Linkki Esterin ominaisuudet ja tyypit
esteri-linkki on määritelty sidokseksi alkoholiryhmän (-OH) ja karboksyylihapporyhmän (-COOH) välillä, joka on muodostettu poistamalla vesimolekyyli (H)2O) (Futura-Sciences, S.F.).
Kuviossa 1 esitetään etyyliasetaatin rakenne. Esterisidos on yksinkertainen sidos, joka muodostuu karboksyylihapon hapen ja etanolin hiilen välillä.
R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H2O
Kuviossa sininen osa vastaa yhdisteen osaa, joka on peräisin etanolista ja keltainen osa etikkahaposta. Punaisen ympyrän esterilinkki on merkitty.
indeksi
- 1 Esterisidoksen hydrolyysi
- 2 Esterityypit
- 2.1 Hiilihappoesteri
- 2.2 Fosforihappoesteri
- 2.3 Rikkihappoesteri
- 3 Viitteet
Esterisidoksen hydrolyysi
Jotta voisimme ymmärtää hieman paremmin esterisidosten luonnetta, selitämme näiden yhdisteiden hydrolyysin reaktiomekanismin. Esterisidos on suhteellisen heikko. Happamassa tai emäksisessä väliaineessa se hydrolysoidaan vastaavasti muodostaen alkoholia ja karboksyylihappoa. Estereiden hydrolyysin reaktiomekanismi on hyvin tutkittu.
Emäksisessä alustassa ensin nukleofiiliset hydroksidit hyökkäävät C = O-esterin elektrofiiliseen C: hen, rikkovat π-sidoksen ja muodostavat tetraedrisen välituotteen.
Sitten välitön romahtaa, reformoimalla C = O, jolloin tuloksena on poistuvan ryhmän, alkoksidin, RO-, menetys, joka johtaa karboksyylihappoon.
Lopuksi happo / emäsreaktio on erittäin nopea tasapaino, jossa alkoksidi, RO- toimii emäksenä, joka deprotonoi karboksyylihapon RCO2H: n (happokäsittely sallii karboksyylihapon saamisen reaktiosta).
Esteri-sidoksen hydrolyysimekanismi happamassa väliaineessa on hieman monimutkaisempi. Ensin tapahtuu happo- / emäsreaktio, koska vain heikko nukleofiili on läsnä ja viallinen elektrofiili on tarpeen aktivoida esteri.
Karbonyyliesterin protonointi tekee siitä elektrofiilisen. Toisessa vaiheessa veden happi toimii nukleofiilina, joka hyökkää elektrofiilistä C: tä C = O: ssa, jolloin elektronit liikkuvat kohti hydroniumionia, jolloin muodostuu tetraedrinen välituote.
Kolmannessa vaiheessa tapahtuu happo- / emäsreaktio, joka poistetaan vesimolekyylistä tulevasta hapesta kuorman neutraloimiseksi.
Neljännessä vaiheessa tapahtuu toinen happo- / emäsreaktio. Sinun täytyy antaa -OCH3, mutta sinun täytyy tehdä siitä hyvä lähtevä ryhmä protonoimalla.
Viidennessä vaiheessa he käyttävät vierekkäisen hapen elektroneja auttamaan lähtevää ryhmää "karkottamaan" ja tuottamaan neutraalin alkoholimolekyylin..
Viimeisessä vaiheessa tapahtuu happo / emäsreaktio. Hydroniumionin deprotonointi paljastaa karboksyylihappotuotteessa olevan karbonyyli-C = O: n ja regeneroi happokatalyytin (Dr. Ian Hunt, S.F.)..
Esterityypit
Hiilihappoesteri
Hiilihappoesterit ovat yleisimpiä tämän tyyppisistä yhdisteistä. Ensimmäinen hiilijohdin oli etyyliasetaatti tai myös etyylietanoaatti. Aiemmin tätä yhdistettä kutsuttiin etikka-eetteriksi, jonka nimi saksaksi on Essig-Äther, jonka supistuminen johdettiin tämäntyyppisten yhdisteiden nimellä.
Estereitä löytyy luonnosta ja niitä käytetään laajasti teollisuudessa. Monilla esterillä on ominaisia hedelmähajuja, ja monet ovat luonnollisesti läsnä eteerisissä öljyissä. Tämä on myös johtanut sen yleiseen käyttöön keinotekoisissa tuoksuissa ja tuoksuissa, kun hajuja yritetään jäljitellä.
Useita miljardeja kilogrammaa polyestereitä tuotetaan teollisesti vuosittain, ja ne ovat tärkeitä tuotteita; polyeteenitereftalaatti-, akrylaatti- ja selluloosa-asetaattiesterit.
Karboksyyliestereiden esterisidos on vastuussa triglyseridien muodostumisesta elävissä organismeissa.
Triglyseridejä esiintyy kaikissa soluissa, mutta pääasiassa rasvakudoksessa, ne ovat tärkein energiavaraus, jonka organismi on. Triasyyliglyseridit (TAG) ovat glyserolimolekyylejä, jotka on liitetty kolmeen rasvahappoon esterisidoksen avulla. TAG: ssa olevat rasvahapot ovat pääasiassa kyllästettyjä (Wilkosz, 2013).
Triasyyliglyseridit (triglyseridit) syntetisoidaan lähes kaikissa soluissa. TAG: n synteesin tärkeimmät kudokset ovat ohutsuoli, maksa ja adiposyytit. Suolen ja adiposyyttien lukuun ottamatta TAG-synteesi alkaa glyserolilla.
Glyseroli fosforyloidaan ensin glyserolikinaasilla ja sitten aktivoidut rasvahapot (rasvahappo-CoA: t) toimivat substraateina fosfatidihappoa tuottavien rasvahappojen lisäämiseksi. Fosfaattiryhmä erotetaan ja viimeinen rasvahappo lisätään.
Ohutsuolessa ruokavalion TAG: t hydrolysoidaan rasvahappojen ja monoasyyliglyseridien (MAG) vapauttamiseksi ennen enterosyyttien ottamista. Enterosyyttien MAG toimii substraateina asyloinnille kaksivaiheisessa prosessissa, joka tuottaa TAG: n.
Rasvakudoksessa ei ole glyserolikinaasin ilmentymistä, joten TAG: n rakennuspalikka tässä kudoksessa on glykolyyttinen välituote, dihydroksiasetonifosfaatti, DHAP.
DHAP pelkistetään glyserol-3-fosfaatiksi sytosolisen glyserol-3-fosfaatti-dehydrogenaasin avulla ja TAG-synteesin jäljellä oleva reaktio on sama kuin kaikilla muilla kudoksilla.
Fosforihappoesteri
Fosforihappoestereitä tuotetaan muodostamalla esteri-sidos alkoholin ja fosforihapon välillä. Hapon rakenteen vuoksi nämä esterit voivat olla mono-, di- ja trisubstituoituja.
Tämäntyyppiset esterisidokset löytyvät yhdisteistä, kuten fosfolipideistä, ATP: stä, DNA: sta ja RNA: sta.
Fosfolipidit syntetisoidaan muodostamalla esteri-sidos alkoholin ja fosfatidihappofosfaatin (1,2-diatsyyliglyseroli-3-fosfaatin) välillä. Useimmissa fosfolipideissä on tyydyttynyt rasvahappo C-1: ssä ja tyydyttymätön rasvahappo glyserolirunko C-2: ssa..
Yleisimmin lisätyt alkoholit (seriini, etanoliamiini ja koliini) sisältävät myös typpeä, joka voidaan positiivisesti varautua, kun taas glyseroli ja inositoli eivät (King, 2017).
Adenosiinitrifosfaatti (ATP) on molekyyli, jota käytetään solun energian valuuttana. Tämä molekyyli koostuu adeniinimolekyylistä, joka on sitoutunut riboosimolekyyliin kolmen fosfaatti- ryhmän kanssa (kuvio 8)..
Molekyylin kolmea fosfaattiryhmää kutsutaan gammaksi (y), beeta (β): ksi ja alfa (a): ksi, jälkimmäinen esteröi riboosin C-5-hydroksyyliryhmän.
Riboosin ja a-fosforyyliryhmän välinen sidos on fosforesterisidos, koska se sisältää hiiliatomin ja fosforiatomin, kun taas ATP: ssä olevat P- ja y-fosforyyliryhmät on kytketty fosfo- anhydridisidoksilla, jotka eivät sisällä hiiliatomeja.
Kaikilla fosfoanhydroilla on huomattava kemiallinen potentiaalinen energia, eikä ATP ole poikkeus. Tätä potentiaalista energiaa voidaan käyttää suoraan biokemiallisissa reaktioissa (ATP, 2011).
Fosfodiesterisidos on kovalenttinen sidos, jossa fosfaatti- ryhmä on kiinnitetty viereisiin hiiliin esterin sidosten kautta. Sidos on kahden sokeriryhmän hydroksyyliryhmän ja fosfaattiryhmän välisen kondensaatioreaktion tulos.
Fosforihapon ja kahden sokerimolekyylin välinen diesterisidos DNA: ssa ja rungon RNA: ssa sitovat kaksi nukleotidia yhdessä muodostamaan oligonukleotidipolymeerejä. Fosfodiesterisidos sitoo 3'-hiiltä 5'-hiilen kanssa DNA: ssa ja RNA: ssa.
(emäs 1) - (riboosi) -OH + HO-P (O) 2-O- (riboosi) - (emäs 2)
(emäs 1) - (riboosi) -O-P (O) 2-O- (riboosi) - (emäs 2) + H2O
Kahden fosforihapon hydroksyyliryhmän reaktion aikana yhdellä hydroksyyliryhmällä kahdessa muussa molekyylissä muodostuu kaksi esterisidosta fosfodiesteriryhmässä. Kondensaatioreaktio, jossa vesimolekyyli häviää, muodostaa jokaisen esterisidoksen.
Nukleotidien polymeroinnin aikana nukleiinihappojen muodostamiseksi fosfaatti- ryhmän hydroksyyliryhmä sitoutuu yhden nukleotidin sokerin 3'-hiileen, jolloin muodostuu esterisidos toisen nukleotidin fosfaattiin..
Reaktio muodostaa fosfodiesterisidoksen ja poistaa vesimolekyylin (fosfodiesteri- sidoksen muodostus, S.F.)..
Rikkihappoesteri
Rikkihappoesterit tai tioesterit ovat yhdisteitä, joilla on funktionaalinen ryhmä R-S-CO-R '. Ne ovat esteröitymisen tuote karboksyylihapon ja tiolin tai rikkihapon välillä (lohko, 2016).
Biokemiassa tunnetuimpia tioestereitä ovat koentsyymi A: n johdannaiset, esimerkiksi asetyyli-CoA.
Asetyyli-koentsyymi A tai asetyyli-CoA (kuvio 8) on molekyyli, joka osallistuu moniin biokemiallisiin reaktioihin. Se on keskeinen molekyyli lipidien, proteiinien ja hiilihydraattien metaboliassa.
Sen pääasiallisena tehtävänä on toimittaa asetyyliryhmä sitruunahapposykliin (Krebs-sykli), joka hapetetaan energian tuottamiseksi. Se on myös rasvahapposynteesin prekursorimolekyyli ja se on eräiden aminohappojen hajoamisen tuote.
Edellä mainitut CoA-aktivoidut rasvahapot ovat muita esimerkkejä tioestereistä, jotka ovat peräisin lihassolusta. Rasvahappo-CoA: n tioestereiden hapettuminen tapahtuu todella erillisissä vesikulaarisissa elimissä, joita kutsutaan mitokondrioksi (Thompson, 2015).
viittaukset
- ATP. (2011, elokuu 10). Haettu osoitteesta learnbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
- Block, E. (2016, 22. huhtikuuta). Organosulfur-yhdiste. Haettu osoitteesta britannica: britannica.com.
- Ian Hunt. (S.F.). Estereiden hydrolyysi. Haettu osoitteesta chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
- Futura-Sciences,. (S.F.). Esterisidos. Haettu osoitteesta futura-sciences.us.
- King, M. W. (2017, maaliskuu 16). Rasvahappo, triglyseridit ja fosfolipidisynteesi ja aineenvaihdunta. Haettu osoitteesta themedicalbiochemistrypage.org.
- fosfodiesteri-sidoksen muodostuminen. (S.F.). Haettu osoitteesta biosyn: biosyn.com.
- Thompson, T. E. (2015, elokuu 19). Lipid. Palautettu britannicasta: britannica.com.
- .