinu máselnu C 3 H 7 COOH Přednstně nenasycené Ztužvání Hydrgenace připjení H 2 Z nenasycených se stávají nasycené Zvýšení dlnsti prti žluknutí Hydrlýza Rzklad tuků, prdukt závisí na ph prstředí Kyselé prstředí Tuk + 3 H 2 O >> glycerl + 3 kyseliny Zásadité prstředí Tuk + 3 NaOH (KOH) >> glycerl + 3 sůl kyseliny Prdukt = mýdl, prces zmýdelnění - Vsky Vyšší jednsytné alkhly Včelí vsk Rstlinné na balech listů chrání před úbytkem H 2 O Nestravitelný pr člvěka lipáza h nedkáže štěpit - Funkce Zdrj, zásba energie Tepelná izlace Ochranná fce rgány před nárazem Stavební fce membrány Rzpuštědl neplárních živin (dpuzují se s H 2 O) Vitamíny A, D, E, K - Rzdělení Jednduché (bsahují puze kyseliny a alkhly) vsky Acylglycerly Tuky - pevné Oleje kapalné Slžené (+ 3. slžka) Fsflipidy bsahují H 3 PO 4 Lipprteiny - + bílkvina

35 Glyklipidy - + cukry - Jednduché - Acylglycerly Acyl = pakující se část: ˆˆˆˆ V glycerlu mhu být nahrazeny 1 až všechny OH skupiny Tuky jsu pevné acylglycerly bsahují nasycené vyšší mastné kyseliny palmitvá, stearvá Oleje kapalné nenasycené VMK lejvá Lipáza: enzymy umžňující štěpení tuků (při štěpení tuků se uvlní 2x větší mnžství energie, než u cukrů) - Slžené Mlekula se dá rzdělit na 2 části Hydrfbní dpuzuje se s H 2 O Hydrfilní rzpuští se v H 2 O Fsflipidy Hydrfilní s H 2 O Základní stavební jedntka bilgických membrán Membrána = dvrstva lipidů dvnitř směřují hydrfbní, ven hydrfilní, př. lecitin Kaprenaidy Přírdní látky a mají pdbné vlastnsti jak tuky Někdy se pvažují za druh lipidů Vznik metablismem rstlin a živčichů Základní stavební jedntka izpren = 2-methylbuta-1,3-dien >>>>> - Přehled látek Živiny: Sacharidy, bílkviny, lipidy Katalyzátry: Enzymy, hrmny, vitamíny Nuklevé kyseliny Izprenidy (kaučuk, betakarten) 1. Terpeny V přírdě se vyskytují jak silice, pryskyřice a balzámy Vnné látky, které způsbují charakteristický zápach rganismu Dělí se pdle izprenvých jedntek: Mnterpeny = 2 jedntky Mentl, kafr, terpetin Deterpeny = 4 jedntky Vitamin A = retinl, důležitý pr zrak, vyskytuje se v rybím tuku, těl si h syntetizuje z betakarténu, rzpustný v tucích Triterpeny = 6 jedntek Prpjují terpeny se steridy, metablismem ster. vznik. Triterpeny Tetraterpeny = 8 jedntek (rstlinná barviva = kartenidy žlutá, červená, ranžva; zbarvení způsben dknalu knjugací dvjných a jednduchých vazeb) Červené barviv betakartén λ = prvitamin A Žluté barviv lutein * prvitamin = látka, ze které se vytvří vitamin Plyterpeny = větší mnžství jedntek ( )

36 2. Steridy Přírdní kaučuk zpracvání vulkanizací Základní jedntku je steran - cyklprpentan-purhydrfenanthren Cyklická slučenina, nasycená = nebsahuje žádná benzenvá jádra ani dvjné vazby Rzdělení pdle funkce: Sterly Živčišné = zsterly (chlesterl tvří vnitřní struk. C, důležitý pr vstřebávání tuků, vyská i nízká hladina jsu nebezpečné) Rstlinné FYTOsterly (ergastrel vyskytuje se v kvasnicích, prvitamín D vytváří se sluncem) Žlučvé kyseliny vznik v játrech z chlesterlu, význam pr trávení tuků Steridní hrmny Phlavní hrmny (vládají sekundární phlavní znaky) Mužské andrgeny teststern Ženské gestageny prgestern těhtenství Estrgeny estradil Krtikidy = hrmnální kůry nadledvinek Mají vliv na hladinu cukrů a Na v těle Pužívají se v kžním lékařství Karditnické steridy Látky, které vlivňují činnst srdce (pužívají se v lékařství), př. digitxin Léčiva - Půsbící na nervvu sustavu Anestetika = prti blesti Lkální (estery kys. p-aminbenzvé) Celkvá = narktika (dříve barbituráty, rajský plyn N 2 O, chlrfrm CHCl 3, diethylether) (nyní látky s flurem) Hypntika, sedativa = útlum vědmí, uklidnění, spánek např. barbituráty (ale návykvé), ntrazepam Analeptika = pvzbuzují dýchání, krevní běh, např. kfein, kafr Spasmlytika = uvlňují křeče hladkéh svalstva např. atrpin Antisedativa Halucingeny - Půsbící na kardivaskulární systém Karditnika = pdpra činnsti srdce, např. digitxin Antihypersedativa = na vyský krevní tlak - Půsbící na trávící a vylučvaní sustavu Antidiabetika = simulace sekrece inzulinu Diuretika = pdpra vylučvání mči, snížení bsahu vdy a draslíku v těle - Půsbící prti zánětům a pdráždění Antihistaminika = prti nepříjemným reakcím rganismu na pdráždění (tvrba histaminu) = prti alergiím Analgetika = mírní blest bez ztráty vědmí Antipyretika = prti hrečce (např. paracetaml, kys. salicylvá) Antiflgistika = prti zánětům (např. ibuprfen, hydrkrdtisn) - Půsbící prti infekcím

37 Antibitika např. penicilin, streptmycin - Antiseptika např. endiarn, stpangin Sacharidy Přírdní slučeniny, bsahují atmy: H, C, O Vznikají xidací vícesytných alkhlů (má víc OH skupin: -OH>x>C=O) Vznikají ftsyntézu (chlrfyl, zelené barviv) 6 CO vda= C 6 H 12 O 6 +6 O H 2 O Význam sacharidů: Mají stavební funkci - celulóza Rychlý zdrj energie - rzkladem glukózy Zásbní látky - glykgen u živčichů a škrb u rstlin Jedna ze 3 hlavních slžek nuklevých kyselin Jsu slžku léčiv, hrmnů, glyklipidy Rzdělení sacharidů: Dělí se pdle pčtu základních jedntek: Mnsacharidy Obsahují jednu jedntku, nelze je štěpit na menší celky Oligsacharidy Obsahují 2-10 jedntek D 10 jedntek jsu t všechn Cukry Plysacharidy Stvky až tisíce jedntek Nemají sladku chuť Názvslví Pužívají se výhradně triviální názvy Kncvka -óza Mnsacharidy Obecný vzrec CnH2nOn N = 3-7 Na jednm uhlíku je skupina C=O a statní uhlíky bsahují skupinu C-OH Rzdělení mnsacharidů Pdle pčtu uhlíků Triózy, tetrózy, pentózy, hexózy, heptózy Pdle pvahy skupiny CO (buď na knci, neb na prstřed) Aldózy - na kraji Ketózy - CO je uprstřed, nejčastěji na n=2 Cukry většinu bsahují alespň jeden chirální uhlík = C s hvězdičku Způsbuje t existenci ptické izmerie Označují se L a D - nesuvisí s d leva, dprava = enantimery Stáčí rvinu plarizvanéh světla pačný úhel Jsu zrcadlvě suměrné U cukrů se liší účinnstí Rzhduje umístění OH skupiny a uhlíku na psledním chirálním uhlíku v řetězci

38 Přehled mnsacharidů: a) Lineární vzrce Nejjedndušší 3 uhlíky - triózy D - glyceraldehyd dyhydrxyacetn Nejjedndušší cukry, na ně se štěpí slžitější Aldpemzuzy: D-ribóza - všechny OH na pravé straně 2-dexy-D-ribóza 2. Uhlík není chirální 6 uhlíků - aldhexózy D-Glukóza na třetím uhlíku je t napak D-galaktóza na 3. a 4. uhlíku změna D-manóza

39 Kethexóza D-fruktóza změna na 3 uhlíku D neb L pdle psledníh chirálníh uhlíku, jestli je vprav neb vlev skupina OH Hexózy jsu vzájemně izmerní Epimerie - dvjice cukrů, které se liší uspřádáním H a OH právě na 1 uhlíku D-glukóza a D-manóza; D-glukóza a D-galaktóza Př. Vzrečku L-glukózy - uspřádání na chirálních uhlících je zrcadlvě suměrné Cyklické vzrce Mnsacharidy se ve skutečnsti nevyskytují v lineární, ale v cyklické pdbě K zacyklení djde, když OH skupina z psledníh chirálníh uhlíku reaguje s CO skupinu (reakce aldehydů s alkhlem a vznikají placetaly) Reakce (>>>) : na D-glukóza OH z psledníh chirálníh reaguje s C=O nahře, vznikne cyklus 6 atmvý - 5 uhlíků a 1 kyslík; umístění na 1. Uhlíku je na nás OH skupiny vprav se píšu dlů, pslední uhlík, vedle kyslíku rzhduje tm, jestli t bude D, neb L: D nahře, L dle; a vniká nvě vzniklý chirální uhlík, na něm uspřádání H a OH nezávisí na lineárním vzrci Anmery - liší se uspřádání H a OH na nvě vzniklém chirálním uhlíku Označují se alfa - OH dle, beta - OH nahře Alfa a beta nejsu zrcadlvě suměrné, stáčí rvinu plarizvanéh světla zcela dlišný úhel Takže vzrec vzniklý je alfa-d-glukóza Každý cukr je směs anmerů alfa a beta, knstantním slžení, ale D a L se zachvává Příklady cyklických vzrců: D-glukóza htv v textu před

40 D-Ribóza >> D-Frktóza >> Cyklické vzrce se rzdělují d 2 základních typů: : furanózy 5C a : pyramózy 6C Mutartace = chemický děj, při kterém dchází ke změně alfa izmeru na beta a zpátky - přes necyklicku strukturu Každý cukr se vyskytuje v alfa i beta, v určitém pměru, ty jsu sále v rvnváze Vlastnsti mnsacharidů Krystalické látky rzpustné ve vdě - OH skupina Mají sladku chuť - všechny mnsacharid Opticky aktivní - mění směr plarizvanéh světla Zahříváním se mění karamel Dkazují se pmcí činidel (stejně jak aldehydy) Fehlingv (měď - červená), tllensv (stříbr - černšedá) Reakce mnsacharidů Kvašení - rzlišují se 4 hlavní typy kvašení - jestli s kyslíkem, neb bez, a také jaké bakterie: << Alkhlvé (ethanlvé) << Mléčné - kyselina mléčná << Octvé - kyselina ctvá << Citrnvé - kyselina citrnvá Redukce Prbíhá v necyklické frmě: C=O na C-OH Při redukci vznikají alkhly - alditly (alkhl vzniklý redukcí cukrů)

41 Př. D-Glukóza - prdukt srbit (umělé sladidl) Oxidace Prbíhá v necyklické frmě, ale puze u ald- C=O se zněmí na COOH Vznikají Aldlvé kyseliny Z d-glukzy vznikne gluknvá kyselina Pužití ve farmaceutickém průmyslu - léčiva, vitamínvé dplňky Vznik Glyksidů Vznikají z cyklické frmy sacharidu (placetálvá skupina OH) + jiná OH skupina (jinéh alkhlu neb jinéh cukru) Schéma cukru vazba glyksidická Patří mezi kndenzace - dštěpila se vda Tut vazbu jsu spjeny sacharidy d delších řetězců Tut vazbu jsu cukry vázány v nuklevých kyselinách Když placetálvá skupina je vázánu tut vazbu, tak je nelze dkázat pmcí činidel (např. sacharóza) - Přehled mnsacharidů: D-glukóza Jiný název - hrznvý cukr Základní zdrj energie, ale méně energie než z tuků Sučást většiny slžitějších sacharidů Sacharóza, škrb V lékařství se pužívá v umělé výživě Vyrábí se rzkladem škrbu Pužití - výrba alkhlu kvašením, umělých sladidel, vitamin C D-Fruktóza Nazývá se vcný cukr Má největší sladivst z mnsacharidů Je bsažena v vci a v medu D-Ribóza -- 2-dexi-D-Ribóza Obsažena v RNA -- bsažena v DNA - DNA neb RNA rzhduje atm čísl 2, jestli tam jsu 2 vdíky, neb Vdík a OH skupina + jaké báze

42 2. OLIGOSACHARIDY Obsahují 2 až 10 mnsacharidů spjených d řetězce, spjených glyksidicku vazbu Pdle th, mezi kterými OH skupinami vazba vznikne, se rzdělují d 2 skupin: Redukující Reagují s činidly, lze je pmcí nich dkázat Řetězec bsahuje alespň jednu vlnu (nevázanu) placetalvu OH skupinu jedna vždy zbude na knci Neredukující Všechny placetalvé OH skupiny jsu vázané v glyksidické vazbě Nejrzšířenější jsu disacharidy Vzniknu kndenzací 2 mnsacharidů 2 C 6 H 12 O 6 >> H 2 O + C 12 H 22 O 11 sacharóza Skládá se z alfa-d-glukózy + beta-d-fruktóza (prstě glukóza s fruktózu) neredukuje = nelze ji dkázat, vytvřili glyksidicku vazbu Řepný neb třtinvý cukr Hydrlýzu se rzkládá pmcí vdy a enzymů na glukózu a fruktózu Nejpužívanější sladidl Maltóza Skládá se z 2krát alfa-d-glukóza Redukující cukr, jedna OH zůstává vlná Sladvý cukr - vzniká při výrbě piva z ječmene a kvašením vzniká alkhl Laktóza Cukr mléčný - základní cukr, který je bsažen v mléce - asi 5% Kvašení laktózy je základní prces výrby kefírů a pdbných mléčných výrbků Beta-D-galaktóza+beta-D-glukóza:

43 Sladivst cukrů (mn neb lig sacharidy) - Srvnávají se s nejpužívanějším cukrem sacharózu - Nejméně: Laktóza 16 Glukóza 75 - Střed sacharóza Nejvíce fruktóza Umělá sladidla Aspartam Sacharin První vyrbené umělé sladidl POLYSACHARIDY - Skládají se více než z 10 mnsacharidvých jedntek (stvky neb tisíce) - Jsu spjeny glyksidicku vazbu z prvníh uhlíku na 4 uhlík vedlejšíh cukru - Přírdní makrmlekulární látky - Vlastnsti plysacharidů Nerzpustné ve vdě Nejsu sladké Hydrlýzu se rzkládají na jedntlivé sacharidy Nemají redukční účinky nereagují s činidly všechny placetalvé OH skupiny jsu pužity pr vazbu, krmě té pslední, cž je zanedbatelná část - Rzdělení plysacharidů: Pdle půvdu Živčišný glykgen, chitin Rstlinný celulóza, škrb, hemicelulóza Rzdělení pdle slžení Heterplysacharidy Skládají se z různých typů cukrů (glukózy, fruktózy...) hemicelulóza Hmplysacharidy Skládají se puze z jednh typu cukru nejčastěji z glukózy glukany celulóza, škrb a glykgen Rzdělení pdle funkce zásbní funkce rezerva energie když je nedstatek, tak se štěpí plysacharidy glykgen, škrb stavební funkce celulóza základní stavební jedntka u rstlin, hemicelulóza, chitin všechny statní heparin (půsbí prti srážení krve) Pdle typu řetězce Lineární nerzvětvený Větvený rzvětvený jedntlivé řetězce jsu vzájemně prpjeny pmcí prvníh a šestéh uhlíku každá n-tá jedntka

44 Četnstí větvení se liší škrb d glykgenu, jinak jsu stejné - Celulóza Stavební plysacharid rstlin Skládá se z glukózy -D, beta : Má jedinu placetálvu skupinu, nereaguje s činidly Pr člvěka nestravitelná Pužívá se: Výrbu výbušnin, hedvábí, viskóza, výrba bavlny a papíru, celfán - Škrb Zásbní plysacharid rstlin - rezervní zdrj energie Skládá se z Alfa-D-Glukózy Pr člvěka stravitelný, těl bsahuje enzymy, které jsu schpny vazbu rzštěpit Skládá se ze 2 základních částí, které se liší strukturu Amylóza (20%) - bsahuje nerzvětvený řetězec (lineární) glukóz Amylpektin (80%) - větvený řetězec, p určitém pčtu jedntek se větví Dkazuje se přidáním jódu - mdré zbarvení - Glykgen Zásbní plysacharid živčichů Vyskytuje se ve svalech a v játrech Ukládá se přebytečná glukóza, při nedstatku energie se štěpí glykgen Skládá se z Alfa-D-Glukózy; struktura velmi pdbná škrbu, ale dchází k častějšímu větvení - Hemicelulóza Vyskytuje se splu s celulózu v rstlinách/dřevě Skládá se t více jedntek, patří mezi heter sacharidy - Chitin Stavební plysacharid, vyskytuje se u živčichů (krvky, krunýře + huby a řasy) - Heparin Získává se z vnitřnstí živčichů (jater) Brání srážlivsti krve - Pektiny Rstlinné plysacharidy, vyskytují se v dužině vce Pužívají se pr výrbu džemů neb marmelád, zahřátím vzniká gel, který tvří marmeládu Bílkviny Přírdní makrmlekulární látky Skládají se z: uhlíku, kyslíku vdíku dusíku a síry Tvří největší bsah hmty těla rganismů Vytváří se jenm v rstlinách, my je jen přijímáme Základní stavební jedntku jsu aminkyseliny

45 AMINOKYSELINY Substituční deriváty karbxylvých kyselin (skupina COOH je nezměněna a vdík ve zbytku je nahrazen NH2) Vlastnsti Jsu t látky amfterní - chvají se i jak kyseliny (COOH - dává prtn) i jak zásady (NH2 - přijímá) Vyskytují se ve frmě bjetnéh intu - plus i mínus sučasně Izelektrický bd - uveden v textu dřív V bílkvinách se vyskytuje puze 20 druhů prteinvých aminkyselin Všechny t jsu aminkyselina Alfa - NH2 skupina je vázaná na uhlíku vedle COOH Uspřádání L - na chirálním uhlíku Rzdělujeme je d 3 skupin: Neutrální - stejný pčet COOH a NH 2 Kyselé bsahují větší pčet COOH, než NH 2 Zásadité - bsahují více NH 2 Výhradně se pužívají triviální názvy, neb 3písmenné zkratky Názvslví: Glycin, zkratka GLY Alanin, zkratka ALA Valin, zkratka VAL e Leucin, zkratka LEU e izleucin, zkratka ILE e prlin, zkratka PRO fenylalanin, zkratka PHE e methynin, zkratka MET e tryptfan, zkratka TRP e lysin, zkratka LYS e arginin, zkratka ARG histidin, zkratka HIS Kyselina asparagvá, zkratka ASP asparagin, zkratka ASN Kyselina glutamvá, zkratka GLU glutamin, zkratka GLN tyrzin, zkratka TYR threnin, zkratka THR e cystein, zkratka CYS serin, zkratka SER některé z aminkyselin jsu esenciální = rganismus si je nedkáže vytvářet a musí je přijímat v ptravě je jich 8: v sezamu značeny e Od některých aminkyselin jsu dvzeny hrmny Adrenalin, nradrenalin, thyrxin PEPTIDY - Skládají se z aminkyselin, které jsu spjeny d řetězce peptidicku vazbu

46 - Mezi peptidy patří významné látky: Penicilin - antibitikum Hrmny: Inzulin + glukagn Kalcitnin + parat-hrmn Endrfiny Karnitin Účinek: půsbí na metablismus tuků Tuky se rzlží na glycerl + mastné kyseliny; karnitin urychluje štěpení mastných kyselin, a tím se uvlňuje energie - Fenylketnurie Prucha štěpení fenylalaninu Dědičná chrba BÍLKOVINY = PROTEINY - Řetězce slžené z více než 100 aminkyselin - Struktura bílkviny: Primární struktura = přadí aminkyselin v řetězci Tt přadí je kódván nuklevými kyselinami Z primární struktury vycházejí následující struktury Pkud bílkviny mají chybné přadí, tak t vede k vážným nemcněním Sekundární struktura = uspřádání řetězce d prstrvéh tvaru Alfa šrubvice (helix) Pravtčivá šrubvice, tvřená jedním řetězcem Struktura umžněna existencí vdíkvých můstků mezi závity Mezi skupinu CO..NH druhé aminkyseliny Beta skládaný list Skládá se z něklika rvnběžných řetězců, které jsu vzájemně prpjeny vdíkvými můstky Terciární = výsledné prstrvé uspřádání Sekundární struktura se ještě dál natvaruje: Fibrilární = vláknitá 2 šrubvice d vlákna, prmtané Bílkvinám se říká sklerprteiny mají stavební funkci tvří svalvá vlákna - myzin, přítmny v nehtech keratin, kluby klagen Glbulární = klubkvitá Šrubvice se zamtá d klubíčka

47 Bílkviny sferprteiny Většina bílkvin Vazby, které umžňují terciární strukturu Vdíkvé můstky mezi skupinu CO..NH Kvalentní vazba vytváří se jenm mezi aminkyselinami, které bsahují síru cystein, methynin Intvá vzniká mezi inty mezi katintem a anintem COO NH 3 Van der Waalsvy síly nejslabší, skr všude, R-R Kvartérní struktura Existuje puze u slžitějších bílkvin Skládá se z více pdjedntek D jakéh tvaru jsu k sbě rientvány pdjedntky Příklad: hemglbin ze 4 pdjedntek, každá bsahuje atm železa a každá se skládá ze 4 pyrlů, každý hemglbin je schpen přenést 4 mlekuly kyslíku - Denaturace bílkvin Prces, při kterém dchází ke změně sek., terc., kvart., struktury. Zůstává jen primární struktura Příčiny: Vyská teplta Vyský tlak Změna ph Některé chemikálie Různé typy záření Bílkvina přichází d neuspřádanéh stavu >>ztrácí svji bilgicku funkci (nemůže půsbit jak katalyzátr, hrmn neb pdbně) Tat změna je bvykle nevratná Pužití v ptravinářství lepší stravitelnst, v lékařství ke sterilizaci nástrjů, ( vařené vajíčka ) - Slžení bílkvin Pdle slžení se rzdělují na: Jednduché (puze AMK) Slžené (AMK = apprtein + neaminkyselina = prstetická skupina určuje fci bílkvin) Lipprteiny (AMK+lipid) Glykprteiny (AMK+cukr) Metaprteiny (AMK+kv) Hemglbin (Fe) Hemprteiny (AMK+hem = cyklická struktura, slžení ze 4 pyrrlů) Př. cytchrmy (důležitá rle v dýchacím běhu) Fsfprteiny (AMK+H 3 PO 4 ) Nukleprteiny (AMK+nuklevá kyseliny)

48 Splu s DNA bílkvina je chrmatin > chrmzm Bílkvina s RNA jsu ribzmy - Funkce bílkvin Katalytická Půsbí jak katalyzátr dějů prbíhajících v rganismu, těmt bílkvinám se říká enzymy Regulační Krdinují děje v rganismu jestli má něc neb nemá prběhnut; bílkviny = hrmny Stavební/strukturní Bílkviny = sklerprteiny, klagen (ksti, chrup, šlachy, zuby), keratin (nehty, vlasy, srst, peří, rhy), elastin (stěny cév, průdušky), myzin a aktin (svaly, umžňují svalvu kntrakci) Transprtní Přenašeče látek nerzpustných v krvi Hemglbin (kyslík na 1 hem, 4O chtněji váží CO - jedvatst), myglbin (přenašeč kyslíku, ale spíše h skladuje u savců žijících ve vdě) Obranná Bílkviny, kterým se říká IG = imunglbuliny = prtilátky Organismus reaguje na přítmnst cizrdých látek (vnější látka, neb rakvintvrná buňka) = antigenů tím, že B-lymfcyty dají pdnět ke tvrbě prtilátek, prtilátka se váže na antigen (na principu zámku a klíče), který se tímt stává neúčinným; v rg. djde k vytvření imunitní paměti V rganismu je 5 základních 5 typů IG: IGA, IGD, IGE, IGG, IGM (IGG - nejrzšířenější) Struktura: Skládají se ze 4 řetězců: 2 lehké typu L 2 těžké typu H Každý má jiný těžký řetězec, lehké jsu stejné met, cys (jen tyhle bs. S) Fibringen = umžňuje srážení krve, bílkvina nerzpustná v krvi - změní se na fibrin nerzpustný, t umžňuje enzym trmbin Nuklevé kyseliny - Přírdní makrmlekulární látky - Přens genetické infrmace - Slžení Cukr D-ribóza (varianta Beta) puze v RNA 2-dexy-D-ribóza (varianta Beta) v DNA Typ cukru vlivňuje funkci nuklevé kyseliny Kyselina Zbytek d kyseliny fsfrečné

49 Báze Pyrimidinvé Uracil (puze v RNA), cytsin, tymin (puze v DNA) Purinvé - Pjmy Umžňují přens genetické infrmace Nuklesid cukr + báze Adensin, guansin Uridin, cytidin, tymidin Nukletid cukr + báze + H 3 PO 4 Význam nukletidů Přenašeči energie ATP (adensin trifsfát) Sučást enzymů NAD Základní stavební jedntky nuklevých kyselin Nuklevé kyseliny jsu řetězce slžené z nukletidů Prpjí se splu přes H 3 PO 4 přes 5.C cukru na 3.C cukru a Má vždy 2 knce Je důležité přadí bází za sebu DNA RNA Cukr 2dexy-D-ribóza D-ribóza Báze (na 1.C cukru) AG AG

50 TC UC Kyselina (na 3/5.C cukru) H 3 PO 4 H 3 PO 4 - Struktura Zkumá se na 2 základních úrvních: 1. Primární Přadí nukletidů v řetězci Liší se přadí bází v řetězci v tm je zakódvaná genetická infrmace Řetězec se čte d knce 5 ke knci 3. AA=/=CCA 2. Sekundární Prstrvé uspřádání řetězce DNA: Pravtčivá dvušrubvice: DiHelix 2 nezávislé řetězce se táčí klem splečné sy Řetězce jsu vzájemně prpjeny vdíkvými můstky mezi báze Kmplementární báze A T a G C Vdíkvý můstek vznikne mezi vdíkem a kyslíkem neb vdíkem a dusíkem Objevili ji Watsn a Crick Nbelva cena za bjev struktury DNA Přadí bází v jednm řetězci předurčuje přadí RNA RNA Vdíkvá můstky vznikají v řetězci v místě hybu G C a A U - Význam nuklevých kyselin DNA Je zde uchvána dědičná infrmace, bjevuje se v jádře buněk, ale pak i v mitchndriích a chlrplastech V DNA je zakódván přadí aminkyselin v bílkvinném řetězci primární struktura bílkvin (DNA = 4 báze; Bílkvina = 20 aminkyselin) = 3 báze = triplet bází 3 báze kódují jednu aminkyselinu Kódů existuje 64 kmbinací Některé aminkyseliny můžu mít více tripletů Některé kódy nekódují aminkyselinu, ale dávají příkazy k start/stp kódvání Genm suhrn všech genů Gen úsek DNA, který kóduje právě 1 bílkvinu DNA + bílkviny histny vytváří v jádrech chrmzmy 2 vlákna mají své funkce a názvy Infrmační přesně přadí bílkvin Matrice pdle něj se ptm tvří RNA RNA Rzlišujeme 3 typy, které se liší strukturu, funkcí a bsahem v těle rrna ribzmální RNA Tvří největší bsah RNA v těle a splu s bílkvinami tvří ribzmy, kde se vytváří bílkviny

51 trna transfervá RNA Přenáší aminkyseliny na ribzmy, kde dchází k jejich spjvání d bílkvinnéh řetězce Každá trna přenáší 1 knkrétní aminkyselinu Trjice bází na špičce, které se říká Antikdn (trjice kmplementární ke kdnu) mrna mediátrvá RNA Pdle ní se tvří v ribzmech bílkvinný řetězec Obsažena trjice bází kdn kóduje jednu aminkyselinu Vzniká jak přepis DNA (z vlákna matrice) Vytváří se prt, aby dšl k přensu dědičné infrmace z jádra d ribzmů Řetězec je kratší než DNA DNA bsahuje báze, které nekódují žádnu aminkyselinu a ty se nepřekódvávají - Pdstata přensu genetické infrmace 1) Replikace Zdvjení DNA dvušrubvice se rzpůlí na 2 vlákna a vytváří se vlákn nvé Enzym DNA plymeráza 2) Transkripce přepis Vytváření mrna pdle DNA 3) Translace Syntéza bílkvin pdle mrna, prbíhá v ribzmech Enzymy - Katalyzátry chemických dějů prbíhajících v rganismech - Výhdy prti jiným katalyzátrům: Půsbí za mírných pdmínek (za nízkých teplt a za běžnéh tlaku) Jsu účinnější, než u statních katalyzátrů, takže prbíhají brvsku rychlstí

52 Jejich účinek je mžné regulvat (pmcí hrmnů, neb samy sebe se regulují) Nejsu jedvaté Reakce nemají žádné vedlejší prdukty Jejich specificita Specificita účinku enzymy umžňují puze knkrétní reakci Specificita k substrátu (=reaktant v reakci) enzym půsbí puze na knkrétní reaktanty - Názvslví Pužívají se triviální názvy pepsin, trypsin Na začátku stjí substrát, za ním reakce, která se bude dít, a kncvka ÁZA Př.: dehydrgenáza (dštěpuje vdík), lipáza (přeměny lipidů), prteáza (přeměny bílkviny) Pdle druhu reakce se třídí d šesti tříd Oxidreduktázy Enzymy, které prvádějí redxní reakce umžňují přens elektrnů neb prtnů Transferázy Přens skupin NH 2, fsfátu Hydrlázy Štěpení vazeb za sptřeby vdy bílkviny, lipidy, plysacharidy Lyázy Štěpení všech statních vazeb, kde není ptřeba vda dštěpení CO 2 z kyseliny Izmerázy Přesuny atmů v rámci jedné mlekuly třeba fruktóza na glukózu překmbinují se první dva uhlíky Syntetázy Umžňují vznik vazeb, tvření mlekul - Slžení enzymů Enzym je druh bílkviny se specificku funkcí Slžení bude stejné jak slžení bílkvin Jednduché Puze z bílkvin Slžené Bílkvina + aminkyselina Nebílkvinná 2 typy, jestli je pevně putané neb není pevně putaná: Prstetická skupina pevná vazba Něc(bi)enzym putaná slabu vazbu např. vdíkvý můstek (může se dštěpit, putuje mezi bílk. částmi) Vitamíny NAD + (nitrtinamidadenindinukletid) (prbíhá redukce>> neb xidace<<) NADH + H + NADP + (název NAD+fsfát) (prbíhá redukce>> neb xidace<<) NADPH + H NADPH + H + Kenzymy xidreduktáz, přinášejí H - - Funkce Kenzym A = COA přenašeče zbytků karbx. kyselin acetylcoa zbytek kys. ctvé ATP přens fsfátů CQ důležitý v dýchacím řetězci Jak katalyzátry v reakcích prbíhajících v rganismu

53 Kat. reakci urychlí, vstupuje d reakce, nějak se prmění, a nesptřebvává se; nemůže vyvlat nevýhdnu reakci; snižuje E ptřebnu pr prběhnutí reakce E a energie aktivační Pdstata půsbení enzymů enzym na sebe váže reaktant (=substrát) >> uvlní se ptřebná E; substrát se přemění na prdukt a uvlní se z enz., substrát se váže na 1 knkrétní míst = aktivní centrum Terie zámku a klíče substrát musí být přesně tvarvě kmplementární Terie indukvanéh přizpůsbení substrát nemusí být úplně dplňkvý, puze má schpnst si enzym přizpůsbit - Ovlivnění aktivity enzymů Aktivita = mnžství enzymů, které je třeba k tmu, aby reagval 1 ml substrátu za 1 sekundu * katalyzátr] Čím vyšší aktivita, tím vyšší rychlst reakce Faktry: 1) Vliv teplty Čím vyšší teplta, tím vyšší rychlst reakce Při vyských tepltách dchází k denaturaci a reakce se zastaví Optimální teplta 50 C 2) Vliv ph Každý enzym má nejvyšší aktivitu při určité hdntě ph (ph ptimum) Např. trávící enzym klem 2 Při změně z pt. hdnty dchází ke změně tvaru aktivníh centra COOH(»«)COO - + NH(»«)NH 3 3) Aktivátry Látky, které zvyšují aktivitu enzymů Stpvé bigenní prvky, léčiva Některé enzymy se vyskytují v neaktivní frmě (aktivní centrum je nepřístupné - blkvané) Aktivátr tt centrum dblkuje, dštěpí část mlekuly enzymu a z enzymu se stane aktivní frma Nefunkčnímu enzymu říkáme prenzym Odštěpení části je nevraná změna Příklady Pepsin pepsingen Trypsin trypsingen