ęść
3
Tłuszcze i woski
Tłuszcze
- inaczej
glicerydy
są estrami kwasów tłuszczowych i glicerolu.
Składnikami tłuszczów są kwasy monokarboksylowe nasycone i nienasycone, zawierające
normalne łańcuchy alifatyczne o parzystej liczbie (od 4 do 26) atomów węgla.
Od niŜszych kwasów karboksylowych róŜnią się głównie tym, Ŝe z powodu przewagi części
hydrofobowej nad hydrofilową są nierozpuszczalne w wodzie i mają neutralne pH.
Tab 7.1. Kwasy tworzące tłuszcze (przykłady występujących w przyrodzie)
Nazwa kwasu
Wzór kwasu
Kwasy nasycone
Kwas
masłowy
CH
3
(CH
2
)
2
COOH
(C
4
)
Kwas
laurynowy
CH
3
(CH
2
)
10
COOH
(C
12
)
Kwas
mirystynowy
CH
3
(CH
2
)
12
COOH
(C
14
)
Kwas
palmitynowy
CH
3
(CH
2
)
14
COOH
(C
16
)
Kwas
stearynowy
CH
3
(CH
2
)
16
COOH
(C
18
)
Kwas
arachidowy
CH
3
(CH
2
)
18
COOH
(C
20
)
Kwasy nienasycone
Kwas
oleinowy
CH
3
(CH
2
)
7
CH=CH(CH
2
)
7
COOH
(C
18
)
Kwas
linolowy
CH
3
(CH
2
)
4
CH=CHCH
2
CH=CH(CH
2
)
7
COOH
(C
18
)
Kwas
linolenowy
CH
3
CH
2
CH=CHCH
2
CH=CHCH
2
CH=CH(CH
2
)
7
COOH
(C
18
)
Kwas oleostearynowy
(C
18
)
CH
3
(CH
2
)
3
CH=CHCH=CHCH=CH(CH
2
)
7
COOH
Tłuszcze moŜna ogólnie opisać następującym wzorem:
Rodniki alkilowe mogą być identyczne lub róŜne. W przyrodzie przewaŜają tłuszcze
mieszane.
Tłuszczach stałych przewaŜają kwasy tłuszczowe nasycone, w olejach – kwasy nienasycone.
¨
Tłuszcze zwierzęce mogą być: stałe - łój wołowy i barani, półstałe smalec,
masło; płynne – tran rybi.
Tłuszcze roślinne mogą być stałe – olej palmowy i kokosowy, masło kakaowe,
płynne – olej rzepakowy, konopny, rycynowy, itp.
Woski
naleŜą do substancji stałych pochodzenia naturalnego lub syntetycznego o złoŜonej
budowie chemicznej.
Skład chemiczny wosków tworzą najczęściej estry wyŜszych kwasów tłuszczowych i alkoholi
(głównie monohydroksylowych).
Kwasy
Palmitynowy C
15
H
31
COOH
Cerotynowy C
25
H
51
COOH
Melisowy C
35
H
61
COOH
¨
Alkohole
Cetylowy C
16
H
33
OH
Cerylowy C
26
H
53
OH
Mirycylowy C
31
H
63
OH
Woski występujące w przyrodzie: wosk pszczeli, lanolina
Chlorowcokwasy
Chlorowcokwasy
są kwasami karboksylowymi, które w łańcuchu węglowodorowym rodnika
alifatycznego zawierają jeden lub więcej atomów chlorowca.
Atomy chlorowca mogą zajmować róŜne połoŜenie w stosunku do grupy karboksylowej.
(
Hydroksykwasy
Hydroksykwasy s
ą związkami karboksylowymi zawierajęcymi w łańcuchu
węglowodorowym rodnika alifatycznego grupy hydroksylowe w miejsce atomu wodoru.
Grupa hydroksylowa moŜe, tak jak zajmować róŜne połoŜenie w stosunku do grupy
karboksylowej. (
a, b, g
Izomeria optyczna
Izomeria optyczna
polega na występowaniu dwu róŜnych odmian postaci niektórych
związków chemicznych, które róŜnią się tym, Ŝe stanowią swoje wzajemnie nienakładalne
odbicie lustrzane.
).
W prowadzenie chlorowca do cząsteczki kwasu karboksylowego zwiększa jego moc (stopień
dysocjacji). Wpływ ten rośnie ze wzrostem liczby atomów chlorowca w rodniku i jest tym
większy, im bliŜej grupy karboksylowej wprowadzony został chlorowiec.
a, b, g
).
np.: kwas mlekowy, jabłkowy, cytrynowy
OH-CH
2
COOH – kwas glikolowy (najprostszy a – hydroksykwas )
Pary takich izomerów nazwa się enancjopmerami, ich istnienie jest związane z chiralnością.
Czasami do izomerów optycznych zalicza się równieŜ diastereoizomery,, które nie są jednak
swoimi odbiciami lustrzanymi
Enancjomery
są to substancje chemiczne, które są własnymi lustrzanymi odbiciami. Mogą
istnieć tylko dwa enancjomery danego związku chemicznego.
Aminokwasy
Aminokwasy
są pochodnymi kwasów karboksylowych zawierajęcych w cząsteczce grupy
funkcyjne:
karboksylow
ą
-COOH
i aminow
ą
–NH
2
.
Niektóre aminokwasy zawierają więcej grup karboksylowych lub aminowych.
Aminokwasy dzielimy na :
Û
Alifatyczne
Û
Aromatyczne.
Ogólny wzór opisujący aminokwasy
Przykłady prostych aminokwasów:
Ze względu na wzajemną relację ilościową grup aminowych i karboksylowych w cząsteczce
wyróŜnia się:
Û
Aminokwasy obojętne – zawierają jedna grupę karboksylową i jedną aminową
Û
Aminokwasy zasadowe – zawierają więcej grup aminowych w cząsteczce,
Û
Aminokwasy kwasowe, zawieją więcej grup karboksylowych w cząsteczce.
Reakcje chemiczne, jakim ulegają aminokwasy są zgodne z oczekiwaniami dla związku
zawierającego grupę karboksylową, jak równieŜ dla aminy.
Właściwości fizyczne i fizykochemiczne:
Û
Aminokwasy są krystalicznymi ciałami stałymi, (moŜna spodziewać się raczej cieczy),
Û
Dość dobrze rozpuszczają się w wodzie, nie rozpuszczając się prawie
w rozpuszczalnikach niepolarnych.
Û
Wyznaczona kwasowość jest wielokrotnie słabsza od mocy innych kwasów
karboksylowych choć ze względu na obecność grupy aminowej w pozycji a do grupy
karboksylowej (oczekiwać raczej naleŜało zwiększenia kwasowości).
Wszystkie te i inne właściwości są wynikiem oddziaływania chemicznego między zasadową
grupą aminową i kwasową grupą karboksylową.
Wynikiem posiadania przez cząsteczkę aminokwasu dwóch grup o przeciwstawnym działaniu
jest występowanie tzw.
punktu izoelektrycznego
.
Cząsteczka aminokwasu w środowisku silnie kwaśnym (niskie pH) będzie występować jako
sól amonowa
(NH
4
+
),
zaś dysocjacja grupy karboksylowej w tych warunkach będzie całkowicie cofnięta.
JeŜeli w roztworze aminokwas będzie występował głównie w postaci jonu. Cząsteczka będzie
miała ładunek ujemny na tlenie zdysocjowanego karboksylu (–COO
-
) i dodatni na
protonowanej grupie aminowej (NH
3
+
).
Roztwór będzie zachowywał się tak, jakby wszystkie cząsteczki były elektrycznie
obojętne jeŜeli roztworze będą istniały głównie jony obojnacze i pewna ilość cząsteczki
obojętnych, niezdysocjowanych.
To pH tego roztworu nazywamy
punktem izoelektrycznym
danego aminokwasu (ogólnie
cząsteczki o charakterze kwasowo-zasadowym, a wartość tego pH wyznacza stosunek
wartości stałej dysocjacji karboksylu i stałej dysocjacji grupy aminowej danego związku
Naturalne aminokwasy to a-aminokwasy, a więc wszystkie - z wyjątkiem glicyny - posiadają
centrum asymetrii przy węglu a i wszystkie charakteryzują się konfiguracją L.
Układ połączonych dwóch cząsteczek aminokwasów stanowi
dipeptyd
. Dipeptydy wykazują
nadal właściwości aminokwasów i mogą kondensować z następnymi cząsteczkami
aminokwasów.
Wiązanie – C -N- nazywamy peptydowym
|| |
O H
Peptydy i białka
Peptydy
- związki zbudowane z kilku (co najmniej dwóch) reszt aminokwasowych.
Peptydy zbudowane z dwóch reszt aminokwasowych to
dwupeptydy
, z trzech -
tripeptydy,
z
czterech -
tetrapeptydy
itd. (Do 10 reszt mają
oligopeptydy
)
Polipeptydy zawierające więcej niŜ 100 reszt aminokwasowych noszą nazwę
białek.
Glutation - tripeptyd
zbudowany z reszt trzech aminokwasów: kwasu glutaminowego,
cysteiny i glicyny