Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Carboxylic acids and their derivatives Tomáš Kučera 2010 Tisková verze Print version Prezentace Presentation
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 1a Karboxylové kyseliny a jejich deriváty
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 1b Karboxylové kyseliny a jejich deriváty biochemicky velmi významné látky, účastní se většiny životních funkcí
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 1c Karboxylové kyseliny a jejich deriváty biochemicky velmi významné látky, účastní se většiny životních funkcí energetický metabolismus
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 1d Karboxylové kyseliny a jejich deriváty biochemicky velmi významné látky, účastní se většiny životních funkcí energetický metabolismus regulační mechanismy
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 1e Karboxylové kyseliny a jejich deriváty biochemicky velmi významné látky, účastní se většiny životních funkcí energetický metabolismus regulační mechanismy výstavba struktur organismu
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2a Karboxylové kyseliny
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2b Karboxylové kyseliny organické sloučeniny s jednou nebo více karboxylovými skupinami COOH (R COOH)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2c Karboxylové kyseliny organické sloučeniny s jednou nebo více karboxylovými skupinami COOH (R COOH) produkty oxidace aldehydů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2d Karboxylové kyseliny organické sloučeniny s jednou nebo více karboxylovými skupinami COOH (R COOH) produkty oxidace aldehydů R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2e Karboxylové kyseliny organické sloučeniny s jednou nebo více karboxylovými skupinami COOH (R COOH) produkty oxidace aldehydů R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH karboxyl vlastnosti kyseliny (disociace H + tvorba solí reakce s hydroxidy, alkoholáty, uhličitany)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2f Karboxylové kyseliny organické sloučeniny s jednou nebo více karboxylovými skupinami COOH (R COOH) produkty oxidace aldehydů R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH karboxyl vlastnosti kyseliny (disociace H + tvorba solí reakce s hydroxidy, alkoholáty, uhličitany)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2g Karboxylové kyseliny organické sloučeniny s jednou nebo více karboxylovými skupinami COOH (R COOH) produkty oxidace aldehydů R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH karboxyl vlastnosti kyseliny (disociace H + tvorba solí reakce s hydroxidy, alkoholáty, uhličitany)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 3a poměrně slabé kyseliny (zvláště v porovnání s minerálními)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 3b poměrně slabé kyseliny (zvláště v porovnání s minerálními) kyselina mravenčí, nejsilnější karboxylová kyselina (HCOOH), má pk A = 3, 75
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 3c poměrně slabé kyseliny (zvláště v porovnání s minerálními) kyselina mravenčí, nejsilnější karboxylová kyselina (HCOOH), má pk A = 3, 75 pk A kyseliny sírové je 3,0
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 3d poměrně slabé kyseliny (zvláště v porovnání s minerálními) kyselina mravenčí, nejsilnější karboxylová kyselina (HCOOH), má pk A = 3, 75 pk A kyseliny sírové je 3,0 kyselina octová: K A = [H+ ][CH 3 COO ] [CH 3 COOH] = 1, 8 10 5 mol/l pk A = 4, 74
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 3e poměrně slabé kyseliny (zvláště v porovnání s minerálními) kyselina mravenčí, nejsilnější karboxylová kyselina (HCOOH), má pk A = 3, 75 pk A kyseliny sírové je 3,0 kyselina octová: K A = [H+ ][CH 3 COO ] [CH 3 COOH] = 1, 8 10 5 mol/l pk A = 4, 74 Při disociaci se odštěpuje proton z karboxylové skupiny a vzniká karboxylátový anion: R COOH + OH R COO + H 2 O
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 3f poměrně slabé kyseliny (zvláště v porovnání s minerálními) kyselina mravenčí, nejsilnější karboxylová kyselina (HCOOH), má pk A = 3, 75 pk A kyseliny sírové je 3,0 kyselina octová: K A = [H+ ][CH 3 COO ] [CH 3 COOH] = 1, 8 10 5 mol/l pk A = 4, 74 Při disociaci se odštěpuje proton z karboxylové skupiny a vzniká karboxylátový anion: R COOH + OH R COO + H 2 O tvorba dimerů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 4a Kyselost a rozpustnost ve vodě klesají s velikostí molekuly
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 4b Kyselost a rozpustnost ve vodě klesají s velikostí molekuly např. s délkou uhlíkatého řetězce negativní korelace mezi počtem uhlíků a kyselostí i rozpustností
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 4c Kyselost a rozpustnost ve vodě klesají s velikostí molekuly např. s délkou uhlíkatého řetězce negativní korelace mezi počtem uhlíků a kyselostí i rozpustností mravenčí, octová a propionová neomezeně rozpustné
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Karboxylové kyseliny Slide 4d Kyselost a rozpustnost ve vodě klesají s velikostí molekuly např. s délkou uhlíkatého řetězce negativní korelace mezi počtem uhlíků a kyselostí i rozpustností mravenčí, octová a propionová neomezeně rozpustné vyšší mastné kyseliny nerozpustné
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5a Názvosloví
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5b Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5c Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou Triviální názvy velmi často používané
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5d Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou Triviální názvy velmi často používané Systematické názvy univerzální
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5e Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou Triviální názvy velmi často používané Systematické názvy univerzální 1. kyselina uhlovodíková
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5f Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou Triviální názvy velmi často používané Systematické názvy univerzální 1. kyselina uhlovodíková kyselina heptanová (enanthová): CH 3 (CH 2 ) 5 COOH kyselina dekanová (kaprinová): CH 3 (CH 2 ) 8 COOH kyselina 2-hexenová: CH 3 (CH 2 ) 2 CH=CH COOH kyselina 2,4-pentadienová: CH 2 =CH CH=CH COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5g Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou Triviální názvy velmi často používané Systematické názvy univerzální 1. kyselina uhlovodíková kyselina heptanová (enanthová): CH 3 (CH 2 ) 5 COOH kyselina dekanová (kaprinová): CH 3 (CH 2 ) 8 COOH kyselina 2-hexenová: CH 3 (CH 2 ) 2 CH=CH COOH kyselina 2,4-pentadienová: CH 2 =CH CH=CH COOH 2. kyselina uhlovodíkkarboxylová uhlovodík se zde počítá bez karboxylů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5h Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou Triviální názvy velmi často používané Systematické názvy univerzální 1. kyselina uhlovodíková kyselina heptanová (enanthová): CH 3 (CH 2 ) 5 COOH kyselina dekanová (kaprinová): CH 3 (CH 2 ) 8 COOH kyselina 2-hexenová: CH 3 (CH 2 ) 2 CH=CH COOH kyselina 2,4-pentadienová: CH 2 =CH CH=CH COOH 2. kyselina uhlovodíkkarboxylová uhlovodík se zde počítá bez karboxylů 3. kyselina karboxy x yl y ová x = karboxylovaný zbytek mimo hl. řetězec, y = uhlovodík dle (1)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Názvosloví Alifatické nasycené monokarboxylové kyseliny Slide 6a Počet C Triviální název Systematický název Latinský název Vzorec Aniont 1 kyselina mravenčí kyselina methanová acidum formicum HCOOH formiát 2 kyselina octová kyselina ethanová acidum aceticum CH 3 COOH acetát 3 kyselina propionová kyselina propanová acidum propionicum CH 3 CH 2 COOH propionát 4 kyselina máselná kyselina butanová acidum butyricum CH 3 (CH 2 ) 2 COOH butyrát 5 kyselina valerová kyselina pentanová acidum valericum CH 3 (CH 2 ) 3 COOH valerát 6 kyselina kapronová kyselina hexanová acidum capronicum CH 3 (CH 2 ) 4 COOH kapronát 7 kyselina enanthová kyselina heptanová acidum enanthicum CH 3 (CH 2 ) 5 COOH enanthát 8 kyselina kaprylová kyselina oktanová acidum caprylicum CH 3 (CH 2 ) 6 COOH kaprylát 9 kyselina pelargonová kyselina nonanová acidum pelargonicum CH 3 (CH 2 ) 7 COOH pelargonát 10 kyselina kaprinová kyselina dekanová acidum caprinicum CH 3 (CH 2 ) 8 COOH kaprinát 12 kyselina laurová kyselina dodekanová acidum lauricum CH 3 (CH 2 ) 10 COOH laurát 14 kyselina myristová kyselina tetradekanová acidum myristicum CH 3 (CH 2 ) 12 COOH myristát 16 kyselina palmitová kyselina hexadekanová acidum palmiticum CH 3 (CH 2 ) 14 COOH palmitát 18 kyselina stearová kyselina oktadekanová acidum stearicum CH 3 (CH 2 ) 16 COOH stearát 20 kyselina arachidová kyselina eikosanová acidum arachidicum CH 3 (CH 2 ) 18 COOH arachidát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Názvosloví Alifatické nasycené dikarboxylové kyseliny Slide 7a Počet C Triviální název Systematický název Latinský název Vzorec Anion 2 kyselina šťavelová kyselina ethandiová acidum oxalicum HOOC COOH oxalát 3 kyselina malonová kyselina propandiová acidum malonicum COOH (CH 2 ) COOH malonát 4 kyselina jantarová kyselina butandiová acidum succinicum COOH (CH 2 ) 2 COOH sukcinát 5 kyselina glutarová kyselina pentandiová acidum glutaricum COOH (CH 2 ) 3 COOH glutarát 6 kyselina adipová kyselina hexandiová acidum adipicum COOH (CH 2 ) 4 COOH adipát 7 kyselina pimelová kyselina heptandiová acidum pimelicum COOH (CH 2 ) 5 COOH pimelát 8 kyselina korková kyselina oktandiová acidum subericum COOH (CH 2 ) 6 COOH suberát 9 kyselina azelaová kyselina nonandiová - COOH (CH 2 ) 7 COOH - 10 kyselina sebaková kyselina ekandiová acidum sebacicum COOH (CH 2 ) 8 COOH sebakát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 8a Názvosloví Některé krátké alifatické nenasycené mono- a dikarboxylové kyseliny Triviální název Systematický název Latinský název Vzorec Anion kyselina akrylová kyselina propenová acidum acrylicum CH 2 =CH COOH akrylát kyselina krotonová kyselina 2-butenová acidum crotonicum CH 3 CH=CH COOH krotonát kyselina fumarová trans-butendiová acidum fumaricum HOOC CH=CH COOH fumarát kyselina maleinová cis-butendiová acidum maleinicum HOOC CH=CH COOH maleinát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 8b Názvosloví Některé krátké alifatické nenasycené mono- a dikarboxylové kyseliny Triviální název Systematický název Latinský název Vzorec Anion kyselina akrylová kyselina propenová acidum acrylicum CH 2 =CH COOH akrylát kyselina krotonová kyselina 2-butenová acidum crotonicum CH 3 CH=CH COOH krotonát kyselina fumarová trans-butendiová acidum fumaricum HOOC CH=CH COOH fumarát kyselina maleinová cis-butendiová acidum maleinicum HOOC CH=CH COOH maleinát Číslování tri(a více)karboxylových alifatických kyselin COOH HOOC 1 2 3 4 CH 2 CH CH 2 CH 2 COOH kyselina 1,2,4-butantrikarboxylová COOH 6 5 4 CH 3 CH CH 2 CH CH CH 3 3 2 1 kyselina 2,3,5-hexantrikarboxylová COOH COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Názvosloví Některé (hetero)cyklické a aromatické kyseliny Slide 9a COOH cyklohexankarboxylová COOH benzoová HOOC COOH trans-1,4-cyklohexandikarboxylová COOH salicylová COOH 2-cyklohexenkarboxylová CH 3 OH COOH COOH 4-bifenylkarboxylová COOH 1-methylcyklopentankarboxylová HOOC COOH COOH 2,5-cyklohexadien-1,4-dikarboxylová COOH 1,3,5-naftalentrikarboxylová COOH COOH COOH COOH COOH COOH N COOH ftalová isoftalová tereftalová nikotinová
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Názvosloví Funkční deriváty karboxylových kyselin Slide 10a
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Názvosloví Soli karboxylových kyselin Slide 11a
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Názvosloví Estery karboxylových kyselin Slide 12a
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Názvosloví Estery karboxylových kyselin Slide 13a
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Acylhalogenidy Názvosloví Slide 14a
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15a Příprava karboxylových kyselin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15b Příprava karboxylových kyselin oxidace
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15c Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15d Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15e Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15f Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody např. nitrilová C 6 H 5 CH 2 Cl + KCN C 6 H 5 CH 2 CN + KCl
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15g Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody např. nitrilová C 6 H 5 CH 2 Cl + KCN C 6 H 5 CH 2 CN + KCl C 6 H 5 CH 2 CN + 2H 2 O + H 2 SO 4 C 6 H 5 CH 2 COOH + NH 4 HSO 4
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15h Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody např. nitrilová C 6 H 5 CH 2 Cl + KCN C 6 H 5 CH 2 CN + KCl C 6 H 5 CH 2 CN + 2H 2 O + H 2 SO 4 C 6 H 5 CH 2 COOH + NH 4 HSO 4 odbourávací metody
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15i Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody např. nitrilová C 6 H 5 CH 2 Cl + KCN C 6 H 5 CH 2 CN + KCl C 6 H 5 CH 2 CN + 2H 2 O + H 2 SO 4 C 6 H 5 CH 2 COOH + NH 4 HSO 4 odbourávací metody např. oxidace nenasycených sloučenin pomocí KMnO 4 3 R 1 CH=CH R 2 + 8 KMnO 4 3 R 1 COOK + 3 R 2 COOK+ 2 KOH + 8 MnO 2 + 2 H 2 O
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15j Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody např. nitrilová C 6 H 5 CH 2 Cl + KCN C 6 H 5 CH 2 CN + KCl C 6 H 5 CH 2 CN + 2H 2 O + H 2 SO 4 C 6 H 5 CH 2 COOH + NH 4 HSO 4 odbourávací metody např. oxidace nenasycených sloučenin pomocí KMnO 4 3 R 1 CH=CH R 2 + 8 KMnO 4 3 R 1 COOK + 3 R 2 COOK+ 2 KOH + 8 MnO 2 + 2 H 2 O hydrolýza jejich funkčních derivátů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15k Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody např. nitrilová C 6 H 5 CH 2 Cl + KCN C 6 H 5 CH 2 CN + KCl C 6 H 5 CH 2 CN + 2H 2 O + H 2 SO 4 C 6 H 5 CH 2 COOH + NH 4 HSO 4 odbourávací metody např. oxidace nenasycených sloučenin pomocí KMnO 4 3 R 1 CH=CH R 2 + 8 KMnO 4 3 R 1 COOK + 3 R 2 COOK+ 2 KOH + 8 MnO 2 + 2 H 2 O hydrolýza jejich funkčních derivátů např. tuků a olejů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 16a Fyzikální vlastnosti
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 16b Fyzikální vlastnosti nižší alifatické (do ±10 C) kapalné, nepříjemný zápach vyšší alifatické, aromatické a polykarboxylové pevné
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 16c Fyzikální vlastnosti nižší alifatické (do ±10 C) kapalné, nepříjemný zápach vyšší alifatické, aromatické a polykarboxylové pevné teplota tání roste s velikostí molekuly
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17a Monokarboxylové kyseliny alifatické
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17b Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17c Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17d Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17e Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17f Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O redukční vlastnosti schopna další oxidace C=O lze považovat i za aldehyd
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17g Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O redukční vlastnosti schopna další oxidace C=O lze považovat i za aldehyd výskyt v přírodě volná i deriváty
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17h Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O redukční vlastnosti schopna další oxidace C=O lze považovat i za aldehyd výskyt v přírodě volná i deriváty relativně silná kyselina
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17i Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O redukční vlastnosti schopna další oxidace C=O lze považovat i za aldehyd výskyt v přírodě volná i deriváty relativně silná kyselina acyl (formiát) důležitý v biosyntetických procesech
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18a Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18b Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18c Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH výskyt v přírodě volná i deriváty
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18d Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH výskyt v přírodě volná i deriváty soli (octany, acetáty) hojně používané v průmyslu i v medicíně
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18e Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH výskyt v přírodě volná i deriváty soli (octany, acetáty) hojně používané v průmyslu i v medicíně důležitá v metabolismu, stejně jako deriváty
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18f Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH výskyt v přírodě volná i deriváty soli (octany, acetáty) hojně používané v průmyslu i v medicíně důležitá v metabolismu, stejně jako deriváty Ac-CoA
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18g Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH výskyt v přírodě volná i deriváty soli (octany, acetáty) hojně používané v průmyslu i v medicíně důležitá v metabolismu, stejně jako deriváty Ac-CoA 2-hydroxy... glykolát 2-oxo (α-keto)... glyoxylát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18h Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH výskyt v přírodě volná i deriváty soli (octany, acetáty) hojně používané v průmyslu i v medicíně důležitá v metabolismu, stejně jako deriváty Ac-CoA 2-hydroxy... glykolát 2-oxo (α-keto)... glyoxylát 2-amino... glycin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19a Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19b Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH propionyl-coa z MK s lichým počtem C
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19c Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH propionyl-coa z MK s lichým počtem C důležité substituční deriváty
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19d Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH propionyl-coa z MK s lichým počtem C důležité substituční deriváty 2,3-dihydroxy... glycerát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19e Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH propionyl-coa z MK s lichým počtem C důležité substituční deriváty 2,3-dihydroxy... glycerát 2-hydroxy... laktát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19f Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH propionyl-coa z MK s lichým počtem C důležité substituční deriváty 2,3-dihydroxy... glycerát 2-hydroxy... laktát 2-oxo (α-keto)... pyruvát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19g Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH propionyl-coa z MK s lichým počtem C důležité substituční deriváty 2,3-dihydroxy... glycerát 2-hydroxy... laktát 2-oxo (α-keto)... pyruvát 2-amino... alanin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 20a Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina máselná O CH 3 CH 2 CH 2 C OH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 20b Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina máselná O CH 2 CH 3 CH 2 obzvlášť výrazný zápach C OH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 20c Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina máselná O CH 2 CH 3 CH 2 obzvlášť výrazný zápach C OH důležité substituční deriváty
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 20d Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina máselná O CH 2 CH 3 CH 2 obzvlášť výrazný zápach C OH důležité substituční deriváty 3-hydroxybutyrát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 20e Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina máselná O CH 2 CH 3 CH 2 obzvlášť výrazný zápach C OH důležité substituční deriváty 3-hydroxybutyrát GABA γ-aminomáselná kyselina
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 20f Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina máselná O CH 2 CH 3 CH 2 obzvlášť výrazný zápach C OH důležité substituční deriváty 3-hydroxybutyrát GABA γ-aminomáselná kyselina 3-oxo... acetacetát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21a Mastné kyseliny
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21b Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21c Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21d Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické nepolární část polární část
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21e Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21f Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21g Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21h Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C žádná rotace kolem vazby C=C
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21i Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C žádná rotace kolem vazby C=C esterifikované či volné
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny O Slide 22a OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny O Slide 22b OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 16-C mastná kyselina s jednou cis dvojnou vazbou: 16:1 cis- 9 or 16:1 cis-ω7 or 16:1 cis n-7
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny O Slide 22c OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 16-C mastná kyselina s jednou cis dvojnou vazbou: 16:1 cis- 9 or 16:1 cis-ω7 or 16:1 cis n-7 16:1 n-7
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23a obvykle lineární uhlovodíkový řetězec
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23b obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23c obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23d obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci ohyb na každé vazbě C=C
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23e obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23f obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23g obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23h obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem nenasyceností
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Slide 23i obvykle lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem nenasyceností blízkostí první vazby C=C ke karboxylu
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Mastné kyseliny Triviální název Zkratka Systematický název Δ n- (ω) Strukturní vzorec Nasycené laurová C12:0 dodekanová myristová C14:0 tetradekanová palmitová C16:0 hexadekanová stearová C18:0 oktadekanová arach(id)ová C20:0 eikosanová behenová C22:0 dokosanová lignocerová C24:0 tetrakosanová S 1 dvojnou vazbou palmitolejová C16:1 9-hexadekaenová 9 7 olejová C18:1 9-oktadekaenová 9 9 eruková C22:1 13-dokosaenová 13 9 Se 2 dvojnými vazbami linolová C18:2 9,12-oktadekadienová 9,12 6 Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová C18:3 9,12,15-oktadekatrienová 9,12,15 3 γ-linolenová C18:3 6,9,12-oktadekatrienová 6,9,12 6 Se 4 dvojnými vazbami arachidonová C20:4 5,8,11,14-eikosatetraenová 5,8,11,14 6 S 5 dvojnými vazbami timnodonová C20:5 5,8,11,14,17-eikosapentaenová 5,8,11,14,17 3 Se 6 dvojnými vazbami klupadonová C22:6 4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová 4,7,10,13,16,19 3 Slide 24a
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25a Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25b Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25c Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25d Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant silnější kyselina než octová, špatně rozpustná ve vodě, dobře v etheru a benzenu
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25e Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant silnější kyselina než octová, špatně rozpustná ve vodě, dobře v etheru a benzenu problém živočichové neumějí odbourat (ani vytvořit) arom. jádro
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25f Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant silnější kyselina než octová, špatně rozpustná ve vodě, dobře v etheru a benzenu problém živočichové neumějí odbourat (ani vytvořit) arom. jádro detoxikace v játrech vazbou s glycinem a vzniklá kys. hippurová se vylučuje močí
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25g Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant silnější kyselina než octová, špatně rozpustná ve vodě, dobře v etheru a benzenu problém živočichové neumějí odbourat (ani vytvořit) arom. jádro detoxikace v játrech vazbou s glycinem a vzniklá kys. hippurová se vylučuje močí substituční derivát kyseliny benzoové (k. 2-hydroxybenzoová)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25h Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant silnější kyselina než octová, špatně rozpustná ve vodě, dobře v etheru a benzenu problém živočichové neumějí odbourat (ani vytvořit) arom. jádro detoxikace v játrech vazbou s glycinem a vzniklá kys. hippurová se vylučuje močí substituční derivát kyseliny benzoové (k. 2-hydroxybenzoová) kyselina salicylová
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25i Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant silnější kyselina než octová, špatně rozpustná ve vodě, dobře v etheru a benzenu problém živočichové neumějí odbourat (ani vytvořit) arom. jádro detoxikace v játrech vazbou s glycinem a vzniklá kys. hippurová se vylučuje močí substituční derivát kyseliny benzoové (k. 2-hydroxybenzoová) kyselina salicylová kyselina acetylsalicylová
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 26a Monokarboxylové kyseliny heterocyklické Kyselina nikotinová N COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 26b Monokarboxylové kyseliny heterocyklické Kyselina nikotinová toxická synaptický jed N COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 26c Monokarboxylové kyseliny heterocyklické Kyselina nikotinová toxická synaptický jed N COOH její amid základem koenzymů oxidoreduktas NAD a NADP
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 27a Některé souvislosti 1 COOH COOH COOH COOH CH 3 HO CH 2 HC O H 2 N CH 2 k. octová k. glykolová k. glyoxylová glycin COOH COOH COOH COOH CH HO 2 CH C O H 2 N CH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 k. propionová k. mléčná k. pyrohroznová alanin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 28a Některé souvislosti 2 COOH COOH COOH COOH CH HO 2 CH C O H 2 N CH CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH COOH COOH COOH k. jantarová k. jablečná k. oxaloctová k. asparagová COOH COOH COOH COOH CH HO 2 CH C O H 2 N CH CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH COOH k. glutarová k. 2-hydroxyglutarová COOH k. 2-oxoglutarová COOH k. glutamová
Konec
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty (Verze pro tisk je na konci souboru.) Tomáš Kučera 2010
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 1 Karboxylové kyseliny a jejich deriváty biochemicky velmi významné látky, účastní se většiny životních funkcí energetický metabolismus regulační mechanismy výstavba struktur organismu
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 2 Karboxylové kyseliny organické sloučeniny s jednou nebo více karboxylovými skupinami COOH (R COOH) produkty oxidace aldehydů R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH karboxyl vlastnosti kyseliny (disociace H + tvorba solí reakce s hydroxidy, alkoholáty, uhličitany)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 3 Karboxylové kyseliny poměrně slabé kyseliny (zvláště v porovnání s minerálními) kyselina mravenčí, nejsilnější karboxylová kyselina (HCOOH), má pk A = 3, 75 pk A kyseliny sírové je 3,0 kyselina octová: K A = [H+ ][CH 3 COO ] [CH 3 COOH] = 1, 8 10 5 mol/l pk A = 4, 74 Při disociaci se odštěpuje proton z karboxylové skupiny a vzniká karboxylátový anion: R COOH + OH R COO + H 2 O tvorba dimerů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 4 Karboxylové kyseliny Kyselost a rozpustnost ve vodě klesají s velikostí molekuly např. s délkou uhlíkatého řetězce negativní korelace mezi počtem uhlíků a kyselostí i rozpustností mravenčí, octová a propionová neomezeně rozpustné vyšší mastné kyseliny nerozpustné
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 5 Názvosloví COOH je skupina s nejvyšší prioritou Triviální názvy velmi často používané Systematické názvy univerzální 1. kyselina uhlovodíková kyselina heptanová (enanthová): CH 3 (CH 2 ) 5 COOH kyselina dekanová (kaprinová): CH 3 (CH 2 ) 8 COOH kyselina 2-hexenová: CH 3 (CH 2 ) 2 CH=CH COOH kyselina 2,4-pentadienová: CH 2 =CH CH=CH COOH 2. kyselina uhlovodíkkarboxylová uhlovodík se zde počítá bez karboxylů 3. kyselina karboxy x yl y ová x = karboxylovaný zbytek mimo hl. řetězec, y = uhlovodík dle (1)
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 6 Názvosloví Alifatické nasycené monokarboxylové kyseliny Počet C Triviální název Systematický název Latinský název Vzorec Aniont 1 kyselina mravenčí kyselina methanová acidum formicum HCOOH formiát 2 kyselina octová kyselina ethanová acidum aceticum CH 3 COOH acetát 3 kyselina propionová kyselina propanová acidum propionicum CH 3 CH 2 COOH propionát 4 kyselina máselná kyselina butanová acidum butyricum CH 3 (CH 2 ) 2 COOH butyrát 5 kyselina valerová kyselina pentanová acidum valericum CH 3 (CH 2 ) 3 COOH valerát 6 kyselina kapronová kyselina hexanová acidum capronicum CH 3 (CH 2 ) 4 COOH kapronát 7 kyselina enanthová kyselina heptanová acidum enanthicum CH 3 (CH 2 ) 5 COOH enanthát 8 kyselina kaprylová kyselina oktanová acidum caprylicum CH 3 (CH 2 ) 6 COOH kaprylát 9 kyselina pelargonová kyselina nonanová acidum pelargonicum CH 3 (CH 2 ) 7 COOH pelargonát 10 kyselina kaprinová kyselina dekanová acidum caprinicum CH 3 (CH 2 ) 8 COOH kaprinát 12 kyselina laurová kyselina dodekanová acidum lauricum CH 3 (CH 2 ) 10 COOH laurát 14 kyselina myristová kyselina tetradekanová acidum myristicum CH 3 (CH 2 ) 12 COOH myristát 16 kyselina palmitová kyselina hexadekanová acidum palmiticum CH 3 (CH 2 ) 14 COOH palmitát 18 kyselina stearová kyselina oktadekanová acidum stearicum CH 3 (CH 2 ) 16 COOH stearát 20 kyselina arachidová kyselina eikosanová acidum arachidicum CH 3 (CH 2 ) 18 COOH arachidát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 7 Názvosloví Alifatické nasycené dikarboxylové kyseliny Počet C Triviální název Systematický název Latinský název Vzorec Anion 2 kyselina šťavelová kyselina ethandiová acidum oxalicum HOOC COOH oxalát 3 kyselina malonová kyselina propandiová acidum malonicum COOH (CH 2 ) COOH malonát 4 kyselina jantarová kyselina butandiová acidum succinicum COOH (CH 2 ) 2 COOH sukcinát 5 kyselina glutarová kyselina pentandiová acidum glutaricum COOH (CH 2 ) 3 COOH glutarát 6 kyselina adipová kyselina hexandiová acidum adipicum COOH (CH 2 ) 4 COOH adipát 7 kyselina pimelová kyselina heptandiová acidum pimelicum COOH (CH 2 ) 5 COOH pimelát 8 kyselina korková kyselina oktandiová acidum subericum COOH (CH 2 ) 6 COOH suberát 9 kyselina azelaová kyselina nonandiová - COOH (CH 2 ) 7 COOH - 10 kyselina sebaková kyselina ekandiová acidum sebacicum COOH (CH 2 ) 8 COOH sebakát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 8 Názvosloví Některé krátké alifatické nenasycené mono- a dikarboxylové kyseliny Triviální název Systematický název Latinský název Vzorec Anion kyselina akrylová kyselina propenová acidum acrylicum CH 2 =CH COOH akrylát kyselina krotonová kyselina 2-butenová acidum crotonicum CH 3 CH=CH COOH krotonát kyselina fumarová trans-butendiová acidum fumaricum HOOC CH=CH COOH fumarát kyselina maleinová cis-butendiová acidum maleinicum HOOC CH=CH COOH maleinát Číslování tri(a více)karboxylových alifatických kyselin COOH HOOC 1 2 3 4 CH 2 CH CH 2 CH 2 COOH kyselina 1,2,4-butantrikarboxylová COOH 6 5 4 CH 3 CH CH 2 CH CH CH 3 3 2 1 kyselina 2,3,5-hexantrikarboxylová COOH COOH
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 9 Názvosloví Některé (hetero)cyklické a aromatické kyseliny COOH cyklohexankarboxylová COOH benzoová HOOC COOH trans-1,4-cyklohexandikarboxylová COOH salicylová COOH 2-cyklohexenkarboxylová CH 3 OH COOH COOH 4-bifenylkarboxylová COOH 1-methylcyklopentankarboxylová HOOC COOH COOH 2,5-cyklohexadien-1,4-dikarboxylová COOH 1,3,5-naftalentrikarboxylová COOH COOH COOH COOH COOH COOH N COOH ftalová isoftalová tereftalová nikotinová
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 10 Názvosloví Funkční deriváty karboxylových kyselin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 11 Názvosloví Soli karboxylových kyselin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 12 Názvosloví Estery karboxylových kyselin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 13 Názvosloví Estery karboxylových kyselin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 14 Acylhalogenidy Názvosloví
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 15 Příprava karboxylových kyselin oxidace R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH např. oxidace cyklických alkoholů či ketonů syntetické metody např. nitrilová C 6 H 5 CH 2 Cl + KCN C 6 H 5 CH 2 CN + KCl C 6 H 5 CH 2 CN + 2H 2 O + H 2 SO 4 C 6 H 5 CH 2 COOH + NH 4 HSO 4 odbourávací metody např. oxidace nenasycených sloučenin pomocí KMnO 4 3 R 1 CH=CH R 2 + 8 KMnO 4 3 R 1 COOK + 3 R 2 COOK+ 2 KOH + 8 MnO 2 + 2 H 2 O hydrolýza jejich funkčních derivátů např. tuků a olejů
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 16 Fyzikální vlastnosti nižší alifatické (do ±10 C) kapalné, nepříjemný zápach vyšší alifatické, aromatické a polykarboxylové pevné teplota tání roste s velikostí molekuly
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 17 Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina mravenčí O H C OH nejjednodušší karboxylová kyselina CH 4 CH 3 OH HCHO HCOOH H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O redukční vlastnosti schopna další oxidace C=O lze považovat i za aldehyd výskyt v přírodě volná i deriváty relativně silná kyselina acyl (formiát) důležitý v biosyntetických procesech
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 18 Monokarboxylové alifatické Kyselina octová O C OH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO CH 3 COOH výskyt v přírodě volná i deriváty soli (octany, acetáty) hojně používané v průmyslu i v medicíně důležitá v metabolismu, stejně jako deriváty Ac-CoA 2-hydroxy... glykolát 2-oxo (α-keto)... glyoxylát 2-amino... glycin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 19 Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina propionová O CH 3 CH 2 C OH propionyl-coa z MK s lichým počtem C důležité substituční deriváty 2,3-dihydroxy... glycerát 2-hydroxy... laktát 2-oxo (α-keto)... pyruvát 2-amino... alanin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 20 Monokarboxylové kyseliny alifatické Kyselina máselná O CH 2 CH 3 CH 2 obzvlášť výrazný zápach C OH důležité substituční deriváty 3-hydroxybutyrát GABA γ-aminomáselná kyselina 3-oxo... acetacetát
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 21 Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny lipidů uhlovodíkový řetězec s karboxylovou skupinou na jednom konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C žádná rotace kolem vazby C=C esterifikované či volné
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 22 Mastné kyseliny O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 16-C mastná kyselina s jednou cis dvojnou vazbou: 16:1 cis- 9 or 16:1 cis-ω7 or 16:1 cis n-7 16:1 n-7
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 23 obvykle Mastné kyseliny lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem nenasyceností blízkostí první vazby C=C ke karboxylu
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 24 Mastné kyseliny Triviální název Zkratka Systematický název Δ n- (ω) Strukturní vzorec Nasycené laurová C12:0 dodekanová myristová C14:0 tetradekanová palmitová C16:0 hexadekanová stearová C18:0 oktadekanová arach(id)ová C20:0 eikosanová behenová C22:0 dokosanová lignocerová C24:0 tetrakosanová S 1 dvojnou vazbou palmitolejová C16:1 9-hexadekaenová 9 7 olejová C18:1 9-oktadekaenová 9 9 eruková C22:1 13-dokosaenová 13 9 Se 2 dvojnými vazbami linolová C18:2 9,12-oktadekadienová 9,12 6 Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová C18:3 9,12,15-oktadekatrienová 9,12,15 3 γ-linolenová C18:3 6,9,12-oktadekatrienová 6,9,12 6 Se 4 dvojnými vazbami arachidonová C20:4 5,8,11,14-eikosatetraenová 5,8,11,14 6 S 5 dvojnými vazbami timnodonová C20:5 5,8,11,14,17-eikosapentaenová 5,8,11,14,17 3 Se 6 dvojnými vazbami klupadonová C22:6 4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová 4,7,10,13,16,19 3
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 25 Monokarboxylové kyseliny aromatické Kyselina benzoová COOH toluen benzylalkohol benzaldehyd k. benzoová použití k syntézám a jako konzervant silnější kyselina než octová, špatně rozpustná ve vodě, dobře v etheru a benzenu problém živočichové neumějí odbourat (ani vytvořit) arom. jádro detoxikace v játrech vazbou s glycinem a vzniklá kys. hippurová se vylučuje močí substituční derivát kyseliny benzoové (k. 2-hydroxybenzoová) kyselina salicylová kyselina acetylsalicylová
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 26 Monokarboxylové kyseliny heterocyklické Kyselina nikotinová toxická synaptický jed N COOH její amid základem koenzymů oxidoreduktas NAD a NADP
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 27 Některé souvislosti 1 COOH COOH COOH COOH CH 3 HO CH 2 HC O H 2 N CH 2 k. octová k. glykolová k. glyoxylová glycin COOH COOH COOH COOH CH HO 2 CH C O H 2 N CH CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 k. propionová k. mléčná k. pyrohroznová alanin
Karboxylové kyseliny a jejich deriváty Slide 28 Některé souvislosti 2 COOH COOH COOH COOH CH HO 2 CH C O H 2 N CH CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH COOH COOH COOH k. jantarová k. jablečná k. oxaloctová k. asparagová COOH COOH COOH COOH CH HO 2 CH C O H 2 N CH CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH COOH k. glutarová k. 2-hydroxyglutarová COOH k. 2-oxoglutarová COOH k. glutamová
Konec
Carboxylic acids and their derivatives Slide 1a Carboxylic acids and their derivatives
Carboxylic acids and their derivatives Slide 1b Carboxylic acids and their derivatives biochemically very important substances, participate in most life functions
Carboxylic acids and their derivatives Slide 1c Carboxylic acids and their derivatives biochemically very important substances, participate in most life functions energetic metabolism
Carboxylic acids and their derivatives Slide 1d Carboxylic acids and their derivatives biochemically very important substances, participate in most life functions energetic metabolism regulatory mechanisms
Carboxylic acids and their derivatives Slide 1e Carboxylic acids and their derivatives biochemically very important substances, participate in most life functions energetic metabolism regulatory mechanisms building of the structures of an organism
Carboxylic acids and their derivatives Slide 2a Carboxylic acids
Carboxylic acids and their derivatives Slide 2b Carboxylic acids organic substances with one or more carboxylic groups COOH (R COOH)
Carboxylic acids and their derivatives Slide 2c Carboxylic acids organic substances with one or more carboxylic groups COOH (R COOH) products of aldehyde oxidation
Carboxylic acids and their derivatives Slide 2d Carboxylic acids organic substances with one or more carboxylic groups COOH (R COOH) products of aldehyde oxidation R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH
Carboxylic acids and their derivatives Slide 2e Carboxylic acids organic substances with one or more carboxylic groups COOH (R COOH) products of aldehyde oxidation R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH carboxyl properties of an acid (H + dissociation forming salts in reactions with hydroxides, alcoholates, carbonates)
Carboxylic acids and their derivatives Slide 2f Carboxylic acids organic substances with one or more carboxylic groups COOH (R COOH) products of aldehyde oxidation R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH carboxyl properties of an acid (H + dissociation forming salts in reactions with hydroxides, alcoholates, carbonates)
Carboxylic acids and their derivatives Slide 2g Carboxylic acids organic substances with one or more carboxylic groups COOH (R COOH) products of aldehyde oxidation R CH 3 R CH 2 OH R CH=O R COOH carboxyl properties of an acid (H + dissociation forming salts in reactions with hydroxides, alcoholates, carbonates)
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 3a relatively weak acids (particularly in comparison with mineral acids)
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 3b relatively weak acids (particularly in comparison with mineral acids) formic acid, the strongest carboxylic acid (HCOOH), has pk A = 3, 75
Carboxylic acids and their derivatives Slide 3c Carboxylic acids relatively weak acids (particularly in comparison with mineral acids) formic acid, the strongest carboxylic acid (HCOOH), has pk A = 3, 75 sulphuric acid s pk A is 3,0
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 3d relatively weak acids (particularly in comparison with mineral acids) formic acid, the strongest carboxylic acid (HCOOH), has pk A = 3, 75 sulphuric acid s pk A is 3,0 acetic acid: K A = [H+ ][CH 3 COO ] [CH 3 COOH] = 1, 8 10 5 mol/l pk A = 4, 74
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 3e relatively weak acids (particularly in comparison with mineral acids) formic acid, the strongest carboxylic acid (HCOOH), has pk A = 3, 75 sulphuric acid s pk A is 3,0 acetic acid: K A = [H+ ][CH 3 COO ] [CH 3 COOH] = 1, 8 10 5 mol/l pk A = 4, 74 During dissociation, the proton leaves the carboxyl group and a carboxylate is formed: R COOH + OH R COO + H 2 O
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 3f relatively weak acids (particularly in comparison with mineral acids) formic acid, the strongest carboxylic acid (HCOOH), has pk A = 3, 75 sulphuric acid s pk A is 3,0 acetic acid: K A = [H+ ][CH 3 COO ] [CH 3 COOH] = 1, 8 10 5 mol/l pk A = 4, 74 During dissociation, the proton leaves the carboxyl group and a carboxylate is formed: R COOH + OH R COO + H 2 O dimeric form
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 4a Acidity and water solubility decrease with the molecule size
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 4b Acidity and water solubility decrease with the molecule size e.g. with the hydrocarbon chain length negative correlation between C number and both the acidity and solubility
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 4c Acidity and water solubility decrease with the molecule size e.g. with the hydrocarbon chain length negative correlation between C number and both the acidity and solubility formic, acetic and propionic freely soluble
Carboxylic acids and their derivatives Carboxylic acids Slide 4d Acidity and water solubility decrease with the molecule size e.g. with the hydrocarbon chain length negative correlation between C number and both the acidity and solubility formic, acetic and propionic freely soluble higher fatty acids insoluble
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5a Nomenclature
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5b Nomenclature COOH is the group with the highest priority
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5c Nomenclature COOH is the group with the highest priority Common names frequently used
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5d Nomenclature COOH is the group with the highest priority Common names frequently used Systematic names universal
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5e Nomenclature COOH is the group with the highest priority Common names frequently used Systematic names universal 1. hydrocarbonoic acid
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5f Nomenclature COOH is the group with the highest priority Common names frequently used Systematic names universal 1. hydrocarbonoic acid heptanoic (enanthoic) acid: CH 3 (CH 2 ) 5 COOH decanoic (caprinic) acid: CH 3 (CH 2 ) 8 COOH 2-hexenoic acid: CH 3 (CH 2 ) 2 CH=CH COOH 2,4-pentadienoic acid: CH 2 =CH CH=CH COOH
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5g Nomenclature COOH is the group with the highest priority Common names frequently used Systematic names universal 1. hydrocarbonoic acid heptanoic (enanthoic) acid: CH 3 (CH 2 ) 5 COOH decanoic (caprinic) acid: CH 3 (CH 2 ) 8 COOH 2-hexenoic acid: CH 3 (CH 2 ) 2 CH=CH COOH 2,4-pentadienoic acid: CH 2 =CH CH=CH COOH 2. hydrocarboncarboxylic acid the hydrocarbon is without the carboxyls
Carboxylic acids and their derivatives Slide 5h Nomenclature COOH is the group with the highest priority Common names frequently used Systematic names universal 1. hydrocarbonoic acid heptanoic (enanthoic) acid: CH 3 (CH 2 ) 5 COOH decanoic (caprinic) acid: CH 3 (CH 2 ) 8 COOH 2-hexenoic acid: CH 3 (CH 2 ) 2 CH=CH COOH 2,4-pentadienoic acid: CH 2 =CH CH=CH COOH 2. hydrocarboncarboxylic acid the hydrocarbon is without the carboxyls 3. carboxy x yl y (o)ic acid x = carboxylated substituent, out of the main chain, y = hydrocarbon according to (1)
Carboxylic acids and their derivatives Nomenclature Aliphatic saturated monocarboxylic acids Slide 6a C atoms Common name IUPAC name Latin name Formula Anion 1 formic acid methanoic acid acidum formicum HCOOH formate 2 acetic acid ethanoic acid acidum aceticum CH 3 COOH acetate 3 propionic acid propanoic acid acidum propionicum CH 3 CH 2 COOH propionate 4 butyric acid butanoic acid acidum butyricum CH 3 (CH 2 ) 2 COOH butyrate 5 valeric acid pentanoic acid acidum valericum CH 3 (CH 2 ) 3 COOH valerate 6 caproic acid hexanoic acid acidum capronicum CH 3 (CH 2 ) 4 COOH capronate 7 enanthic acid heptanoic acid acidum enanthicum CH 3 (CH 2 ) 5 COOH enanthoate 8 caprylic acid octanoic acid acidum caprylicum CH 3 (CH 2 ) 6 COOH caprylate 9 pelargonic acid nonanoic acid acidum pelargonicum CH 3 (CH 2 ) 7 COOH pelargonate 10 capric acid decanoic acid acidum caprinicum CH 3 (CH 2 ) 8 COOH caprinate 12 lauric acid dodecanoic acid acidum lauricum CH 3 (CH 2 ) 10 COOH laurate 14 myristic acid tetradecanoic acid acidum myristicum CH 3 (CH 2 ) 12 COOH myristate 16 palmitic acid hexadecanoic acid acidum palmiticum CH 3 (CH 2 ) 14 COOH palmitate 18 stearic acid octadecanoic acid acidum stearicum CH 3 (CH 2 ) 16 COOH stearate 20 arachidic acid icosanoic acid acidum arachidicum CH 3 (CH 2 ) 18 COOH arachidate