Характеристики та типи зв'язків



A ефірне посилання визначається як зв'язок між алкогольною групою (-ОН) і групою карбонової кислоти (-СООН), утвореною елімінацією молекули води (Н)2O) (Futura-Sciences, S.F.).

На Фігурі 1 показана структура етилацетату. Ефірна зв'язок являє собою просту зв'язок, яка утворюється між киснем карбонової кислоти і вуглецем етанолу.

R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H2O

На малюнку синя частина відповідає тій частині сполуки, яка походить з етанолу, і жовтої частини оцтової кислоти. Вказується ефірна ланка в червоному колі.

Індекс

  • 1 Гідроліз сложноэфирной зв'язку
  • 2 Види складного ефіру              
    • 2.1 Вуглекислий ефір
    • 2.2 Ефір фосфорної кислоти
    • 2.3 Сірчаний ефір
  • 3 Посилання

Гідроліз сложноэфирной зв'язку

Щоб краще зрозуміти природу складноефірних зв'язків, пояснимо механізм реакції гідролізу цих сполук. Ефірна зв'язок є відносно слабкою. У кислому або основній середовищі її гідролізують до відповідно утворюють спирт і карбонову кислоту. Механізм реакції гідролізу ефірів добре вивчений.

У основній середовищі спочатку нуклеофільні гідроксиди атакують в електрофільному С ефіру C = O, порушуючи π зв'язок і створюючи тетраедричний проміжний.

Потім проміжне руйнується, реформуючи C = O, в результаті чого втрачається йде група, алкоксид, RO-, який призводить до карбонової кислоти..

Нарешті, кислотно-основна реакція є дуже швидким рівновагою, де алкоксид, RO- функціонує як основа, депротонирующая карбонову кислоту, RCO2H (кислотна обробка дозволить отримати карбонову кислоту з реакції)..

Механізм гідролізу сложноэфирной зв'язку в кислотному середовищі є дещо складнішим. Спочатку відбувається реакція кислота / основа, оскільки присутній лише слабкий нуклеофіл і дефектний електрофіл необхідно активувати складний ефір.

Протонування карбонілового ефіру робить його більш електрофільним. На другому етапі кисень води функціонує як нуклеофіл, що атакує електрофільний C в C = O, при цьому електрони рухаються до іона гідронію, створюючи тетраедричний проміжний шар..

На третьому етапі відбувається реакція кислота / основа депротонування кисню, що надходить з молекули води для нейтралізації навантаження..

На четвертому етапі відбувається інша кислотно-основна реакція. Ви повинні вивести -OCH3, але ви повинні зробити його гарною вихідною групою шляхом протонирования.

На п'ятому етапі вони використовують електрони сусіднього кисню, щоб допомогти "вигнати" вихідну групу, виробляючи нейтральну молекулу спирту.

На останньому етапі відбувається реакція кислота / основа. Депротонування іону гідронію виявляє карбонільний С = О в продукті карбонової кислоти і регенерує кислотний каталізатор (Dr. Ian Hunt, S.F.).

Типи складного ефіру              

Вуглекислий складний ефір

Вуглекислі ефіри є найбільш поширеними з цього типу сполук. Перший вуглецевий складний ефір був етилацетат або також этиланоат. Раніше це з'єднання було відоме як ефір оцту, ім'я якого на німецькій мові є Essig-Äther, чиє скорочення було отримано назва цього типу сполук..

Ефіри зустрічаються в природі і широко використовуються в промисловості. Багато ефіри мають характерні фруктові запахи, і багато з них природно присутні в ефірних оліях рослин. Це також призвело до його загального використання в штучних ароматах і ароматах, коли запахи намагаються наслідувати.

Кілька мільярдів кілограмів поліестерів щорічно виробляються промислово, важливо, як вони є; поліетилентерефталату, акрилату і ефірів ацетату целюлози.

Ефірна зв'язок карбонових ефірів відповідає за утворення тригліцеридів у живих організмах.

Тригліцериди знаходяться у всіх клітинах, але в основному в жировій тканині, вони є основним запасом енергії, який має організм. Триацилгліцериди (TAG) являють собою молекули гліцерину, пов'язані з трьома жирними кислотами за допомогою ефірної зв'язку. Жирні кислоти, наявні в TAG, є переважно насиченими (Wilkosz, 2013).

Триацилгліцериди (тригліцериди) синтезуються практично у всіх клітинах. Основними тканинами для синтезу TAG є тонка кишка, печінка і адипоцити. За винятком кишечника і адипоцитів, синтез TAG починається з гліцерину.

Гліцерин спочатку фосфорилюють з гліцериновою кіназою, а потім активовані жирні кислоти (жирні ацил-CoAs) служать субстратами для додавання жирних кислот, що генерують фосфатидную кислоту. Фосфатну групу відокремлюють і додають останню жирну кислоту.

У тонкому кишечнику дієтичні TAGs гідролізуються для вивільнення жирних кислот і моноацилглицеридов (MAG) перед поглинанням ентероцитами. MAG ентероцитів служать в якості субстратів для ацилування в двостадійному процесі, який продукує TAG.

У жировій тканині немає експресії гліцеринової кінази, тому будівельним блоком для TAG в цій тканині є гліколітичний проміжний продукт, дигидроксиацетон фосфат, DHAP.

DHAP зводиться до гліцерол-3-фосфату за допомогою цитозольного гліцерол-3-фосфатдегідрогенази, а решту реакції синтезу TAG є такою ж, як для всіх інших тканин.

Ефір фосфорної кислоти

Ефіри фосфорної кислоти утворюються шляхом утворення ефірного зв'язку між спиртом і фосфорною кислотою. Враховуючи структуру кислоти, ці складні ефіри можуть бути моно, ді і тризамещенними.

Ці типи складноефірних зв'язків знаходяться в таких сполуках, як фосфоліпіди, АТФ, ДНК і РНК.

Фосфоліпіди синтезуються шляхом утворення ефірного зв'язку між спиртом і фосфатом фосфатидной кислоти (1,2-диацилглицерол 3-фосфат). Більшість фосфоліпідів мають насичену жирну кислоту на С-1 і ненасичені жирні кислоти на С-2 гліцеринового скелета.

Найчастіше додані спирти (серин, етаноламін і холін) також містять азот, який може бути позитивно заряджений, тоді як гліцерин і інозитол не є (King, 2017).

Аденозинтрифосфат (АТФ) є молекулою, яка використовується як валюта енергії в клітці. Ця молекула складається з молекули аденіну, пов'язаної з молекулою рибози з трьома фосфатними групами (фігура 8)..

Три фосфатні групи молекули називаються гамма (γ), бета (β) і альфа (α), причому останні етерифікують C-5 гідроксильну групу рибози..

Зв'язок між рибозою та α-фосфорильною групою є фосфоефірною зв'язком, оскільки він включає атом вуглецю і атом фосфору, тоді як β- і γ-фосфорильні групи в АТФ пов'язані фосфоангидридними зв'язками, які не містять атомів вуглецю..

Всі фосфоангідро мають значну хімічну потенційну енергію, і АТФ не є винятком. Ця потенційна енергія може бути використана безпосередньо в біохімічних реакціях (ATP, 2011).

Фосфодіефірна зв'язок являє собою ковалентную зв'язок, в якій фосфатна група приєднана до сусідніх вуглеводів через сложноэфирние зв'язки. Зв'язок є результатом реакції конденсації між гідроксильною групою двох цукрових груп і фосфатною групою.

Дієстерна зв'язок між фосфорною кислотою і двома молекулами цукру в ДНК і РНК кістяка зв'язує два нуклеотиди разом, утворюючи олігонуклеотидні полімери. Фосфодіефірна зв'язок пов'язує 3 'вуглець з 5' вуглецем в ДНК і РНК.

(основа1) - (рибоза) -OH + HO-P (O) 2-O- (рибоза) - (основа 2)

(основа1) - (рибоза) - O - P (O) 2 - O- (рибоза) - (основа 2) + H2O

Під час реакції двох гідроксильних груп у фосфорній кислоті з однією гідроксильною групою в двох інших молекулах у складі фосфодиестерной групи утворюються дві складноефірні зв'язки. Реакція конденсації, в якій втрачається молекула води, генерує кожну ефірну зв'язок.

Під час полімеризації нуклеотидів для утворення нуклеїнових кислот гідроксильна група фосфатної групи зв'язується з 3 'вуглецем цукру одного нуклеотиду з утворенням ефірної зв'язку з фосфатом іншого нуклеотиду.

Реакція утворює фосфодіефірний зв'язок і видаляє молекулу води (утворення фосфодиестера, S.F.).

Сірчаний ефір

Ефіри сірки або тиоэфири являють собою сполуки з функціональною групою R-S-CO-R '. Вони є продуктом етерифікації між карбоновою кислотою і тіолом або сірчаною кислотою (Блок, 2016).

У біохімії найбільш відомими тиоэфирами є похідні коферменту А, наприклад, ацетил-КоА \ t.

Ацетил-кофермент А або ацетил-КоА (фігура 8) являє собою молекулу, яка бере участь у багатьох біохімічних реакціях. Вона є центральною молекулою в метаболізмі ліпідів, білків і вуглеводів.

Її основна функція - доставити ацетильну групу до циклу лимонної кислоти (цикл Кребса), який окислюється для виробництва енергії. Вона також є молекулою-попередником синтезу жирних кислот і є продуктом деградації деяких амінокислот.

Згадані вище CoA-активовані жирні кислоти є іншими прикладами тиоэфиров, які походять з м'язової клітини. Окислення тіоефірів жирної кислоти-CoA фактично відбувається в дискретних везикулярних тілах, званих мітохондріями (Thompson, 2015).

Список літератури

  1. АТФ (2011, 10 серпня). Отримано з learnbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
  2. Блок, Е. (2016, 22 квітня). З'єднання органокисла. Отримано з Британії: britannica.com.
  3. Ян Хант. (S.F.). Гідроліз ефірів. Отримано з chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
  4. Futura-Sciences,. (S.F.). Естерний зв'язок. Отримано з futura-sciences.us.
  5. King, М. W. (2017, 16 березня). Синтез і метаболізм жирних кислот, тригліцеридів і фосфоліпідів. Отримано з themedicalbiochemistrypage.org.
  6. утворення фосфодиефірних зв'язків. (S.F.). Отримано з біосин: biosyn.com.
  7. Томпсон, Т. Е. (2015, 19 серпня). Ліпід. Вилучено з Британії: britannica.com.
  8. .