Link Ester charakteristiky a typy



esterová väzba Výraz "väzba" je definovaný ako väzba medzi alkoholovou skupinou (-OH) a skupinou karboxylovej kyseliny (-COOH) vytvorenou elimináciou molekuly vody (H).2O) (Futura-Sciences, S.F.).

Na obr. 1 je znázornená štruktúra etylacetátu. Esterová väzba je taká jednoduchá väzba, ktorá vzniká medzi kyslíkom karboxylovej kyseliny a uhlíkom etanolu.

R-COOH + R'-OH-R-COO-R '+ H2O

Na obrázku modrá časť zodpovedá časti zlúčeniny, ktorá pochádza z etanolu a žltej časti kyseliny octovej. Ukazuje sa esterový odkaz v červenom kruhu.

index

  • 1 Hydrolýza esterovej väzby
  • 2 Druhy esteru              
    • 2.1 Karbónový ester
    • 2.2. Ester kyseliny fosforečnej
    • 2.3 Ester kyseliny sírovej
  • 3 Odkazy

Hydrolýza esterovej väzby

Na lepšie pochopenie podstaty esterových väzieb vysvetľujeme reakčný mechanizmus hydrolýzy týchto zlúčenín. Esterová väzba je relatívne slabá. V kyslom alebo zásaditom médiu sa hydrolyzuje na alkohol a karboxylovú kyselinu. Reakčný mechanizmus hydrolýzy esterov je dobre študovaný.

V základnom médiu najprv dochádza k ataku nukleofilných hydroxidov v elektrofilnom C esteru C = O, pričom dochádza k porušeniu väzby π a tvorbe tetraedrického medziproduktu..

Medziprodukt sa potom zrúti, pričom sa reformuje C = O, čo vedie k strate odstupujúcej skupiny, alkoxidu, RO-, čo vedie k karboxylovej kyseline..

Nakoniec, reakcia kyselina / báza je veľmi rýchla rovnováha, kde alkoxid, RO- funguje ako báza, ktorá deprotonuje karboxylovú kyselinu, RCO2H (spracovanie kyselinou by umožnilo získať karboxylovú kyselinu z reakcie)..

Mechanizmus hydrolýzy esterovej väzby v kyslom prostredí je o niečo zložitejší. Najprv dochádza k reakcii kyselina / báza, pretože je prítomný len slabý nukleofil a na aktiváciu esteru je potrebný defektný elektrofil.

Protonácia karbonylového esteru ho robí elektrofilnejším. V druhom kroku kyslík vody funguje ako nukleofil, ktorý napáda elektrofilný C v C = O, pričom elektróny sa pohybujú smerom k hydroniovému iónu, čím sa vytvára tetraedrický medziprodukt..

V treťom kroku prebieha reakcia kyselina / báza, ktorá deprotonuje kyslík, ktorý pochádza z molekuly vody, aby sa neutralizovala záťaž.

Vo štvrtom kroku nastáva ďalšia reakcia kyselina / báza. Musíte výstup -OCH3, ale je potrebné, aby to dobrý odchádzajúce skupiny protonation.

V piatom kroku používajú elektróny priľahlého kyslíka, aby pomohli „vyhnať“ odchádzajúcu skupinu, čím sa vytvorí neutrálna molekula alkoholu.

V poslednom kroku nastáva reakcia kyselina / báza. Deprotonizácia hydróniového iónu odhalí karbonyl C = O v produkte karboxylovej kyseliny a regeneruje kyslý katalyzátor (Dr. Ian Hunt, S.F.)..

Typy esterov              

Ester kyseliny uhličitej

Uhlíkové estery sú najbežnejšie z tohto typu zlúčenín. Prvým uhlíkovým esterom bol etylacetát alebo tiež etyletanoát. Predtým bola táto zlúčenina známa ako octový éter, ktorého meno v nemčine je Essig-Äther, ktorého kontrakcia bola odvodená od názvu tohto typu zlúčenín..

Estery sa nachádzajú v prírode a sú široko používané v priemysle. Mnohé estery majú charakteristické ovocné pachy a mnohé sú prirodzene prítomné v éterických olejoch rastlín. To tiež viedlo k jeho spoločnému použitiu v umelých vôniach a vôňach, keď sa pachy snažia napodobňovať.

Niekoľko miliárd kilogramov polyesterov sa vyrába priemyselne ročne, čo sú dôležité produkty; estery polyetyléntereftalátu, akrylátu a acetátu celulózy.

Esterová väzba esterov karboxylových kyselín je zodpovedná za tvorbu triglyceridov v živých organizmoch.

Triglyceridy sa nachádzajú vo všetkých bunkách, ale hlavne v tukovom tkanive, sú hlavnou rezervou energie, ktorú organizmus má. Triacylglyceridy (TAG) sú molekuly glycerolu viazané na tri mastné kyseliny pomocou esterovej väzby. Mastné kyseliny prítomné v TAG sú prevažne nasýtené (Wilkosz, 2013)..

Triacylglyceridy (triglyceridy) sa syntetizujú prakticky vo všetkých bunkách. Hlavnými tkanivami na syntézu TAG sú tenké črevo, pečeň a adipocyty. S výnimkou čreva a adipocytov začína syntéza TAG glycerolom.

Glycerol sa najprv fosforyluje glycerolkinázou a potom aktivované mastné kyseliny (mastné acyl-CoA) slúžia ako substráty na pridanie mastných kyselín, ktoré vytvárajú kyselinu fosfatidovú. Fosfátová skupina sa oddelí a pridá sa posledná mastná kyselina.

V tenkom čreve sa dietetické TAG hydrolyzujú, aby sa uvoľnili mastné kyseliny a monoacylglyceridy (MAG) pred absorpciou enterocytmi. MAG enterocytov slúži ako substrát pre acyláciu v dvojkrokovom procese, ktorý produkuje TAG.

V tukovom tkanive nie je žiadna expresia glycerolkinázy, takže stavebným blokom TAG v tomto tkanive je glykolytický medziprodukt, dihydroxyacetón fosfát, DHAP.

DHAP je redukovaný na glycerol-3-fosfát cytozolickou glycerol-3-fosfátdehydrogenázou a zostávajúca reakcia syntézy TAG je rovnaká ako pre všetky ostatné tkanivá..

Ester kyseliny fosforečnej

Estery kyseliny fosforečnej sa vytvárajú tvorbou esterovej väzby medzi alkoholom a kyselinou fosforečnou. Vzhľadom na štruktúru kyseliny môžu byť tieto estery mono-, di- a trisubstituované.

Tieto typy esterových väzieb sa nachádzajú v zlúčeninách, ako sú fosfolipidy, ATP, DNA a RNA.

Fosfolipidy sa syntetizujú tvorbou esterovej väzby medzi alkoholom a fosfátom kyseliny fosfatidovej (1,2-diacylglycerol-3-fosfát). Väčšina fosfolipidov má nasýtenú mastnú kyselinu na C-1 a nenasýtenú mastnú kyselinu na C-2 glycerolovej kostry.

Najčastejšie pridávané alkoholy (serín, etanolamín a cholín) tiež obsahujú dusík, ktorý môže byť kladne nabitý, zatiaľ čo glycerol a inozitol (King, 2017).

Adenozíntrifosfát (ATP) je molekula, ktorá sa používa ako mena energie v bunke. Táto molekula sa skladá z molekuly adenínu viazanej na molekulu ribózy s tromi fosfátovými skupinami (obrázok 8)..

Tri fosfátové skupiny molekuly sa nazývajú gama (y), beta (β) a alfa (a), pričom posledne uvedené esterifikujú hydroxylovú skupinu C-5 ribózy..

Väzba medzi ribózou a a-fosforylovou skupinou je fosfosesterová väzba, pretože obsahuje atóm uhlíka a atóm fosforu, zatiaľ čo p- a y-fosforylové skupiny v ATP sú spojené fosfoanhydridovými väzbami, ktoré nezahŕňajú atómy uhlíka..

Všetky fosfoanhydro majú značnú chemickú potenciálnu energiu a ATP nie je výnimkou. Táto potenciálna energia môže byť použitá priamo v biochemických reakciách (ATP, 2011).

Fosfodiesterová väzba je kovalentná väzba, v ktorej je fosfátová skupina pripojená k susedným uhlíkom prostredníctvom esterových väzieb. Väzba je výsledkom kondenzačnej reakcie medzi hydroxylovou skupinou dvoch skupín cukru a fosfátovou skupinou.

Diesterová väzba medzi kyselinou fosforečnou a dvoma molekulami cukru v DNA a kostrou RNA viaže dva nukleotidy spolu za vzniku oligonukleotidových polymérov. Fosfodiesterová väzba viaže 3 'uhlík s 5' uhlíkom v DNA a RNA.

(báza 1) - (ribóza) -OH + HO-P (0) 2-0- (ribóza) - (báza 2)

(báza 1) - (ribóza) -O-P (0) 2-0- (ribóza) - (báza 2) + H2O

Počas reakcie dvoch hydroxylových skupín v kyseline fosforečnej s jednou hydroxylovou skupinou v dvoch ďalších molekulách sa tvoria dve esterové väzby vo fosfodiesterovej skupine. Kondenzačná reakcia, pri ktorej sa stratí molekula vody, vytvára každú esterovú väzbu.

Počas polymerizácie nukleotidov za vzniku nukleových kyselín sa hydroxylová skupina fosfátovej skupiny viaže na 3 'uhlík cukru jedného nukleotidu za vzniku esterovej väzby k fosfátu iného nukleotidu..

Reakcia vytvára fosfodiesterovú väzbu a odstraňuje molekulu vody (tvorba fosfodiesterovej väzby, S.F.)..

Ester kyseliny sírovej

Estery alebo tioestery kyseliny sírovej sú zlúčeniny s funkčnou skupinou R-S-CO-R '. Sú produktom esterifikácie medzi karboxylovou kyselinou a tiolom alebo kyselinou sírovou (Blok, 2016).

V biochémii sú najznámejšími tioestermi deriváty koenzýmu A, napríklad acetyl-CoA.

Acetylkoenzým A alebo acetyl-CoA (obrázok 8) je molekula, ktorá sa zúčastňuje mnohých biochemických reakcií. Je to centrálna molekula v metabolizme lipidov, proteínov a sacharidov.

Jeho hlavnou funkciou je dodávať acetylovú skupinu do cyklu kyseliny citrónovej (Krebsov cyklus), ktorý sa bude oxidovať na výrobu energie. Je to tiež prekurzorová molekula syntézy mastných kyselín a je produktom degradácie niektorých aminokyselín.

Vyššie uvedené mastné kyseliny aktivované CoA sú ďalšími príkladmi tioesterov, ktoré pochádzajú zo svalových buniek. Oxidácia tioesterov mastnej kyseliny-CoA sa skutočne vyskytuje v diskrétnych vezikulárnych telieskach nazývaných mitochondrie (Thompson, 2015).

referencie

  1. ATP. (2011, 10. august). Zdroj: learningbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
  2. Blok, E. (2016, 22. apríl). Organosírna zlúčenina. Zdroj: britannica: britannica.com.
  3. Ian Hunt. (S.F.). Hydrolýza esterov. Zdroj: chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
  4. Futura-Sciences,. (S.F.). Esterova väzba. Získané z futura-sciences.us.
  5. King, M. W. (2017, 16. marec). Syntéza a metabolizmus mastných kyselín, triglyceridov a fosfolipidov. Zdroj: themedicalbiochemistrypage.org.
  6. tvorba fosfodiesterovej väzby. (S.F.). Zdroj: biosyn: biosyn.com.
  7. Thompson, T. E. (2015, 19. august). Lipidov. Získané z britannica: britannica.com.
  8. .