Nasycone:

Kwas Palmitynowy C₁₅H₃₁COOH

Kwas Stearynowy C₁₇H₃₅COOH

Kwas Oleinowy C₁₇H₃₃COOH

Kwas Arachidowy C₁₉H₃₉COOH

Kwas Palmitoolejowy C₂₅H₅₁COOH

Nienasycone (niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe NKT, należy je dostarczyć do organizmu - nie są syntetyzowane, egzogenne, - z roślin), w wiązaniach podwójnych = są zawsze przedzielone grupą - CH₂ -

Kwas linolowy C₁₈H₃₂O₂ (2 pod. Wiązania 9,12) C₁₇H₃₁COOH

Kwas linolenowy C₁₈H₃₀O₂ (3 pod. Wiązania 9,12,15) C₁₇H₂₉COOH

Kwas arachidonowy C₂₀H₃₂O₂ (4 pod. Wiązania 5,8,11,14,) C₁₉H₃₁COOH

Maślan butylu - (C3H7-COO-C4H9) organiczny związek chemiczny - ester kwasu masłowego i butanolu. Posiada zapach kojarzący się z ananasem.

Reakcja otrzymywania:

C3H7COOH + C4H9OH --> C3H7COOC4H9 + H2O

kwas masłowy + alkohol butylowy --> maślan butylu + woda

Estry

Estry to produkty reakcji kwasów karboksylowych z alkoholami. Tego typu reakcja chemiczna nosi nazwę estryfikacji CH3COOH + C2H5OH ---> CH3COOC2H5 + H2O W reakcji oprócz estru powstaje cząsteczka wody z połączenia grupy hydroksylowej kwasu karboksylowego i atomu wodoru pochodzącego od alkoholu.

Z estrami praktycznie mamy do czynienia codziennie, ponieważ jest to grupa związków, najliczniejsza i najbardziej rozpowszechniona w przyrodzie.

Estrami są;

• tłuszcze

• substancje zapachowe

• woski

• inne

Estry o miłym zapachu wykorzystywane są wykorzystywane w przemyśle kosmetycznym i spożywczym (aromaty spożywcze). Zapach kwiatów i owoców to zapach estrów, które znajdują się w tych produktach przyrody.

Zapachy estrów

Nazwa estru	Wzór	Zapach
Mrówczan etylu	HCOOC2H5	rumu
Octan butylu	CH3COOC4H9	bananów
Octan oktylu	CH3COOC8H17	pomarańczy
Maślan etylu	C3H7COOC2H5	bananów
Octan pentylu	CH3COOC5H11	gruszek

Szczególną grupę estrów stanowią tłuszcze.

Tłuszcze to estry glicerolu (gliceryny) i kwasów tłuszczowych.

Kwasy tłuszczowe i glicerol poznaliśmy w poprzednich rozdziałach. Kwasy tłuszczowe to grupa kwasów karboksylowych a glicerol to alkohol trójhydroksylowy - gliceryna.
Przykładem takiego tłuszczu jest tristearynian glicerolu (gliceryny), w którego cząsteczce wszystkie trzy grupy hydroksylowe glicerolu zostały zestryfikowane cząsteczkami kwasu palmitynowego.

Grupy hydroksylowe glicerolu (gliceryny) mogą być zestryfikowane innymi kwasami tłuszczowymi. Jeżeli w reakcji estryfikacji będą uczestniczyć nienasycone kwasy tłuszczowe otrzymamy wtedy tłuszcze roślinne-oleje, tj. tłuszcze w postaci ciekłej. Natomiast gdy w reakcji estryfikacji będą brały udział tłuszcze nasycone, otrzymamy tłuszcze stałe do których zaliczamy (smalec, słoninę, itp.).
Tłuszcze ciekłe (oleje) z uwagi na obecność wiązania nienasyconego w reakcji przyłączania wodoru przechodza w postać nasyconą a sam tłuszcz zmienia stan z ciekłego na stały. Jest to proces wykorzystywany w produkcji różnego rodzaju margaryn i masła roślinnego.

Więcej o tłuszczach w temacie "Tłuszcze"

Właściwości estrów

Podstawową reakcją estrów jest hydroliza a w tym;

• reakcja hydrolizy z udziałem wody

• reakcja z wodorotlenkami

W przypadku estrów hydroliza jest to proces odwrotny do reakcji estryfikacji. Może przebiegać z udziałem wody ale wtedy konieczny jest udział mocnych kwasów. W przypadku hydrolizy z udzialem mocnych zasad mamy do czynienia z reakcją nieodwracalną. Przykłady: Produktem reakcji z wodorotlenkiem jest alkohol i odpowiednia sól. W przypadku hydrolizy tłuszczy, produktem jest sól kwasu tłuszczowego i glicerol (gliceryna). Sól którą otrzymujemy nazywamy mydłem - patrz sole kwasów karboksylowych. Hydrolizę tłuszczów nazywamy reakcją zmydlania

Estry kwasów karboksylowych znalazły wiele zastosowań, m.in. jako:

• rozpuszczalniki (typu "nitro") - są to mieszaniny różnych octanów alkoholi etylowego, propylowego i butylowego

• plastyfikatory tworzyw sztucznych

• środki zapachowe




Ważne pojęcia

Estryfikacja - to reakcja chemiczna kwasów z alkoholami. Zmydlanie - to hydroliza tłuszczów.

1. Zasadowa hydroliza tłuszczów - Reakcja zmydlania
   Produktami są gliceryna i sole kwasów tłuszczowych (mydło)




2. Reakcja utwardzania tłuszczów
    Tłuszcze ciekłe przekształca się w stałe w reakcji uwodornienia wiązań podwójnych (utwardzanie margaryny)




Reakcje charakterystyczne:
1. Zasadowa hydroliza tłuszczów - Reakcja zmydlania
Produktami są gliceryna i sole kwasów tłuszczowych (mydło)




2. Reakcja utwardzania tłuszczów
Tłuszcze ciekłe przekształca się w stałe w reakcji uwodornienia wiązań podwójnych (utwardzanie margaryny)




Wyższe kwasy tłuszczowe

     







A. Reaguje z NaOH z utworzeniem soli - oleinianu sodu




B. Odbarwia wodę bromową co świadczy o istnieniu wiązania podwójnego w cząsteczce




Kwasy występujące w olejach roślinnych




Mydło

     Mydło - mieszanina soli sodowych kwasów tłuszczowych np. kwasu stearynowego i palmitynowego.




otrzymywanie: Reakcja kwasów karboksylowych z sodem.







budowa cząsteczki:




Mydła sodowe i potasowe są rozpuszczalne w wodzie i tworzą z nią roztwory koloidalne. W wyniku hydrolizy wodne roztwory mydeł mają odczyn zasadowy.




AMIDY KWASOWE

Amidy kwasowe - pochodne kwasów karboksylowych, w których grupa OH^- grupy karboksylowej została zastąpiona grupą aminową -NH₂







przykłady:










Właściwości fizyczne acetamidu:

-biała krystaliczna substancja
-dobrze rozpuszczalny w wodzie
-odczyn roztworu wodnego obojętny

Reakcje charakterystyczne:

Amidy kwasowe reagują zarówno z kwasami jak i z zasadami, są więc amfolitami. Ich charakter amfolityczny jest spowodowany występowaniem tautomerii amidowo-imidowej, polegającej na wędrówce protonu między grupą aminową i karbonylową. Forma amidowa tworzy połączenia z kwasami dzięki obecności wolnej pary elektronowej na atomie azotu grupy NH₂ forma imidowa może reagować z zasadami odszczepiając proton z grupy hydroksylowej.




1. Hydroliza w środowisku kwaśnym (pod wpływem mocnych kwasów nieorganicznych)




2. Hydroliza w środowisku zasadowym (pod wpływem wodorotlenków litowców)




Otrzymywanie:

1. Ogrzewanie kwasów karboksylowych z …

a) z amoniakiem (otrzymywanie amidów I-rzędowych)




b) z aminami I-rzędowymi (otrzymywanie amidów II-rzędowych)




c) z aminami II-rzędowymi (otrzymywanie amidów III-rzędowych)










Ujawniają się w reakcjach utleniania do kwasów karboksylowych
a) próba Tollensa (próba lustra srebrowego)




ALDEHYDY
wzór ogólny
końcówka nazwy systematycznej	-al
właściwości  redukujące	Ujawniają się w reakcjach utleniania do kwasów karboksylowych a) próba Tollensa (próba lustra srebrowego) b) próba Trommera - ogrzewanie z zasadowym roztworem wodorotlenku miedzi II.
reakcja uwodornienia -reakcja redukcji  do alkoholi	Produktami reakcji uwodornienia aldehydów są alkohole I-rzędowe.
reakcja przyłączania  wody	Przyłączają wodę tworząc nietrwałe wodziany.
reakcja z alkoholem	Reakcja z alkoholami prowadząca do powstania acetali i półacetali.
ogólnie
otrzymywanie	A) Utlenianie alkoholi I-rzędowych B) Odwodornienie alkoholi I-rzędowych C) Utlenianie alkenów powietrzem (proces Hackera) D) Uwodnienie acetylenu (Reakcja Kuczerowa)
właściwości  fizyczne:	Stan skupienia: C1 - występuje w stanie gazowym >C2 - w stanie ciekłym Charakterystyczny zapach: C1 - C7 - mają nieprzyjemny zapach >C8 - mają przyjemny zapach
zastosowanie  i przykłady	Stosowane do wyrobu esencji zapachowych (z wyjątkiem trujących mrówkowego i octowego)
odróżnienie od ketonów

KETONY
wzór ogólny
końcówka nazwy systematycznej	-on
właściwości  redukujące	Nie wykazują właściwości redukujących Nie ulegają próbom Tollensa i Trommera
reakcja uwodornienia -reakcja redukcji  do alkoholi	Produktami reakcji uwodornienia ketonów są alkohole II-rzędowe.
reakcja przyłączania  wody	Przyłączają wodę tworząc nietrwałe wodziany.
reakcja z alkoholem	Reakcja z alkoholami prowadząca do powstania ketali i półketali.
ogólnie
otrzymywanie	A) Utlenianie alkoholi II-rzędowych B) Odwodornienie alkoholi II-rzędowych C) Uwodnienie propynu (Reakcja Kuczerowa)
właściwości  fizyczne:	-ciecze -lotne -rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych (dobre rozpuszczalniki organiczne) -mała zdolność do krystalizacji
zastosowanie  i przykłady
odróżnienie od aldehydów

KWASY KARBOKSYLOWE

wzór ogólny:




szereg homologiczny:




inne:




Budowa cząsteczek:


W grupie karboksylowej wys.. zjawisko mezomerii (elektrony podwójnego wiązania nie mają ściśle określonego położenia) . Chmura elektronów jest rozmieszczona równomiernie wokół całej grupy COO^- . W wyniku stabilizacji rezonansowej istnieje tendencja do odszczepiania protonu.




właściwości fizyczne kwasu octowego

• ciecz o ostrym zapachu, żrąca

• rozpuszczalna w wodzie I większości rozpuszczalników organicznych

• krzepnie w temp 17 C, wrze w temp 118 C.

• ma anomalnie wysoką temp wrzenia w stosunku do swej masy cząsteczkowej
  [temp. wrzenia związku zależy od siły oddziaływań między jego cząsteczkami w fazie ciekłej]
  Wysoką temp wrzenia i topnienia tłumaczy się istnieniem silnych wiązań wodorowych między cząsteczkami kwasu octowego. Wiązania te istnieją nie tylko w fazie ciekłej ale nawet w fazie gazowej.

właściwości fizyczne innych kwasów:

a) rozpuszczalność

• C1-C4 dobrze rozpuszczalne w wodzie

• C5-C12 rozpuszczają się w alkoholu

• >C13 dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych

b) stan skupienia

• C1-C8 ciecze

• >C9 ciała stałe

c) łatwo krystalizują 
d) są mało lotne

reakcje charakterystyczne:

1) Jest słabym kwasem. Reaguje z metalami, tlenkami metali i wodorotlenkami metali tworząc sole.

a) + metal





b) + tlenek metalu




c) + wodorotlenek metalu




2) Kwasy karboksylowe są silniejsze od kwasu węglowego i wypierają go z jego soli.




3) Reakcja estryfikacji




4) Reakcje z amoniakiem prowadzące do amidów I-rzędowych




5) Reakcje uwodornienia (redukcji) do aldehydów a następnie alkoholi.




6) Reakcje bromowania 




7) Reakcje z nadtlenkiem wodoru




8) Reakcje dekarboksylacji - w których grupa karboksylowa zostaje zastąpiona atomem wodoru.




Otrzymywanie

1) Utlenianie aldehydów lub alkoholi I-rzędowych




 Przykłady:




2) Hydroliza estrów - (reakcja odwrotna do reakcji estryfikacji)




3) Hydroliza amidów w środowisku kwasowym







KWAS MRÓWKOWY

Jest słabym kwasem, mocniejszym od wszystkich innych kwasów z szeregu homologicznego
Ze względu na obecność grupy aldehydowej jako jedyny kwas ma właściwości redukujące (ulega próbie Tollensa i Trommera) analogicznie do aldehydów, a ze względu na obecność grupy karboksylowej wykazuje właściwości kwasów karboksylowych. 

Próba Tollensa (równanie uproszczone)




Próba lustra srebrowego stosowana do złocenia bombek choinkowych, luster i wkładów do termosów

Właściwości fizyczne aminokwasów:
-są związkami krystalicznymi
-rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych (woda, alkohol etylowy), nie rozp. się w rozpuszczalnikach niepolarnych (benzen, eter, heksan)
-mają wysokie temp topnienia

Właściwości chemiczne glicyny:
Roztwór wodny glicyny jest obojętny ponieważ obecne w cząsteczce grupy: karboksylowa i aminowa ulegają wewnętrznemu zobojętnieniu. Tworzy się sól wewnętrzna w rezultacie przeniesienia jonu H+ od grupy karboksylowej do aminowej.




a) Sól taka może reagować zarówno z kwasami jak i z zasadami.







b) Reakcja kondensacji - zachodzi pomiędzy grupą aminową i karboksylową dwóch aminokwasów.







Powstały produkt nadal ma grupę aminową i karboksylową i może reagować dalej w reakcji kondensacji. Związki powstałe w wyniku kondensacji aminokwasów,
noszą nazwę peptydów.

przykłady innych reakcji kondensacji:




Reakcją odwrotną do redakcji kondensacji jest reakcja hydrolizy.




Za pomocą tej reakcji można ustalić, z jakich aminokwasów składał się peptyd.
c) Reakcja kondensacji - zachodząca pomiędzy grupą aminową I karboksylową tego samego aminokwasu. - wewnątrzcząsteczkowa reakcja kondensacji.




Pierścienie laktamowe są elementami składowymi penicyliny.

d) Reakcja dezaminacji
-proces transaminacji - zachodzi u kręgowców; prowadzi do powstania ketokwasów; akceptorem amoniaku z aminokwasu jest ketokwas, który jest jednocześnie donorem tlenu na rzecz dezaminowanego aminokwasu.
-dezaminacja oksydacyjna - zachodzi u kręgowców; następuje odwodorowanie aminokwasu przy udziale enzymu dehydrogenazy (koenzym FAD, rzadziej NAD+) do iminokwasu, następnie samorzutne dołączenie wody z odłączeniem amoniaku.
-dezaminacja hydrolityczna - zachodzi u bakterii; prowadzi do powstania hydroksykwasów.
-dezaminacja redukcyjna zachodzi u bakterii; prowadzi do powstania kwasów nasyconych.
-dezaminacja bezpośrednia zachodzi u bakterii; prowadzi do powstania kwasów nienasyconych.







Punkt izoelektryczny (pI) - takie pH środowiska, przy którym cząsteczka aminokwasu w danych warunkach jest obojętna. W punkcie izoelektrycznym cząsteczka nie ma wędrowania w polu elektrycznym.
Punkt izojonowy - taka wartość pH, przy której liczba protonów związanych z grupami -NH2 jest równa liczbie protonów odszczepionych przez grupy -COOH. W tym punkcie przeciętny ładunek jest równy zeru. Punkt ten ma wartość stałą i charakterystyczną dla danego aminokwasu lub białka.
Natomiast punkt izoelektryczny ulega zmianie, bo zależy od środowiska.
W roztworze o Ph większym od punktu izoelektrycznego cząsteczka występuje w postaci anionu, a poniżej pI - w formie kationu. W punkcie izoelektrycznym jest najsłabiej rozpuszczalna, czyli najłatwiej ją strącić.

Podział aminokwasów:
a) ze względu na ilość grup karboksylowych i aminowych:
obojętne (1 grupa -NH2 1 grupa -COOH)
kwaśne (1 grupa -NH2 2 grupy -COOH)
zasadowe (2 grupy -NH2 1 grupa -COOH)
obojętne z układem cyklicznym
b) ze względu na polarność grup R w sąsiedztwie węgla a.

Aminokwasy białkowe

Białka zbudowane są z reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi. Ze wszystkich znanych białek wyodrębniono tylko 25 aminokwasów tzw. białkowych.







W aminokwasach białkowych jedna grupa aminowa jest związana z tym samym atomem węgla, z którym związana jest jest grupa karboksylowa oraz atom wodoru.
Ten atom węgla określa się jako atom węgla a.
Wszystkie aminokwasy białkowe są a-aminokwasami.
Z atomem węgla a związane są cztery różne podstawniki a więc są to cząsteczki chiralne i mogą występować w dwóch odmianach czynnych optycznie (enancjomerach).
Konfiguracja grup związanych z atomem węgla a jest dla wszystkich aminokwasów białkoweych taka sama i oznacza się ją jako L.
Wszystkie aminokwasy białkowe są więc L-a-aminokwasami.
przykłady:




Aminokwasy egzogenne - są to aminokwasy, które nie są syntezowane w organizmie ludzkim, a ich obecność i odpowiednie stężenie w białkach spożywczych decyduje o wartości odżywczej. (Walina, leucyna, lizyna, metionina, treonina, fenyloalanina, tryptofan, arginina, histydyna)
Aminokwasy endogenne są to aminokwasy, które są syntezowane w organizmie ludzkim. (Glicyna, alanina, tyrozyna, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy, glutamina, prolina, cysteina, hydroksyprolina)
Aminokwasy glikogenne - aminokwasy, których metabolizmprowadzi do wytwarzania glukozy (sacharydów).
Aminokwasy ketogenne - aminokwasy których metabolizm prowadzi do wytwarzania związków ketonowych.

20

---