cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne...
TRANSCRIPT
![Page 1: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/1.jpg)
Cząsteczki organiczne, które
zmieniły historię…
Łódź, Mar 15th, 2017
dr hab. Marcin Jasiński
Faculty of Chemistry, University of Łódź
Tamka 12, 91-403 Łódź
tel.: +48 42 635 5766
fax: +48 42 665 5162
e-mail: [email protected]
http://www.chemia.uni.lodz.pl/doctors/jasinski
… czyli pieprz, goździki & dopamina
![Page 2: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/2.jpg)
2
chemia organiczna
synteza organiczna
• mechanizmy reakcji
aplikacje
chemia biologiczna • bloki budulcowe
• związki naturalne
• mimetyki cukrowe
chemia materiałowa • ciecze jonowe
• ciekłe kryształy
• inne o specjalnych
właściwościach
• nowe procedury syntezy
• narzędzia
• optymalizacja
badania właściwości
• aktywności biologicznej
• fizycznych
![Page 3: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/3.jpg)
3
chemia organiczna
Taxus baccata
Problem: 1200 kg kory cisu zachodniego 10g czystego związku
(sześć 100-letnich drzew na pacjenta)
Paklitaksel (Taxol)
Rozwiązanie: synteza totalna Holton (1994), z borneolu
Nicolaou (1995), synteza konwergentna
Danishefsky (1996), z ketonu Wielanda-Mieschera
Wender (1997), z pinenu
Takahashi (2006), z geraniolu
Sato-Chida (2015), cyklizacja z SmI2
Nakada (2015), kataliza Pd
![Page 4: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/4.jpg)
4
chemia organiczna
vis vitalis !
![Page 5: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/5.jpg)
5
chemia organiczna
‘De novo’ synteza mocznika (Wöhler, 1828)
Ag(OCN) (aq.) + NH4Clogrzewanie
H2N NH2
O
Transformacje związków organicznych (Chevreul, 1816)
tłuszcz zwierzęcy NaOH
H2O glicerol + mydło
mydło H3O
+
kwasy tłuszczowe
mocznik
![Page 6: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/6.jpg)
6
chemia organiczna jest chemią węgla
(i innych pierwiastków)
![Page 7: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/7.jpg)
7
chemia organiczna jest chemią węgla
C CC
C
3D płaskie liniowe
substancje nieorganiczne > 100 tyś związków
substancje organiczne > 5 mln związków i stale rośnie !!
Alotropia – występowanie różnych pod względem
właściwości fizycznych i chemicznych odmian
pierwiastka w tym samym stanie skupienia
węgiel amorficzny
![Page 8: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/8.jpg)
8
chemia organiczna jest chemią węgla
diament
grafit / grafen
lonsdaleit
meteoryt ‘Canyon Diablo’
![Page 9: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/9.jpg)
9
chemia organiczna jest chemią węgla
Fulleren C60
nanorurki
muzeum ‘Biosfera’ w Montrealu
proj. Richard Buckminster Fuller
![Page 10: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/10.jpg)
10
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
C9H8O4
COOH
O
O
CH3
H2O
HO
H
C12H22O11
O
O
OH
HO
HO
HOO
HO
OH
OHOH
![Page 11: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/11.jpg)
11
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
C6H6
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
![Page 12: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/12.jpg)
12
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
COOH
OH
COOHHO
Honeybee
worker bee
queen
i biologiczne konsekwencje…
![Page 13: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/13.jpg)
13
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
eugenol (Cloves) isoeugenol (Nutmeg)
MeO
HO
MeO
HO
i biologiczne konsekwencje…
![Page 14: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/14.jpg)
14
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E-/Z- dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
C C
C C
izomer Z
Alkeny Związki cykliczne
izomer E izomer trans-
izomer cis-
![Page 15: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/15.jpg)
15
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E/Z dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
HOOC
COOHH
H
E-
HOOC
H
COOH
H
Z-
kwas fumarowy
(naturalny)
kwas maleinowy
(nie występuje w przyrodzie) końcowy etap metabolizmu aerobów
i biologiczne konsekwencje…
![Page 16: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/16.jpg)
16
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E/Z dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
HOOC
COOHH
H
E-
HOOC
H
COOH
H
Z-
kwas fumarowy
(naturalny)
kwas maleinowy
(nie występuje w przyrodzie) - inhibitor enzymów degradujących aminokwasy
(aminoaciduria i inne objawy zatrucia)
i biologiczne konsekwencje…
![Page 17: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/17.jpg)
17
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E/Z dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
Z
O
EO
foton
wit. A
retinal (kofaktor)
opsyna (białko) opsyna
„światło”
i biologiczne konsekwencje…
![Page 18: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/18.jpg)
18
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E/Z dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
• optyczna (związki chiralne)
![Page 19: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/19.jpg)
19
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E/Z dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
• optyczna (związki chiralne)
CH3
HOOCNH2
H
CH3
COOHH2N
H* *
(S)-alanina
(aminokwas naturalny)
(R)-alanina
(występuje w ścianach komórkowych
niektórych bakterii)
i biologiczne konsekwencje…
![Page 20: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/20.jpg)
20
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E/Z dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
• optyczna (związki chiralne)
*
O
*
O
(R)-karwon
(smak mięty)
(S)-karwon
(smak kminku)
i biologiczne konsekwencje…
![Page 21: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/21.jpg)
21
wzory strukturalne: czy to naprawdę konieczne ?
IZOMERIA
• konstytucyjna (taka sama liczba i rodzaj atomów połączonych w różny sposób)
• geometryczna (E/Z dla alkenów, cis-/trans- dla związków cyklicznych)
• optyczna (związki chiralne)
*
NH
O
O
N
O
O
*
HN
O
O
N
O
O
(S)-talidomid
(teratogenny) (R)-talidomid
(lek uspokajający)
racemizacja w warunkach fizjologicznych !
i biologiczne konsekwencje…
![Page 22: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/22.jpg)
22
aromatyczna chemia
ekstrakcja fermentacja
![Page 23: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/23.jpg)
23
aromatyczna chemia
„Christos Y espiciarias!”
Cel: uniezależnienie Europy zachodniej od kupców weneckich w handlu przyprawami (pieprz!)
![Page 24: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/24.jpg)
24
aromatyczna chemia
pieprz czarny – z owoców niedojrzałych, suszonych i fermentowanych
pieprz biały – łagodniejszy, z wysuszonych dojrzałych owoców
pieprz zielony – niedojrzałe, zielone nasiona marynowane w kwasie octowym
(lub mlekowym) albo konserwowane solanką
Piper nigrum
- kraj pochodzenia: Indie
(obecnie uprawiana: Indie, Malezja,
Brazylia, Indonezja, Wietnam ok. 34%
światowego zapotrzebowania)
- owocuje 40 lat
- jedna roślina dostarcza
10 kg przyprawy w sezonie
Pieprz w Europie
Grecja, V w. p.n.e.: zastosowania medyczne (odtrutka)
Rzym, I w n.e. cała Europa, wieki średnie do dziś: konserwant, poprawa smaku
![Page 25: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/25.jpg)
25
aromatyczna chemia
przyprawy „zaostrzające” smak oraz poprawiające „aromatyczność” potraw
O
O
safrol CHO
HO
H3CO
wanilina
eugenol HO
H3CO
HO
H3CO
O
zingeron
O
O
N
O
piperyna
NH
HO
H3CO
O
kapsaicyna
![Page 26: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/26.jpg)
26
aromatyczna chemia
przyprawy „zaostrzające” smak oraz poprawiające „aromatyczność” potraw
O
O
safrol CHO
HO
H3CO
wanilina
eugenol HO
H3CO
HO
H3CO
O
zingeron
O
O
N
O
piperyna
NH
HO
H3CO
O
kapsaicyna
![Page 27: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/27.jpg)
27
aromatyczna chemia
związki aromatyczne – benzen i strukturalnie pokrewne pochodne
CHO CH3
benzen
(produkt suchej
destylacji drewna)
toluen
(balsam Tolu)
benzaldehyd
(wiśnie, migdały) Woniawiec balsamowy
- lecznictwo (wł. antyseptyczne)
- perfumeria (utrwalacz zapachu)
płaski, cykliczny, sprzężony, trwały
oraz
spełniający regułę Hückela tzn.
zawierający 4n+2 elektronów pi, gdzie n = 0,1,2,3…
![Page 28: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/28.jpg)
28
aromatyczna chemia
związki aromatyczne – reaktywność
KMnO4
H3O+
HCl
KMnO4
H3O+
HCl
COOH
COOH
OH
Cl
reakcja nie zachodzi
Br2
Br
Br
Br2Br
FeBr3
produkt addycji produkt podstawienia
![Page 29: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/29.jpg)
29
aromatyczna chemia
przyprawy „zaostrzające” smak oraz poprawiające „aromatyczność” potraw
A co z terpenoidami ?
pinen borneol
![Page 30: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/30.jpg)
30
skąd ta przyjemność ?
dopamina (neurotransmiter) HO
HO NH2
„dopaminergiczny układ nagrody” w sytuacji odbieranej jako lepsza niż oczekiwana daje sygnał,
by rozpoznać przyczynę i warunki
aktywacja
zwiększone wydzielanie (1)
endogenne opioidy tzw. endorfiny (2) (3)
- wydajniejsze przetwarzanie informacji
- uśmierzanie bólu
- usprawnienie przenoszenia treści zapisanych
tymczasowo do pamięci długotrwałej
![Page 31: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/31.jpg)
31
skąd ta przyjemność ?
„dopaminergiczny układ nagrody” w sytuacji odbieranej jako lepsza niż oczekiwana daje sygnał,
by rozpoznać przyczynę i warunki
-endorfina
Sigma-Aldrich
1 mg 3.200 pln
![Page 32: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/32.jpg)
32
skąd ta przyjemność ?
uczenie się odczuwanie przyjemności
dopamina
uczenie się odczuwanie przyjemności
jedzenie
środki
uzależniające (bezpośrednia aktywacja farmakologiczna)
dopamina HO
HO NH2
MDMA (ecstasy)
HNO
O
O
Osafrol
0
200
400
600
800
1000
wydzi
elan
ie d
opam
iny (
%)
![Page 33: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/33.jpg)
33
klatka Skinnera (badania
procesów warunkowania)
błędne koło farmakologicznej
aktywacji układu nagrody
skąd ta przyjemność i jakie jej skutki ?
bodziec
dopaminy odczuwanie
przyjemności
powoduje mniejsze
(niż oczekiwane)
wydzielanie
przez to mniejsze
przez to większą
ochotę na
![Page 34: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/34.jpg)
34
skąd ta przyjemność i jakie jej skutki ?
Kurt Cobain
Janis Joplin
Edgar Allen Poe
Marcus Aurelius
Hector Berlioz
Benjamin
Franklin
Jim
Morrison
Amy Winehouse
![Page 35: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/35.jpg)
35
jak wykorzystać tę wiedzę ?
reguła morfinowa - skuteczne i bezpieczniejsze (!) leki przeciwbólowe
HO
HO
O
NMeH
morfina
Morfeusz – w mit. greckiej bóg
marzeń sennych opisany
m.in. w Metamorfozach
Owidiusza (po prawej, fragment
pomnika w Konstancy, Rumunia)
F. Sertürner, 1804
Mackay & Hodgin, 1955
![Page 36: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/36.jpg)
36
jak wykorzystać tę wiedzę ?
reguła morfinowa - skuteczne i bezpieczniejsze (!) leki przeciwbólowe
HO
HO
O
NMeH
*
morfina
Morfeusz – w mit. greckiej bóg
marzeń sennych opisany
m.in. w Metamorfozach
Owidiusza (po prawej, fragment
pomnika w Konstancy, Rumunia)
F. Sertürner, 1804
Mackay & Hodgin, 1955
1) trójwiązalny atom N
2) czwartorzędowy atom C
3) w/w połączone mostkiem etylenowym
(-CH2-CH2-)
4) grupa arylowa przyłączona do C
N
O
(kilkukrotnie silniejszy od morfiny)
metadon
![Page 37: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/37.jpg)
37
mała cząsteczka o wielkiej roli
Ferdynand Magellan
1519-1522
90 % załogi nie przeżyło wyprawy, głównie na skutek
szkorbutu, wywołanego niedoborem witaminy C
![Page 38: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/38.jpg)
38
mała cząsteczka o wielkiej roli
witamina C
(kwas askorbinowy)
vita + amina
a + scorbutus
1928 – identyfikacja
1933 – synteza i ustalenie struktury
- wytwarzanie i zachowywanie kolagenu (tkanka łączna)
- ułatwia gojenie się ran
- hamuje tworzenie się sińców, powstawania krwotoków
- podnosi odporność na zakażenia, uszkodzenia
- przeciwutleniacz stosowany w przemyśle spożywczym (E300-E304)
O O
HO
HO
OHHO
![Page 39: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/39.jpg)
39
mała cząsteczka o wielkiej roli
syntetyczna czy naturalna ?
OHH
OHH
HHO
OH
CH2OH
H
H O
OHH
OHH
HHO
OH
COOH
H
H O
O O
OHHO
HO
HOO O
HO
HO
OHHO
OHH
OHH
HHO
OH
CH2OH
H
CH2OH
enzym 1
enzym 2
glukoza
kwas
glukuronowy
gulonolakton wit. C
2 etapy
(zwierzęta)
![Page 40: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/40.jpg)
40
mała cząsteczka o wielkiej roli
…naturalna witamina C, delikatnie wydestylowana z czystych
pąków róży rzadkiego gatunku Rosa macrophylla porastającego
dziewicze stoki dolnych Himalajów…
OHH
OHH
HHO
OH
CH2OH
H
H O
OHH
OHH
HHO
OH
COOH
H
H O
O O
OHHO
HO
HOO O
HO
HO
OHHO
OHH
OHH
HHO
OH
CH2OH
H
CH2OH
enzym 1
enzym 2
glukoza
kwas
glukuronowy
gulonolakton wit. C
2 etapy
H2
4 etapy
(Hofmann-LaRoche)
syntetyczna czy naturalna ?
Zawartość w 100 [g] [mg]
Dzika róża suszona 1700
Guava 230
Czarna porzeczka 183
Papryka czerwona 144
Brukselka 94
Papryka zielona 91
Szpinak 68
Poziomki 60
Kiwi 59
Cytryny 50
Pomarańcze 49
sorbitol
![Page 41: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/41.jpg)
41
czego się nauczyliśmy ?
Wniosek 1: bogactwo połączeń organicznych jest pochodną unikalnych właściwości
atomów węgla
Wniosek 2: subtelne zmiany w strukturze związku organicznego (izomeria) mogą
mieć znaczące konsekwencje względem ich aktywności biologicznej
Wniosek 3: zrozumienie tych zależności (np. szlak dopaminergiczny) może przyczynić
się do tworzenia nowych związków biologicznie aktywnych o pożądanych
właściwościach (np. syntetyczne opioidy)
Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego
uzupełniania (np. witamina C)
![Page 42: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Exp. 1. Reakcja benzenu z formaldehydem
CH2O
H2SO4
CH2O
H2SO4
naftalen
roztwór zabarwia się na kolor czerwony
benzen
roztwór zabarwia się na kolor ciemnoniebieski
H2SO4
O
HH
+
CH2OH
H2SO4
H2SO4
CH2O
n
![Page 43: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/43.jpg)
43
Exp. 2. Reakcja Br2 z cyloheksenem i toluenem
Br2Br
Br
cykloheksen 1,2-dibromocykloheksan
roztwór odbarwia się natychmiast
zachodzi reakcja addycji
Br2
CH3 CH3
Br
AlCl3
toluen 4-bromotoluen
roztwór odbarwia się po dodaniu AlCl3
zachodzi reakcja podstawienia
![Page 44: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Exp. 3. Izomeryzacja maleinianu do fumaranu
CO2Me
H
MeO2C
H
H
H
MeO2C
CO2Me
hv (319 nm)
kat. Br2 w CCl4
maleinian dimetylu
(ciecz)
fumaran dimetylu
(ciało stałe)
CO2Me
H
MeO2C
H
H
H
MeO2C
CO2Me
Br2
hv2 Br
Br
CO2MeMeO2C
HH
Br
HMeO2C
CO2MeH
Br -Br
![Page 45: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/45.jpg)
45
Exp. 4. Próba Trommera z waniliną
Cu(OH)2CHO
HO
H3CO
wanilina
powstaje ceglastoczerwony osad
Cu(OH)2CHO
HO
H3CO COOH
HO
H3CO
Cu2O+
CuSO4 + 2 NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
granatowy
czerwony
![Page 46: Cząsteczki organiczne, które zmieniły historię… · właściwościach (np. syntetyczne opioidy) Wniosek 4: niektóre, kluczowe dla życia, związki bioaktywne wymagają stałego](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050115/5f4c9427bb084c1175242514/html5/thumbnails/46.jpg)
46
Exp. 5. Oznaczanie witaminy C
O O
HO
HO
OHHO
I2 fioletowy roztwór jodu odbarwia się do momentu
całkowitego zużycia kwasu askorbinowego
O O
HO
HO
OHHO
I2+O O
HO
HO
O O
+ 2 I + 2 H+_
fioletowy bezbarwny
witamina C