Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 28: Βιομόρια-λιπίδια

Transcript

1 Οργανική Χημεία Κεφάλαιο 28: Βιομόρια-λιπίδια

2 1. Γενικά Λιπίδια: οργανικά μόρια που απαντούν στη φύση και απομονώνονται κατά την εκχύληση κυττάρων ή ιστών με άπολους οργανικούς διαλύτες Δύο γενικές κατηγορίες λιπιδίων: αυτά που περιέχουν εστερομάδες και μπορούν να υδρολυθούν (λίπη, κηροί) και αυτά που δεν περιέχουν εστερομάδες και δεν υδρολύονται (χοληστερόλη, στεροειδή)

3 Κηροί: μίγματα εστέρων καρβοξυλικών οξέων και αλκοολών με μεγάλες ανθρακικές αλυσίδες 2. Κηροί, λίποι και έλαια Ζωικά λίπη (βούτυρο, λαρδί) και φυτικά έλαια (καλαμποκέλαιο, φυστικέλαιο), πλέον διαδεδομένα λιπίδια με όμοια δομή, δηλ. αυτή των τριγλυκεριδίων (τριεστέρες της γλυκερόλης) 1. Υδρόλυση τους με υδατικό διάλυμα ΝαΟΗ προς σχηματισμό γλυκερόλης & 3 λιπαρών οξέων 2. Λιπαρά οξέα από την παραπάνω υδρόλυση δεν είναι διακλαδισμένα, περιέχουν άρτιο αριθμό ατόμων μεταξύ 12 & Τα 3 λιπαρά οξέα ενός τριγλυκεριδίου όχι απαραίτητα ίδια

4 3. Δομή και σημεία τήξης λιπαρών οξέων Ακόρεστα λιπαρά έχουν χαμηλότερα σημεία τήξης από αντίστοιχα κορεσμένα Κορεσμένα λίπη έχουν ομοιόμορφο σχήμα και προσανατολίζονται ευκολότερα στο κρυσταλλικό πλέγμα Ακόρεστα λίπη λόγω παρουσίας δ.δ αλυσίδες κεκαμμένες άρα σχηματισμός κρυστάλλων δυσκολότερος

5 4. Λιπαρά οξέα Στη φύση υπάρχουν 40 διαφορετικά λιπαρά οξέα Παλμιτικό (C 16 )& στεατικό (C 18 ) τα πιο διαδεδομένα κορεσμένα οξέα Ελαϊκό και λινελαϊκό (C 18 ) τα πιο διαδεδομένα ακόρεστα Μονοακόρεστα (ελαϊκό) περιέχουν ένα μόνο δ.δ.- πολυακόρεστα (λινελαϊκό, λινολενικό και αραχιδονικό) περιέχουν πάνω από ένα δ.δ.

6 5. Σάπωνες Σαπούνι: μίγμα από άλατα νατρίου ή καλίου λιπαρών οξέων με μακριές ευθείες ανθρακικές αλυσίδες που σχηματίζονται κατά τη αλκαλική υδρόλυση ζωικών ή φυτικών ελαίων (σαπωνοποίηση)

7 6. Δομή και ιδιότητες σαπουνιού Αντιρρυπαντικές ιδιότητες λόγω διαφορετικής χημικής δομής των δύο άκρων του μορίου Άκρο αλυσίδας με πολική καρβοξυλική ομάδα έχει ιοντικό χαρακτήρα, συνεπώς είναι υδρόφιλη Μακριά ανθρακική αλυσίδα είναι άπολη και υδρόφοβη Σαπούνια έλκονται και από λιπαρές ουσίες και από το νερό (απορρυπαντικό)

8 7. Μικύλλια Μικύλλια: σφαιρικές διατάξεις σε υδατικό διαλύτη όπου επιμήκεις αλυσίδες C συσσωματώνονται προς σχηματισμό υδρόφοβης σφαίρας ενώ ιοντικά άκρα τείνουν προς τα μόρια νερού

9 8. Φωσφολιπίδια Φωσφολιπίδια: εστέρες φωσφορικού οξέος (H 3 PO 4 ) Δύο είδη φωσφολιπιδίων, τα φωσφογλυκερίδια και σφιγγολιπίδια Φωσφογλυκερίδια: ένα μόριο γλυκερόλης εστεροποιημένο με 2 μόρια λιπαρών οξέων κι ένα μόριο φωσφορικού οξέος (ακύλο ομάδα στον C1 κορεσμένη, ακυλο ομάδα στον C2 ακόρεστη, φωσφορική ομάδα στον C3 ενωμένη με εστερικό δεσμό με μία αμινο αλκοόλη, π.χ. χολίνη ή αιθανολαμίνη)

10 9. Κυτταρικές μεμβράνες Φωσφογλυκερίδια: κύριο συστατικό (40%) κυτταρικών μεμβρανών Μεμβράνες κυττάρων συνίσταται από φωσφογλυκερίδια διευθετημένα σε μία λιπιδική διπλοστοιβάδα πάχους 50 Å

11 10. Σφιγγολιπίδια Σφιγγολιπίδια:βασικό συστατικό τους η σφιγγοσίνη, συστατικό όλων των φυτικών και ζωικών κυτταρικών μεμβρανών (σφυγγομυελίνες κύριο συστατικό του περιβλήματος των νευρικών ινών)

12 11. Προσταγλανδίνες Κατηγορία καρβοξυλικών ενώσεων με 20 άνθρακες που περιέχουν πενταμελή δακτύλιο με 2 ευθείες πλευρικές αλυσίδες Προσταγλανδίνες συμμετέχουν σε μεγάλο αριθμό βιολογικών λειτουργιών (π.χ. μειώνουν πίεση αίματος, επηρεάζουν συσσωμάτωση αιμοπεταλίων κατά την πήξη του αίματος, ελέγχουν σχηματισμό φλεγμονών, συσπάσεις μήτρας κατά τη διάρκεια του τοκετού κλπ)

13 12. Τερπένια Κατά την συναπόσταξη ορισμένων φυτικών ιστών με ατμό παράγονται αιθέρια έλαια Αιθέρια έλαια αποτελούνται από μίγματα λιπιδίων τα τερπένια, μικρά οργανικά μόρια με τεράστια ποικιλομορφία στη δομή τους Προέρχονται από συνένωση κεφαλής-ουράς μονάδων ισοπρενίου

14 Εκχυλίσματα φυτικών και ζωικών ιστών περιέχουν επίσης (εκτός από λίπη, φωσφολιπίδια και τερπένια) στεροειδή, μόρια με δομές που βασίζονται σε τετρακυκλικό σύστημα δακτυλίων 13. Στεροειδή Στους ανθρώπους, στεροειδή λειτουργούν ως ορμόνες, «χημικοί αγγελιοφόροι» που εκκρίνονται από τους αδένες και μεταφέρονται με το αίμα σε συγκεκριμένους ιστούς Δύο κατηγορίες στεροειδών ορμονών: γεννητικές (ελέγχουν ανάπτυξη και αναπαραγωγή) και αδρενοκορτικές (ρυθμίζουν ποικίλες μεταβολικές διεργασίες)

15 14. Γεννητικές ορμόνες Ανδρογόνα: τεστοστερόνη & ανδροστερόνη (σπουδαιότερες ανδρικές γεννητικές ορμόνες) Οιστρογόνα: οιστρόνη και οιστραδιόλη (σπουδαιότερες γυναικείες γεννητικές ορμόνες)

16 Εκρίνονται στα επινεφρίδια 15. Αδρενοκορτικές ορμόνες Δύο είδη αδρενοκορτικών στεροειδών: μεταλλοκορτικοειδή και γλυκοκορτικοειδή

17 16. Στερεοχημεία στεροειδών Cis: Δύο ομάδες στο σημείο ένωσης των δακτυλίων κατευθύνονται στην ίδια πλευρά του συστήματος των δακτυλίων Trans: Δύο ομάδες στο σημείο ένωσης των δακτυλίων κατευθύνονται προς αντίθετες πλευρές

18 17. Cis-trans στεροειδή Στεροειδή έχουν είτε cis είτε trans στερεοχημεία στα σημεία συννένοσης των δακτυλίων Α και Β ενώ στα σημεία συνένωσης των υπολοίπων δακτυλίων ηστερεοχημείαείναιtrans