zwiĄzki naturalne wystĘpujace w · 2020. 5. 4. · podział lipidów a ) lipidy proste: estry kw....
TRANSCRIPT
ZWIĄZKI NATURALNE
WYSTĘPUJACE W
ORGANIZMACH
ZWIERZĘCYCH
Dr inż. Beata Tylińska
Katedra i Zakład Chemii Organicznej
Wydział Farmaceutyczny z O. Analityki Medycznej
Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu
Wrocław 2020 r.dr inż. Beata Tylińska
ZWIĄZKI NATURALNE WYSTĘPUJACE W
ORGANIZMACH ZWIERZĘCYCH
•Lipidy
•Steroidy
dr inż. Beata Tylińska
Podział lipidów
A ) Lipidy proste: estry kw. tłuszczowych z
różnymi alkoholami
1. Tłuszcze właściwe: estry kwasów tłuszczowych
z glicerolem
2. Woski: estry kwasów tłuszczowych z alkoholami
wyższymi do glicerolu
dr inż. Beata Tylińska
Podział lipidów
C) Pochodne lipidów
1. Lipidy izoprenowe
2. Steroidy
B) Lipidy złożone: estry zawierające dodatkowe
grupy
1. Fosfolipidy
2. Glikolipidy
a) cerebrozydy
b) gangliozydy
dr inż. Beata Tylińska
Lipidy
• Tłuszcze
(zwierzęce i
oleje roślinne)
• Woski
Naturalnie występujące substancje
nierozpuszczalne w wodzie, wyodrębnione
z roślin i zwierząt przez ekstrakcję
rozpuszczalnikami organicznymi
dr inż. Beata Tylińska
Tłuszcze
Tłuszcze i oleje stanowią źródło oraz
magazyn energii dla organizmów
żywych.
Na skalę przemysłową otrzymywane
przez wytapianie, prasowanie lub
ekstrakcję.
Stosowane do celów spożywczych,
wyrobu mydeł, świec, pokostu.
dr inż. Beata Tylińska
Tłuszcze
• Stałe (zwierzęce)
• Ciekłe (roślinne)
• Nasycone
• Nienasycone
• Wielonienacycone
https://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&ved=2ahUKE
wjJodKqj77iAhW2w8QBHQ8UCV8QjRx6BAgBEAU&url=https%3A
%2F%2Faccessyoutube.org.uk%2FSpongeBob%2BKanciastoporty%2
Bnowa%2Bczo%25C5%2582%25C3%25B3wka&psig=AOvVaw1PQe
FJQPGBb2eZ5FebAPS4&ust=1559129173445589
dr inż. Beata Tylińska
Tłuszcze
CH2
OH
CH2
OH
OH
CH2
O
CH2
O
O
O
R1
R2
R3
O
O
glicerol
(gliceryna)
+kwasy
karboksylowe
gliceryd
triacylowy ester glicerolu
dr inż. Beata Tylińska
Kwasy tłuszczowe
O
OH
O
OH
O
OH
O
OH
O
OH
kwas maslowy
kwas palmitynowy
kwas stearynowy
kwas oleinowy
kwas arachidonowy
581114dr inż. Beata Tylińska
Tłuszcze
dr inż. Beata Tylińska
Otrzymywanie estrów metylowych z
tłuszczów
CH3OH
CH2
OH
CH2
OH
OH
CH2
O
CH2
O
O
O
R1
R2
R3
O
O
gliceryd
tluszcz
+ R2COOCH3
R3COOCH3+
mieszanina
estrów
metylowych
glicerol
gliceryna
zasada
R1COOCH3
dr inż. Beata Tylińska
Hydroliza tłuszczówReakcja zmydlania tłuszczów
NaOHCH
2O
CH2
O
O
O
R1
R2
R3
O
O
CH2
OH
CH2
OH
OH+
R1COO Na
R2COO Na
R3COO Na
+
+
+
-
-
-
mydlogliceryd
tluszcz glicerol
gliceryna
dr inż. Beata Tylińska
Utwardzanie tłuszczów O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
H2kat.
Tłuszcz ciekły
Niska temperatura topnienia olejów
wynika ze zgiętego kształtu łańcuch
węglowodorowego. Zgięte łańcuchy
nie wypełniają szczelnie przestrzeni-
co pociąga za sobą zmniejszenie
oddziaływań międzycząsteczkowych
i temperatury topnienia.
Tłuszcz stały
W wyniku uwodornienia zmieniają
się właściwości fizyczne i chemiczne
tłuszczów np. tłuszcz uwodorniony
trudniej jełczeje niż tłuszcz
nienasycony.
dr inż. Beata Tylińska
Woda
H2O
• Woda demineralizowana - woda pozbawiona obcych jonów za pomocą dejonizatora
• Woda twarda - woda zawierająca znaczną ilość jonów wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+)
• Woda miękka - woda zawierająca jony sodu (Na+ ) zamiast jonów wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+), zapewnia nawilżoną skórę, miękkie i błyszczące włosy
dr inż. Beata Tylińska
Detergenty
https://www.google.pl/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwj0yp3R7tLiAhVtwcQBHec8COkQjRx6BAgBEAU&url=%2Furl%3Fs
a%3Di%26source%3Dimages%26cd%3D%26ved%3D%26url%3Dhttps%253A%252F%252Fsciaga.pl%252Fslowniki-
tematyczne%252F2246%252Fwlasciwosci-chemiczne%252F%26psig%3DAOvVaw3nJEd29HjIAHj-
mXwiUcPt%26ust%3D1559841936984393&psig=AOvVaw3nJEd29HjIAHj-mXwiUcPt&ust=1559841936984393
dr inż. Beata Tylińska
Detergenty
https://www.google.pl/url?sa=i&source=images&cd=&ved=2ahUKEwi5wL-
IudriAhWs1aYKHQglCnsQjRx6BAgBEAU&url=%2Furl%3Fsa%3Di%26source%3Dimages%26cd%3D%26ved%3D%26url%3Dhttp%253A%252F%252Fskinmanager.blogspot.com%252F%26psig
%3DAOvVaw3peVzTAk_0a8hSUqUaE8nT%26ust%3D1560102324269221&psig=AOvVaw3peVzTAk_0a8hSUqUaE8nT&ust=1560102324269221
dr inż. Beata Tylińska
Mydło
https://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&ved=2ahUKEwikk9fwjL7iAhXKUJoKHTzqBYMQjRx6BAgBEAU&url=https%3A
%2F%2Fwww.naturasiman.pl%2Fprodukt_1702_liposomalny_complex_adek_wit_adek_250ml_curesupport_.htm&psig=AOvVaw1f8gqs2DE
SONTz3C_jJWC9&ust=1559128139071701
dr inż. Beata Tylińska
Szare mydło
• Składa się z soli potasowych (K+) wyższych
kwasów karboksylowych, gliceryny, kwasu
cytrynowego, chlorku sodu (NaCl). W
odróżnieniu od mydeł sodowych nie zawiera
sztucznych barwników i dodatków
zapachowych, co sprawia, że uczulenia
spowodowane szarym mydłem są znacznie
rzadsze niż przy stosowaniu innych środków
higienicznych.
dr inż. Beata Tylińska
Woski
CH3
(CH2)14
O
O (CH2)29
CH3
heksadekanian triakontylu ( z wosku pszczelego)
Substancje organiczne, pochodzenia naturalnego, mają
konsystencję stałą i nie rozpuszczają się w wodzie.
Estry wyższych nasyconych kwasów tłuszczowych oraz
długołańcuchowych alkoholi monowodorotlenowych
z parzystą liczbą atomów węgla (C16-C36) lub pierścieniowych
steroli.
W woskach występują kwasy: palmitynowy, oleinowy
stearynowy oraz ceratowy i lignocerynowy.
dr inż. Beata Tylińska
WoskiWoski w organizmach żywych spełniają rolę
ochronną:
powlekają cienką warstwą pióra, liście, owoce; w
skórze zwierząt wpływają na jej elastyczność,
hydrofobowość i chronią przed wnikaniem
drobnoustrojów.
Woski naturalne:
• Zwierzęce: wosk pszczeli,
wosk chiński, lanolina
• Roślinne: japoński, kandelilla,
karnauba
• Mineralne: ozokeryt
montanowy sapropelowy,
torfowydr inż. Beata Tylińska
Lanolina to tłuszcz wełny owczej, który jest
mieszaniną zwierająca wyższe kwasy tłuszczowe
ze sterolami: lanosterolem i agnosterolem oraz
estry kwasów tłuszczowych z wyższymi
nienasyconymi alkoholami
jednowodorotlenowymi.
Woski
Lanolina jest dobrze
wchłaniana przez skórę
dlatego stosuje się ją do
wyrobu maści i kosmetyków.
C
O
O
palmitoilolanosterol
dr inż. Beata Tylińska
Olbrot to wosk z czaszki kaszalota i innych
wielorybów. W jego skład wchodzi głównie
ester cetylowy kwasu palmitynowego, choć
obecne są również estry kwasu mirystynowego
oraz kwasu laurynowego.
Woski
Używany jest w kosmetyce oraz
do wyrobu świec i past do
podług.
CH3
(CH2)
15O C
O
(CH2)
14CH
3
palmitynian cetylowy
dr inż. Beata Tylińska
Wosk pszczeli to mieszanina estrów wyższych
kwasów tłuszczowych z długołańcuchowymi
alkoholami (C30-34).
Skład się głównie:
• melisynianu mirycylowego
• cerotynianu mirycylowego
• palmitynianu mirycylowego
Woski
CH3
(CH2)
29O C
O
(CH2)
28CH
3
melisynian mirycylowy
CH3
(CH2)
29O C
O
(CH2)
24CH
3
cerotynian mirycylowy
dr inż. Beata Tylińska
Fosfolipidy
Główne składniki błon biologicznych, występują
w znacznych ilościach w organicznych
zwierzęcych. U roślin stanowią niewielki
procent ich suchej masy.
Zawierają w swojej strukturze ortofosforan połączony
wiązaniem estrowym z różnymi alkoholami.
Glicerofosfolipidy zawierają glicerol.
Singofosfolipidy zawierają singozynę.
dr inż. Beata Tylińska
Glicerofosfolipidy są
zbudowane z czterech
składników:
1. Glicerolu
2. Dwóch grup acylowych
3. Ortofosforanu
4. Alkoholu (cholina,
etanoloamina (kolamina),
seryna, inozytol, glicerol)
Fosfolipidy
CH2
C
O C
O
OCR
O
CH2
H
O P
O
O
O C
H
H
C
H
H
N+
CH3
CH3
CH3
R
fosfatydylocholina (lecytyna)
dr inż. Beata Tylińska
Błony komórkowe składają się głównie z
glicerofosfolipidów ułożonych w podwójną
warstwę lipidową o grubości ok. 5,0 nm.
Taka warstwa podwójna stanowi efektywną barierę dla
przejścia wody, jonów i innych składników do wewnątrz
i na zewnątrz komórki.
Fosfolipidy
https://sciaga.pl/slowniki-tematyczne/2394/zastosowanie-znaczenie-funkcje/
dr inż. Beata Tylińska
Sfingolipidy w dużych ilościach występują w mózgu i
tkankach nerwowych, gdzie są głównymi składnikami otoczki
włókien nerwowych.
Podstawowym elementem strukturalnym jest długołańcuchowy
aminoalkohol sfingozyna
Fosfolipidy
CH3
(CH2)12
C C C C CH
2
OH
H
H OH
H H
NH3
+
sfingozyna
dr inż. Beata Tylińska
Pod względem kształtu i
właściwości sfingomieliny są
podobne do fosfolipidów.
Fosfolipidy
Dzielą się na:
• Sfingomieliny
• Glikolipidy
CH3
(CH2)12
C C C C CH
2
O
H
H OH
H H
N
C O
R
H
P
O
O
O (CH2)2 N
+CH
3
CH3
CH3
sfingomielina
dr inż. Beata Tylińska
Fosfolipidy
Podstawowym elementem strukturalnym glikolipidów
jest ceramid
(sfingozyna+ kwas tłuszczowy).
W glikolipidach nie występuje kwas fosforowy.
CH3
(CH2)12
C C C C CH
2
OH
H
H OH
H H
N
C O
R
H
ceramid (N-acylosfingozyna)dr inż. Beata Tylińska
Glikolipidy
Cerebrozyd sfingozyna + kwas tłuszczowy + cukier.
Pierwszorzędowa grupa hydroksylowa sfingozyny tworzy wiązanie
glikozydowe z cukrem.
CH3
(CH2)12
C C C C CH
2
O
H
H OH
H H
N
C O
R
H
O
OH
OH
OH
OH
cerebrozyd
Fosfolipidy
dr inż. Beata Tylińska
Steroidy
• Cholesterol
• Hormony
• Witaminy
• Kwasyżółciowe
CH3
CH3
R
A B
C D1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
1415
16
17
Grupa związków zawierający układ sterydowy-
cyklopentanoperhydrofenantrenowy
dr inż. Beata Tylińska
Steroidy
CH3
OH
H H
H
CH
CH3 CH
3
CH3
CH3
Cholesterol
Wszystkie hormony
steroidowe powstają w
ustroju z cholesterolu.
Temperatura topnienia 149 °C
Temperatura wrzenia 360 °C
Zastosowanie w przemyśle
kosmetycznym, farmaceutycznym,
włókienniczym jako emulgator.
dr inż. Beata Tylińska
SteroidyMęskie hormony płciowe
CH3
CH3
OH
O
H
H H
CH3
CH3
O
OHH
H HH
CH3
CH3
O
O
H H
H
testosteron androsteronandrostenodion
(androgeny)
CH3
CH3
R
A B
C D1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
1415
16
17
dr inż. Beata Tylińska
SteroidyŻeńskie hormony płciowe
CH3
O
OH
H H
HCH
3
CH3
O
O
CH3
H H
H
CH3
OH
OH
H H
H
estron estradiol progerteron
(progestyna)(estrogeny)
CH3
CH3
R
A B
C D1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
1415
16
17
dr inż. Beata Tylińska
SteroidyHormony tarczycy
CH3
CH
O
O
CH2
H H
H
O
OH
H
OH
CH3
CH3
O
O
CH2
H H
H
HOH
OH
aldosteron
(mineralokortykoid) hydrokortyzon
(glukokortykoid)
CH3
CH3
R
A B
C D1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
1415
16
17
dr inż. Beata Tylińska
SteroidySyntetyczne
CH3
OH
OH
H H
H CH
CH3
OH
O
H H
H CHH
CH3
OH
O
H H
H
CH3
CH3
etynyloestradiol
(syntetyczny estrogen) noretindron
(syntetyczny progestyna)
metandrostenolon
(dianabol)
CH3
CH3
OH
O
H
H H
testosteron
dr inż. Beata Tylińska
SteroidyWitaminy D
CH3
OH
H H
H
CH
CH3 CH
3
CH3
CH3
CH3
OH
H H
CH
CH3 CH
3
CH3
CH3
CH
CH3
CH3
CH3CH
3
CH2
OH
H
Cholesterol
hv
(skóra)
witamina D3
(Cholekalcyferol)
7-Dehydrocholesterol
reduktaza
(watroba)
7
8
dr inż. Beata Tylińska
SteroidyWitaminy DCH
3
OH
H H
CH3 CH
3
CH3
CH3
CH3
CH3
H H
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
CH3
CH3
CH3CH
3
CH2
OH
H
CH3
CH3
CH3
CH3CH
3
H
CH3
OH
CH2
Ergosterol
hv
Prekalcyferol
7
8
9
3
10
9
8
73
10
5
3
6
10
7
8
witamina D2
(Ergokarcyferol)
5
3
6
10
7
8
5,6-trans5,6-cisdr inż. Beata Tylińska
SteroidyWitaminy D
• Regulują przemiany wapnia i fosforu w
organizmie (zwiększaj ich wchłanianie z
przewodu pokarmowego oraz odkładanie
w kościach i zębach)
• Działają przeciwzapalnie (głównie przez
zwiększenie wapnia we krwi)
• Niedobór witamin D wywołuje u dzieci
krzywicę na skutek niedostatecznego
uwapnienia kości, a u dorosłych prowadzi
do rozmiękczenia kości (osteoporoza)
dr inż. Beata Tylińska
SteroidyKwasy wydzielone z żółci ludzkiej
CH3
OH
H H
H
CH
CH3
CH3
COOH
kwas litocholowyCH
3
OH
H H
H
CH
CH3 CH
3
CH3
CH3
Cholesterol
dr inż. Beata Tylińska
BIBLIOGRAFIA
1. CHEMIA ORGANICZNA
J. McMurry T.5
2. CHEMIA LEKÓW
Pod redakcją A. Zajca, M. Gorczycy
3. CHEMIA ORGANICZNA
R. T. Morrison, R. N. Boyd T. 2
4. Internet https://docplayer.pl/4197970-12-lipidy-i-pochodne.html
5. Internet https://chem.pg.edu.pl/documents/175361/84965897/002.pdf
dr inż. Beata Tylińska
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ
Wrocław 2020 r.