Ethery

Názvosloví etherů Etherová skupina jako hlavní (koncovka –ether) CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 diethylether CH3 – O – CH = CH2 methylvinylether 2. Etherová skupina jako vedlejší (předpona alkoxy- ) CH3 – O – CH2 – CH2 – CH2 – COOH kyselina 4-methoxymáselná

3. Epoxidy (předpona epoxy- )

4. Kyslíkaté heterocykly (heterocyklické názvosloví)

Chemické vlastnosti etherů Nepolární, těkavé, málo reaktivní – rozpouštědla. Nebezpečí oxidace na vzduchu. Diethylether – anestetikum velmi těkavá a hořlavá kapalina

Estery anorganických kyselin

Estery kyseliny sírové

Estery kyseliny fosforečné

Organofosfáty

Estery kyseliny dusičné

Estery kyseliny dusité inhalační antidotum při otravách kyanidy

Organické sloučeniny síry Thioly

Skupina –SH jako hlavní - koncovka thiol Názvosloví thiolů Skupina –SH jako hlavní - koncovka thiol CH3 – SH methanthiol CH2 = CH – CH2 - SH prop-2-en-1-thiol HS – CH2– CH2 – SH ethan-1,2-dithiol

Skupina –SH jako vedlejší – předpona sulfanyl

Chemické vlastnosti thiolů Těkavější než odpovídající alkoholy – silně zapáchají. Mírná oxidace – disulfidy

Energická oxidace

Biochemicky významné thioly a disulfidy Cystein (2-amino-3-sulfanylpropanová kyselina) – aminokyselina Glutathion (γ-glutamylcysteinylglycin, GSH) – tripeptid, uplatňuje se při redukci peroxidu vodíku Koenzym A (HS-CoA)– významný při metabolismu živin

Lipoová kyselina (1,2-dithiolan-3-pentanová kyselina) – jako amid je kofaktorem enzymových komplexů katalyzující oxidační dekarboxylaci α-oxokyselin Dimerkaptol (2,3-disulfanylpropanol) – antidotum při intoxikaci těžkými kovy

Sulfidy

Názvosloví sulfidů Sulfidická skupina jako hlavní (koncovka –sulfid) CH3 – CH2 – S – CH2 – CH3 diethylsulfid CH3 – S – CH = CH2 methylvinylsulfid 2. Sulfidická skupina jako vedlejší (předpona alkylsulfanyl-) CH3 – S – CH2 – CH2 – CH2 – COOH kyselina 4-methylsulfanylmáselná

Biochemicky významné „sulfidy“ Methionin (2-amino-4-methylsylfanylbutanová kyselina) – aminokyselina, donor methylové skupiny v organismu

Sulfonové kyseliny Názvosloví CH3 – CH2 – CH2 – SO3H propansulfonová kyselina

Chemické vlastnosti sulfonových kyselin Silné kyseliny Aniontové tenzidy

Příprava sulfonových kyselin:

Taurin (2-aminoethansulfonová kyselina, NH2–CH2-CH2-SO3H) – v organismu vzniká oxidací a dekarboxylací cysteinu Sulfosalicylová kyselina – srážení bílkovin

Sacharin, chloraminy

Aldehydy a ketony

Názvosloví aldehydů Aldehydická skupina jako hlavní (koncovka -al) CH2 = O methanal formaldehyd CH3 – CH = O ethanal acetaldehyd O = CH – CH = CH – CH = O but-2-en-dial – CH = O -karbaldehyd

2. Aldehydická skupina jako vedlejší (předpona formyl-)

Názvosloví ketonů 2. Ketoskupina jako vedlejší (předpona oxo-) Ketoskupina jako hlavní (koncovka -on) 2. Ketoskupina jako vedlejší (předpona oxo-)

Chemické vlastnosti aldehydů a ketonů

1. Keto-enol tautomerie 2. Polární násobná vazba - adice nukleofilních činidel 3. Kyselé vodíky na uhlíku vedle karbonylové skupiny 4. Redoxní reakce

Adice - voda - poloacetaly - aminy

Aldolizace

Redoxní reakce oxidace redukce

Významné aldehydy a ketony Formaldehyd (HCHO, methanal) – dezifekce, konzervování biologických preparátů Acetaldehyd (CH3CHO, ethanal) –meziprodukt kvašení, „suchý líh“ Glyceraldehyd (2,3-dihydroxypropanal) – triosa Aceton (propanon) – v lidském těle dekarboxylací acetoctové kyseliny

Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty

Názvosloví karboxylových kyselin Karboxylová skupina jako hlavní (koncovka –ová kyselina) HCOOH methanová mravenčí kyselina CH3 – COOH ethanová octová kyselina CH3 – CH2 – COOH propanová propionová CH3 – (CH2)2 – COOH butanová máselná CH3 – (CH2)3 – COOH pentanová valerová CH3 – (CH2)4 – COOH hexanová kapronová CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH hexa-2,4-dienová kyselina

– COOH -karboxylová kyselina

Nejběžnější v přírodě CH3 – (CH2)14 – COOH palmitová CH3 – (CH2)16 – COOH stearová CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH olejová

Nenasycené karboxylové kyseliny CH2 = CH – COOH propenová akrylová CH3 – CH = CH – COOH but-2-enová krotonová

Dikarboxylové kyseliny HOOC – COOH ethandiová šťavelová HOOC – CH2 – COOH propandiová malonová HOOC – (CH2)2 – COOH butandiová jantarová HOOC – (CH2)3 – COOH pentandiová glutarová HOOC – (CH2)4 – COOH hexandiová adipová

Aromatické dikarboxylové kyseliny

Cis- a trans- konfigurace na dvojné vazbě

Vlastnosti karboxylových kyselin polární karboxylová skupina mravenčí – propionová dobře rozpustné ve vodě vyšší olejovité až pevné látky

Reaktivita karboxylových kyselin R – COOH + NaOH → R – COONa + H2O slabé kyseliny dekarboxylace R – COONa + NaOH → R – H + Na2CO3

Přeměny in vivo

Významné karboxylové kyseliny Kyselina mravenčí (HCOOH) – oxidací methanolu Kyselina octová (CH3COOH) –acetyl-koenzym A (meziprodult metabolismu sacharidů, mastných kyselin...) Kyselina propionová (CH3CH2COOH) – biochemicky důležitá Kyselina máselná (CH3CH2CH2COOH) ) – páchne, esterově vázaná v mléčném tuku Kyselina šťavelová (HOOC-COOH) – krystalická, toxická

Kyselina jantarová (HOOCCH2CH2COOH) –meziprodukt citrátového cyklu - Ibuprofen – analgetikum, antipyretikum

Funkční deriváty karboxylových kyselin Všechny jsou hydrolyzovatelné na kyseliny

Acylhalogenidy – nejreaktivnější, v živých organismech se nevyskytují Anhydridy – vznikají eliminací vody ze dvou molekul kyseliny

anhydrid kyseliny fosforečné – kyselina difosforečná

smíšené anhydridy (acylfosfáty) 1,3-bisfosfoglycerát (vzniká v průběhu glykolýzy) karbamoylfosfát (meziprodukt syntézy močoviny a pyrimidinových bází)

Estery karboxylových kyselin – stálejší než acylhalogenidy a anhydridy lipidy vonné látky - rozšíření v přírodě (banán, ananas)

Thioestery (R-CO-S-R) – reaktivnější než estery (makroergní sloučeniny – přenos acylu při metabolických reakcích)

Amidy (R-CO-NH2, R-CO-NHR, R-CO-NR2)

Biochemicky významné amidy peptidy, proteiny – v přírodě velmi rozšířené asparagin, glutamin – patří mezi 20 kódovaných aminokyselin

nikotinamid, močovina...

Farmakologicky významné amidy paracetamol – analgetikum, antipyretikum lidokain, trimekain – lokální anestetika (chirurgie)

Deriváty kyseliny uhličité

Kyselina karbamová

Neostigmin – reverzní inhibitor acetylcholinesterázy Pirimikarb – insekticid proti mšicím

Močovina

močovina – konečný produkt odbourávání dusíku (u člověka) hydrolýzou vzniká amoniak a oxid uhličitý NH2 CO NH2 + H2O → 2 NH3 + CO2

acylderiváty – ureidy nejvýznamnější kyselina barbiturová a její deriváty thiopental – nitrožilní anestetikum s ultrakrátkým účinkem

Guanidin

Arginin, kreatin – významné deriváty guanidinu

Substituční deriváty karboxylových kyselin

snadná oxidace (dehydrogenace) Hydroxykyseliny snadná oxidace (dehydrogenace)

dehydratace – vznik nenasycených kyselin, případně cyklických esterů

Významné alifatické hydroxykyseliny glykolová kyselina (HO-CH2-COOH)– vzniká při otravách ethylenglykolem mléčná kyselina – L-laktát (svaly), D,L-laktát – mléčné kvašení

glycerová kyselina – vzniká oxidací glyceraldehydu, fosfoglyceráty meziprodukty glykolýzy β-hydroxymáselná kyselina

jablečná kyselina – meziprodukt citrátového cyklu citronová kyselina – v citrátovém cyklu izomerace na isocitronovou kyselinu

vinná kyselina – v přírodě jen L-vinná

Významné aromatické hydroxykyseliny salicylová kyselina – kožní lékařství acetylsalicylová kyselina – analgetikum-antipyretikum (Aspirin...)

Oxokyseliny reaktivita podle vzdálenosti oxoskupiny od karboxylu (β snadno dekarboxylují)

Biochemicky významné oxokyseliny glyoxylová kyselina (HCO-COOH) – nejjednodušší pyrohroznová kyselina (CH3-CO-COOH) – biochemicky velmi významná oxaloctová kyselina (HOOC-CH2-CO-COOH) – výchozí substrát citrátového cyklu

2-oxoglutarová kyselina (HOOC-CH2-CH2-CO-COOH) – meziprodukt citrátového cyklu acetoctová kyselina (CH3-CO-CH2-COOH) – vzniká při odbourávání mastných kyselin, snadno dekarboxyluje

Aminokyseliny biochemicky nejvýznamnější α-aminokyseliny

Deaminace aminokyselin transaminace, oxidační deaminace

desaturační deaminace

Dehydratace aminokyselin snadná tvorba 5 a 6 členných kruhů – laktamy

Aminobenzoová kyselina a její deriváty p-aminobenzoová kyselina (PABA) – růstový kofaktor bakterií sulfanilamid – strukturní analog p-aminobenzoátu (deriváty s bakteriostatickým účinkem)

p-aminomethylbenzoová kyselina (PAMBA) – zastavení krvácení (chirurgie benzokain, prokain – lokální anestetika

Aminy

Názvosloví Deriváty amoniaku – aminy

Chemické vlastnosti aminů Acidobazické vlastnosti aminů - zásady

Reakcí aminů a kyselin vznikají amoniové soli: Reakcí aminů s alkylačními činidly vznikají také amoniové soli

Oxidace aminů oxidační deaminace

Reakce aminů s kyselinou dusitou (reagují i primární aminy)

Významné aminy ethylendiamin (H2N-CH2-CH2-NH2) ethylendiamintetraoctová kyselina anilin (C6H5NH2) benzidin

Biogenní aminy vznikají dekarboxylací kódovaných aminokyselin ethanolamin (H2N-CH2-CH2-OH) – ze serinu putrescin (H2N-(CH2)4-NH2) – z ornitinu kadaverin (H2N-(CH2)5-NH2) – z lysinu

histamin – z histidinu tyramin – z tyrosinu tryptamin z tryptofanu Katecholaminy dopamin (dekarboxylací 3,4-dihydroxyfenylalaninu)

Fenetylaminy – centrálně stimulační účinek, snadný vznik psychické závislosti

Kvarterní amoniové soli cholin – složka fosfatidylcholinů acetylcholin – podílí se na přenosu nervového vzruchu Kationtové tenzidy

Nitrosloučeniny

Výbušniny TNT, hexogen, oktogen, kyselina pikrová

Léčiva chloramfenikol – antibiotikum bronopol – antimikrobiální složka kosmetiky flunitrazepan – rychle nastupující hypnotikum (Rohypnol)