funkcionalne grupe

FUNKCIONALNE GRUPE

pregled, nomenklatura, osobine

R-Fg

R – dio molekule na koji je vezana fukcionalna grupa Fg – funkcionalna grupaFunkcionalnom grupom se smatra onaj dio organske molekule koji određuje hemijsku reaktivnost i pripadnost određenoj hemijskoj grupi jedinjenj

Značaj funkcionalnih grupa

• nomenklatura jedinjenja • polarnost jedinjenja • rastvorljivost jedinjenja • kiselinsko-bazne osobine • jonizacija jedinjenja • hemijska stabilnost jedinjenja (stabilnost IN VITRO) • vezivanje jedinjenja za ciljna mjesta u organizmu

(receptorska mjesta)• metabolička stabilnost jedinjenja (stabilnost IN VIVO)

• derivatizacija funkcionalnih grupa – prodrug • bioizosterija • biološka aktivnost

Ugljovodo ič e fu k io al e grupe

hemijska klasa grupa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

alkani alkil alkil- -an

alkeni alkenil alkenil- -en

alkini alkinil alkinil- -in

derivati fenil fenil- -benzen

benzena

derivati benzil benzil- -toluen

toluena

Haloalkani

hemijska klasa grupa strukturna prefiks sufiks

jedinjenja formula

haloalkani halo R - X halo- alkil halid

fluoroalkani fluoro R - F fluoro- akil fluorid

hloroalkani hloro R - Cl hloro- alkil hlorid

bromoalkani bromo R - Br bromo- alkil bromid

jodoalkani jodo R - J jodo- alkil jodid

Funkcionalne grupe sa kisikom

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

alkoholi R - OH hidroksi -ol

etri R – O – R alkoksi

fenoli fenoksi- -fenol

aldehidi formil- -al

ketoni okso- -on

karboksilne karboksi- -kiselina

kiseline

• Alkoholi su amfoternog karaktera.

• Zbog slobodnih elektronskih parova na kisiku, oni su slabe baze i mogu se protonirati vrlo jakim kiselinama, pri če u nastaje oksonijum jon.

• Zbog prisustva vodika koji je parcijalno pozitivno naelektrisan, alkoholi su slabe kiseline, koje pod djelovanjem jakih baza prelaze u alkoksidni jon.

H

jaka kiselina jaka bazaR O+R OH R O-

Hoksonijum jon alkoksidni jon

• Fenoli su jače kiseline od alkohola, a slabije od karboksilnih kiselina.

• Elektron-donorski supstituenti na benzenovom prstenu smanjuju kiselost, dok elektron-akceptorski povećavaju.

fenol 4-metilfenol 4-nitrofenol 2,4,6-trinitrofenol

pKa = 10 pKa = 10.26 pKa = 7.15 pKa = 0.25

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

acil halidi haloformil- -karbonil

halid

esteri alkoksikarbonil- -oat

-at

lakto i iklič i -lakton

esteri)

anhidridi kiselina -anhidrid

karbonati -karbonat

Esterifikacija

OO

18

R'R C + H2OR C

+H O

18OOH

ESTER

R'

KISELINA ALKOHOL

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

peroksidi peroksi- -peroksid

eteri alkoksi-R -eter

hemiacetali

acetali

hemiketali

ketali

enoli

ketal

O H3C

O

CH3

OH3C

O

CH3

H

O

OH

H H2C H HO

H

OOH

H H2C H

HO

hemiacetal

Funkcionalne grupe sa azotom

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

amini amino- -amin

kvaterna amonijum -amonijumjedinjenja

imini imino- -imin

azidi azido- -azid

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

amidini amidino- -amidin

gvanidini gvanidino- -gvanidin

azo jedinjenja azo- -diazen

nitrili cijano- -nitril

-cijanid

izonitrili izocijano- -izonitril

-izocijanid

Funkcionalne grupe sa azotom i kisikom

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

amidi karboksamido- -amid

β-laktam

l laktam

a

k-laktam

t laktam

a

m

ilaktam

-laktam

imidi imido- -imid

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

oksimi hidroksi -imin

imino-

cijanati cijanato- -cijanat

izocijanati izocijanato- -izocijanat

karbamati karbamoil- -karbamat

urea aminokarboks -urea

(ureidi) amido-

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

nitrati nitrooksi- -nitrat

nitriti nitrozooksi- -nitrit

nitro jedinjenja nitro-

nitrozo jedinjenja nitrozo-

Funkcionalne grupe sa sumporom, sa sumporomi azotom, sa sumporom i kisikom

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

tioli R – SH merkapto- -tiol

sulfidi alkiltio- -sulfid

(tioeteri)

disulfidi -disulfid

tiocijanati tiocijanato- -tiocijanat

hemijska klasa strukturna formula prefiks sufiks

jedinjenja

sulfoksidi sulfinil- -sulfoksid

sulfoni sulfonil- -sulfon

sulfonske sulfo- -sulfonska

kiseline kiselina

sulfonamidi sulfonil -sulfonamid

amino-

Prioritetni redoslijed funkcionalnih grupa unomenklaturi

funkcionalne grupe

1. karboksilna kiselina 9. alkohol

2. sulfonska kiselina 10. fenol

3. ester 11. tiol

4. kiselinski halogenid 12. amin

5. amid 13. eter

6. nitril 14. sulfid

7. aldehid 15. halogenid

8. keton 16. nitro-spoj

Važ ije fu k io al e grupe kiselih osobina

spojevi pKa

tioli 10 - 11

fenoli 9 - 11

tiofenol 9 - 10

sulfonamid 9 - 10

imid 9 - 10

alifatske karboksilne kis. 5 - 6

aromatske karboksilne kis. 4 - 5

sulfonske kiseline 0 - 1

Važ ije fu k io al e grupe baznih osobina

spojevi pKa

gvanidin 12 - 13

amidin 10 - 11

sekundarni amini 10 - 11

primarni amini 9 - 10

imini 3 - 4

Važ ije fu k io al e grupe – neutralne ufiziološki uslovi a

spojevi

alkoholi eteri

esteri esteri sulfonskih kiselina

amidi nitrili

kvat. amonijum jed. aldehidi i ketoni

tioeteri sulfoksidi i sulfoni

Vrste izomerije

izomerija niza

strukturna izomerija položaj a izo erija

Iste molekulske for ule, ali različitestrukturne formule

stereoizomerija

Iste molekulske for ule, ali različit položaj ato a u

prostoru

izomerija f. grupa

geometrijska izomerijaCIS i TRANS

optička izomerija

enantiomeri

• Izomeri – molekule sa ide tič i molekulskim

formulama, ali različiti konstitucionalnim ilistereohemijskim formulama.

• Konstitucija – shema povezivanja atoma kovalentnim vezama. Konstitucija direktno ne govori o molekulskoj strukturi, konfiguraciji ili konformaciji.

• Konformacija – oblik molekula koji nastaje zbog rotacije oko jednostruke veze ili promjene veznih uglova.

• Stereoizomeri – izomeri iste konstitucione formule, ali različitog prostornog rasporeda atoma.

• Hiralnost (grč. Cheir-ruka) – geometrijsko svojstvo objekta prema kojem se predmet ne ože preklopiti sa svojim likom u ogledalu.

• Centar hiralnosti – oz ačava atom na koji su vezani

ligandi u takvom prostornom rasporedu da ga nije oguće preklopiti sa njegovom slikom u ogledalu.

• CIP-nomenklatura – Cahn-Ingold-Prelog-ova pravila kojima se određuje apsolutna, R ili S konfiguracija atoma.

• Enantiomeri – izomeri koji se odnose kao predmet i lik u ogledalu i ne mogu se eđuso o preklopiti (nisu kongruentni).

• Racemat – ekvimolarna smjesa dva enantiomera (oznake ±, (R,S), (S,R) ili rac.). Ne pokazuje optičku aktivnost.

• Eutomer (grč. Eú – dobro) enantiomer sa veći afinitetom prema receptoru, tj. boljim far akološkidjelovanjem.

• Distomer (grč. Dys-loše – enantiomer sa manjim

afinitetom prema receptoru. Enantiomer sa slabijim far akološki djelovanjem.

HETEROCIKLIČNI SISTEMI KOJI SE NAJČEŠĆE NALA)E USTRUKTURAMA

FARMAKOLOŠKI AKTIVNIHJEDINJENJA

USVOJENI PREFIKSI )A UOBIČAJENEHETEROATOME

heteroatom prefiks

kisik oksa

sumpor tia

azot aza

fosfor fosfa

Tročla i siste i s jed i heteroato o

tiren oksiren azirin

tiran oksiran aziridin

epoksid, etilenoksid

Četveročla i siste i s jed i heteroato o

oksetan azetidin azetidin-2-on

(β laktam)

Petočla i siste i s jed i heteroato o

pirol furan tiofen

pirolidin tetrahidrofuran tetrahidrotiofen

Petočla i siste i s dva heteroato a

oksazol izoksazol tiazol

imidazol pirazol

Petočla i siste i s više od dva heteroato a

1,3,4-tiadiazol 1,2,5-tiadiazol 1,2,5-oksdiazol

1,3,4-triazol 1,2,4-triazol 1,2,3,5-tetrazol

Šestočla i siste i s jed i heteroato o

4H-piran dihidropiran tetrahidropiran

piridin piperidin

Šestočla i siste i s dva heteroato a

piridazin pirimidin pirazin

piperazin morfolin tiazin

Sed očla i i os očla i siste i s jed i heteroatomom

N-azepinO-oksepinS-tiepin

1H-azepin 2H-azepin

azocin 3H-azepin 4H-azepin

Bi iklički siste i s jed i heteroato o

hroman 2H-hromen 4H-hromen

hinolin indol indolizin

benzazepin benzazocin

Bi iklički siste i s dva heteroato a

benzoksazol benztiazol benzimidazol

cinolin kinazolin kinoksalin

benzo-1,4-diazepin

Bi iklički siste i s više heteroato a

purin pteridin benzo-1,2,4-tiadiazin

Tri iklički siste i s jed i heteroato o

akridin fenantridin ksanten

Tri iklički siste i s više heteroato a

fenoksazin fenotiazin fenazin

fenantrolin aloksazin

Ciprofloksacin Folkodin

GanciklovirSkopolamin

Penicilin Alprazolam

KininTriflupromazin

Sulfametoksazol

Cetrimonijum bromid