CHE 151
Голем број природни супстанции се нерастворливи или малку растворливи во вода, но се раствораат во етер или други неполарни растворувачи. Најважните од овие супстанции се липиди ("масти"), терпени и стероиди.
17.1 Липиди, масти, масни масла
Овој термин се користи за сумирање на мастите, „масните масла“, восоците и фосфолипидите. Тие се соединенија кои се широко распространети и во растителното и животинското кралство и сите се естри на повисоки карбоксилни киселини.
Естерите на карбоксилни киселини и алкохоли со долг ланец се главните компоненти на животински и растителни восоци:
Растителни и животински масла и масти се триестери на 1,2,3-пропанетиол (глицерин):
Тие се познати и како триглицериди. Не постои хемиска разлика помеѓу мастите и маслата; Мастите се цврсти на собна температура. Маслата обично содржат поголем процент на незаситени масни киселини. Тие можат да се претворат во цврсти масти со каталитичка хидрогенација.
Некои од природните масни киселини се дадени подолу:
Незаситените масни киселини обично имаат пониска точка на топење отколку целосно заситените масни киселини. Многу важна класа на природни супстанции е биосинтетизирана од арахидонска киселина:
Простагландините, тромбоксаните и простациклинот контролираат извонредна разновидност на физиолошки функции, вклучувајќи ги и оние на жлездите и нервите, репродукција, варење, дишење, агрегација на крвни тромбоцити и функции на кардиоваскуларниот и бубрежниот систем. Биосинтезата на овие метаболити е инхибирана од аспирин и други нестероидни антиинфламаторни лекови (НСАИЛ).
Ако готвите масти со раствор на хидроксид или карбонат, се формираат алкални соли на масни киселини (сапуни):
Голем дел од сапунот се прави и денес со вриење на маснотии со водни раствори на NaOH. По завршувањето на сапонификацијата, производот се таложи со додавање на натриум хлорид.
Ефектот на чистење на сапунот се заснова на посебната структура на молекулите на сапунот. Едниот крај на молекулата содржи хидрофилна, негативно наелектризирана и растворлива во вода - ЦОО - група, другиот крај содржи долг алифатичен, хидрофобен и нерастворлив во вода јаглероден ланец. Бидејќи оваа молекула содржи долг хидрофобен ланец на масни киселини и група на поларна глава, тие можат да формираат мицели во воден раствор:
Молекулите на сапун исто така ги покриваат помалите капки маснотии на површината со тенок филм од анјони на сапун, а липофилните ланци за возврат се насочени кон внатрешноста на маснотијата. На овој начин, сепак, масните капки се електрично наелектризирани и се одбиваат едни од други, така што тие не течат заедно, туку формираат емулзија што може да се чува во вода. Калциумовите и магнезиумските соли на молекулите на маснотии се малку растворливи во вода и таложат (калцификација на електрични уреди како што се машини за перење итн.).
Во денешно време се користат синтетички детергенти кои не формираат такви метални соли растворливи во вода.
Восоците и мастите се липиди. Тие служат како „гориво“ и енергетско депо и се компоненти на биолошките мембрани. Важна класа на мембрански липиди се фосфолипидите, ди- и триестерите, во кои алкохолите се естерифицираат со карбоксилни киселини и фосфорна киселина. Во фосфоглицеридите, една молекула на глицерин е естерифицирана со две молекули на масни киселини во соседни позиции и една фосфатна единица на која е врзан друг супституент на алкохол, како што се холин или етаноламин, на пример:
Најважните фосфоглицериди се лецитин и цефалин
Фосфоглицеридите не само што можат да формираат мицели, туку и да формираат слој во кој две липидни молекули се секогаш спротивни едни на други. Тие се нарекуваат липиден двослој:
Овој имот е многу извонреден бидејќи големината на мицелите е обично ограничена (Сфинголипиди со дијаметар, кои се особено чести во нервното ткиво. Овие липиди имаат комплициран дихидроксиамин како 'рбет:
17,2 терпени
Од античко време, разни растенија, како што се еукалиптус, мента, лимонова трева, лимоново дрво, мајчина душица и др., Произведоа помалку или повеќе испарливи масла со интензивен, претежно пријатен мирис. Првично, мелените делови од растението се дестилираат директно, подоцна „есенцијалните масла“ се одделуваат со дестилација на пареа. Денес се идентификувани над 30 000 терпени од сите форми на живот.
Прилично рано беше препознаено дека огромното мнозинство на терпени содржи повеќекратни атоми од 5С во нивните молекули. Наједноставните типови со 10 атоми на јаглерод се нарекуваа монотерпени, на пр. Б.:
Терпените со 15 јаглеродни атоми се нарекуваат сесквитерпени:
Терпените со 20 јаглеродни атоми се нарекуваат дитерпени, оние со 30 јаглеродни атоми како тритерпени и оние со 40 јаглеродни атоми како тетратерпини:
За разлика од другите терпени, кои се поделени во групи врз основа на нивната молекуларна големина и нивната природна појава, но многу се разликуваат по нивната молекуларна форма, стероидите (тритерпени) се класифицираат врз основа на структурната заедница:
Во 1921 година, Ружичка (ЕТХ Цирих) призна дека молекулите на повеќето терпени може да се сметаат од две или повеќе изопренски молекули, а остатоците од изопренот обично се поврзани едни со други во позиција глава до опашка:
Ова правило на изопрен беше од голема корист при разјаснувањето на конституцијата на новите терпени:
Многу подоцна (околу 1955 година) се покажа дека биосинтезата на терпените всушност започнува од две соединенија C5 слични на изопрен (IPP и DMAPP).
За разлика од другите терпени, кои се поделени во групи засновани на нивната молекуларна големина и нивната природна појава, но многу се разликуваат по нивната молекуларна форма, стероидите (тритерпени) се класифицираат врз основа на структурните.
17,3 стероиди
Стероидите се вообичаени по природа и многу од овие соединенија имаат физиолошка активност. Голем број на стероиди дејствуваат како хормони, на пример, сексуалното созревање и плодноста во човечкото тело се контролираат од стероидни хормони. Во стероидите, три циклохексански прстени се споени едни со други во форма на стол и обично се транс-поврзани. Четвртиот прстен е циклопентан. Заедничко за сите стероиди е структурата на тетрацикличните прстени. Транс-врската на прстените овозможува во голема мера без напон конзорциумска конформација во која метил групите и атомите на водород заземаат аксијални позиции на точките на поврзување на прстените:
Групите што се над нивото на стероидната молекула се нарекуваат β-супституенти, групите под нивото се нарекуваат α-супституенти.
Сите стероиди што се појавуваат природно се биосинтетизираат од сквален и затоа треба да се гледаат како деривати на тритерпен.
Холестеролот се наоѓа во скоро сите животински и човечки ткива, особено во мозокот и 'рбетниот мозок. Камењата во жолчката може да се состојат целосно од тоа. Се верува дека овој стероид е одговорен за некои циркулаторни заболувања бидејќи се таложи на артериските wallsидови, предизвикувајќи атеросклероза и срцеви заболувања:
Кортизонот, кој е широко користен во третманот на ревматски заболувања, е еден од хормоните на надбубрежниот кортекс. Овие хормони се вклучени во регулирањето на електролитот и рамнотежата на водата и во метаболизмот на протеините и јаглехидратите.
Сексуалните хормони може да се поделат во три групи; 1) машки андрогени; 2) женските естрогени; и 3) хормони за бременост или прогестини:
Структурните сличности на стероидните хормони се извонредни кога се разгледуваат нивните сосема различни начини на дејствување.
Исто така, синтетизирани се многу модифицирани стероиди во потрага по нови лекови. Синтетичките стероиди се активни состојки во „пилулата“ кои делуваат како контрацептивни средства со контролирање на менструалниот циклус на жената и овулацијата.