ALOGENURI ALCHILICI. F Cl Br I R-X. Nomenclatura. δ+ δ- In genere si indicano con. Il legame C---X è polarizzato, ciò rende il carbonio elettrofilo

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1 ALOGENURI ALCHILICI In genere si indicano con δ+ δ- Il legame C---X è polarizzato, ciò rende il carbonio elettrofilo Nomenclatura R-X X F Cl Br I 3-Bromo-2-metilpentano 4-bromo-1-cicloesene trans-2-clorocicloesanolo

2 Diclorometano (cloruro di metilene) Triclorometano (cloroformio) 1,1,1-tricloroetano tricloroetilene Gli alogenuri alchilici hanno molte applicazioni: solventi, pesticidi, farmaci, intermedi di reazione etc. Cl H C Cl CCl 3 Diclorodifeniltricloroetano DDT

3 Clorofluorocarburi (CFC) e il buco dell ozono CCl 3 F, Freon-11 CCl 2 F 2, Freon-12 Sono gas non tossici, inodori, non infiammabili e non corrosivi. Trovano impiego nei sistemi di refrigerazione Altri CFC son usati come gas per aerosol e spray Per azione della luce UV (negli strati alti dell atmosfera formano radicali che reagiscono con O 3 consumandolo Oggi sono prodotti questi HCFC non dannosi per l ozono

4 ALCOLI, ETERI, TIOLI Alcol: molecola contenente un gruppo -OH legato ad un carbonio sp 3 Etere: composto contenente un atomo di ossigeno legato a due carboni sp 3 Tiolo: molecola contenente un gruppo - SH legato ad un carbonio sp 3

5 Nomenclatura Alcoli Etanolo (alcol etilico) 1-propanolo (alcol propilico) 2-propanolo (alcol isopropilico) 1-butanolo 2-butanolo 2-metil-1-propanolo (alcol isobutilico) 2-metil-2-propanolo alcol terz-butilico cicloesanolo CH 2 OH fenilmetanolo Primario secondario terziario (alcol benzilico)

6 Dioli: Composto con due gruppi ossidrilici su carboni adiacenti ed ibridati sp 3. Nella nomenclatura comune sono chiamati glicoli 1,2-etandiolo (glicole etilenico) 1,2-propandiolo (glicole propilenico) 1,2,3-propantriolo (glicerina)

7 Tioli (mecaptani) Etantiolo 2-metil-1-propantiolo 2-mercaptoetanolo Solfuri: Sono gli analoghi solforati degli eterei CH 3 -S-CH 3 dimetilsolfuro dietilsolfuro

8 Etere: composto contenente un atomo di ossigeno legato a due carboni sp 3 Etossieteno (etere etilico) 2-metossi-2-metilpropano (etere terz-butilmetilico) trans-2- etossicicloesanolo -OR : alcossile (OCH 3 : metossile) Eteri ciclici Ossido di etilene Tetraidrofurano Tetraidropirano 1,4-diossano

9 Eteri - Proprietà fisiche Gli eteri sono composti polari ma non possono donare legame idrogeno. Hanno dei punti di ebollizione più bassi rispetto agli alcoli Deboli interazioni dipolo-dipolo Legame idrogeno Possono accettare un legame idrogeno. Ciò facilita la loro solubilità in acqua

10 ALDEIDI E CHETONI Aldeide Sostanza caratterizzata dalla presenza di un gruppo carbonilico (C=O) legato ad un atomo di idrogeno ed in gruppo alchilico od arilico Cheton e Sostanza caratterizzata dalla presenza di un gruppo carbonilico (C=O) legato a due gruppi alchilici od arilici

11 Nomenclatura delle Aldeidi Il nome dell aldeide si ricava cambiando il suffisso o dell alcano in -ale metanale etanale 3-metilbutanale (formaldeide) (acetaldeide) 2-propenale ciclopentancarbaldeide benzaldeide

12 Nomenclatura dei Chetoni Il nome del chetone si ricava cambiando il suffisso o dell alcano in -one Propanone 5-metil-3-esanone 2-metilcicloesanone (acetone) Acetofenone Benzofenone

13 Regola per assegnare il nome (IUPAC) Ordine di precedenza crescente di sei gruppi funzionali

14 Proprietà fisiche Il gruppo carbonilico è polarizzato, ciò rende aldeidi e chetoni molecole polari aventi, quindi, dei punti di ebollizione maggiori dei composti non polari di pari peso molecolare. Il gruppo carbonilico è polarizzato in ragione della differenza di elettronegatività tra Carbonio ed Ossigeno. Alla stessa conclusione si arriva evidenziando che il carbonile è l ibrido di due strutture limite di risonanza

15 CARBOIDRAT I

16 Carboidrati Il nome deriva dalla dalla formula C n (H 2 O) n che hanno molti membri di questa classe di sostanze Chimicamente un carboidrato e un poliidrossialdeide o un poliidrossichetone I carboidrati vengono classificati come: monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi Saccarosio Fruttosio Glucosio Amido Cellulos a

17 Monosaccaridi (aldosi e chetosi) Gliceraldeide Diidrossiacetone Conversione in proiezione di Fischer (R) gliceraldeide D-gliceraldeide [α] = L- gliceraldeide [α] = -13.5

18 aldotriosi, aldotetrosi, aldopentosi aldoesosi D-gliceraldeide D-eritrosio D-treosio D-ribosio D-arabinosio D-xilosio D-lixosio D-allosio D-altrosio D-glucosio D-mannosio D-gulosio D- idosio D-galattosio D-talosio

19 2-chetotriosi, 2-chetotetrosi, 2-chetopentosi 2-chetoesosi diidrossiacetone D-fruttosio

20 Disaccarid i α- glucosidico Maltosio glucosio glucosio β β- galattosidico Lattosio galattosio glucosio β

21 Disaccarid i Legame α-1-2-glicosidico Saccarosio fruttosio glucosio

22 Polisaccaridi Amido α-(1-6)-glucosidico α-(1-4)-glucosidico

23 Polisaccaridi Cellulosa β-(1-4)-glucosidico

24 Acidi Carbossilici Caratterizzati dalla presenza di un gruppo carbossilico CH 3 H Ac. etanoico (Ac. Acetico) Ac metanoico (Ac. Formico)

25 Nomenclatura (IUPAC) Il nome degli acidi carbossilici si ricava da quello degli alcani togliendo la o e mettendo al suo posto il suffisso oico e facendo precedere il nome dalla parola acido H-COOH CH 3 COOH CH 3 CH 2 COOH ac. metanoico ac. etanoico ac. propanoico ac. 3- metilbutanoico ac. trans-3-fenilpropenoico

26 Ac benzoico Ac. 2-idrossibenzoico (Ac. salicilico) Acidi dicarbossilici ossalico succinico malonico glutarico adipico

27 Nomenclatura comune

28 Quando si usano i nomi comuni si aggiungono spesso le lettere greche α, β, γ, δ, ε per indicare la posizione dei sostituenti Ac. γ- idrossibutirrico Ac. α amminopropionico (Alanina) Gruppo acetile

29 Proprietà fisiche Formano dei legami idrogeno intermolecolari molto forti Hanno dei p. e. più alti degli alcol, aldeidi, chetoni di pari peso molecolare legame idrogeno

30 La solubilità in acqua diminuisce all aumentare del peso molecolare CH 3 -(CH 2 ) 8 -COOH Ac. decanoico Aumenta nella molecola la parte lipofila Coda apolare (idrofobica) Testa polare (idrofilica)

31 Corpi chetonici e diabete Acido 3-ossobutanoico Acido 3- idrossibutanoico Queste sostanze, dette corpi chetonici, sono normalmente presenti nel sangue a conc. 0.01mM e sono prodotti dall acetil-coa Nelle persone affette da diabete la loro conc. aumenta anche di 500 volte. La decarbossilazione spontanea del chetoacido produce acetone, che non metabolizzato si accumula e si sente nell alito dei diabetici. acetone

32 Dalla corteccia del salice all Aspirina H 2 O/H+ Salicina Alcol salicilico Ac. acetil salicilico ASPIRINA Acido salicilico

33 AMMINE Sono composti basici derivati dell ammoniaca in cui uno o più idrogeni sono sostituiti da gruppi alchilici o arilici In ragione del numero di gruppi alchilici (o arilici) le ammine si classificano come: ammoniaca ammina 1 aria ammina 2 aria ammina 3 aria (metilammina) (dimetilammina) (trimetilammina) Queste sono ammine alifatiche (hanno legati solo gruppi alchilici)

34 Ammine aromatiche anilina N-metilanilina benzildimetilammina Ammine eterocicliche alifatich e aromatiche pirrolidina piperidina pirrolo piridina

35 Anilina 4-nitroanilina 4-metilanilina 3-metossianilina (p-toluidina) (manisidina)

36 Molti composti di origine naturale hanno gruppi amminici. Molto spesso questi composti hanno un ruolo chiave nel metabolismo cellulare. Vitamina B 6 adrenalina serotonina Alcuni possono essere Farmaci Clorochina Benzocaina

37 Alcaloidi Composti basici, contenenti azoto, di origine vegetale Nicotina cocaina

38 Morfina e analgesici correlati Morfina Codeina acetilazion e Oppio papaverum Eroina

39 Nomenclatura delle ammine (IUPAC) Il suffisso o degli alcani è sostituito da - ammina CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 -NH 2 Etano Etananammina 2-propanammina (S)-1-feniletanammina 1,6-esandiammina (2-amminopropano) (1,6- diamminoesano)

40 Proprietà fisiche delle ammine Le ammine possono formare legami idrogeno (sia donatori che accettori di legami idrogeno) Legami idrogeno Il legame idrogeno con l azoto è meno forte di quello con l ossigeno I punti di ebollizione degli alcol omologhi sono più alti

41 Amminoacidi Un α-amminoacido Forma non ionizzata Forma ionizzata sale interno (zwitterione) Il carbonio α è asimmetrico (chirale) D-alanina L-alanina

42 Gli α-amminoacidi sono le unità molecolari (monomeri) che costruiscono le proteine (polimero) Insulina umana: una proteina (piccola) Gli amminoacidi proteici sono 20 ed hanno sempre chiralità L

43 Gli a.a. differiscono per la catena laterale R Catene laterali non polari Catene laterali polari Catene laterali acide Catene laterali basiche

44 Catene laterali non polari Alanina Glicina Fenilala nina Leuci na Triptof ano Valin a

45 Catene laterali polari Aspara gina Serina Glutam mina Treonina

46 Catene laterali acide Catene laterali basiche Acido aspartico Acido glutammi co Cistei na Tiros ina Arginina Istid ina Lisi na

47 O O H 2 N CH C OH + H 2 O H 2 N CH C O - + H 3 O + CH 3 CH 3 acido valori sperimentali Ka=2.05 * valori attesi (ac. cloropropionico) Ka= 10-3 O O H 2 N CH C OH + H 2 O H 3 N CH C + OH + OH - CH 3 CH 3 base valori sperimentali Kb=2.24 * valori attesi (ammina primaria) Kb= 10-4 Ka è relativo all acidita di NH3+ Kb è relativo alla basicità di coo-

48 Polipeptidi e proteine Polipeptide Proteina Macromolecola contenente da dieci a cento unità di amminoacidi ciascuna legata all altra da un legame peptidico Macromolecola contenente più di cento unità di amminoacidi ciascuna legata all altra da un legame peptidico Come è fatto il legame peptidico e tra quali funzioni degli amminoacidi si realizza?

49 Il legame peptidico è un legame ammidico serina alanina Dipeptide: serilalanina Legame peptidico

50 Geometria del legame peptidico Legame ammidico ha un parziale carattere di doppio legame; c è impedita rotazione intorno ad esso.

51 Struttura primaria di polipeptidi e proteine Rappresenta la sequenza degli a.a. lungo la catena polipeptidica (ovvero l ordine con cui sono legati) a.a N-terminale a.a. C-terminale Come si fa a conoscere la struttura primaria? Si procede in due tappe Analisi qualitativa-quantitativa degli a.a Analisi della sequenza degli a.a.

52 Struttura secondaria di una proteina Descrive le particolari sistemazioni ordinate (conformazioni) assunte dagli amminoacidi in particolari regioni della proteina Pauling propose due tipi di strutture secondarie Struttura β (o (o a pieghe) Struttura α (o (o ad elica)

53 Sono i legami idrogeno che stabilizzano una conformazione di una proteina (popolipeptide) Legame idrogeno Può essere intercatena o intracatena

54 Struttura terziaria di una proteina Si riferisce al tipo di avvolgimento o disposizione complessiva che assume una catena proteica nello spazio Struttura terziaria della mioglobina. Si individuano alcuni tratti ad con struttura α

55 Oltre ad i legami idrogeno la struttura terziaria di una proteina è tenuta insieme anche da legami disolfuro Insulina umana Catene laterali di cisteine Ox Red Legame disolfuro

56 Struttura quaternaria di una proteina La possiedono le proteine formate da più di una catena polipeptidica. Indica la disposizione reciproca delle catene nello spazio Struttura quaternaria dell emoglobina