Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Organická chemie Lékařská chemie a biochemie 2. ročník - zimní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská fakulta, Univerzita.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Organická chemie Lékařská chemie a biochemie 2. ročník - zimní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská fakulta, Univerzita."— Transkript prezentace:

1 Organická chemie Lékařská chemie a biochemie 2. ročník - zimní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská fakulta, Univerzita Karlova v Praze a Všeobecná fakultní nemocnice v Praze,

2 Organická chemie 2014/20152 Syntéza močoviny (Wöhler 1828) (Termický přesmyk) Friedrich Wöhler ( ): Organická látka z anorganických sloučenin Jan Horbaczewski ( ): Lékařskou fakultu vystudoval ve Vídní u prof. Ludwiga, Zakladatel Ústavu lékařské chemie 1883 Syntéza kys. močové Syntéza kys. močové ( Horbaczewski let) močovina + glycin + (teplo) = Kyselina močová (malý výtěžek reakce) (objevena 1776 Schulzem)

3 Organická chemie 2014/20153 Během dalších pokusů prokázal, že kyselina močová vzniká pouze při rozpadu jaderných buněk, nikoliv bezjaderných (např. erytrocyty) Dále se mu podařilo oddělit od kyseliny močové xantin a další purinové báze a a správně předpokládal, že kyselina močová z nich vzniká. Kys. akrylováKyselina močová Syntéza kys. močové Syntéza kys. močové (Horbaczewski 1882)

4 Organická chemie 2014/20154 Polarita vazeb závisí na rozdílu elektronegativit. Zastoupení polárních a nepolárních vazeb významně ovlivňuje výsledné vlastnosti organické sloučeniny Délka vazby a vazebná energie - příklady Vazby v organických sloučeninách Typ vazbyEnergie [kJ.mol -1 ]Délka [pm] C-C C=C CCCC C-H C-N CNCN C-O C=O N-H O-H Hodnoty energií jsou přibližné („průměrné“). V molekulách podléhají vlivům okolních struktur, tj. ostatních částí dané molekuly. Existují také vazby hybridní (zlomkové) (jako např. v benzenu), které mají charakter 1,5 násobné vazby.

5 Organická chemie 2014/20155 Konstituce: Vnitřní stavba molekuly organických sloučenin Stereochemie (prostorová struktura organických sloučenin) - Vzorce organických sloučenin Sumární (souhrnné) vzorce jsou v org. chemii téměř nepoužitelné, protože neposkytují informace o vnitřním uspořádání molekuly. Např. C 2 H 6 O může být: 1)Ethanol (CH 3 -CH 2 -OH) 2)Dimethylether (CH 3 -O-CH 3 ) Proto se používají vzorce strukturní, znázorňující všechny vazby mezi atomy. Nevýhodou je u složitějších sloučenin jejich nepřehlednost. Proto se nejčastěji používají vzorce racionální, ve kterých jsou vyznačeny pouze vazby nutné pro jednoznačné určení konstituce - vyjádření prostorového uspořádání. Pro zcela přesné vyjádření prostorového uspořádání molekuly organických sloučenin je nutné používat perspektivní vzorce (odlišně vyznačené vazby směřující nahoru, dolů, dopředu, dozadu). Nejlepší je použití modelů, díky kterým se podařilo vyřešit např. strukturu DNA (Watson a Crick - Nobelova cena za chemii). Díky počítačům lze předpokládat značné zjednodušení práce s modely.

6 Organická chemie 2014/20156 Isomerie I. Isomery: sloučeniny, které mají stejný sumární (molekulární) vzorec, ale odlišnou strukturu (prostorové uspořádání) molekuly Základní typy isomerie: Konstituční: Izomery se liší konstitucí, tj. prostorovým uspořádáním nebo způsobem vazby atomů v molekule Řetězová: Butan, isobutan (uspořádání řetězce) Polohová: Skupin: 1-propanol, 2-propanol násobných vazeb: 1-buten, 2-buten Tautomerie - Isomery se liší polohou vodíku a dvojné vazby acetamid (Amid kyseliny octové) Mezi oběma tautomery se ustavuje dynamická rovnováha.

7 Organická chemie 2014/20157 Isomerie II. Keto (oxo) formaKyselina acetooctová enol forma Nejznámější je keto-enol-tautomerie Konformace molekuly je dána volnou otáčivostí okolo jednoduchých vazeb. U složitějších molekul je teoreticky možné velké množství konformací; omezení představuje energetická výhodnost a vznik slabých vazeb (vodíkové můstky, iontové a nepolární interakce).

8 Organická chemie 2014/20158 Isomerie III. Konfigurační: Isomerie se liší prostorovým uspořádáním, přičemž pořadí a způsob vazby atomů v molekule zůstávají stejné. Odlišná konfigurace může být podmíněna dvojnou vazbou (cis- trans isomerie) nebo přítomností chirálního centra (asymetrického uhlíku C*). cis-trans (geometrická) isomerie je důsledkem nemožnosti rotace okolo dvojné vazby (brání tomu vazební  -orbitaly). cis-2-buten trans-2-buten

9 Organická chemie 2014/20159 Isomerie VI. Asymetrický uhlík má každou vazbu obsazenou jiným jednovazným atomem či skupinou atomů, proto nemá příslušná struktura rovinu symetrie. Existují proto dvě možná prostorová uspořádání, které jsou ve vztahu jako předmět a jeho zrcadlový obraz.Při jejich rozlišování se vychází ze struktury glyceraldehydu: D- a L- isomery se vyznačují stejnou chemickou reaktivitou, biochemicky se ale od sebe liší (reakce s enzymy či protilátkami) D-L- Sloučeniny obsahující asymetrický uhlík vykazují optickou otáčivost a vyskytují se jako optické antipody - enantiomery. Otáčivost značíme (+) - doprava a (-) - doleva. Směr otáčivosti nesouvisí s označením D- a L- !!!!!

10 Organická chemie 2014/ Klasifikace organických sloučenin Organické sloučeniny alifatickécyklické nasycené (jednoduché vazby) nenasycené (násobné vazby) Isocyklické (karbocyklické, jen C) Heterocyklické (v kruhu i jiné atomy než C) Alicyklické Nasycené nenasycené Aromatické (konjugované dvojné vazby v kruhu) Nasycenénenasycenéaromatické

11 Organická chemie 2014/ Nejdůležitější areny I Benzen Naftalen Antracen Tetracen (částečně hydrogenovný „tetracyklin“) Fenanthren Cyklopentanoperhydrofenanthren-základ stereoidů

12 Organická chemie 2014/ Nejdůležitější areny II Pyren Benzpyren (silně karcinogenní) Benzo[a]pyren Bifenyl (Polychlorované bifenyly -toxické pro CNS dětí) Difenylmethan základ DDT – p,p’-dichlor difenyl trichlorethan

13 Organická chemie 2014/ Halogenderiváty uhlovodíků Jeden nebo více vodíků nahrazeno halogenem (X = F, Cl, Br, I) Vazba málo polární - nerozpustné ve vodě, dobře v nepolárních rozpouštědlech. Většina těchto látek jsou těkavé kapaliny, které jsou dobrými nepolárními („organickými“ či „tukovými“) rozpouštědly. Chemicky jsou silně reaktivní, zvláště s nukleofilními činidly. Využití:  Rozpouštědla - Tetrachlormethan, chlorid uhličitý CCl 4 (toxický karcinogenní) S vodou produkuje fosgen COCl 2  Freony (Fluorchloralkany) - CCl 3 F, CCl 3 F, CCl 2 F 2 a další v chladicích strojích - poškozují ozonosféru  Umělé hmoty - PVC, syntetický kaučuk, teflon  Chloroform CCl 3 H - toxický, Bromoform CBr 3 H - proti kašli, Jodoform CI 3 H - desinfekce, antiseptikum, dále při průkazu acetonu (jodoformová reakce)  Anestetika - lokální - dříve ethylchlorid CH 3 CH 2 Cl („kelen“ - zmrazování)  Celková - Trichloretylen CHCl=CCl 2 (narcogen)  Halotan CF 3 -CHBrCl  Biologicky aktivní látky - hormóny štítné žlázy (trijódthyronin, tetrajodthyronin=thyroxin)  starší insekticidní látky - DDT, HCH (hexachlorcyklohexan-Lindan) - dnes se nesmí používat

14 Organická chemie 2014/ Hydroxyderiváty (alkoholy, fenoly) Hydroxylová skupina -OH dává uhlovodíkům, zvláště aromatickým lehce kyselý charakter (pozor - neplést s hydroxidy!!!) Vazba C-OH je kovalentní, ale silně polární, takže mohou vznikat vodíkové můstky. Proto se nižší alkoholy dobře mísí s vodou a teprve u vyšších převládne nepolární charakter postranního řetězce (pentanol - amylalkohol) Názvosloví: U alifatických - uhlovodík + -ol (methanol, ethanol) U aromatický převládá spíše triviální

15 Organická chemie 2014/ Hydroxyderiváty (alkoholy, fenoly) Hydroxyskupina alkoholů je silně reaktivní. S alkalickými kovy dává alkoholáty C 2 H 5 OH + Na = C 2 H 5 ONa + 1/2H 2 S kyselinami dávají estery s minerálními kyselinami vznikají: R-OH + H-X = R-X + H 2 O s organickými kyselinami vznikají: Esterifikace je typická vratná reakce - může probíhat štěpení esterů na alkohol a kyselinu (hydrolyticky) - běžná reakce v živých organismech.

16 Organická chemie 2014/ Alkoholy a fenoly I Metanol: CH 3 OH silně jedovatý, oslepnutí a smrt U vyšších alkoholů - propanol, butanol, pentanol se objevují isomery. Vyšší alkoholy mohou být součástí lipidů. Etanol: CH 3 CH 2 OH - euforisace, narkotické účinky. Návyková droga - nejčastější toxikomanie. Velké dávky  otrava  smrt Vícefunkční alkoholy: 1,2-etandiol (etylenglykol) HO-CH 2 -CH 2 -OH Prudce jedovatý, těžké otravy, poškození ledvin. Glykoly jsou součástí nemrznoucích směsí v chladičích aut („Fridex“) - nasládlá chuť - rozpustné ve vodě. 1,2,3-propantriol (glycerol) Je součástí většiny tuků v organismu.

17 Organická chemie 2014/ Alkoholy a fenoly II Cyklohexanol (inositol): Cyklohexanol (inositol): Biologicky významná látka podobná vitaminům Fenol: (slabá kyselina) Jedovatý, leptá !!! Hydrochinon (1,4-benzendiol) Parabenzochinon (oxidoredukční systémy)

18 Organická chemie 2014/ Biologicky významné alkoholy I Sfingosin (sfingenin) 2-amino-4-oktadien-1,3-diol - 18-uhlíkový alkohol obsažený ve složitých lipidech, zvláště mozkových Ethanolamin: HO-CH 2 -CH 2 -NH 2 Obsažen v lipidech Cholin Obsažen v lipidech. Jeho ester s kyselinou octovou je důležitý pro přenos nervových vzruchů. Silně basický, kvarterní amoniová base.

19 Organická chemie 2014/ Biologicky významné alkoholy II Mezi alkoholy můžeme řadit i vitaminy rozpustné v tucích (mimo vitaminu K) vitamin A - retinol vitamin E - tokoferol vitamin D - cholekalciferol a ergokalciferol Budou podrobně probrány v kapitole stereoidy a isoprenoidy

20 Organická chemie 2014/ Aldehydy a ketony (oxoderiváty) I Karbonylová skupina společná pro ketony - karbonyl na sekundárním uhlíku aldehydy - karbonyl na primárním uhlíku Aldehydy mohou být alifatické či aromatické, ketony smíšené. Karbonylová skupina je polární, proto dobrá mísitelnost s polárními rozpouštědly. Charakter skupiny ale neumožňuje vznik velkých shluků molekul pomocí vodíkových můstků. Proto je bod varu nižší než u odpovídajících alkoholů, ale vyšší než u odpovídajících uhlovodíků. Většina aldehydů a ketonů je za normální teploty (pokojové, laboratorní v našich krajích 25 o C- 298 K) (s výjimkou formaldehydu H 2 CO) kapalná.

21 Organická chemie 2014/ Aldehydy a ketony (oxoderiváty) II Jsou velmi reaktivní a snadno probíhá adice na karbonyl. Důležitá je tvorba poloacetalu (viz cukry). Rozdíl: Aldehydy mají redukční vlastnosti - snadno se oxidují na karboxylové kyseliny X Ketony neredukují. Aromatické aldehydy tvoří s primárními aminy Schiffovy base Benzaldehyd MethylaminBenzylidenmethylamin (Schiffova Base) Významné při transaminacích - Schiffovu bázi tvoří pyridoxalfosfát s aminoskupinou aminokyselin

22 Organická chemie 2014/ ETHERY Obecný vzorec: R-O-R’ Netvoří vodíkové vazby, proto bod varu nižší než u odpovídajících alkoholů: CH 3 OHCH 3 -O-CH 3 Rel. mlk hmotnost3246 Bod varu [ o C]65-24 Jsou téměř nepolární. Vyšší, např. diethylether, slouží k extrakci nepolárních látek z vodných roztoků. Používá se hlavně diethylether: CH 3 -CH 2 -O-CH 2 -CH 3 Pozor - páry jsou vysoce explozivní. Na světle a za přístupu vzduchu dochází k tvorbě výbušných peroxidů. Nutno uchovávat v tmavých lahvích a stabilizovat (např. diefenylaminem)

23 Organická chemie 2014/ ETHERY II Z aromatických etherů má význam: 1-(2methoxyfenoxy)-2,3-propandiol Lék uklidňující a uvolňující svalové napětí Guajakol (1-hydroxy-methoxybezen) Součást sirupů proti kašli. Gujacuran

24 Organická chemie 2014/ Karboxylové kyseliny I Charakteristická skupina: Karboxyl Podle počtu těchto skupin je dělíme na mono-, di-, tri- a polykarboxylové. Jedná se o poměrně slabé kyseliny (pK A = 4-5). Karboxyly mezi sebou vytváří vodíkové můstky, a proto se karboxykyseliny vyskytují ve formě dimerů.

25 Organická chemie 2014/ Karboxylové kyseliny II Hydroxylová skupina karboxylu v důsledku přesunu elektronů snadno odštěpuje proton, což je příčinou kyselosti karboxykyselin. Na sílu karboxykyselin má vliv nejen tato vlastnost karboxylu, ale i zbytek molekuly karboxykyseliny a počet karboxylů či dalších substituentů v molekule karboxylové kyseliny.

26 Organická chemie 2014/ Karboxylové kyseliny III Označování uhlíků v molekule: Vlastnosti: R-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH  tvorba solí 2.možnost dekarboxylace, tj. odštěpení CO 2 za vzniku uhlovodíku o 1 uhlík kratší (běžná reakce v biochemii, v průmyslové organické chemii velmi zřídkavá). 3.reakce karboxylu za vzniku funkčních derivátů karboxylových kyselin 4.substituce na uhlovodíkovém zbytku  substituční deriváty karboxylových kyselin Radikál vzniklý odtržením -OH skupiny karboxylu nazýváme obecně ACYL. Jednotlivé radikály pak odvozujeme z názvu kyseliny koncovkou -YL. Formyl Acetyl

27 Organická chemie 2014/ Monokarboxylové kyseliny I VzorecTriviální název kyseliny - česky Systematický název kyseliny - česky Latinský název kyseliny - acidum název soli HCOOH*Mravenčímetanováformicumformiát CH 3 COOHOctováetanováaceticumacetát CH 3 CH 2 COOHPropionovápropanová propionát CH 3 (CH 2 ) 2 COOHMáselnábutanovábutyrát (CH 3 ) 2 CHCOOHIsomáselnáisobutanováisobutyrát CH 3 (CH 2 ) 3 COOHValerovápentanovávalerát CH 3 (CH 2 ) 14 COOHPalmitováhexadekanová palmitan *Vlastnosti aldehydu - redukuje

28 Organická chemie 2014/ Monokarboxylové kyseliny II VzorecTriviální název kyseliny - česky Systematický název kyseliny - česky Latinský název kyseliny - acidum název soli CH 3 (CH 2 ) 16 COOHStearováOktadekanovástearan CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH- (CH 2 ) 7 COOH Olejová oleán CH 2 =CHCOOHAkrylová2-en 1- propanová akrylát Benzoová benzoicumbenzoát

29 Organická chemie 2014/ Dikarboxylové kyseliny VzorecTriviální název kyseliny - česky Systematický název kyseliny - česky Latinský název kyseliny - acidum název soli HOOC-COOHšťavelová1,2-ethandiováoxalicumoxalát HOOC-CH 2 -COOHmalonovápropan-1,3- diová malonicum*malonát* HOOC-(CH 2 ) 2 - COOH jantarovábutan-1,5- diová succinisumsukcinát HOOC-(CH 2 ) 3 - COOH glutarovápentan-1,5- diová glutamicumglutarát maleinová*cis-but-2-en- 1,5-diová maleinát* fumarovátrans-but-2-en- 1,5-diová fumarát ftalováo-benzendiová ftalát Neplést malát-maleinát-malonát

30 Organická chemie 2014/ Trikarboxylové kyseliny cis-akonitová kyselina, důležitý metabolit Krebsova cyklu, sůl: cis-akonitát citronová kyselina, důležitý metabolit Krebsova cyklu, sůl: citrát Další viz substituční deriváty karboxylových kyselin

31 Organická chemie 2014/ Substituční deriváty karboxylových kyselin I 1)Halogenkyseliny - trichloroctová, monofluoroctová – jed 2)Hydroxykyseliny - biochemicky a lékařsky významné! mléčná (laktát)pyrohroznová  -hydroxypropionová (pyruvát) Hydroxypropionová Ketokyselina

32 Organická chemie 2014/ Substituční deriváty karboxylových kyselin II  - a  -hydroxykyseliny esterifikují uvnitř molekuly - vzniká cyklický ester - lakton  - lakton   Př. vitamin C = kyselina L-askorbová = dehydrolakton kys. gulonové Kyselina uhličitá nejjednodušší hydroxykyselina Karboxyl Hydroxyl

33 Organická chemie 2014/ Nejdůležitější hydroxykyseliny I 1) Kyselina mléčná, acidum lacticum, laktát ( L a D forma) Kys. 2,3-dihydroxypropanová Glykolýza (1 i 2) 2) Kyselina glycerová, sůl glycerát 3) Kyselina jablečná, acidum malicum, malát (kys. 2-hydroxybutandiová) (citrátový cyklus) 4) Kyselina vinná, acidum tartaricum, tartarát Kyselina (+) vinná „pravo“ vinná Kyselina (-) vinná „Levo“ vinná Mesovinná 

34 Organická chemie 2014/ Nejdůležitější hydroxykyseliny II kys. isocitronová, isocitrát 5) Kyselina citronová, acidum citricum, citrát 6) kys. salicylovákys. acetylsalicylová kys. p-aminosalicylová široké využití v lékařství Acylpyrin (aspirin) Lék proti tuberkulóze

35 Organická chemie 2014/ Nejdůležitější hydroxykyseliny III velmi citlivá reakce na průkaz bílkovin (princip denaturace) Kys. sulfosalicylová 7) kyselina gentisová Antirevmatikum

36 Organická chemie 2014/ Nejdůležitější ketokyseliny I 1) Kyselina pyrohroznová, acidum pyruvicum, Pyruvát Enolforma Ketoforma (Pro biochemii jedna z nejdůležitějších kyselin!!) (keto-, enol- tautomerie)Aceton 2) Kyselina acetoctová, acidum acetaceticum, acetoacetát Acetoacetát vzniká při odbourávání tuků (MK) 3) Kyselina oxaloctová, -, oxalacetát Důležitá součást citrátového cyklu CH 2 C COOH OH O COOH CCH 3

37 COOH CH 2 C COOHO Organická chemie 2014/ Nejdůležitější ketokyseliny II 4) Kyselina  -ketoglutarová, -,  -ketoglutarát Důležitý metabolit citrátového cyklu, mohou z něj vznikat AMK (glutamová) a látky potřebné pro syntézu porfyrinů (hem) spojuje metabolismus bílkovin a sacharidů 5) Kyselina oxaljantarová, ac. oxalsuccinicum, oxalsukcinát Metabolit citrátového cyklu, vzniká z isocitrátu a dekarboxylací se přeměňuje na  -ketoglutarát -CO 2 COOH CH 2 2 C COOHO

38 Organická chemie 2014/ Dusíkaté deriváty uhlovodíků I. Nitrosloučeniny R-NO 2 Často jsou jedovaté, významné hlavně v průmyslové chemii. Možnost otrav. Příklady: Nitroethan: CH 3 -CH 2 -NO 2 Nitrobenzen: Trinitrotoluen: V přírodě se téměř nevyskytují Výjimka: Chloramfenikol (Antibiotikum ze streptomyces venezuelae) Nitroglycerin: nesprávný název, jedná se o glycerolnitrát - ester glycerolu s kyselinou dusičnou, nejedná se o nitrosloučeninu!

39 Organická chemie 2014/ Dusíkaté deriváty uhlovodíků II. Aminy Primární SekundárníTerciární Kvartérní amoniové zásady (baze) Jsou to vlastně organické deriváty amoniaku, proto mají většinou zásaditý (basický) charakter. Aminoskupina je výrazně polární. Mezi aminy patří řada biologicky významných látek - aminokyseliny, biogenní aminy (výrazný fysiologický účinek), alkaloidy (toxické a léčivé látky rostlinného původu), syntetické léčivé látky.

40 Organická chemie 2014/ Reakce sekundárních aminů s kyselinou dusitou (dusitany) za přítomnosti HCl  Nitrosaminy Nitrosaminy mají kancerogenní účinky!!! Nitrosamin Některé významné aminy Anilin jedovatý - průmyslové otravy Ethylen Diamino Tetra Octová (Acetic) kyselina EDTA - vápenatá sůl této kyseliny slouží jako protijed při otravách těžkými kovy Chelaton II a III - významné v analytické chemii Cholin - Aminoalkohol

41 Organická chemie 2014/ Biologicky významné aminy Noradrenalin … a jim podobné alkaloidy a léky Dopamin Adrenalin Isoprenalin Amfetamin (Psychoton) EfedrinMeskalin Syntetické léky Alkaloidy Podobnost struktury a účinku!!

42 Organická chemie 2014/ Funkční deriváty karboxylových kyselin Amid Acylhalogenid Nitril  Acylhalogenidy - využití v organické syntéze  Anhydridy - využití v organické syntéze  Estery - nízká polarita, nevznikají vodíkové můstky. Rozpouštědla. Lipidy!  Thioestery - acetylkoenzym A  Amidy - močovina, nikotinamid, amidy AMK  Nitril - kyanovodík - nitril kyseliny mravenčí - jed! X-halogen Anhydridy Estery Thioestery

43 Organická chemie 2014/ Funkční deriváty karboxylových kyselin- deriváty kyseliny uhličité I Dichlorid kyseliny uhličité: 1) Halogenderiváty - fosgen - jedovatý!!! 2) Amidy Diamid kyseliny uhličité = močovina: Monoamid kyseliny uhličité = kyselina karbamová (Nestálý, existuje jen jako fosfát) Důležitý při biosyntéze Zbytek kyseliny močoviny fosforečné

44 Organická chemie 2014/ Funkční deriváty karboxylových kyselin- deriváty kyseliny uhličité II mají uklidňující a uspávající účinek, jsou dosti toxické, takže dnes se až na jednu výjimku neužívají: 3) Estery kyseliny karbamové = Urethany 2-methyl-2-propyl-1,3-propandiolkarbamát MEPROBAMAT

45 Organická chemie 2014/ Deriváty močoviny I 1) Biuret - vzniká zahříváním močoviny za odštěpení amoniaku biuret 2) Guanidin (iminomočovina)-kyslík nahrazen iminoskupinou =NH vzniká oxidativním štěpením guaninu Jeho deriváty - aminokyselina Arginin (viz Aminokyseliny) Kreatin - Kys. N - methylguanidinoctová Jsou důležité pro přenos energie ve svalu

46 Organická chemie 2014/ Deriváty močoviny II Z kreatinu vzniká jeho anhydrid kreatinin Kreatinin již není pro sval použitelný, ale protože je vylučován ledvinami, využívá se v klinické biochemii pro sledování jejich funkce („clearance“ kreatininu).- to clear = očistit

47 Organická chemie 2014/ Ureidy I odvozují se z karboxylových kyselin náhradou hydroxyskupiny zbytkem močoviny (analogie amidů): Řada ureidů patří mezi významné léky, např. kyselina octovámočovinaureid kys. octové (acetylmočovina) Bromisoval (sedativum) Ureid kys.  -bromisovalerové

48 Organická chemie 2014/ Ureidy II S dvojsytnými kyselinami mohou vznikat cyklické ureidy, jež je možné řadit mezi heterocyklické sloučeniny.: Kyselina malonová močovinakys. barbiturová Od kyseliny barbiturové se odvozuje množství léků s uklidňujícím, hypnotickým a ve větších dávkách i narkotickým účinkem - Barbituráty

49 Organická chemie 2014/ Sirné deriváty I 2) Thioethery (sulfidy): „yperit“ 1) Thioalkoholy (a thiofenoly): Dimercaptol (BAL) vazba na těžké kovy AMK Cystein 3) Disulfidy: disulfidové můstky (bílkoviny) Kys.  -lipoová- (6,8-dithiooktanová) Redukovaná forma Oxidovaná forma AMK Cystin

50 Organická chemie 2014/ Sirné deriváty II kyselina sulfosalicylová (viz hydroxykyseliny) 4) Sulfonové kyseliny: 5) Sulfony: Sulfonamidy (protimikrobní chemoterapie) 6) Sirné heterocykly: thiofen (pětičetný kruh 1-heteroatom S), thiazol, fenothiazin

51 Organická chemie 2014/ Sulfonamidy (chemoterapeutika) Sulfony - deriváty kyseliny sulfanilové sulfaguanidin sulfathiazol která je antagonistou kyseliny paraaminobenzoové (PABA) 4-aminobenzoová „vitamin H“ PABA je nezbytným růstovým faktorem bakterií sulfanilamid

52 Organická chemie 2014/ Heterocykly - Základní struktury I (Jsou v učebnici pro III. ročník gymnázia)

53 Organická chemie 2014/ Heterocykly - Základní struktury II (Jsou v učebnici pro III. ročník gymnázia)

54 Organická chemie 2014/ Heterocykly - Základní struktury III (Jsou v učebnici pro III. Ročník gymnázia)

55 Organická chemie 2014/ Heterocykly - Základní struktury IV Pětičlenný kruh Furan (furanosy) hydroxyderiváty- sacharidy Thiofen hydrogenovaný - základ biotinu vitamin H Pyrrol základ cyklických i lineárních tetrapyrrolů - porfyrinů - hem, žlučová barviva I v kombinaci s benzenem: Benzopyrol (indol) AMK Tryptofan Tryptamin 5-hydroxytryptamin „biogenní aminy“ – fyziologicky velmi účinné látky Námelové alkaloidy (ovlivňují tonus hladkého svalstva (děloha-porodnictví) a LSD - diethylamid kys. lysergové (halucinogenní látka (chemicky navozená psychóza))

56 Organická chemie 2014/ Aflatoxin B 1 Toxická a kancerogenní látka z plísně Aspergillus flavus, která roste na potravinách (zvl. podzemnice olejná - „buráky“, ale i na jiných). Biotin (vitamin H) Nezbytný při karboxylačních reakcích (vestavování CO 2 do organických kyselin) - prostetická skupina enzymů Kyselina dehydro-L-askorbová Neenzymový přenos vodíku Kyselina L-askorbová -vitamin C

57 Organická chemie 2014/ Indol (benzopyrrol) její diethylamid = LSD (halucinogen) Kyselina lysergová Ergometrin (námelový alkaloid)

58 Organická chemie 2014/ Heterocykly pětičlenné se dvěma heteroatomy 1H-pyrazol  antipyretika (antipyrin, amidopyrin) imidazol aminokyselina histidin  histamin („biogenní amin“) Od thiazolu je odvozen vitamin B 1 thiamin a amiphenazol - lék zvyšující dráždivost CNS Thiazol tetrahydrogenovaný základ struktury penicilinu

59 Organická chemie 2014/ Heterocykly pětičlenné se dvěma heteroatomy - odvozené léky I fenazon (antipyrin) aminofenazon (amidopyrin) a dále složitější fenylbutazon a ketofenylbutazon (ketazon) Od pyrazolu:

60 Organická chemie 2014/ Heterocykly pětičlenné se dvěma heteroatomy - odvozené léky I Peniciliny: Od thiazolu: G-penicilin -R =benzyl  -laktamový kruh - může být štěpen enzymem  -laktamázou, který mají některé bakterie (zlatý stafylokok). Tím se účinek penicilinu zničí, a proto jej u těchto bakterií nemá smysl používat. Thiamin (vitamin B 1 ) (pyrimidin + thiazol)

61 Organická chemie 2014/ Šestičlenné heterocykly s jedním heteroatomem  -pyran sacharidy „pyranosy“ stálé hyroxyderiváty oxoderivát  -pyranu (2H pyranu) Tetrahydropyran (4H-pyran) Benzoderivát  -pyranu Chroman derivátem chromanu je vitamin E  -pyron Benzoderivát  -pyronu - kumarin od něj odvozeny látky snižující srážlivost krve (lék Warfarin)

62 Organická chemie 2014/ Šestičlenné kyslíkaté heterocykly - odvozené léky Kumarin: některé látky od něj odvozené mají antikoagulační účinky - zpomalují srážení krve. Tento účinek se léčebně využívá. Warfarin - anatgonista vitaminů K: vitamin K 2 vitamin K 1 Vitamin K je potřebný pro syntézu prothrombinu v játrech.

63 Organická chemie 2014/ Šestičlenné heterocykly s jedním heteroatomem (dusíkaté) Pyridin: Důležité deriváty Jedovatý. Zásaditý, s kyselinami dává soli. Kyselina nikotinová lék roztahuje cévy Cl- Nikotinamid „vitamin PP“ součást NAD a NADP velmi důležitá látka

64 Organická chemie 2014/ Šestičlenné heterocykly s jedním heteroatomem (dusíkaté) Kyselina isonikotinová INH - lék proti TBC její hydrazid Piperidin vzniká z pyridinu hydrogenací Od něj odvozen syntetický analog morfinu petidin (dolsin) Benzoderiváty: Chinolin součást alkaloidu chininu a dalších syntetických antimalarik. chinolinisochinolinacridin

65 Organická chemie 2014/ Alkaloidy a léky s šestičlenným heterocyklem s jedním heteroatomem Odvozené od pyridinu diethylamid kys. nikotinové (centrální analeptikum) nikotin Chinin (a další antimalarika) ChinolinIsochinolin Papaverin (spasmolytikym, uvolňuje křeče hladkých svalů)

66 Organická chemie 2014/ Šestičlenné heterocykly se dvěma heteroatomy I pyridazin Od nejdůležitějšího pyrimidinu jsou odvozeny báze NK: pyrimidin pyrazin cytosin uracil thymin Báze tautomerie Uracil LaktimLaktam

67 Organická chemie 2014/ Šestičlenné heterocykly se dvěma heteroatomy II Piperazin plně hydrogenovaný derivát pyrazinu se používá jako lék při dně (arthritis uratica) a dále jako antihelmintikum (lék proti roupům a škrkavkám) Thiaziny nejvýznamnější derivát je Fenothiazin Od něj odvozena methylenová modř a neuroleptika - léky používané v psychiatrii

68 Organická chemie 2014/ Sloučeniny se dvěma kondenzovanými heterocykly Purin Od něj jsou odvozeny báze obsažení v NK Adenin (ATP!!!) Guanin Obě tyto látky se odbourávají přes hypoxantin xantin na kyselinu močovou V moči může krystalizovat - močové kameny Od xantinu odvozeny alkaloidy: kofein, theofylin, theobromin Nadbytek - ukládání ve tkáních = dna (podagra)

69 Organická chemie 2014/201569Fenothiazin Základní struktura fenothiazinových neuroleptik Chlorpromazin 2-chlor-10-(3- dimethylaminopropyl) fenothiazin Kofein 1,3,7-trimethylxantin

70 Organická chemie 2014/ Vitaminy heterocyklické Pteridin je tvořen dvěm kondenzovanými aziny: pyrimidinem a pyrazinem Pteridinu Biopterin Redukovaná forma Tetrahydrobiopterin Donor vodíku Pterin PABA paraaminobenzoová kyselina kys. glutamová Od pteridinu je odvozena kyselina listová (pteroglutamová)

71 Organická chemie 2014/ Vitaminy heterocyklické II Benzopterin Alloxazin Pyridoxin, B 6 (derivát pyridinu) R= -CH 2 OH pyridoxol R= -CHO pyridoxal R= -CH 2 NH 2 pyridoxamin Riboflavin, B 2

72 Organická chemie 2014/ Organokovové sloučeniny 1. Arsenobenzeny - salversan, neosalversan - dříve jako antiparazitární a antimikrobiální léky - dnes už ne (toxické, kancerogenní) 2. Bojové látky - Lewisit ClCH=CHAsCl 2 -použit ještě nedávno (antidotum BAL-dimercaprol) 3. Tetraethylplumban („tetraethylolovo“) antidetonační přísada do benzinu vysoce toxická (C 2 H 5 ) 4 Pb 4. Protinádorové látky carboplatin 5. Dimethylrtuť (CH 3 ) 2 Hg - využití v organické syntéze - prudce jedovatá, možné průmyslové otravy (pracovní lékařství) 6) Organické sloučeniny zlata - antirevmatika Chrysotiomalát sodný

73 Organická chemie 2014/201573Organofosfáty Organofosfáty: Soman: o-isopropyl methylfluorofosfát Blokátory acetylcholinesterázy Parathion Malathion Insekticida běžně používaná v zemědělství - pro člověka méně toxická, při neopatrnosti může ale dojít k těžkým profesionálním otravám. Protijed - antagonisté ACh - atropin aj.


Stáhnout ppt "Organická chemie Lékařská chemie a biochemie 2. ročník - zimní semestr © Ústav lékařské biochemie a laboratorní diagnostiky, 1. lékařská fakulta, Univerzita."

Podobné prezentace


Reklamy Google