Link esteri omadused ja tüübid
A estri link defineeritakse kui sidet alkoholi rühma (-OH) ja karboksüülhappe rühma (-COOH) vahel, mis on moodustatud veemolekuli (H) elimineerimise teel.2O) (Futura-Sciences, S.F.).
Joonisel fig 1 on näidatud etüülatsetaadi struktuur. Estri side on see lihtne side, mis moodustub karboksüülhappe hapniku ja etanooli süsiniku vahel.
R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H2O
Joonisel vastab sinine osa ühendi osale, mis pärineb etanoolist ja kollane osa äädikhappest. Esitatakse punase ringi estri link.
Indeks
- 1 Estri sideme hüdrolüüs
- 2 estri liigid
- 2.1 Süsinikhappe ester
- 2.2 Fosforhappe ester
- 2.3 Väävliester
- 3 Viited
Estri sideme hüdrolüüs
Et mõista veidi paremini estersidemete olemust, selgitame nende ühendite hüdrolüüsi reaktsioonimehhanismi. Estri side on suhteliselt nõrk. Happelises või aluselises keskkonnas hüdrolüüsitakse see vastavalt alkoholi ja karboksüülhappe moodustamiseks. Esterite hüdrolüüsi reaktsioonimehhanism on hästi uuritud.
Aluselises keskkonnas ründavad kõigepealt nukleofiilsed hüdroksiidid C = O estri elektrofiilses C-s, purustades π-sideme ja luues tetraeedrilise vaheühendi.
Seejärel laguneb vahepealne C = O, mille tulemuseks on lahkuv rühm, alkoksiid, RO-, mis viib karboksüülhappeni.
Lõpuks, happe / aluse reaktsioon on väga kiire tasakaal, kus alkoksiid, RO- toimib alusena, mis deprotoneerib karboksüülhappe, RCO2H, (happeline töötlemine võimaldaks saada reaktsioonist karboksüülhapet)..
Estri sideme hüdrolüüsimehhanism happelises keskkonnas on veidi keerulisem. Kõigepealt toimub happe / aluse reaktsioon, kuna esineb ainult nõrk nukleofiil ja defektne elektrofiil on vajalik estri aktiveerimiseks..
Karbonüülestri protoneerimine muudab selle elektrofiilsemaks. Teises etapis toimib vee hapnikuna C = O-s elektrofiilset C-d rünnava nukleofiilina, kusjuures elektronid liiguvad hüdroniumiooni suunas, moodustades tetraedrilise vaheühendi.
Kolmandas etapis toimub happe / aluse reaktsioon, mis eemaldab veemolekulist saadud hapniku, et koormust neutraliseerida.
Neljandas etapis toimub teine happe / aluse reaktsioon. Sa pead väljastama -OCH3, kuid peate selle protonatsiooni abil tegema sellest hea väljamineva rühma.
Viiendas etapis kasutavad nad külgneva hapniku elektrone, et aidata väljavoolu rühma välja saata, tekitades neutraalse alkoholi molekuli..
Viimases etapis toimub happe / aluse reaktsioon. Hüdroniumiooni deprotoonimine näitab karboksüülhappe produktis karbonüül-C = O-d ja regenereerib happe katalüsaatori (Dr. Ian Hunt, S.F.)..
Estri tüübid
Karbonhappe ester
Süsinikestrid on kõige levinumad seda tüüpi ühenditest. Esimene süsinikester oli etüülatsetaat või ka etüül-etanoaat. Varem nimetati seda ühendit äädika eetriks, mille nimi saksa keeles on Essig-Äther, kelle kokkutõmbumine on tuletatud selle tüüpi ühendite nimeks.
Estereid leidub looduses ja neid kasutatakse tööstuses laialdaselt. Paljudel estritel on iseloomulikud puuvilja lõhnad ja paljud on loomulikult taimede eeterlikes õlides. See on toonud kaasa ka selle ühise kasutuse kunstlikes lõhnades ja lõhnaainetes, kui lõhnad püüavad imiteerida.
Mitut miljardit kilogrammi polüestreid toodetakse tööstuslikult aastas, mis on olulised tooted, nagu need on; polüetüleentereftalaat, akrülaat ja tselluloosatsetaatestrid.
Karboksüülestrite estri side on vastutav triglütseriidide moodustumise eest elusorganismides.
Triglütseriidid leiduvad kõigis rakkudes, kuid peamiselt rasvkoes, on need peamised energiavarud, mida organism omab. Triatsüülglütseriidid (TAG) on kolmest rasvhappest estri sideme abil seotud glütserooli molekulid. TAG-is esinevad rasvhapped on valdavalt küllastunud (Wilkosz, 2013).
Triatsüülglütseriidid (triglütseriidid) sünteesitakse peaaegu kõigis rakkudes. TAG-i sünteesi peamised kuded on peensool, maks ja adipotsüüdid. Välja arvatud soolestik ja adipotsüüdid, algab TAG-i süntees glütserooliga.
Glütserool fosforüülitakse kõigepealt glütserooli kinaasiga ja seejärel aktiveeritud rasvhapped (rasvatsüül-CoA-d) on fosfatiidhapet genereerivate rasvhapete lisamise substraatideks. Fosfaatrühm eraldatakse ja lisatakse viimane rasvhape.
Peensooles hüdrolüüsitakse TAG-id rasvhapete ja monoatsüülglütseriidide (MAG) vabastamiseks enne enterotsüütide omastamist. Enterotsüütide MAG toimib atsüülimise substraatidena kaheastmelises protsessis, mis toodab TAG-i.
Rasvkoes ei ole glütserooli kinaasi ekspressiooni nii, et TAG-i ehituskivi selles koes on glükolüütiline vaheühend, dihüdroksüatsetoonfosfaat, DHAP.
DHAP redutseeritakse tsütosoolse glütserool-3-fosfaatdehüdrogenaasi abil glütserool-3-fosfaatiks ja TAG-i sünteesi ülejäänud reaktsioon on sama mis kõigi teiste kudede puhul..
Fosforester
Fosforhappeestreid toodetakse estri sideme moodustamise teel alkoholi ja fosforhappe vahel. Arvestades happe struktuuri, võivad need estrid olla mono-, di- ja triasendatud.
Seda tüüpi estersidemeid leidub ühendites nagu fosfolipiidid, ATP, DNA ja RNA.
Fosfolipiidid sünteesitakse alkoholi ja fosfatidhappe fosfaadi (1,2-diatsüülglütserool-3-fosfaat) vahelise estri sideme moodustamise teel. Enamikul fosfolipiididel on C-1 küllastunud rasvhape ja glütserooli skeleti C-2 küllastumata rasvhape..
Kõige sagedamini lisatud alkoholid (seriin, etanoolamiin ja koliin) sisaldavad ka lämmastikku, mida saab positiivselt laetud, samas kui glütserool ja inositool ei ole (King, 2017).
Adenosiintrifosfaat (ATP) on molekul, mida kasutatakse raku energiavaluutana. See molekul koosneb kolmest fosfaatrühmast riboosimolekuliga seotud adeniini molekulist (joonis 8)..
Molekuli kolme fosfaatrühma nimetatakse gamma (γ), beeta (β) ja alfa (α), viimane esterib riboosi C-5 hüdroksüülrühma..
Riboosi ja a-fosforüülrühma vaheline side on fosfoestri side, kuna see sisaldab süsinikuaatomit ja fosforiaatomit, samas kui ATP-s olevad p- ja y-fosforüülrühmad on seotud fosfoanhüdriidsidemetega, mis ei sisalda süsinikuaatomeid..
Kõigil fosfoanhüdroid on märkimisväärne keemiline potentsiaal ja ATP ei ole erand. Seda potentsiaalset energiat saab otseselt kasutada biokeemilistes reaktsioonides (ATP, 2011).
Fosfodiestri side on kovalentne side, milles fosfaatrühm on külgnevate süsinikuaatomite külge kinnitatud estri sidemete kaudu. Sidumine on kahe suhkrurühma hüdroksüülrühma ja fosfaatrühma vahelise kondenseerimisreaktsiooni tulemus.
Diesterühendus fosforhappe ja kahe suhkru molekuli vahel DNA-s ja selgroog-RNA-s seob kaks nukleotiidi koos oligonukleotiidpolümeeride moodustamiseks. Fosfodiestri side seondub DNA ja RNA 5'-süsinikuga 3 'süsinikuga.
(alus 1) - (riboos) -OH + HO-P (O) 2-O- (riboos) - (alus 2)
(alus 1) - (riboos) -O-P (O) 2-O- (riboos) - (alus 2) + H2O
Kahe hüdroksüülrühma reaktsioonil fosforhappes ühe hüdroksüülrühmaga kahes muus molekulis moodustub fosfodiestri rühmas kaks estri sidet. Kondensatsioonireaktsioon, milles veemolekul on kadunud, tekitab iga estri sideme.
Nukleotiidide polümerisatsioonil nukleiinhapete moodustamiseks seondub fosfaatrühma hüdroksüülrühm ühe nukleotiidi suhkru 3 'süsinikuga, et moodustada estri side teise nukleotiidi fosfaadiga..
Reaktsioon moodustab fosfodiestri sideme ja eemaldab veemolekuli (fosfodiestri sideme moodustumise, S.F.)..
Väävelester
Väävelhappe estrid või tioestrid on ühendid funktsionaalse rühmaga R-S-CO-R '. Need on karboksüülhappe ja tiooli või väävelhappega esterdamise tulemus (plokk, 2016).
Biokeemias on kõige tuntumad tioestrid koensüüm A derivaadid, näiteks atsetüül-CoA.
Atsetüülkoensüüm A või atsetüül-CoA (joonis 8) on molekul, mis osaleb paljudes biokeemilistes reaktsioonides. See on lipiidide, valkude ja süsivesikute metabolismi keskmolekul.
Selle peamine ülesanne on viia atsetüülrühm sidrunhappe tsüklisse (Krebsi tsükkel), mis oksüdeerub energia tootmiseks. See on ka rasvhapete sünteesi prekursor-molekul ja see on mõne aminohappe lagunemise produkt.
Eespool nimetatud CoA-aktiveeritud rasvhapped on teised näited tioestritest, mis pärinevad lihasrakust. Rasvhappe-CoA tioestrite oksüdeerumine toimub tegelikult diskreetsetes vesikulaarsetes kehades, mida nimetatakse mitokondriteks (Thompson, 2015).
Viited
- ATP (2011, 10. august). Välja otsitud õppimisest learnbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
- Block, E. (2016, 22. aprill). Organosulfurühend. Välja otsitud britannicast: britannica.com.
- Ian Hunt. (S.F.). Esterite hüdrolüüs. Välja otsitud aadressilt chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
- Futura-Sciences,. (S.F.). Esteri side. Välja otsitud futura-sciences.us.
- King, M. W. (2017, 16. märts). Rasvhape, triglütseriidid ja fosfolipiidide süntees ja ainevahetus. Välja otsitud lehekülgedelt.
- fosfodiestri sideme moodustumine. (S.F.). Välja otsitud biosüünist: biosyn.com.
- Thompson, T. E. (2015, 19. august). Lipiid. Taastatud britannica: britannica.com.
- .