3874211_Omuylyaemuye_lipiduy_terpenoiduy_farm

Download Report

Transcript 3874211_Omuylyaemuye_lipiduy_terpenoiduy_farm

Курский государственный медицинский университет Кафедра биоорганической химии

Омыляемые липиды терпеноиды

Цель:

- сформировать представление о взаимосвязи между химическим строением, свойствами и биологической активностью омыляемых липидов и терпеноидов

План лекции

1.

2.

Определение понятия «Липиды» Характеристика простых (восков, жиров) и сложных (фосфолипиды) липидов Классификация Принципы строения Химические свойства Медико-биологическое значение 3. Определение понятия терпеноиды 4. Классификация терпеноидов 5. Моно- и бициклические терпеноиды

ЛИПИДЫ

простые

• жиры • масла • воски омыляемые

сложные

• фосфолипиды • сфинголипиды • гликолипиды неомыляемые • стероиды • терпеноиды

Воска

O C 15 H 31 -C O-CH 2

цетилпальмитат

2 ) 14 -CH 3 O C 15 H 31 -C O-CH 2 2

мирицилпальмитат

) 29 -CH 3

Жиры и масла

являются сложными эфирами глицерина и высших карбоновых кислот, т.е.

триацилглицеринами

Общая формула жиров

O CH 2 -O C-R O CH -O C-R' O CH 2 -O C-R" ацил

Классификация триацилглицеринов

Простые Смешанные

CH 2 -O CO-C 17 H 35 CH -O CO-C 17 H 35 CH 2 -O CO-C 17 H 35

тристеарин тристеар оил глицерин

CH 2 -O CO-C 15 H 31 CH -O CO-C 17 H 33 CH 2 -O CO-C 17 H 31

α-пальмито-β-олео α’-линолеин 1-пальмит оил -2-оле оил 3-линоле оил глицерин

Классификация жиров по консистенции

Твердые –

жиры

(животного и растительного происхождения)

остатки насыщенных ВЖК

CH 2 -O CO-C 17 H 35 CH -O CO-C 17 H 35 CH 2 -O CO-C 17 H 35 Жидкие –

масла

(растительного происхождения)

остатки ненасыщенных ВЖК

CH 2 -O-CO-C 17 H 33 CH -O-CO-C 17 H 33 CH 2 -O-CO-C 17 H 33

Классификация растительных жирных масел

Невысыхающие Полувысыхающие

-оливковое -миндальное -кунжутное -арахисовое -касторовое -подсолнечное -кукурузное -хлопковое -соевое

Высыхающие

-льняное -коноплевое

Высшие карбоновые кислоты

насыщенные

• пальмитиновая • стеариновая

ненасыщенные

• олеиновая

полиненасыщенные

• линолевая • линоленовая • арахидоновая

Насыщенная ВЖК

O C 15 H 31 -C

кислота

OH

пальмитиновая 1

HOOC

16

CH 3

Насыщенная ВЖК

O C 17 H 35 -C OH

стеариновая кислота 1

HOOC

18

CH 3

Ненасыщенная ВЖК

C 17 H 33 -COOH CH 3

олеиновая кислота 10 9

2 ) 7 -CH=CH-(CH 2 7 -COOH CH 3 -(CH 2 ) 7 (CH 2 ) 7 -COOH C C H H

цис-изомер

1

HOOC

9 10 олеиновая кислота

CH 3

Полиненасыщенная ВЖК

C 17 H 31 -COOH

линолевая кислота

CH 3

13 12 10 9

2 ) 4 -CH=CH-CH 2 2 ) 7 -COOH

1

HOOC CH 3

Полиненасыщенная ВЖК

C 17 H 29 -COOH

линоленовая кислота 16 15 13 12 10

CH 3 -CH=CH-CH 2 2 2

9

2 -COOH 7

1

HOOC CH 3

Полиненасыщенная ВЖК

9 8 6 5 11 12 14 15 арахидоновая кислота 1

COOH

20

CH 3

стеариновая кислота олеиновая кислота

Химические свойства жиров

Реакции гидролиза сложноэфирной связи

кислотный

щелочной (омыление)

Реакции присоединения Окисление

гидрирование

галогенирование (бромирование, иодирование)

мягкое

жеское

пероксидное (прогоркание)

Реакции кислотного гидролиза

CH 2 -O CO-C 17 H 35 CH -O CO-C 17 H 35 CH 2 -O CO-C 17 H 35

тристеарин

H 2 O, H + t o CH 2 -OH CH -OH CH 2 -OH

глицерин

+ 3 C 17 H 35 -COOH

стеариновая кислота

Реакции щелочного гидролиза (омыление)

CH 2 -O CO-C 17 H 35 CH -O CO-C 17 H 35 CH 2 -O CO-C 17 H 35

тристеарин

H 2 O NaOH t o CH 2 -OH CH -OH CH 2 -OH

глицерин

+ 3 C 17 H 35 -COONa

стеарат натрия мыло

неполярный «хвост» (липофильная часть) Na полярная «голова» (гидро фильная часть)

жир

мицелла

Реакция присоединения –

гидрирования (гидрогенизации)

CH 2 -O-CO-C 17 H 33 CH -O-CO-C 17 H 33 CH 2 -O-CO-C 17 H 33

триолеин

H 2 , Ni p, t o CH 2 -O-CO-C 17 H 35 CH -O-CO-C 17 H 35 CH 2 -O-CO-C 17 H 35

триcтеарин

Реакция присоединения –

галогенирования (бромирование)

CH 2 2 ) 7 -CH=CH-(CH 2 7 -CH 3 CH -O-CO-C 1 7 3 5 Br 2 , H 2 O CH 2 H 1 7 3 5

α-олео-α’,β-дистеарин

CH 2 CH 2 2 ) 7 -CH-CH-(CH 2 7 -CH 3 1 7 3 5 Br Br H 1 7 3 5

CH 2

Реакция присоединения –

галогенирования (иодирование)

2 ) 7 -CH=CH-(CH 2 7 -CH 3 CH -O-CO-C 1 7 3 5 I 2 CH 2 H 1 7 3 5

α-олео-α’,β-дистеарин

CH 2 CH 2 1 7 2 ) 7 -CH-CH-(CH 2 7 -CH 3 3 5 I I H 1 7 3 5

Иодное число

– это количество граммов иода, способное присоединиться к 100 граммам жира

Реакция мягкого окисления

CH 2 2 ) 7 -CH=CH-(CH 2 7 -CH 3 CH -O-CO-C 1 7 3 5 KMnO 4 , H 2 O CH 2 H 1 7 3 5

α-олео-α’,β-дистеарин

CH 2 2 ) 7 -CH-CH-(CH 2 7 -CH 3 CH -O-CO-C 1 7 3 5 OH + CH 2 1 7 H 3 5 MnO 2 + KOH

Реакция жесткого окисления

CH 2 2 ) 7 -CH=CH-(CH 2 7 -CH 3 CH -O-CO-C 1 7 3 5 KMnO 4 , H + t o CH 2 H 1 7 3 5

α-олео-α’,β-дистеарин

CH 2 -O-CO-(CH 2 ) 7 -COOH CH -O-CO-C 17 H 35 + HOOC-(CH 2 ) 7 -CH 3 + MnSO 4 + K 2 SO 4 CH 2 -O-CO-C 17 H 35 + H 2 O

Реакция пероксидного окисления (прогоркание)

под действием кислорода воздуха при хранении

 R-CH 2 -CH=CH-R' HO

.

-H 2 O

.

R-CH-CH=CH-R' O 2 R-CH-CH=CH-R'

.

O-O

пероксид

H 2 O - HO

.

R-CH-CH=CH-R' O OH

гидропероксид

R-CH-CH=CH-R' O OH

гидропероксид

R-COOH O 2 R-C O + H CH=CH-R' OH O H C-CH 2 -R' O 2 R’-CH 2 -COOH

Медико-биологическое значение

Невысыхающие масла

Медико-биологическое значение

Невысыхающие масла Масло оливковое

Медико-биологическое значение

полувысыхающие

Фосфолипиды

CH 2 OH HO H O CH 2 O-P-OH OH

L-глицерофосфат

O R'-C O O

1

CH 2 O -C-R

2

H O CH 2 O-P-OH OH

L-фосфатидовые кислоты

Образование лецитина

CH 2 -O-CO-R CH -O-CO-R' + - H 2 O CH 2 -O-P-OH O OH HO-CH 2 -CH 2 + N(CH 3 ) 3

фосфатидовая кислота холин

CH 2 -O-CO-R CH -O-CO-R'

фосфатидилхолин (лецитин)

CH 2 -O-P-O 2 -CH 2 O O

+

N(CH 3 ) 3

Образование кефалина

CH 2 -O-CO-R CH -O-CO-R' + CH 2 -O-P-OH O OH HO-CH 2 -CH 2 NH 2

фосфатидовая кислота коламин

CH 2 -O-CO-R CH -O-CO-R' - H 2 O

фосфатидилколамин (кефалин)

CH 2 -O-P-O 2 -CH 2 O OH NH 2

CH 2 -O-CO-R CH -O-CO-R' CH 2 -O-CO-R CH -O-CO-R' CH 2 -O-P-O 2 -CH 2 O OH NH 2 CH 2 -O-P-O 2 -CH 2 O O

-

+ NH 3

биполярный ион кефалина

CH 2 -O-CO-R

Образование серинкефалина

CH -O-CO-R' + CH 2 -O-P-OH HO-CH 2 -CH-COOH - H 2 O O OH

фосфатидовая кислота серин

CH 2 -O-CO-R NH 2 CH -O-CO-R'

фосфатидилсерин (серинкефалин)

CH 2 -O-P-O 2 O O

+

NH 3

Кислотный гидролиз кефалина

CH 2 -O-CO-C 17 H 35 CH 2 -OH CH -O-CO-C 17 H 33 H 2 O, HCl CH -OH CH 2 -O-P-O 2 -CH 2 O OH CH 2 -OH

глицерин

NH 2 C 17 H 35 -COOH

стеариновая кислота

+ C 17 H 33 -COOH

олеиновая кислота

+ CH 2 -CH 2 OH + NH 3 Cl +

коламина гидрохлорид

H 3 + PO 4

Щелочной гидролиз кефалина

CH 2 -O-CO-C 17 H 35 CH 2 -OH CH -O-CO-C 17 H 33 CH 2 -O-P-O 2 -CH 2 O OH NH 2 H 2 O, NaOH CH -OH CH 2 -OH

глицерин

C 17 H 35 -COONa

стеарат натрия

+ + C 17 H 33 -COONa

олеат натрия

+ CH 2 -CH 2 OH NH 2

коламин

+ NaH 2 PO 4

липофильная часть

O CH 2 O C-O O CH 2

-

O 3 + H CH 2 2 CH

гидрофильная часть

Липидный бислой

Жидкомозаичная модель клеточной мембраны

молекулы белка

Терпеноиды

-

это большой класс природных соединений с общей формулой (С

5

Н

8

)n, где n>2

Структура изопрена

«голова» «хвост»

СН 3 СН 2 Н С С СН 2

Разветвленный конец изопреновой единицы –

голова

неразветвленный конец изопреновой единицы –

хвост

СН 3 СН 2 Н С С СН 3 СН 3 Н С С СН 2

+

СН 3 СН 2 Н С С СН 2 СН 2

гераниол

СН 3 Н С С СН 2 СН 2 ОН

Изопреновое правило (Л.Ружичка)

«голова» .

«хвост» «голова» .

лимонен

«хвост»

.

.

гераниол

CH 2 OH

Классификация терпенов (C 5 H 8 ) n

Терпены • монотерпены (n=2) • сесквитерпены (n=3) • дитерпены (n=4) • тритерпены (n=6) • тетратерпены (n=8) • политерпены (n>8) • ациклические • моноциклические • бициклические • полициклические

Монотерпены – С 10 Н 16

Алифатические (ациклические)

моноциклические

Циклические

бициклические

мирцен

Ациклические терпены

CH 2 OH

гераниол гераниаль (цитраль)

O C H

Ациклические терпены

CH 2 OH [O] O C H

гераниол гераниаль (цитраль)

Моноциклические терпены

H 2 , Ni

лимонен ментан ментол

OH

ментол

OH

+

CH 3 O CH-CH 2 -C CH 3 Cl

хлорангидрид изовалериановой кислоты

O-C-CH 2 -CH CH 3 CH 3 O

ментиловый эфир изовалериановой кислоты

лимонен

2H 2 O, H + OH

терпин

OH

Бициклические терпены

пинан камфан хамазулен

Br 2 , H 2 O Br Br

α-пинен

KMnO 4 , H 2 O HO HO

+

MnO 2

+

KOH

камфора

O Br 2 O Br

α-бромкамфора

β-каротин

Витамин А

H H

β-каротин

[O] 2 Применение: гиповитаминоз и авитаминоз А, инфекционные заболевания, заболевания кожи, заболевания глаз, эпителиальные опухоли и лейкозы мастопатия и др..

Витамин Е (токоферол)

O

Значение витамина Е (токоферола):

- вещество-антиоксидант - Замедляет процесс старения клеток - Способствует обогащению крови кислородом - Улучшает питание клеток - Укрепляет стенки кровеносных сосудов - Защищает красные кровяные тельца от вредных токсинов - Предотвращает образование тромбов и способствует их рассасыванию - Укрепляет сердечную мышцу

Источники витамина Е (токоферола):

Орехи, масла, шпинат, подсолнечное масло и семечки, цельные зерна

Витамин К 1

производное 1,4-нафтохинона O O стимулирует свертывание крови

O CH 3 O

викасол

SO 3 Na