Są to pochodne węglowodorów zawierające w swoich cząsteczkach dwa rodzaje grup funkcyjnych: karboksylowe -COOH i aminowe -NH2. grupy te decydują o charakterystycznych właściwościach aminokwasów.
Tworzenie peptydów-peptydy powstają w wyniku reakcji kondensacji. Cząsteczki peptydów zawierają charakterystyczne ugrupowanie – CO – NH – zwane wiązaniem peptydowym.
Wiązanie peptydowe
łączące dwa kolejne aminokwasy w cząsteczkach peptydów i białek. Powstaje w wyniku połączenia grupy karboksylowej jednego aminokwasu z grupą aminową kolejnego aminokwasu
W izomerii aminokwasów spotyka się izomerię łańcuchową, położenia, w tym również odległości wzajamnej grup karboksylowej i aminowej (szeregi a,b,g itd.), enacjomerię, wynikającą z obecności centrum chiralnego, oraz izomerię związaną z rzędowością grup aminowych.
Przynależność aminokwasów optycznie czynnych do szeregów D lub L ustala się w porównaniu z L-(-)-seryną, który przyjęto za związek wzorcowy:
COOH
N2N ¾½¾H
CH2OH
Aminokwasy ze względu na obecność w ich strukturze kwasowej (protonodawczej) grupy –COOH oraz zasadowej (protonoodbiorczej) grupy –NH2 nigdy nie występują w postaci niezjonizowanej. Forma jonowa aminokwasów w roztworze zależy od kwasowatości tego roztworu. Kwas monoaminomonokarboksylowy, jakim jest np. glicyna, występuje w roztworze wodnym w postaci trzech różnych form jonowych:
Kwas zasada
COO K1 COO- K2 COO-
½ Û ½ Û ½
CH2NH3+ CH2NH3+ CH2NH2
·
kwas jon zasada
kationowy obojnaczy anionowa
forma I forma II forma III
pH roztworu wpływa na położenie stanu równowagi i zmienia udział poszczególnych form jonowych w mieszaninie. Poza skrajnymi przypadkami w roztworze zawsze istnieje jedna z dwóch sprzężonych par kwasowo-zasadowych ,tworząca układ buforowy (pH=pKk – lgck + lgc2).
Jeżeli pH roztworu jest niższe od pK1, w roztworze dominuje forma I, będąca w równowadze z formą II. Wzrost pH powoduje przesunięcie równowagi reakcji w prawo. Przy pH=pK1 roztwór zawiera równomolową mieszaninę formy I i II.
Dalszy wzrost pH zwiększa stężenie formy II, aż do osiągnięcia jego wartości maksymalnej przy pH=pHi (punkt izoelektryczny. Następnie wzrost pH powoduje wzrost stężenia formy III. W pH=pK2 stężenia formy II i III wyrównują się, a następnie forma III staje się dominująca.
enolizacjaprzejście formy ketonowej ketonu, lub częściej dwuketonu lub ketonokwasów, w formę enolową - nienasyconego alkoholu
Mutarotacja, zachodząca z czasem powolna zmiana kąta skręcalności optycznej roztworu substancji optycznie czynnej wywołana przemianą jednych izomerów optycznych (anomerów) w inne. Np. mutarotacja cukru (aldozy) wywołana jest wzajemnym przechodzeniem izomerów α i β w siebie. Mutarotacja zachodzi aż do ustalenia się w roztworze stanu równowagi chemicznej między izomerami
Centrum chiralności – jest to atom w cząsteczce związku chemicznego, do którego przyłączone są 4 grupy.
Położenie atomów w przestrzeni określa konfiguracja. Chcąc określić konfiguracje przy chiralnym atomie węgla, korzysta się ze wzorów(konfiguracja względna).Są to enacjomeryczne aldehydy glicerynowe:
Związki optycznie czynne, pokrewne aldehydowi D-glicerynowemu, mają mająkonfigurację względną D, a pochodne aldehydowi L-glicerynowemu,konfiguracjęwzględną L, np. D-ryboza, L-alanina:
D-ryboza L-alanina
Jeżeli związek posiada edno lub kilka centrów symetrii, to dla każdego z nich możemy określić konfigurację absolutną.
aldehydD(+) glicerynowy jest aldehydem R-glicerynowym, a aldehydL(-) glicerynowy-aldehydem S-glicerynowym, nie zawsze jednak konfiguracja względna D odpowiada konfiguracji bezwzględnej R, a względna L bezwzględnej S (np. cysteina) nie wolno mylić konfiguracji R i S ze znakiem skręcalności optycznej – (+) i (-) rzeczywistej własności fizycznej substancji ustalonej eksperymentalnie).
KWAS NUKLEINOWY- jest makrocząsteczką, której rdzeń stanowią cząsteczki cukru, każda z przyłączoną do niej zasadą, powiązane wiązaniami fosforanowymi.
Składa się on bowiem z rdzenia zbudowanego z cząsteczek cukru połączonych wiązaniami fosforowymi oraz z zasad przyłączonych do każdej cząsteczki cukru.
Nukleozyd-jest N-glikozydem; Zasada pirymidynowa przyłączona jest do węgla anomerycznego (C1) cukru. Pirymidyny wiążą się poprzez N9. Atomy w nukleozydach numeruje się tak jak w ich składnikach : w zasadzie i cukrze, przy czym pozycje w cukrze, dla odróżnienia oznacza się przez „prim”.
N-glikozydy mają strukturę podobną do O- glikozydów. W O-glikozydach grupa-OH przy anomerycznym atomie węgla zastąpiona jest przez –OR; w N-glikozydach przez –NR2 .
Z powodu wielu polarnych grup nukleozydy mają duże powinowactwo do wody. Jak inne glikozydy mogą być one hydrolizowane przez kwasy (lub enzymy) do cukru i zasady azotowej.
nukleozydyglikozydy rybozy lub desoksyrybozy i zasad pirymidynowych lub purynowych, np. adenozyna (rybozyd adeniny):
NUKLEOTYDY-są fosforanowymi estrami nukleozydów. Grupa hydroksylowa w części cukrowej nukleozydu zestryfikowana jest kwasem fosforowym. W nukleotydach występujących w DNA estrufikowana jest zarówno grupa 5`- hydroksylowa, jak i 3`- hydroksylowa 2-deoksy-D-rybozy.
Nukleotydy nazywane są 3`- lub 5`- monofosforanami nukleozydów. Zamiast pełnych nazw używane są najczęsciej ich skróty, gdzie d oznacza 2-deoksy-D-rybozę
-SKROBIA –to węglowodan roślinny magazynujący energię. Jest głównym składnikiem zbóż, ziemniaków, kukurydzy i ryżu. Rośliny w takiej formie przechowują glukozę. Skrobia sklda się z jednostek glukozy połączonych głównie wiązaniami 1,4-a-glikozydowymi, choć łańcuchy mogą zawierać pewną liczbę odgałęzień poprzez wiązania1,6-a-glikzydowe. W wuniku częściowej hydrolizy skrobi powstaje maltoza, hydroliza całkowita prowadzi wyłącznie do D-glukozy.
Można rozdzielić skrobię na dwie frakcje: amylozę i amylopektynę.
W amylozie która stanowi ok.20% skrobi, cząsteczki glukozy (50-300) budują łańcuch prosty (nierozgałęziony) łącząc się wiozaniami.
Amylopektyna jest mocno rozgałęziona. Pomimo że każda cząsteczka może zawierać aż 300-5000 jednostek glukozowych, odcinki łańcucha, w których występują wyłącznie wiązania 1,4 zawierają średnio jedynie 25-30 takich jednostek. Łańcuchy te połączone są w punktach rozgałęzień wiązaniami 1,6 . Z powodu mocno rozgałęzionej budowy ziarna skrobi pęcznieją pod wpływem wody, a po rozpuszczeniu w niej tworzą roztwór koloidalny.
-CELULOZA- jest nierozgałęzionym polimerem glukozy połączonej wiązaniami1,4-b-glikozydowymi. Rentgenograficznie badania celulozy wykazały, że zbudowana jest z prostych łańcuchów, złożonych z jednostek celobiozowych, w których atomy tlenu pierścieni ułożone są na przemian w pozycjach „z tyłu” i „z przodu”. Te liniowe cząsteczki, zawierają średnio 5000 jednostek glukozowych, agregują tworząc fibryle połączone wiązaniami wodorowymi między grupami hydroksylowymi sąsiednich łańcuchów. Charakteryzujące się dużą wytrzymałością mechaniczną oraz elastycznością. Włókna celulozowe składają się właśnie z takich fibryli owiniętych spiralnie wokół osi centralnej. Drewno, bawełna, konopie, len, słoma i kukurydziane kaczany zbudowane są głównie z celulozy.
Celuloza jest surowcem do produkcji wielu jej pochodnych o znaczeniu przemysłowym. Każda jednostka glukozy w celulozie zawiera trzy grupy hydroksylowe. Grupy te można modyfikować stosując związki reagujące z alkoholami. Celuloza, której 97% grup hydroksylowych zostało zacetylowanych, używana jest do produkcji sztucznego jedwabiu.
Inną użyteczną pochodną celulozy jest azotan. Celulozę można zestryfikować kwasem azotowym. Właściwości produktu tej reakcji zależą od ilości zestryfikowanych grup hydroksylowych przypadających na jedną cząsteczkę glukozy. Celuloza o dużej zawartości zestryfikowanych kwasem azotowym grup hydroksylowych, To tzw. Bawełna strzelnicza-materiał wybuchowy stosowany w prochu bezdymnym.
LIPIDY tłuszczowc(e)-to estry wyższych kwas. tłuszczowych np.(palmitynowego C16H32O2, stearynowego C18H36O2) lub innych kwasów z alkoholem (np. glicerolem lub innym). Tłuszczowce dzielimy na: proste (tłuszcze właściwe , czyli trójglicerydy, oraz woski ) i złożone (np.fosfolipidy, glikolipidy i inne).Lipidy - Niejednorodna grupa cząsteczek nierozpuszczalnych w wodzie, ale rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych. Inna nazwa lipidów to tłuszcze. Lipidy dzielą się na tłuszcze proste, tłuszcze złożone i inne pochodne lipidowe (np. steroidy).
Lipidy złożone - Lipidy, które oprócz kwasów tłuszczowych i alkoholu zawierają jeszcze inne grupy. Do tłuszczów złożonych należą np. fosfolipidy wchodzące w skład błon biologicznych.
TŁUSZCZE PROSTE- Lipidy będące estrami alkoholu z kwasami tłuszczowymi. Należą do nich woski i triacyloglicerole.
JEŁCZENIE tłuszczów to rozpad glicerydów: hydrolityczny (związany z obecnością swoistych enzymów- lipaz) lub spowodowany przez działanie tlenu atmosferycznego ( samoutlenianie bez udziału enzymów.
ZMYDLANIE właściwości chemiczne tłuszczów i olejów są analogiczne do właściwości innych estrów. Najważniejszą i najczęściej stosowaną reakcją jest hydroliza, prowadząca do powstania glicerolu i kwasu tłuszczowego lub jego soli. Mieszaniny soli sodowych wyższych kwasów tłuszczowych są substancjami stałymi , dość dobrze rozpuszczalnymi w wodzie. Mają one właściwości emulgujące oraz zmniejszają napięcie powierzchniowe roztworów wodnych i są stosowane jako środki piorące, zwane mydłami. Stąd reakcję hydrolizy estrów często nazywa się reakcją zmydlania.
UWODORNIENIE jest to reakcja przyłączania H do podwójnych wiązań między atomami C
F-cje.biol.lipidó
- stanowią materiał odżywczy, budulcowy i energetyczny roślin, zwierząt i człowieka ( w wyniku rozpadu tłuszczów uzyskuje się 2-krotnie więcej energii niż z rozpadu glukozy);
- tworzą substancje zapasowe roślin w nasionach, owocach, i korzeniach;
- chronią rośliny przed nadmierną utratą wody, a także przed czynnikami termicznymi i chemicznymi (np. woski)
- są materiałem zapasowym u zwierząt, np., zapadających na zimę w odrętwienie czy sen(hibernację), jak niedźwiedź, suseł lub borsuk;
- stanowią warstwę termoizolacyjną chroniącą przed niskimi temperaturami, np. u ssaków wodnych (fok, morsów, wielorybów);
- są składnikami wszystkich błon plazmatycznych;
- chronią narządy wewnętrzne zwierząt, np. gałkę oczną i nerkę, przed czynnikami mechanicznymi.
- Kwasy nasycone:
kwas mirystynowy H3C(CH2)12COOH
kwas palmitynowy H3C(CH2)14COOH
kwas stearynowy H3C(CH2)16COOH
-kwasy nienasycone:
kwas oleinowy H3C(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
kwas linolowy H3C(CH2)4CH=CHCH2=CH(CH2)7COOH
kwas linolenowy H3CCH2=CHCH2CH=CHCH2CH-=CH(CH2)7COOH
kwas arachidynowy H3C(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH
Kwas palmitynowy i oleinowy są głównymi składnikami w większości tłuszczów. Triglicerydy często zawierają po jednej reszcie obu tych kwasów, zaś trzecią pozycję zajmuje jeden z pozostałych wymienionych kwasów tłuszczowych.
Nienasycone kwasy tłuszczowe mają konfigurację cis przy podwójnym wiązaniu, w skutek czego łańcuch węglowy jest zgięty. W rezultacie łańcuch nienasycony nie może dopasować się odpowiednio do uporządkowanych w stanie krystalicznym łańcuchów nasyconych, co byłoby możliwe w przypadku konfiguracji trans. Jest to przyczyną niskiej temperatury topnienia tłuszczu. Tłuszcze o dużej zawartości kw. nienasyconych (tł. polinienasycone) są w temp. pokojowej olejami. Oleje roślinne przekształca się w tł. stałe (margarynę ) przez uwodornienie czyli reakcję przyłączania wodoru do podwójnych wiązań między atomami węgla
Woski, występujące w produktach pochodzenia roślinnego i zwierzęcego są estrami wyższych kwasów alifatycznych i alkoholi jednowodorotlenowych, przeważnie pierwszorzędowych, o rodnikach zawierających 16-36 i więcej atomów węgla. Są to substancjestałe,nierozpuszcalne w wodzie. Zasadowa hydroliza wosków prowadzi do powst. soli kw. karboksylowych oraz wyższych alkoholi.
Wosk pszczeli jest mieszniną składającą się z ok. 75% palmitynianu mirycytowego C15H31COOC31H63,10% cerotynianu mirycylowego C25H51COOC31H63 i 15% wyższych węglowodorów parafinowych.
Wosk chiński składa się głównie z cerotynianu cerylowego C25H51COOC26H53 . ten samester występuje również w postaci cienkiej powłoczki wielu owoców np. śliwek.
Wosk Carnauba tworzy łuskowatą powłokę na liściach pewnych gatunków palm brazylijskich, ma on stosunkowo wysoką, zbliżoną do1000C temp. topnienia.głównym składnikiem tego wosku jest cerotynian mirycylowy- C25H51COOC31H63.
Lanolina, tworząca zewnętrzną powłokę włosów wełny owczej jest mieszniną estrów kwasów: lanocerynowego-C29H59COOH,palmitynowego,-C15H31COOH, mirystynowego-C13H27COOH i karnaubowego-C25H47COOH oraz alkoholu, należącego do typu steroidów-cholesterolu-C25H45OH. Jest to alkohol II-rzędowy o skomplikowanej wielopierścieniowej budowie.
STEROIDY- są grupą związków, rozpowszechnionych zarówno w świecie roślinnym, jak i zwierzęcym, w których podstawowym układem jest 4-pierścieniowy węglowodór steran (gonan,cyklopentanoperhydrofenantren).
Do steroidów zalicza się steroidy, kwasy żółciowe, hormony steroidowe, jak również niektóre trucizny zwierzęce i roślinne.
Fosfolipidy - Cząsteczki tłuszczów złożonych, zawierające oprócz kwasów tłuszczowych i alkoholu także reszty kwasu fosforowego. Stanowią bardzo ważny składnik błon biologicznych, w których tworzą dwuwarstwę lipidową.
Fosfolipidy występują w nasionach niektórych roślin, żółtkach jaj, wątrobie,mm, krwi i tkance nerwowej.
WPŁYW WIĄZAŃ PODWÓJNYCH NA TEMP. TOPNIENIA TŁUSZCZU Glicerydy nasyconych kwasów są substancjami stałymi, a nienasyconych cieczami. Tłuszcze ciekłe można zmienić w związki stałe przez uwodornienie wiązań podwójnych w resztach kwasów nienasyconych . Ilość wiązań nienasyconych określa tzw. Liczba jodowa - jest to ilość gramów jodu potrzebna do nasycenia 100 g tłuszczu.
...
monirstwo