Характеристики и типове на линка
а естер връзка се определя като връзка между алкохолна група (-ОН) и група на карбоксилна киселина (-СООН), образувана от елиминирането на водната молекула (Н)2О) (Futura-Sciences, S.F.).
На фигура 1 е показана структурата на етил ацетат. Естерната връзка е тази проста връзка, която се образува между кислорода на карбоксилната киселина и въглерода на етанола.
R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H2О
На фигурата синята част съответства на частта от съединението, която идва от етанол и жълтата част от оцетната киселина. Показва се естерната връзка в червения кръг.
индекс
- 1 Хидролиза на естерната връзка
- 2 Видове естер
- 2.1 Въглероден естер
- 2.2. Фосфорен естер
- 2.3 Сярен естер
- 3 Препратки
Хидролиза на естерната връзка
За да разберем по-добре естеството на естерните връзки, обясняваме механизма на реакцията на хидролизата на тези съединения. Естерната връзка е относително слаба. В кисела или основна среда той се хидролизира до съответно образуване на алкохол и карбоксилна киселина. Реакционният механизъм на хидролиза на естери е добре проучен.
В основната среда, първо нуклеофилните хидроксиди атакуват в електрофилния С на C = O естер, разчупвайки π-връзката и създавайки тетраедрично междинно съединение.
След това междинното съединение се свива, реформирайки С = О, което води до загуба на напускащата група, алкоксида, RO-, което води до карбоксилна киселина.
И накрая, реакцията киселина / основа е много бързо равновесие, където алкоксидът, RO- функционира като основа, която депротонира карбоксилната киселина, RCO2H, (третирането с киселина би позволило карбоксилната киселина да бъде получена от реакцията).
Механизмът на хидролиза на естерната връзка в кисела среда е малко по-сложен. Първо се появява реакция киселина / основа, тъй като присъства само слаб нуклеофил и е необходимо дефектен електрофил, за да се активира естерът.
Протонирането на карбонилния естер го прави по-електрофилен. Във втората стъпка кислородът на водата функционира като нуклеофил, атакуващ електрофилната С в С = О, с електрони, движещи се към хидрониевия йон, създавайки тетраедрично междинно съединение..
В третия етап се провежда реакция на киселина / основа, която депротонира кислорода, който идва от молекулата на водата, за да неутрализира натоварването..
В четвъртия етап настъпва друга киселина / основа реакция. Трябва да изведете -OCH3, но трябва да го направите добра изходяща група чрез протониране.
На петия етап те използват електроните на съседен кислород, за да помогнат за "експулсирането" на изходящата група, произвеждайки неутрална молекула алкохол..
В последния етап настъпва реакция на киселина / основа. Депротонирането на хидрониевия йон разкрива карбонилния С = О в продукта на карбоксилната киселина и регенерира киселинния катализатор (Dr. Ian Hunt, S.F.).
Видове естер
Въглероден естер
Въглеродните естери са най-често срещаните съединения от този тип. Първият въглероден естер е етил ацетат или етил етаноат. Преди това съединение е известно като оцетен етер, чието име на немски език е Essig-Äther, чието свиване е получило името на този тип съединения..
Естерите се срещат в природата и се използват широко в индустрията. Много естери имат характерни плодови миризми и много от тях естествено присъстват в етеричните масла на растенията. Това също е довело до неговата обща употреба в изкуствени аромати и аромати, когато миризмите се опитват да се имитират.
Няколко милиарда килограма полиестери се произвеждат индустриално годишно, важни продукти, такива каквито са; полиетилен терефталат, акрилат и естери на целулозен ацетат.
Естерната връзка на карбоксилните естери е отговорна за образуването на триглицериди в живите организми.
Триглицеридите се откриват във всички клетки, но главно в мастната тъкан, те са основният енергиен резерв, който организмът притежава. Триацилглицеридите (TAG) са глицеролови молекули, свързани с три мастни киселини посредством естерна връзка. Мастните киселини, присъстващи в TAG, са предимно наситени (Wilkosz, 2013).
Триацилглицеридите (триглицеридите) се синтезират практически във всички клетки. Основните тъкани за синтеза на TAG са тънките черва, черния дроб и адипоцитите. С изключение на червата и адипоцитите, TAG синтеза започва с глицерол.
Глицеролът първо се фосфорилира с глицерол киназа и след това активираните мастни киселини (мастни ацил-CoAs) служат като субстрати за добавянето на мастни киселини, които генерират фосфатидна киселина. Фосфатната група се отделя и се добавя последната мастна киселина.
В тънките черва, диетичните TAGs се хидролизират за освобождаване на мастни киселини и моноацилглицериди (MAG) преди поемане от ентероцити. MAG на ентероцитите служат като субстрати за ацилиране в двуетапен процес, който произвежда TAG.
В мастната тъкан няма експресия на глицерол киназа, така че изграждащият блок за TAG в тази тъкан е гликолитичното междинно съединение, дихидроксиацетон фосфат, DHAP.
DHAP се редуцира до глицерол-3-фосфат чрез цитозолен глицерол-3-фосфат дехидрогеназа и останалата реакция на TAG синтеза е същата като за всички други тъкани.
Фосфорен естер
Фосфорните естери се получават чрез образуването на естерна връзка между алкохол и фосфорна киселина. Като се има предвид структурата на киселината, тези естери могат да бъдат моно, ди и тризаместени.
Тези видове естерни връзки се намират в съединения като фосфолипиди, АТР, ДНК и РНК.
Фосфолипидите се синтезират чрез образуването на естерна връзка между алкохол и фосфат фосфатидна киселина (1,2-диацилглицерол 3-фосфат). Повечето фосфолипиди имат наситена мастна киселина на С-1 и ненаситена мастна киселина върху С-2 на скелета на глицерола.
Най-често добавените алкохоли (серин, етаноламин и холин) също съдържат азот, който може да бъде положително зареден, докато глицеролът и инозитолът не са (King, 2017).
Аденозин трифосфат (АТФ) е молекула, която се използва като валута на енергия в клетката. Тази молекула е съставена от аденинова молекула, свързана с рибозната молекула с три фосфатни групи (фигура 8)..
Трите фосфатни групи на молекулата се наричат гама (γ), бета (β) и алфа (α), като последната естерифицира С-5 хидроксилната група на рибозата.
Връзката между рибоза и а-фосфорилната група е фосфоестерна връзка, тъй като включва въглероден атом и фосфорен атом, докато β- и у-фосфорилните групи в АТР са свързани с фосфоанхидридни връзки, които не включват въглеродни атоми..
Всички фосфоанхидрогени имат значителна химическа потенциална енергия и АТФ не е изключение. Тази потенциална енергия може да се използва директно в биохимичните реакции (ATP, 2011).
Фосфодиестерна връзка е ковалентна връзка, в която фосфатна група е прикрепена към съседни въглероди чрез естерни връзки. Връзката е резултат от реакция на кондензация между хидроксилна група от две захарни групи и фосфатна група.
Диестерната връзка между фосфорната киселина и двете молекули на захарта в ДНК и основната РНК свързва два нуклеотида заедно, за да образуват олигонуклеотидни полимери. Фосфодиестерната връзка свързва 3 'въглерод с 5' въглерод в ДНК и РНК.
(основа 1) - (рибоза) -OH + HO-P (O) 2-O- (рибоза) - (основа 2)
(основа1) - (рибоза) - О - Р (О) 2 - О- (рибоза) - (основа 2) + Н2О
По време на реакцията на две от хидроксилните групи във фосфорна киселина с една хидроксилна група в две други молекули се образуват две естерни връзки в фосфодиестерна група. Кондензационната реакция, при която се губи водната молекула, генерира всяка естерна връзка.
По време на полимеризацията на нуклеотиди за образуване на нуклеинови киселини, хидроксилната група на фосфатната група се свързва с 3 'въглерода на захар от един нуклеотид, за да образува естерна връзка с фосфата на друг нуклеотид.
Реакцията образува фосфодиестерна връзка и премахва водна молекула (образуване на фосфодиестерна връзка, S.F.).
Сярен естер
Естерът на сярата или тиоестерите са съединения с функционална група R-S-CO-R '. Те са продукт на естерификация между карбоксилна киселина и тиол или със сярна киселина (Блок, 2016).
В биохимията най-известните тиоестери са производни на коензим А, например ацетил-СоА.
Ацетил коензим А или ацетил-КоА (фигура 8) е молекула, която участва в много биохимични реакции. Той е централна молекула в метаболизма на липиди, протеини и въглехидрати.
Неговата основна функция е да достави ацетилната група в цикъла на лимонена киселина (цикъл на Кребс), който ще се окисли за производството на енергия. Той е и прекурсорна молекула на синтеза на мастни киселини и е продукт на разграждането на някои аминокиселини.
Споменатите по-горе КоА-активирани мастни киселини са други примери на тиоестери, които произхождат от мускулната клетка. Окислението на тиоестерите на мастна киселина-CoA всъщност се случва в дискретни везикуларни тела, наречени митохондрии (Thompson, 2015).
препратки
- ATP. (2011, 10 август). Извлечено от learnbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
- Блок, Е. (2016, 22 април). Органично сярно съединение. Изтеглено от britannica: britannica.com.
- Иън Хънт. (S.F.). Хидролиза на естери. Взето от chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
- Futura-Sciences. (S.F.). Естерна връзка. Взето от futura-sciences.us.
- Кинг, М. У. (2017, 16 март). Синтез и метаболизъм на мастни киселини, триглицериди и фосфолипиди. Възстановен от themedicalbiochemistrypage.org.
- образуване на фосфодиестерни връзки. (S.F.). Извлечено от biosyn: biosyn.com.
- Thompson, T.E. (2015, 19 август). Lipid. Възстановен от британица: britannica.com.
- .