Prof.

VÂŢĂ MIHAI – ALEXANDRU

Biochimie

Biochemeia (gr) - chimia vietii

din cuvântul grec βίος (bios) "viaţă“

şi

cel egiptean kēme, "pământ"

cu ce se ocupă biochimia ?

cu

studiul proceselor biologice care au loc

în organismele vii de la viruşi la organismele superioare

biologia – ştiiţa care

studiază organismele vii

biochimia

• se serveşte de conceptele chimiei,

în special ale chimiei organice şi chimiei fizice

• trateaza structura si functiile

componentelor din care

sunt alcătuite fiinţele vii

Biomoleculele

• moleculele care

intră în componenţa organismelor vii

• alcătuite în majoritate din

carbon (ca şi cele din chimia organică),

hidrogen, oxigen şi azot• se mai întâlnesc, mai rar, fosforul, sulful şi

alte câteva elememte

ALDEHIDE ŞI CETONE

ACIZI CARBOXILICI

ALDEHIDE ŞI CETONE

compuşi care conţin grupa funcţională

C O

substituită cu hidrogen si (sau)

radicali hidrocarbonaţi

C O

120 o

120 o

120 o

atomul de carbon, hibridizat sp2

utilizează cei trei orbitali hibrizi la

angajarea legăturilor

acestea sunt coplanare şi

distanţate la unghiuri de 120o

nomenclatura

denumiri comune

la aldehide,

termenii inferiori se denumesc după

acidul format prin oxidare

CO

OH

H CO

OH

H3C

CO

OH

H2CH3C

acid formic acid acetic

acid propionic

CO

H

H CO

H

H3C

CO

H

H2CH3C

aldehida formica aldehida acetica

aldehida propionica

CO

H

aldehida benzoica

CO

OH

acid benzoic

poziţia substituenţilor pe lanţ se indică

prin literele greceşti , , , , ….

carbonul adiacent grupei carbonil fiind C

aldehida -metil-valerică

CO

H

HCH2C

CH3

H2CH3C

CO

OH

H2CH2CH2CH3C

acid valerianic

pentru cetone, se numesc cei doi radicali legaţi de grupa carbonil, în ordine alfabetică, şi

se adaugă cuvântul "cetonă"

acetofenonă

cetonele aromatice se pot denumi ca fenone.

etil – metil - cetona ciclohexil – fenil - cetonă

O

CH2C CH3H3C

O

CO

CH3

C

O

benzofenonă

nomenclatura sistematică

- se alege lanţul cel mai lung care conţine

grupa carbonil

- se adaugă la numele hidrocarburii

respective sufixul "al" pentru aldehide şi

"onă" pentru cetone

poziţia substituenţilor sau a legăturii duble

se indică cu cifre arabe, grupa carbonil

având prioritate, i se atribuie indicele minim

metanal etanal

CO

H

H CO

H

H3C

2 – etil – 3 – metilpentanal

CO

H

HCHC

C2H5

H2CH3C

CH3 12

3

45

2,4 – dimetilpentan – 3 – onă

CH3HCC

CH3

HCH3C

O

3CH3

CO

R CO

H CO

H3C CO

acil formil acetil benzoil

denumiri radicali

proprietăţi fizice

majoritatea aldehidelor şi cetonelor sunt substanţe

lichide şi solide (formaldehida este un gaz)

termenii inferiori, până la cca. cinci atomi de C,

sunt solubili în apă, datorită formării de legături de

hidrogen şi compuşi de adiţie (hidraţi)

odată cu creşterea ponderii radicalilor hidrocarbonaţi,

solubilitatea în apă scade

unii termeni pot fi utilizaţi şi ca substanţe aromatizante:

aldehida cinamică

(scoarţa arborelui de scorţişoară)

CH C

H

C OH

vanilină

(păstaia de vanilie)

CH O

HO

OCH3

carvona

CH3

O

H2C CH3

mentă

CC

H

O

acid protic acid Lewis

atac nucleofil

baza Lewis

atac electrof il

reacţii ale grupei carbonil

- adiţie la grupa carbonil

- oxidar

- reducere

- polimerizare

reacţii care implică C

- tautomeria ceto-enolică

- halogenarea

- adiţia aldolică

- alchilarea

reacţia de adiţie ionică la grupa carbonil

în reacţiile caracteristice ale grupei carbonil

deficitul de electroni de la atomul de carbon

favorizează accesul agentului nucleofil

şi astfel

reacţia tipică este adiţia nucleofilă:

schema globală de adiţie la grupa carbonil

reacţiile de acest tip au două caracteristici de bază:

- sunt catalizate de acizi şi baze

- decurg reversibil

adiţia de alcooli

- formare de semiacetalialdehidele reacţionează cu alcoolii, în prezenţa HCl gazos, şi

generează, mai întâi, un semiacetal.

semiacetalul este un eter-alcool geminal

aceste reacţii sunt guvernate de echilibre, care, obişnuit,

favorizează compusul carbonilic iniţial

R CO

H+ R1 OH

H+

OH-

R C O

OH

H

R1

semiacetal

R CO

O

H

ACIZI CARBOXILICI

CO

O

H

grupa carboxil

Clasificare

• după numărul grupelor carboxil acizi mono-, di- şi policarboxilici

• după natura restului hidrocarbonat acizi alifatici

saturaţi

nesaturaţi

aromatici

Nomenclatură

conform I.U.P.A.C.,

denumirea acizilor carboxilici se face

prin adăugarea sufixului oic la

numele hidrocarburii cu acelaşi număr

de atomi de carbon

sau

considerând acizii ca derivaţi ai hidrocarburilor,

în care un atom de hidrogen a fost substituit cu

grupa carboxil

acid metanoic

acid etanoic

acid propanoic

H CO

O

H

H3C CO

O

H

H2C CO

O

HH3C

sau,

H3C COH

O

H2C COH

OH3C

acid metancarboxilic

acid etancarboxilic

se pot utiliza şi unele denumiri empirice, uzuale,

corelate cu provenienţa lor

H COH

O

H3C COH

O

H2C COH

OH2CH3C

H2C COH

OH2CH2CH2CH3C

acid formicprodus de furnici

acid acetic

în otet

acid butiricîn unt

acid capronic

în grãsimea de caprã

poziţia substituenţilor pe catena hidrocarbonată

se poate indica cu

• cifre

atomul de carbon al grupei carboxil este C1

• litere greceşti,

C fiind atomul de carbon legat

direct la grupa carboxil

HC COH

OH3C

OH

123

acid

acid

acid

2 - hidroxipropanoic

hidroxipropionic

lactic

acid 2,6 - diaminohexanoic

acid , - diaminocapronic

HC COH

OH2CH2CH2CH2C

123

NH2NH2

456

Proprietăţi chimice

reacţii la legătura dintre oxigen şi hidrogen

R CO

O

H

disocierea

R CO

O

HR C

O

O+_ H

+

anion carboxilat

• substituţia nucleofilă a grupei -OH

R CO

O

H

Nu

:

- esterif icarea

- obtinerea halogenurilor acide

+

_

R CO

O

H

R1 OH

:

ester

R CO

O

R1

X = F, Cl, Br, I

_

R CO

O

H

halogenura acida

R CX

O

X

ESTERI

HALOGENURI ACIDE

DERIVAŢI FUNCŢIONALI AI ACIZILOR CARBOXILICI

compuşi în care

grupa –OH a fost înlocuită printr-o

altă grupare

H3C CO

O

C2H5

CO

Br

acetat de etil

bromura de benzoil

ANHIDRIDE

anhidrida acetica

H3C CO

O

CH3C

O

AMIDE PRIMARE CO

NH2

benzamida

Caracteristic tuturor derivaţilor funcţionali

ai acizilor carboxilici

este faptul că, prin hidroliză,

se transformă în acizii corespunzători

• derivaţii funcţionali posedă

reactivităţi chimice diferite

reactivitatea chimică scade în ordinea: