Link Ester Karakteristik og Typer
en ester link er defineret som bindingen mellem en alkoholgruppe (-OH) og en carboxylsyregruppe (-COOH) dannet ved eliminering af et vandmolekyle (H)2O) (Futura-Sciences, S.F.).
I figur 1 er strukturen af ethylacetat vist. Esterbindingen er den simple binding, som dannes mellem oxygenet af carboxylsyren og carbonet i ethanolen.
R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H2O
I figuren svarer den blå del til den del af forbindelsen, der kommer fra ethanol og den gule del af eddikesyre. Esterforbindelsen i den røde cirkel er angivet.
indeks
- 1 Hydrolyse af esterbindingen
- 2 typer ester
- 2.1 Carbonester
- 2,2 phosphorsyre
- 2,3 svovlsyreester
- 3 referencer
Hydrolyse af esterbindingen
For at forstå lidt bedre karakteren af esterbindingerne, forklarer vi reaktionsmekanismen for hydrolysen af disse forbindelser. Esterbindingen er forholdsvis svag. I et surt eller basisk medium hydrolyseres det til henholdsvis dannelse af alkohol og carboxylsyre. Reaktionsmekanismen for hydrolyse af estere studeres godt.
I basisk medium angriber først de nukleofile hydroxider i C = O-esterens elektrofile C, bryder π-bindingen og skaber det tetrahedrale mellemprodukt.
Derefter falder mellemproduktet, reformerer C = O, hvilket resulterer i tabet af den fraspaltelige gruppe, alkoxidet, RO-, hvilket fører til carboxylsyren.
Endelig er en syre / base-reaktion er meget hurtig ligevægt hvor alkoxidet RO- fungerer som en base deprotoneret carboxylsyre, RCO2H (syrebehandling tillade carboxylsyren blev opnået fra reaktionen).
Hydrolysemekanismen af esterbindingen i surt medium er lidt mere kompliceret. Først sker en syre / basereaktion, da kun en svag nukleofil er til stede og en defekt elektrofil er det nødvendigt at aktivere esteren.
Protonationen af carbonylesteren gør den mere elektrofil. I det andet trin fungerer oxygenet af vandet som nukleofilen, der angriber den elektrofile C i C = O, idet elektronerne bevæger sig mod hydroniumionen, hvilket skaber det tetrahedrale mellemprodukt.
I det tredje trin foregår en syre / basereaktion deprotonerende oxygenet, der kom fra vandmolekylet for at neutralisere belastningen.
I det fjerde trin opstår der en anden syre / basereaktion. Du skal output -OCH3, men du skal gøre det til en god udgående gruppe ved protonering.
I det femte trin bruger de elektronerne i et tilstødende ilt for at hjælpe "udvise" den udgående gruppe og producere et neutralt alkoholmolekyle.
I det sidste trin sker en syre / basereaktion. Deprotonering af hydroniumionen afslører carbonyl C = O i carboxylsyreproduktet og regenererer syrekatalysatoren (Dr. Ian Hunt, S.F.).
Typer af ester
Carbonester
Carbonestere er de mest almindelige af denne type forbindelser. Den første carbonester var ethylacetat eller også ethylethanoat. Tidligere var denne forbindelse kendt som eddikeether, hvis navn på tysk er Essig-Äther, hvis sammentrækning blev afledt navnet på denne type forbindelser.
Estere findes i naturen og er meget udbredt i branchen. Mange estere har karakteristiske frugt lugt, og mange er naturligt til stede i de æteriske olier af planter. Dette har også medført, at det er almindeligt anvendt i kunstige dufte og duftstoffer, når lugt forsøger at imiteres.
Flere milliarder kilo polyestere produceres industrielt årligt, vigtige produkter som de er; polyethylenterephthalat-, acrylat- og celluloseacetatestere.
Esterbindingen af carboxylesterne er ansvarlig for dannelsen af triglycerider i levende organismer.
Triglycerider findes i alle celler, men primært i fedtvæv er de den primære energibesparelse, som organismen har. Triacylglycerider (TAG) er glycerolmolekyler forbundet med tre fedtsyrer ved hjælp af en esterbinding. Fedtsyrerne til stede i TAG er overvejende mættede (Wilkosz, 2013).
Triacylglycerider (triglycerider) syntetiseres i stort set alle celler. De vigtigste væv til syntesen af TAG er tyndtarmen, leveren og adipocytterne. Bortset fra tarm og adipocytter begynder TAG-syntesen med glycerol.
Glycerol phosphoryleres først med glycerol kinase og derpå aktiverede fedtsyrer (fedtacyl CoAs-) tjene som substrater for tilsætning af fedtsyrer, der genererer phosphatidinsyre. Fosfatgruppen skilles fra og den sidste fedtsyre tilsættes.
I tyndtarmen hydrolyseres diætetiske TAG'er for at frigive fedtsyrer og monoacylglycerider (MAG) før optagelse af enterocytter. MAG af enterocytter tjener som substrater til acylering i en to-trins proces, der frembringer en TAG.
Inden for fedtvæv er der ingen ekspression af glycerolkinase, så byggestenen for TAG i dette væv er glycolytisk mellemprodukt, dihydroxyacetonphosphat, DHAP.
DHAP reduceres til glycerol-3-phosphat ved cytosolisk glycerol-3-phosphatdehydrogenase, og den resterende reaktion af TAG-syntese er den samme som for alle andre væv.
Phosphorsyre
Fosforestere fremstilles ved dannelsen af en esterbinding mellem en alkohol og phosphorsyre. I betragtning af strukturen af syren kan disse estere være mono-, di- og trisubstituerede.
Disse typer esterbindinger findes i forbindelser såsom phospholipider, ATP, DNA og RNA.
Fosfolipider syntetiseres ved dannelsen af en esterbinding mellem en alkohol og phosphatidsyrefosfatet (1,2-diacylglycerol-3-phosphat). De fleste fosfolipider har en mættet fedtsyre på C-1 og en umættet fedtsyre på C-2 i glycerolskeletet.
De mest almindeligt tilsatte alkoholer (serin, ethanolamin og cholin) indeholder også nitrogen, der kan være positivt ladet, mens glycerol og inositol ikke (King, 2017).
Adenosintrifosfat (ATP) er et molekyle, der bruges som en valuta for energi i cellen. Dette molekyle består af et adeninmolekyle bundet til ribosemolekylet med tre phosphatgrupper (figur 8).
De tre fosfatgrupper i molekylet kaldes gamma (y), beta (β) og alfa (α), sidstnævnte esterificerer C-5-hydroxylgruppen af ribose.
Bindingen mellem ribosen og α-phosphorylgruppe er en phosphoester binding, der omfatter et carbonatom og et phosphoratom, hvorimod β- og γ-phosphoryl ATP grupper er forbundet af phosphoanhydrid bindinger, der ikke involverer carbonatomer.
Alt phosphoanhydro har betydelig kemisk potentiel energi, og ATP er ingen undtagelse. Denne potentielle energi kan anvendes direkte i biokemiske reaktioner (ATP, 2011).
En phosphodiesterbinding er en kovalent binding, i hvilken en phosphatgruppe er bundet til tilstødende carbonatomer gennem esterbindinger. Bindingen er resultatet af en kondensationsreaktion mellem en hydroxylgruppe af to sukkergrupper og en phosphatgruppe.
Diesterbindingen mellem phosphorsyren og to sukkermolekyler i DNA'et og rygrad RNA binder to nukleotider sammen for at danne oligonukleotidpolymerer. Fosfodiesterbindingen binder et 3'-carbon med en 5'-carbon i DNA og RNA.
(base1) - (ribose) -OH + HO-P (0) 2-0- (ribose) - (base 2)
(base1) - (ribose) -O-P (0) 2-0- (ribose) - (base 2) + H2O
Under reaktionen af to af hydroxylgrupperne i phosphorsyre med en hydroxylgruppe i to andre molekyler dannes to esterbindinger i en phosphodiestergruppe. En kondensationsreaktion, hvori et vandmolekyle er tabt, frembringer hver esterbinding.
Under polymeriseringen af nucleotider til dannelse nukleinsyrer, hydroxylgruppen i phosphatgruppen binder til 3'carbon af et sukker af et nukleotid til dannelse af en phosphatesterbinding til et andet nukleotid.
Reaktionen danner en phosphodiesterbinding og fjerner et vandmolekyle (fosfodiestherbindingsdannelse, S.F.).
Svovlsyreester
Svovlsyreesterne eller thioesterne er forbindelser med den funktionelle gruppe R-S-CO-R '. De er et produkt af esterificering mellem en carboxylsyre og en thiol eller med svovlsyre (Block, 2016).
I biokemi er de mest kendte thioester derivater af coenzym A, for eksempel acetyl-CoA.
Acetylcoenzym A eller acetyl-CoA (figur 8) er et molekyle, som deltager i mange biokemiske reaktioner. Det er et centralt molekyle i metabolisme af lipider, proteiner og kulhydrater.
Hovedfunktionen er at levere acetylgruppen til citronsyrecyklus (Krebs-cyklus), der skal oxideres til produktion af energi. Det er også forløbermolekylet af fedtsyresyntese og er produktet af nedbrydning af nogle aminosyrer.
De ovennævnte CoA-aktiverede fedtsyrer er andre eksempler på thioestere, der stammer fra muskelcellen. Oxidationen af thioestere af fedtsyre-CoA forekommer faktisk i diskrete vesikulære kroppe kaldet mitokondrier (Thompson, 2015).
referencer
- ATP. (2011, august 10). Hentet fra learningbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
- Block, E. (2016, 22. april). Organosulfatforbindelse. Hentet fra britannica: britannica.com.
- Ian Hunt. (S.F.). Hydrolys af estere. Hentet fra chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
- Futura-Sciences,. (S.F.). Esterbinding. Hentet fra futura-sciences.us.
- King, M. W. (2017, marts 16). Fedtsyre, triglycerider og phospholipidsyntese og metabolisme. Hentet fra themedicalbiochemistrypage.org.
- phosphodiesther bindingsdannelse. (S.F.). Hentet fra biosyn: biosyn.com.
- Thompson, T. E. (2015, august 19). Lipid. Gendannet fra britannica: britannica.com.
- .