Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Podobné dokumenty
Inovace studia molekulární a buněčné biologie

CH 2 = CH 2 ethen systematický název propen CH 2 = CH CH 3 but-1-en CH 2 = CH CH 2 CH 3 but-2-en CH 3 CH = CH CH 3 buta-1,3-dien CH 2 = CH CH = CH 2

Typy vzorců v organické chemii

CHEMIE - Úvod do organické chemie

Názvosloví uhlovodíků

Aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny

Organická chemie. názvosloví acyklických uhlovodíků

ANORGANICKÁ ORGANICKÁ

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

4. Tvorba názvů v organické chemii

SADA VY_32_INOVACE_CH1

DERIVÁTY - OPAKOVÁNÍ

Substituční deriváty karboxylových kyselin

DUM VY_52_INOVACE_12CH29

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

CH 3 -CH 3 -> CH 3 -CH 2 -OH -> CH 3 -CHO -> CH 3 -COOH ethan ethanol ethanal kyselina octová

DUM VY_52_INOVACE_12CH31

KARBOXYLOVÉ KYSELINY C OH COOH. řešení. uhlovodíkový zbytek. KARBOXYLOVÝCH funkčních skupin. - obsahují 1 či více

Organické látky v buňkách. Vladimíra Kvasnicová

1. ročník Počet hodin

Hydroxysloučeniny Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Únor

Struktura organických sloučenin

Kyslíkaté deriváty. 1) Hydroxyderiváty: a) Alkoholy b) Fenoly. řešení. Dle OH = hydroxylová skupina

DERIVÁTY UHLOVODÍKŮ Obsah

2. Karbonylové sloučeniny

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu

Základní škola a mateřská škola Hutisko Solanec. žák uvede základní druhy uhlovodíků, jejich použití a zdroje. Chemie - 9. ročník

Úvod do studia organické chemie

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

HYDROXYDERIVÁTY. Alkoholy Fenoly Bc. Miroslava Wilczková

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Potřebný čas pro výuku DUM: Metodické zhodnocení a popis práce s digitálním učebním materiálem:

17. Organické názvosloví

Alkany a cykloalkany

Karboxylové kyseliny. Ing. Lubor Hajduch ZŠ Újezd Kyjov

Autor: Tomáš Galbička Téma: Alkany a cykloalkany Ročník: 2.

DUM VY_52_INOVACE_12CH24

Procvičování uhlovodíky pracovní list

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Opakování učiva organické chemie Smart Board

ZS Purkynova Vyskov. Mgr. Jana Vašíèková / vasickova@zspurkynova.vyskov.cz Pøedmìt Chemie Roèník 9. Klíèová slova Uhlovodíky Oèekávaný výstup

Téma : DERIVÁTY VYPRACOVAT NEJPOZDĚJI DO

Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

ALKANY. ený. - homologický vzorec : C n H 2n+2 2 -

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Uhlovodíky modelování pomocí soupravy základní struktury

ALKOHOLY, FENOLY A ETHERY. b. Jaké zdroje cukru znáte a jak se nazývají produkty jejich kvašení?

Pracovní list: Karbonylové sloučeniny

Alkoholy, fenoly. uhlovodíkového zbytku s příponou alkohol. CH 3CH 2OH

Alkany Ch_027_Uhlovodíky_Alkany Autor: Ing. Mariana Mrázková

Výukový materiál zpracován v rámci projektu. EU peníze školám. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

17. DUSÍKATÉ DERIVÁTY, EL. POSUNY

Charakteristika Teorie kyselin a zásad. Příprava kyselin Vlastnosti + typické reakce. Významné kyseliny. Arrheniova teorie Teorie Brönsted-Lowryho

Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Halogenderiváty. Halogenderiváty

Reálné gymnázium a základní škola města Prostějova Školní vzdělávací program pro ZV Ruku v ruce

Chemie - Sexta, 2. ročník

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

KARBOXYLOVÉ KYSELINY

Základní chemické pojmy

projektu OPVK 1.5 Peníze středn CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: Ing. Eva Kubíčková edmět: Deriváty uhlovodíků 41-l/01)

Názvosloví v organické chemii

Karboxylová skupina vzniká připojením hydroxylové skupiny OH ke karbonylové skupině (oxoskupině) >C=O. Souhrnně

ORGANICKÉ SLOUČENINY

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

Karbonylové sloučeniny

4. ročník - seminář Vzdělávací obor - Člověk a příroda

Teploty tání a varu jsou měřítkem čistoty organické sloučeniny Čisté sloučeniny tají, nebo vřou při malém teplotním rozmezí (1-2 C) a celkem vysoké

Názvosloví substitučních derivátů karboxylových kyselin

Jednou z nejdůležitějších skupin derivátů uhlovodíků jsou sloučeniny obsahující jednovazné hydroxylové skupiny OH, proto hydroxyderiváty:

Organické názvosloví. LRR/ZCHV Základy chemických výpočtů. Jiří Pospíšil

Tabulace učebního plánu. Obecná chemie. Vzdělávací obsah pro vyučovací předmět : Ročník: 1.ročník a kvinta

H H C C C C C C H CH 3 H C C H H H H H H

Školní výstupy Učivo (pojmy) Poznámka

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Úvod Obecný vzorec alkoholů je R-OH.

Deriváty uhlovodíků modelování pomocí soupravy základní struktury

Deriváty karboxylových kyselin

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

Doplňte počet uhlíků k předponě:

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ. Gymnázium Jana Pivečky a Střední odborná škola Slavičín Mgr. Veronika Prchlíková

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Opakování

Repetitorium anorganické a organické chemie Ch51 volitelný předmět pro 4. ročník

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Rozezná a vysvětlí význam označení různých nebezpečných látek. Vybrané dostupné látky pojmenuje a vysvětlí jejich nebezpečnost.

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2011

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu

Školní vzdělávací program

Karboxylové kyseliny

CYKLICKÉ UHLOVODÍKY O

Transkript:

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354

LRR/CHPB2 Chemie pro biology 2

Organické sloučeniny a jejich názvosloví Lucie Szüčová

Cíle přednášky 1. organická chemie 2. organická sloučenina 3. stereochemie organických sloučenin 4. kovalentní vazba, typy vazeb v organických sloučeninách 5. funkční skupiny 6. základy názvosloví organických sloučenin Klíčová slova: organická sloučenina, fyzikální vlastnosti, organické názvosloví

Použitá literatura Červinka O., Dědek V., Ferles M. Organická chemie. SNTL Praha, 1980 Solomons G., Fryhle C. Organic chemistry 7 th Ed., John Wiley & Sons, NY, 1999 K. W. Raymond, General, Organic and Biological Chemistry: an integrated approach, John Wiley & Sons, NY, 2006 K. C. Nicolaou, T. Montagnon, Molecules that changed the world, Wiley-VCH, Weinheim, 2008 N. A. Campbell, J. B. Reece, Biologie, Computer Press, a. s., Brno, 2006

Otázky před přednáškou Jak byste vysvětlili pojem organická chemie? Jaké aktivity jsou součástí vědeckých metod? Jaké chemické složení mají sůl a cukr a čím se liší od pepře, co se týče chemického složení?

Organická chemie jednou ze základních chemických disciplín předmětem jejího zkoumání jsou přírodní i uměle připravené sloučeniny, tvořené atomy uhlíku a dalších prvků, jako jsou vodík, kyslík, dusík, síra atd. tyto látky nazýváme jako látky organické (živá příroda) organická chemie se zabývá vnitřním uspořádáním (strukturou) těchto sloučenin, jejich reakcemi, přípravou a reakčními mechanismy, zkoumá také fyzikální, chemické a biologické vlastnosti těchto látek

Historie a vznik organické chemie základ chemie položili již ve starověku řečtí filozofové ze všeobecné chemie se organická chemie začala vyčleňovat až na přelomu 18. a 19. století termín organická chemie použil poprvé Berzelius v roce 1807 Berzeliovi vděčíme také za pojmy izomer, izomerie, ikdyž tento jev byl v anorganické chemii popsán již dříve dnešní organická chemie vychází z tzv. chemické strukturní teorie, která byla definována v polovině devatenáctého století jako chemická souvislost či druh a způsob vzájemné vazby atomů ve složených látkách (Butlerov, Kekulé, Couper)

Organická sloučenina Organická sloučenina je chemicky čistá látka složená z různých atomů, přičemž tyto sloučeniny obsahují vždy jeden a více atomů uhlíku Tvoří je především C a H, dále také N, O, S, P, ale i řada jiných prvků, jako jsou X, Se, atd. Nezaměňovat s pojmem organická látka: materiál tvořený zejména organickými sloučeninami (dřevo)

Organické sloučeniny přírodního původu všude kolem nás, stavební jednotky nebo nezbytné látky všech živých soustav Organické sloučeniny synteticky připravené připravují se v chemických laboratořích a laboratorních provozech léčiva, plasty, vlákna, detergenty, aditiva, hnojiva atd.

Chemická strukturní teorie organické chemie uhlík je v organických sloučeninách čtyřvazný všechny čtyři uhlíkové vazby jsou si rovnocenné uhlíkové atomy mají schopnost řetězit se mohou se tedy vázat jednoduchými, dvojnými nebo trojnými vazbami navzájem mohou se vázat a vytvářet otevřené i kruhové řetězce (Kekulé, Couper)

Kovaletní vazba uhlík je čtyřvazný a může tvořit až čtyři vazby vzniká sdílením dvou nebo více párů elektronů dvěma prvky v ideálním případě el. hustota rozložena rovnoměrně: nepolární vazba vazba polární: vzniká při rozdílu elektronegativit prvků mezi např. C-Cl, C-O, C-F atd., el. hustota větší u elektronegativnějšího prvku (Cl, O, F, )

Kovaletní vazba: polární a nepolární, iontová vazba nepolární: rozdíl elektronegativit prvků ( ) 0 0,4 vazba polární: rozdíl elektronegativit prvků ( ) 0,4 1,7 vazba iontová:rozdíl elektronegativit( ) je více než 1,7 Elektronegativita: Je schopnost atomu přitahovat vazebné elektrony Vyšší hodnoty elektronegativity mají ty prvky, které vznikem aniontu dosáhnou elektronové konfigurace následujícího vzácného plynu (L. Pauling)

Kovaletní vazba: násobná vazba jednoduchá - kovalentní vazba zprostředkovaná jedním elektronovým párem (obsazením vazebného MO, které není kompenzováno obsazením odpovídajícího protivazebného orbi-talu), téměř vždy σ vazba jednoduchá, dvojná nebo trojná liší se délkou a realizací vazby vazba dvojná - účastní se jí dva elektronové páry, zpravidla složena z vazby σ a π vazba trojná - tvořena dvěma vazbami π a jednou σ

Nekovalentní interakce Jsou slabé interakce mezi sousedními molekulami Interakce, při kterých není sdílen elektronový pár V organické chemii se nejčasteji uplatňují následující z nich: A) vodíkové interakce (můstky) B) dipól-dipól interakce Vodíkové interakce: Je interakce mezi dusíkem, kyslíkem nebo flurem a vodíkem sousední molekuly, jedná se o interakci slabou, tzn. Např. zvýšením teploty se rozruší (voda, HF, alkoholy atd.) dipól-dipól interakce: je interakce mezi kladným a záporným pólem molekuly vytvořeným přesunutím elektronové hustoty při vzniku polární kovalentní vazby

Názvosloví organických molekul: triviální Vznikalo v době, kdy chemikové neměli představu o struktuře těchto látek často odvozovány od zdroje izolace (kyselina močová, citronová, mléčná, mravenčí, octová) vznikaly také později často jako odvozeniny zkratek, dlouhých systematických názvů těchto látek, které se vžily:tritol (trinitrotoluen), TEFLON (polytetrafluorethylen), atd.)

Názvosloví organických molekul: systematické na konci 19. století bylo vytvořeno v Ženevě mezinárodním kongresem pro úpravu chemického názvosloví názvosloví systematické, čili racionální IUPAC systematické jsou tvořeny podle vymyšleného jazyka, který disponuje určitým množstvím slovních základů, předpon, přípon, lokantů a dalších symbolů

Názvosloví organických molekul podle IUPAC Základem dnešního racionálního názvosloví je tedy tzv. ženevská nomenklatura, dodnes se řídíme pravidly IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry),komise organické chemie v rámci IUPAC sleduje trendy a vylepšuje ženevskou nomenklaturu k současnému použití Názvosloví jednotlivých typů sloučenin bude vždy probráno s kapitolou týkající se konkrétně těchto sloučenin

Typy vzorců (jako příklad uveden 2-chloro-4-methylpentan) A) sumární (jen suma atomů) B) strukturní (jak jsou atomy spojeny) C) racionální (zjednodušený strukt.) D) schematický (i orientace molekuly) C 6 H 13 Cl C H 3 C H CH2 Cl H 3 C C H CH 3 Cl

Funkční skupiny jsou specifické skupiny atomů uvnitř molekul Základní typy funkčních skupin: hydroxylová (-OH) : alkoholy určují charakteristické vlastnosti těchto molekul funční skupiny mají zpravidla stejnou chemickou reaktivitu bez ohledu na velikost molekul jedná se například o alkoholy (- OH), ethery (-O-), karboxylové kyseliny -COOH atd. názvy funkčních skupin se uplatňují v názvosloví karbonylová (C=O): aldehydy, ketony karboxylová (-COOH): karboxylové kyseliny aminoskupina (-NH 2 ): aminy sulfhydrylová (thiolová) (-SH): thioly fosfátová (-OPO 3 2- ): fosfáty

Názvosloví alkanů nasycené uhlovodíky obecného vzorce C n H 2n+2 alkany tvoří homologickou řadu:základem názvosloví organických sloučenin methan CH 4 ethan C 2 H 6 propan C 3 H 8 butan C 4 H 10 pentan C 5 H 12 hexan C 6 H 14 heptan C 7 H 16 oktan C 8 H 18 nonan C 9 H 20 dekan C 10 H 22 1. základní řetězec: obsahující největší počet uhlíků 2. čísluje se z té strany, kde se první postranní řetězec váže na uhlík s nižším číslem ( v případě nerozhodnutí rozhoduje druhý postranní řetězec atd., v případě nerozhodnutí rozhoduje abecední pořadí postranních řetězců) 3. postranní řetězce mají obecný název alkyl (koncovka -yl) 4. postranní řetězce se zapisují před hlavní řetězec

Názvosloví cykloalkanů Existují dvě základní varianty: a) jako hlavní řetězec se bere alkan (méně obvyklé, především tehdy, pokud je v uhlovodíku více cyklů) - dále postup jako u alkanů b) jako hlavní se bere cyklus (velmi časté, vždy se používá, pokud je cyklus jeden, v případě více cyklů se bere jako hlavní ten větší) 1. Základem názvu je tedy cykloalkan 2. Uhlík s prvním postranním řetězcem má vždy číslo jedna. Čísluje se tak, aby se druhý postranní řetězec vázal na uhlík s co nejnižším číslem, tzn. aby bylo zachováno co nejnižší možné číslování tzv. lokantů 3. Postranní řetězce mají obecný název alkyl příp. cykloalkyl (koncovka - yl) a zapisují se podle abecedy

Názvosloví nenasycených uhlovodíků: alkenů obsahují dvojnou vazbu mezi dvěma atomy uhlíku obecný vzorec je C n H 2n, např. ethen C 2 H 4 nebo prop-1-en CH 2 =CH-CH 3 1. Hlavní řetězec: ten s největším počtem dvojných vazeb, v případě rovnosti počtu dvojných vazeb se hlavní řetězec volí tak, aby měl co největší počet uhlíků 2. Hlavní řetězec má obecný název alkapolyen (s jednou - alken, s dvěma alkadien, s třemi alkatrien) 3.Čísla dvojných vazeb (lokanty) se dle nového názvosloví píší do "těla" názvu těsně před koncovku ( např. but-1-en, hexa-1,3-dien) (dříve se psaly před název např. 1,3-hexadien)

Názvosloví nenasycených uhlovodíků: alkynů Hlavní řetězec: co největší počet násobných vazeb (čísluje se z té strany, kde má násobná vazba nižší číslo, v případě shodnosti i u dalších násobných vazeb, rozhoduje z které strany se váže první 2. Hlavní řetězec má obecný název alkapolyn (s jednou - alkyn, s dvěma alkadiyn, s třemi alkatriyn). 3. Čísla trojných vazeb (lokanty) se dle nového názvosloví píší do "těla" názvu těsně před koncovku ( např. penta-1,3-diyn) 4. V případě kombinace i s dvojnými vazbami je obecný název alkapolyen-polyyn (např. okta-1-en-3,5-diyn

Názvosloví aromatických uhlovodíků tyto sloučeniny obsahují jedno nebo více benzenových (aromatických) jader nejjednodušším je benzen C 6 H 6 dalším je například toluen neboli methylbenzen Benzenové jádro a vzájemná poloha dvou substituentů je upravena číslováním arabskými číslicemi, případně vyznačením dvou vzájemných poloh substituentů (ortho, meta a para)

Názvosloví etherů obecný vzorec R 1 -O-R 2 dvě možnosti jak nazývat: substituční názvosloví: R 1 -O- se pojmenuje jako alkoxy (methoxy, ethoxy,..) jako předpona k základnímu uhlovodíku: ethoxyethan nebo: se uvedou názvy obou uhlovodíkových zbytků v abecedním pořadí a připojí se název ether: methylethylether, diethylether, ethylpropylether atd.

Názvosloví alkoholů Sloučeniny, které obsahují jednu nebo více OH skupin v alifatickém řetězci, nazýváme je alkoholy a) jedna OH - jednosytné b) více OH vícesytné jednosytné alkoholy dělíme na primární, sekundární a terciární podle polohy -OH skupiny název se tvoří pomocí koncovky -ol připojené k názvu příslušného uhlovodíku: ethanol u dvojsytných diol u trojsytných -triol Název Racionální Molekulový vzorec methanol CH 3 OH CH 3 OH ethanol CH 3 CH 2 OH C 2 H 5 OH glycerol CH 2 (OH)CH(OH)CH 2 OH C 3 H 5 (OH) 3 ethylenglykol (CH 2 OH) 2 C 2 H 4 (OH) 2

Názvosloví karbonylových sloučenin (aldehydů a ketonů) Aldehydy jsou karbonylové sloučeniny, které mají oxoskupinu C=O na krajním uhlíku (COH) koncovka al (methanal, ethanal) další možné pojmenování také karbaldehyd (formaldehyd, acetaldehyd) karbonylové sloučeniny, které mají oxoskupinu na jiném než krajním uhlíku (C=O) pojmenování: koncovka on za názvem uhlovodíku (aceton, propanon)

Názvosloví karboxylových kyselin funkční skupina COOH (karboxylová) homologická řada alifatických kyselin mohou mít dva typy derivátů: funkční a substituční (viz. dále) funkční (zásah do fční skupiny COOH a mění se slovo kyselina na jiné kořenové slovo u substitučních zůstává kyselina a mění se přídavné jméno kyselina (syst./triviální název) metanová mravenčí ethanová octová propanová propionová butanová máselná ethandiová šťavelová, oxalová název zbytku formyl acetyl propionyl butyryl oxalyl

Substituční deriváty karboxylových kyselin Náhrada atomu vodíku na řetězci mimo karboxylovou skupinu Halogenkarboxylové kyseliny - atom H je nahrazen halogenem CClH 2 -CH 2 -COOH (k. 1-chlorpropanová) CH 3 -CHCl-COOH (k. 2-chlorpropanová) Hydroxykyseliny - řetězec obsahuje hydroxylovou skupinu -OH CH 3 -CH(OH)-COOH (k. 2-hydroxypropanová) Oxokyseliny - řetězec obsahuje karbonylovou skupinu - aldehydovou (-CHO) nebo ketoskupinu (-CO-) Kyselina pyrohroznová (2-oxopropanová, lat. acidum pyruvicum) Aminokyseliny - řetězec obsahuje aminoskupinu -NH 2

Funkční deriváty karboxylových kyselin: estery estery vznikají esterifikací a mají vazbu C-O-C CH 3 CH 2 COOCH 2 CH 3 Pojmenování esteru jako soli dvouslovný první slovo je názvem iontu odvozeného do kyseliny (v našem případě kyselina propanová, tedy propanoát) a druhé slovo je utvořeno názvem zbytku R' (v našem případě ethyl: propanoát ethylnatý Speciální pojmenování esteru První slovo je tvořeno spojením názvu alkoholového zbytku R' (v našem příkladu ethyl) a slova ester, tedy ethylester. K tomuto slovu je připojen název kyseliny v druhém pádu: ethylester kyseliny propanové

Funkční deriváty karboxylových kyselin: amidy vznikají náhradou karboxylové OH skupiny NH 2 skupinou základ názvu kyseliny (systematický, latinský) + (di,tri, ) + (karbox)amid opisný název: např. amid kyseliny octové/ethanové R = -CH 2 CH 3

Funkční deriváty karboxylových kyselin: acylhalogenidy Skupina -OH v karboxylové skupině je nahrazena halogenem CH 3 -COCl ethanoylchlorid/acetylchlorid chlorid kys. ethanové/octové

Děkuji Vám za pozornost