Caracteristicile și tipurile esterului de legătură

o ester este definită ca legătura dintre o grupare alcool (-OH) și o grupare de acid carboxilic (-COOH), formată prin eliminarea unei molecule de apă (H)₂O) (Futura-Sciences, S.F.).

În figura 1 este prezentată structura acetatului de etil. Legătura esterică este acea legătură simplă care este formată între oxigenul acidului carboxilic și carbonul din etanol.

R-COOH + R'-OH-R-COO-R '+ H₂O

În figură, partea albastră corespunde părții compusului care provine din etanol, iar partea galbenă este cea a acidului acetic. Este indicată legătura ester în cercul roșu.

index

• 1 Hidroliza legăturii esterice
• 2 Tipuri de ester
  • 2.1 Ester carbonic
  • 2.2 Esterul fosforic
  • Esterul sulfuric
• 3 Referințe

Hidroliza legăturii de ester

Pentru a înțelege mai bine natura legăturilor de ester, explicăm mecanismul de reacție al hidrolizei acestor compuși. Legătura de ester este relativ slabă. Într-un mediu acid sau bazic este hidrolizat pentru a forma, respectiv, alcool și acid carboxilic. Mecanismul de reacție al hidrolizei esterilor este bine studiat.

În mediu bazic, primul atac nucleofil la electrofilă hidroxizi C ester C = O, π ruperea legăturii și crearea tetraedrice intermediar.

Apoi, prăbușiri intermediare, reformatoare C = O, rezultând grupă fugace pierdere, alcoxid, RO-, conducând la acid carboxilic.

In final, o reacție / acid de bază este un echilibru foarte rapid în cazul în care funcțiile RO- alcoxid ca bază deprotonează acid carboxilic, RCO2H (tratament acid permite acidul carboxilic a fost obținut din reacția).

Mecanismul de hidroliză al legăturii esterice în mediu acid este puțin mai complicat. Mai întâi are loc o reacție acid / bază, deoarece sunt necesare doar un nucleofil slab și un electrofil deficitar, esterul trebuie să fie activat.

Protonarea esterului carbonil îl face mai electrofilă. În a doua etapă, oxigenul în funcțiile de apă ca nucleofil ataca electrofilă C în C = O, cu electronii se deplasează la ionul hidroniu, creând tetraedrice intermediar.

În a treia etapă, reacția acid / bază are loc prin deprotonarea oxigenului care a venit de la molecula de apă pentru a neutraliza sarcina.

În a patra etapă, apare o altă reacție acid / bază. -OCH3 trebuie să fie produs, dar trebuie să fie transformat într-un bun grup proeminent prin protonare.

În a cincea etapă, ei folosesc electronii unui oxigen adiacent pentru a ajuta la "expulzarea" grupului care pleacă, producând o moleculă neutră de alcool.

În ultima etapă are loc o reacție acid / bază. Deprotonarea ion hidroniu dezvăluie carbonil C = O în produsul acid carboxilic și regenera catalizatorul acid (Dr. Ian Hunt, S.F.).

Tipuri de ester              

Esterul carbonic

Esterii carbonici sunt cei mai obișnuiți ai acestui tip de compuși. Primul ester de carbon a fost acetat de etil sau, de asemenea, etanoat de etil. Anterior, acest compus era cunoscut ca eter de oțet, al cărui nume în limba germană este Essig-Äther, a cărui contracție a fost derivată din denumirea acestui tip de compuși.

Esterii se găsesc în natură și sunt utilizați pe scară largă în industrie. Mulți esteri au mirosuri caracteristice de fructe, iar multe sunt prezente în mod natural în uleiurile esențiale ale plantelor. Acest lucru a condus, de asemenea, la uzul său comun în arome artificiale și parfumuri atunci când mirosurile încearcă să fie imitate.

Câteva miliarde de kilograme de poliesteri sunt produse anual din punct de vedere industrial, produse importante așa cum sunt ele; polietilen tereftalat, esteri acrilici și acetat de celuloză.

Legătura esterică a esterilor carboxilici este responsabilă de formarea trigliceridelor în organismele vii.

Trigliceridele se găsesc în toate celulele, dar în principal în țesutul adipos, ele reprezintă principala rezervă de energie pe care o are organismul. Triacilgliceridele (TAG) sunt molecule de glicerină legate de trei acizi grași prin intermediul unei legături esterice. Acizii grași prezenți în TAG sunt predominant saturați (Wilkosz, 2013).

Triacilgliceridele (trigliceridele) sunt sintetizate în aproape toate celulele. Țesuturile principale pentru sinteza TAG sunt intestinul subțire, ficatul și adipocitele. Cu excepția intestinului și a adipocitelor, sinteza TAG începe cu glicerol.

Glicerolul este fosforilat întâi cu glicerol kinaza și acizi grași apoi activate (grași acil CoAs-) servesc ca substraturi pentru adăugarea de acizi grași care generează acidul fosfatidic. Grupul fosfat este separat și se adaugă ultimul acid gras.

În intestinul subțire, TAG-urile dietetice sunt hidrolizate pentru a elibera acizii grași și monoacilgliceridele (MAG) înainte de preluarea de către enterocite. MAG de enterocite servesc ca substraturi pentru acilare într-un proces în două etape care produce un TAG.

In tesutul adipos fara nici o expresie de glicerol kinaza, astfel blocul de construcție pentru TAG în acest țesut este glicolitic fosfat intermediar, dihidroxiacetona, DHAP.

DHAP este redus la glicerol-3-fosfat de glicerol-3-fosfat dehidrogenază și citosolic rămase de reacție pentru sinteza TAG este aceeași ca și pentru toate celelalte țesuturi.

Esterul fosforic

Esterii fosforici sunt produși prin formarea unei legături de ester între un alcool și un acid fosforic. Având în vedere structura acidului, acești esteri pot fi mono, di și trisubstituiți.

Aceste tipuri de legături esterice se găsesc în compuși cum ar fi fosfolipide, ATP, ADN și ARN.

Fosfolipidele sunt sintetizate prin formarea unei legături de ester între un fosfat alcoolic și acid fosfatidic (fosfat de 1,2-diacilglicerol). Cele mai multe fosfolipide au un acid gras saturat pe C-1 și un acid gras nesaturat pe C-2 al scheletului de glicerol.

Alcooli adăugat cel mai frecvent (serină, etanolamina și colină) poate conține, de asemenea, azotul încărcat pozitiv, în timp ce glicerol și inozitolul nu (King, 2017).

Adenozin trifosfat (ATP) este o moleculă care este folosită ca monedă de energie în celulă. Această moleculă este compusă dintr-o moleculă de adenină legată la molecula de riboză cu trei grupări fosfat (figura 8).

Cele trei grupări fosfatice ale moleculei sunt numite gamma (γ), beta (β) și Alfa (a), ultima fiind esterificând gruparea hidroxil C-5 a ribozei.

Legătura dintre riboză și gruparea α-fosforil este o legătură fosfoester care include un atom de carbon și un atom de fosfor, în timp ce grupările β- și γ-fosforil ATP sunt legate prin legături phosphoanhydride care nu implică atomi de carbon .

Toți fosfoanhidrații au o potență chimică considerabilă, iar ATP nu face excepție. Această potențială energie poate fi utilizată direct în reacțiile biochimice (ATP, 2011).

O legătură fosfodiesterică este o legătură covalentă în care o grupare fosfat este legată la atomii de carbon adiacenți prin legăturile esterice. Legătura este rezultatul unei reacții de condensare între o grupare hidroxil din două grupe de zahăr și o grupare fosfat.

Legătura dintre diesterul acid fosforic și două molecule de zahăr în ADN și ARN nucleotide scheletul care leagă două împreună pentru a forma polimeri de oligonucleotide. Legătura fosfodiesterică leagă un carbon 3 'cu un carbon 5' în ADN și ARN.

(bază 1) - (riboză) -OH + HO-P (O) 2-0- (riboză) - (baza 2)

(baza 1) - (riboză) -O-P (O) 2-0- (riboză) - (baza 2) + H₂O

În timpul reacției a două dintre grupele hidroxil în acid fosforic cu o grupă hidroxil în alte două molecule, se formează două legături esterice într-o grupare fosfodiesterică. O reacție de condensare în care se pierde o moleculă de apă generează fiecare legătură esterică.

În timpul polimerizării nucleotidelor pentru a forma acizi nucleici, gruparea hidroxil a grupării fosfat se leagă de carbonul 3“al unui zahăr al unei nucleotide pentru a forma o legătură ester fosfat de altă nucleotidă.

Reacția formează o legătură fosfodiesterică și îndepărtează o moleculă de apă (formarea legăturii fosfodiesterice, S.F.).

Esterul esterului sulfuric

Esterii sulfurici sau tioesterii sunt compuși cu gruparea funcțională R-S-CO-R '. Ele sunt produsul esterificării între un acid carboxilic și un tiol sau cu acid sulfuric (Block, 2016).

În biochimie, cei mai cunoscuți tioesteri sunt derivați ai coenzimei A, de exemplu, acetil-CoA.

Acetil coenzima A sau acetil-CoA (figura 8) este o moleculă care participă la numeroase reacții biochimice. Este o moleculă centrală în metabolismul lipidelor, proteinelor și carbohidraților.

Funcția sa principală este de a furniza gruparea acetilă în ciclul de acid citric (ciclul Krebs) care urmează să fie oxidat pentru producerea de energie. Este, de asemenea, molecula precursor a sintezei acizilor grași și este produsul degradării unor aminoacizi.

Acizii grași activați cu CoA menționați mai sus sunt alte exemple de tioesteri originari din interiorul celulei musculare. Oxidarea tioesterilor acidului gras-CoA apare de fapt în organisme veziculare discrete numite mitocondriile (Thompson, 2015).

referințe

1. ATP. (2011, 10 august). Adus de la learnbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
2. Block, E. (2016, 22 aprilie). Compus organosulf. Adus de la britannica: britannica.com.
3. Ian Hunt. (S.F.). Hidroliza esterilor. Recuperat de la chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
4. Futura-Științe,. (S.F.). Ester bond. Adus de la futura-sciences.us.
5. Regele, M. W. (2017, 16 martie). Sinteza și metabolizarea acizilor grași, trigliceridelor și fosfolipidelor. Adus de la theedicalbiochemistrypage.org.
6. formarea legăturii fosfodiesterice. (S.F.). Recuperat de la biosyn: biosyn.com.
7. Thompson, T. E. (2015, 19 august). Lipid. Recuperat de la britannica: britannica.com.
8. Wilkosz, R. (2013, 6 noiembrie). Formarea de legături de ester în sinteza lipidelor. Recuperat de la wisc-online.com.