Link Ester Характеристики и типы
эфирная ссылка определяется как связь между спиртовой группой (-ОН) и группой карбоновой кислоты (-COOH), образованная удалением молекулы воды (H)2O) (Futura-Sciences, S.F.).
На рисунке 1 показана структура этилацетата. Эфирная связь - это та простая связь, которая образуется между кислородом карбоновой кислоты и углеродом этанола.
R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H2О
На рисунке синяя часть соответствует части соединения, полученной из этанола, а желтая часть - уксусной кислоте. Ссылка эфира в красном круге указана.
индекс
- 1 Гидролиз эфирной связи
- 2 типа эфира
- 2.1 Эфир угольной кислоты
- 2.2 Фосфорный эфир
- 2.3 Серный эфир
- 3 Ссылки
Гидролиз эфирной связи
Чтобы немного лучше понять природу сложноэфирных связей, объясним механизм реакции гидролиза этих соединений. Эфирная связь является относительно слабой. В кислой или основной среде он гидролизуется с образованием соответственно спирта и карбоновой кислоты. Механизм реакции гидролиза сложных эфиров хорошо изучен.
В основной среде сначала нуклеофильные гидроксиды атакуют в электрофильном С эфира С = О, разрывая π-связь и создавая тетраэдрическое промежуточное соединение..
Затем промежуточное соединение разрушается, превращая C = O, что приводит к потере уходящей группы, алкоксида RO-, что приводит к карбоновой кислоте.
Наконец, реакция кислота / основание представляет собой очень быстрое равновесие, при котором алкоксид, RO-, действует как основание, которое депротонирует карбоновую кислоту, RCO2H (кислотная обработка позволила бы получить карбоновую кислоту из реакции).
Механизм гидролиза сложноэфирной связи в кислой среде немного сложнее. Сначала происходит кислотно-щелочная реакция, поскольку присутствует только слабый нуклеофил и дефектный электрофил, необходимо активировать эфир.
Протонирование карбонилового эфира делает его более электрофильным. На втором этапе кислород воды функционирует как нуклеофил, атакующий электрофильный C в C = O, с электронами, движущимися к иону гидроксония, создавая тетраэдрическое промежуточное соединение.
На третьем этапе происходит кислотно-щелочная реакция, депротонируя кислород, поступающий из молекулы воды, чтобы нейтрализовать нагрузку..
На четвертой стадии происходит другая кислотно-щелочная реакция. Вам нужно вывести -OCH3, но вы должны сделать его хорошей исходящей группой путем протонирования.
На пятом этапе они используют электроны соседнего кислорода, чтобы помочь «изгнать» уходящую группу, производя нейтральную молекулу спирта.
На последнем этапе происходит кислотно-щелочная реакция. Депротонирование иона гидрония выявляет карбонильный C = O в продукте карбоновой кислоты и регенерирует кислотный катализатор (Dr. Ian Hunt, S.F.).
Типы эфира
Эфир угольной кислоты
Эфиры угольной кислоты являются наиболее распространенными соединениями этого типа. Первым эфиром углерода был этилацетат или также этилэтаноат. Ранее это соединение было известно как уксусный эфир, чье имя на немецком языке Essig-Äther, сокращение которого было получено название этого типа соединений.
Сложные эфиры встречаются в природе и широко используются в промышленности. Многие сложные эфиры имеют характерные фруктовые запахи, и многие естественно присутствуют в эфирных маслах растений. Это также привело к его общему использованию в искусственных ароматах и ароматах, когда запахи пытаются подражать.
Ежегодно в промышленности производится несколько миллиардов килограммов сложных полиэфиров, которые являются важными продуктами; эфиры полиэтилентерефталата, акрилата и ацетата целлюлозы.
Эфирная связь сложных эфиров карбоновых кислот ответственна за образование триглицеридов в живых организмах..
Триглицериды обнаруживаются во всех клетках, но в основном в жировой ткани, они являются основным запасом энергии, который имеет организм. Триацилглицериды (TAG) представляют собой молекулы глицерина, связанные с тремя жирными кислотами посредством сложноэфирной связи. Жирные кислоты, присутствующие в TAG, преимущественно насыщены (Wilkosz, 2013).
Триацилглицериды (триглицериды) синтезируются практически во всех клетках. Основными тканями для синтеза ТАГ являются тонкая кишка, печень и адипоциты. За исключением кишечника и адипоцитов, синтез TAG начинается с глицерина.
Глицерин сначала фосфорилируется глицеролкиназой, а затем активированные жирные кислоты (жирные ацил-CoAs) служат субстратами для добавления жирных кислот, которые генерируют фосфатидную кислоту. Фосфатная группа отделяется и добавляется последняя жирная кислота.
В тонкой кишке пищевые TAG гидролизуются с высвобождением жирных кислот и моноацилглицеридов (MAG) перед поглощением энтероцитами. MAG энтероцитов служат субстратами для ацилирования в двухстадийном процессе, который продуцирует TAG.
В жировой ткани нет экспрессии глицеролкиназы, поэтому строительным блоком для TAG в этой ткани является гликолитический промежуточный продукт, дигидроксиацетонфосфат, DHAP.
DHAP восстанавливается до глицерол-3-фосфата цитозольной глицерол-3-фосфатдегидрогеназой, а остальная реакция синтеза TAG такая же, как и для всех других тканей.
Фосфорный эфир
Сложные эфиры фосфорной кислоты образуются путем образования сложноэфирной связи между спиртом и фосфорной кислотой. Учитывая структуру кислоты, эти сложные эфиры могут быть моно-, ди- и тризамещенными..
Эти типы сложноэфирных связей обнаруживаются в таких соединениях, как фосфолипиды, АТФ, ДНК и РНК..
Фосфолипиды синтезируются путем образования сложноэфирной связи между спиртом и фосфатом фосфатидной кислоты (1,2-диацилглицерол-3-фосфат). Большинство фосфолипидов имеют насыщенную жирную кислоту на С-1 и ненасыщенную жирную кислоту на С-2 глицеринового скелета.
Наиболее часто добавляемые спирты (серин, этаноламин и холин) также содержат азот, который может быть положительно заряженным, в то время как глицерин и инозит не содержат (King, 2017).
Аденозинтрифосфат (АТФ) - это молекула, которая используется в качестве источника энергии в клетке. Эта молекула состоит из молекулы аденина, связанной с молекулой рибозы с тремя фосфатными группами (рисунок 8).
Три фосфатные группы молекулы называются гамма (γ), бета (β) и альфа (α), причем последние этерифицируют C-5 гидроксильную группу рибозы..
Связь между рибозой и α-фосфорильной группой представляет собой связь фосфоэфира, поскольку она включает атом углерода и атом фосфора, тогда как β- и γ-фосфорильные группы в АТФ связаны посредством фосфоангидридных связей, которые не включают атомы углерода..
Все фосфоангидро обладают значительной химической потенциальной энергией, и АТФ не является исключением. Эта потенциальная энергия может быть использована непосредственно в биохимических реакциях (ATP, 2011).
Фосфодиэфирная связь представляет собой ковалентную связь, в которой фосфатная группа присоединена к соседним углеродам через сложноэфирные связи. Связь является результатом реакции конденсации между гидроксильной группой двух сахарных групп и фосфатной группой.
Диэфирная связь между фосфорной кислотой и двумя молекулами сахара в ДНК и основной РНК связывает два нуклеотида вместе, образуя олигонуклеотидные полимеры. Фосфодиэфирная связь связывает 3 'углерод с 5' углеродом в ДНК и РНК.
(base1) - (рибоза) -OH + HO-P (O) 2-O- (рибоза) - (основание 2)
(base1) - (рибоза) - O - P (O) 2 - O- (рибоза) - (база 2) + H2О
В ходе реакции двух гидроксильных групп в фосфорной кислоте с одной гидроксильной группой в двух других молекулах в фосфодиэфирной группе образуются две сложноэфирные связи. Реакция конденсации, при которой молекула воды теряется, генерирует каждую сложноэфирную связь.
Во время полимеризации нуклеотидов с образованием нуклеиновых кислот гидроксильная группа фосфатной группы связывается с 3 'углеродом сахара одного нуклеотида с образованием сложноэфирной связи с фосфатом другого нуклеотида..
Реакция образует фосфодиэфирную связь и удаляет молекулу воды (образование фосфодиэфирной связи, S.F.).
Эфир серной кислоты
Сложные эфиры или тиоэфиры серной кислоты представляют собой соединения с функциональной группой R-S-CO-R '. Они являются продуктом этерификации между карбоновой кислотой и тиолом или серной кислотой (Блок, 2016).
В биохимии наиболее известными тиоэфирами являются производные кофермента А, например, ацетил-КоА.
Ацетил-кофермент А или ацетил-КоА (фигура 8) - это молекула, которая участвует во многих биохимических реакциях. Это центральная молекула в метаболизме липидов, белков и углеводов..
Его основная функция заключается в доставке ацетильной группы в цикл лимонной кислоты (цикл Кребса), который будет окисляться для производства энергии. Он также является молекулой-предшественником синтеза жирных кислот и является продуктом распада некоторых аминокислот..
Упомянутые выше КоА-активированные жирные кислоты являются другими примерами тиоэфиров, которые происходят из мышечной клетки. Окисление тиоэфиров жирных кислот-КоА на самом деле происходит в отдельных везикулярных телах, называемых митохондриями (Thompson, 2015).
ссылки
- СПС. (2011 г., 10 августа). Получено с веб-сайта learnbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
- Блок, Э. (2016, 22 апреля). Сераорганическое соединение. Получено из Британии: britannica.com.
- Йен Хант (S.F.). Гидролиз сложных эфиров. Получено с сайта chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
- Futura-Sciences. (S.F.). Эстер связь. Получено с сайта futura-sciences.us.
- Кинг, М. В. (2017, 16 марта). Синтез и метаболизм жирных кислот, триглицеридов и фосфолипидов. Получено с themedicalbiochemistrypage.org.
- образование фосфодиэфирной связи. (S.F.). Получено из biosyn: biosyn.com.
- Томпсон, Т. Э. (2015, 19 августа). Липида. Извлеченный из Британницы: britannica.com.
- .