PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 1 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. 31. 10. 2018 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 2 img923.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 3 img924.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 4 img925.jpg Definice sacharidů 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 5 img908.jpg GENERICKÝ = druhový img909.jpg NESPRÁVNÉ označení pro sacharidy Česky Anglicky Německy Uhlohydráty Carbohydrates Kohlehydrat Kohlenhydrat Uhlovodany 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 6 SPRÁVNÉ označení pro sacharidy Česky Anglicky Německy Sacharidy Sacchadides Sacharides 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 7 Sacharidy – název podle počtu uhlíků Počet uhlíků Druhový název 3 Triosa 4 Tetrosa 5 Pentosa 6 Hexosa 7 Heptosa 8 Oktosa 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 8 Sacharidy – názvy img910.jpg Budeme používat hlavně TRIVIÁLNÍ NÁZVY 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 9 Sacharidy – FISCHEROVY VZORCE img912.jpg VAZBA SMĚŘUJE NAD ROVINU PAPÍRU VAZBA SMĚŘUJE POD ROVINU PAPÍRU ČÍSLOVÁNÍ atomů začíná NAHOŘE směrem dolů. Dvojná vazba na kyslík je nahoře. LINEÁRNÍ VZORCE 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 10 Sacharidy – MASAMUNEHO vzorce VAZBA SMĚŘUJE NAD ROVINU PAPÍRU VAZBA SMĚŘUJE POD ROVINU PAPÍRU ČÍSLOVÁNÍ atomů začíná VPRAVO. Dvojná vazba na kyslík je VPRAVO. img913.jpg LINEÁRNÍ VZORCE Někdy je toto nazýváno: Wedge-slash vzorce 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 11 CYKLICKÉ VZORCE – vznik I POLOACETAL (hemiacetal)= produkt reakce KARBONYLu v aldehydu a HYDROXYLu vznik poloacetalu.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 12 CYKLICKÉ VZORCE – vznik II POLOAKETAL (hemiKetal)= produkt reakce KARBONYLu v ketonu a HYDROXYLu vznik poloacetalu.jpg R3 R3 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 13 Sacharidy – TOLLENSOVY vzorce CYKLICKÉ VZORCE img914.jpg POLOACETAL = produkt reakce KARBONYLu a HYDROXYLu Pětičlenný kruh > FURANOSA Šestičlenný kruh > PYRANOSA 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 14 Sacharidy – HAWORTHOVY vzorce CYKLICKÉ VZORCE POLOACETAL img915.jpg VŠIMNĚTE SI: • ČÍSLOVÁNÍ ATOMŮ UHLÍKU 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 15 D-glucose-chain-2D-Fischer.png img462.jpg img463.jpg HAWORTHOVY vzorce ŽIDLIČKOVÁ KONFORMACE VŠIMNĚTE SI: • ČÍSLOVÁNÍ ATOMŮ UHLÍKU, • označení a X b 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 16 img916.jpg Atomy VODÍKU se někdy VYNECHÁVAJÍ! 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 17 Sacharidy – MILLESOVY vzorce CYKLICKÉ VZORCE img917.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 18 Vzorce – s čím se ještě můžete setkat img926.jpg • poloha NENÍ přesně známa • mohou být (existovat) obě polohy 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 19 Sacharidy – označení D (pravotočivý) a L (levotočivý) optických izomerů img918.jpg Uhlík C2 > CHIRÁLNÍ CENTRUM = KONFIGURAČNÍ ATOM (centrum optické aktivity) Když vložíme mezi uhlíky C1 a C2 při zachování konfigurace na atomu C2 další skupinu odlišné konfigurace, vzniknou dva EPIMERY. EPIMERY = liší se jen konfigurací na atomu v sousedství karbonylové skupiny, PŘÍPADNĚ JEN NA JEDNOM UHLÍKU 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 20 EPIMERY u hexóz img927.jpg Jen zde, na jednom uhlíku, je odlišná KONFIGURACE 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 21 Konfigurační předpony sacharidů img920.jpg img921.jpg TŘI formy názvů 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 22 img919.jpg Od D-glyceralaldedydu ke HEXÓZÁM Všechny HEXÓZY odvozené od D-glyceraldehydu jsou enantiomery D 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 23 ENANTIOMERY D a L img928.jpg ENANTIOMERY MAJÍ OPAČNOU KONFIGURACÍ NA VŠECH ASYMETRICKÝCH UHLÍCÍCH D a L PÍŠEME JAKO KAPITÁLKY, VELKÁ PÍSMENA o VELIKOSTI PÍSMEN MALÝCH 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 24 D-glucose-chain-2D-Fischer.png img462.jpg img463.jpg VŠIMNĚTE SI: • ČÍSLOVÁNÍ ATOMŮ UHLÍKU, • označení a X b Izomery a a b jsou AMOMERY OPAKOVÁNÍ JE MATKA MOUDROSTI 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 25 Hierarchie vzorců v organické chemii 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 26 img929.jpg VZORCE SOUHRNNÉ (sumární) SOUHRNNÉ vzorce • stechiometrické zastoupení prvků, • relativní molekulová hmotnost. STRUKTURNÍ vzorce: • vzájemné spojení a relativní polohu atomů a skupin v molekule KONSTITUČNÍ vzorce: • které atomy, jakými vazbami a v jakém pořadí jsou spojeny v molekule • nemusejí REÁLNĚ vyjadřovat délky vazeb a vazebné úhly PROSTOROVÉ (PERSPEKTIVNÍ) vzorce: • TROJROZMĚRNÝ MODEL MOLEKULY V ROVINĚ NÁKRESNY 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 27 VZORCE SOUHRNNÉ (sumární): • propen, • cyklopropan Mají stejný SOUHRNNÝ vzorec C3H6 STRUKTURNÍ vzorce: vzájemné spojení a relativní polohu atomů a skupin v molekule img932.jpg KONSTITUČNÍ vzorce: • které atomy, jakými vazbami a v jakém pořadí jsou spojeny v molekule • nemusejí REÁLNĚ vyjadřovat délky vazeb a vazebné úhly • • • • • • • • Mají STEJNÝ SOUHRNNÝ vzorec, ale různě propojené atomy > RŮZNÁ KONSTITUCE img931.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 28 KONSTITUČNÍ vzorce: • které atomy, jakými vazbami a v jakém pořadí jsou spojeny v molekule • nemusejí REÁLNĚ vyjadřovat délky vazeb a vazebné úhly Mají STEJNÝ SOUHRNNÝ vzorec, ale různě propojené atomy > RŮZNÁ KONSTITUCE img931.jpg img946.jpg Další KONSTITUČNÍ IZOMERY 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 29 img933.jpg PROSTOROVÉ (PERSPEKTIVNÍ) vzorce: • trojrozměrný model molekuly v rovině nákresny > perspektivní vzorec • promítání vzorce do roviny nákresny > vzorec projekční img934.jpg KONFORMACE: • střídavá • zákrytová 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 30 img935.jpg img936.jpg KONFORMACE: • prostorové uspořádání vznikající otáčením jednotlivých atomů okolo jednoduchých vazeb TOTO NÁS U PŘÍRODNÍCH POLYMERŮ ZAJÍMÁ 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 31 img935.jpg KONFIGURACE: • vyjadřuje relativní a/nebo absolutní uspořádání vazeb v prostoru • patří sem cis- a trans- izomery TOTO NÁS U PŘÍRODNÍCH POLYMERŮ ZAJÍMÁ img937.jpg img938.jpg cis- a trans- izomery 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 32 D-glucose-chain-2D-Fischer.png img462.jpg img463.jpg HAWORTHOVY vzorce ŽIDLIČKOVÁ KONFORMACE VŠIMNĚTE SI: • ČÍSLOVÁNÍ ATOMŮ UHLÍKU, • označení a X b 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 33 img939.jpg img937.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 34 img940.jpg img941.jpg img942.jpg 4 sloučeniny v rámečku = STEREOIZOMERY Sloučeniny III a IV jsou také ENANTIOMERY Sloučeniny I a III & II a IV jsou také DIASTEREOMERY 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 35 img944.jpg img942.jpg DIASTEREOMERY mají alespoň na jednom stereogenním centru shodnou konfiguraci 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 36 img944.jpg img942.jpg ENANTIOMERY NEMAJÍ na ŽÁDNÉM stereogenním centru shodnou konfiguraci Zpátky k SACHARIDŮM a od Fischera k Tollensovi 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 37 img945.jpg NOVÉ anomerní centrum na uhlíku C1 po vytvoření cyklu REFERENČNÍ anomerní atom uhlíku na C5 ANOMERY jsou STEREOIZOMERY lišící se JENOM konfigurací na tom NOVÉM anomerním centru Označují se a a b Pokud je KONFIGURACE na NOVÉM anomerním centru stejná jako na REFERENČNÍm anomerním atomu, jedná se o ANOMER a, opačná je b 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 38 img945.jpg Pokud je KONFIGURACE na NOVÉM anomerním centru stejná jako na REFERENČNÍm anomerním atomu, jedná se o ANOMER a, opačná je b U pětičlenného kruhu FURANOSy se –OH spotřebovala na poloacetalový kruh 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 39 Ještě jednou pro zopakování img928.jpg ENANTIOMERY MAJÍ OPAČNOU KONFIGURACÍ NA VŠECH ASYMETRICKÝCH UHLÍCÍCH. Jsou zrcadlovými obrazy. D a L PÍŠEME JAKO KAPITÁLKY, VELKÁ PÍSMENA o VELIKOSTI PÍSMEN MALÝCH D a L odvozujeme od glyceraldehydů TAUTOMERNÍ IZOMERY 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 40 TAUMERIE = STRUKTURNÍ NEJEDNOTNOST, vyplývající z určitých rychlých a vratných přesunů uvnitř organické molekuly. Častým je TAUTOMERNÍ POSUN PROTONU, vzniklé izomery se nazývají TAUTOMERY. U sacharidů je TAUTOMERIE častou ve vodných roztocích > viz další snímek se schématem img956.jpg TAUTOMERNÍ IZOMERY lineární a cyklické formy glukózy 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 41 img951.jpg img953.jpg img952.jpg img947.jpg img948.jpg img954.jpg img955.jpg Redukující cukry 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 42 img954.jpg Vlivem TAUTOMERIE vzniká LINEÁRNÍ FORMA. Ta se REDUKUJE a tím jí ubývá. Rovnováha se posunuje směrem k její další tvorbě. Probíhá další redukce glukózy. SLOŽENÉ cukry Počet MONOSCHARIDŮ v molekule NÁZEV 2 Disacharid 3 Trisacharid < = 10 Oligosacharid Ø10 Polysacharid 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 43 SLOŽENÉ cukry - tvorba názvů na SUBSTITUČNÍM PRINCIPU 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 44 img098.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 45 img099.jpg img100.jpg Maltosa Cellobiosa GLYKOSYLGLYKOLÝZY 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 46 img106.jpg TAUTOMERIE & IZOMERIE u MALTOSY OTEVŘENÁ FORMY > UVOLNĚNÁ KARBONYLOVÁ SKUPINA > REDUKUJÍCÍ CUKR 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 47 Trehalosa Sacharosa GLYKOSYLGLYKOSIDY img101.jpg img102.jpg Tady BYLY ANOMERNÍ HYDROXYLOVÉ SKUPINY Tady JSOU ANOMERNÍ HYDROXYLOVÉ SKUPINY TAUTOMERIE 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 48 img102.jpg Sacharosa img103.jpg NĚKOLIK JINÝCH VZORCŮ DOSACHARIDŮ – pro zajímavost 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 49 img105.jpg Vazba je 1>6 KONEČNĚ JSME U POLYSACHARIDŮ 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 50 img104.jpg Můžete se ještě setkat s tou terminologií: • GLYKAN = POLYSACHARID • GLUKAN = homoPOLYSACHARID od GLUKOSY KONEČNĚ JSME U ŠKROBU 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 51 img109.jpg img108.jpg img112.jpg TO JE TO V HRANATÉ ZÁVORCE A TEĎ CELULOSA 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 52 img110.jpg img111.jpg Uhlík C4 !!! Pro lepší pochopení si molekulu otočte – CH2OH skupinou NAHORU TO JE TO V HRANATÉ ZÁVORCE Specializovaná publikace 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 53 img124.jpg 1.O názvosloví monosacharidů je skoro celá publikace 2.NÁZVOSLOVÍ DISACHARIDŮ je tam málo, cca. 10 stránek. 3.NÁZVOSLOVÍ OLIGOSACHARIDŮ je tam jen málo, cca. 3 stránky. Ještě k tomu málo příkladů vzorců. 4.NÁZVOSLOVÍ POLYSACHARIDŮ je tam jen málo, cca. 3 stránky. Ještě k tomu bez příkladů vzorců. Tato publikace míří jinam než moje přednáška Několik příkladů z jiné knihy k případnému procvičení či použití 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 54 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 55 Stavební jednotka Strukturní jednotka img110.jpg img111.jpg img948.jpg ANALOGIE S POLYETHYLENEM -CH2- methylen -CH2-CH2- ethylen 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 56 Stavební jednotka Strukturní jednotka img108.jpg img109.jpg img947.jpg img112.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 57 Stavební jednotka Strukturní jednotka img947.jpg img125.jpg α-1,4- ;α-1,6-glucan'. Pullulan.png 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 58 Stavební jednotka Strukturní jednotka img110.jpg img111.jpg img948.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 59 Stavební jednotka Strukturní jednotka img138.jpg img137.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 60 Stavební jednotka Strukturní jednotka img139.jpg img140.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 61 Stavební jednotka Strukturní jednotka img142.jpg img141.jpg 1024px-Heparin-2D-skeletal.png 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 62 Stavební jednotka Strukturní jednotka 1024px-Inulin_strukturformel.png INULIN img143.jpg 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 63 Stavební jednotka Strukturní jednotka img145.jpg Pectineketen.png Neutrální pektiny - mají všechny skupiny esterifikovány methanolem. Pektinové kyseliny - esterifikace je nulová. 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 64 Stavební jednotka Strukturní jednotka 453px-Alginsäure_svg.png ALGINÁT Molar mass 10,000 – 600,000 img145.jpg Alginic acid is a linear copolymer with homopolymeric blocks of (1-4)-linked β-D-mannuronate (M) and its C-5 epimer α-L-guluronate (G) residues, respectively, covalently linked together in different sequences or blocks. 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 65 Stavební jednotka Strukturní jednotka Chondroitin_Sulfate_Structure_NTP.png Chondroitin Jde o polysacharid složený z pravidelně se opakujících monomerů glukuronátu a N-acetylgalaktosaminu img139.jpg Chemical structure of one unit in a chondroitin sulfate chain. Chondroitin-4-sulfate: R1 = H; R2 = SO3H; R3 = H. Chondroitin-6-sulfate: R1 = SO3H; R2, R3 = H. 31. 10. 2018 PŘÍRODNÍ POLYMERY NÁZVOSLOVÍ SACHARIDŮ PŘF MU 2018 66 Stavební jednotka Strukturní jednotka Chondroitin_Sulfate_Structure_NTP.png Chemical structure of one unit in a chondroitin sulfate chain. Chondroitin-4-sulfate: R1 = H; R2 = SO3H; R3 = H. Chondroitin-6-sulfate: R1 = SO3H; R2, R3 = H. 1®3 spojení: chondroitin