Kpl 5.11 Entsyymireaktiot
-Entsyymit ovat proteiineja, jotka katalysoivat biokemiallisia reaktioita eli alentavat reaktioon vaadittavaa energiaa ja parantavat reaktioiden kinetiikkaa
-Entsyymit ovat usein hyvin spesifisiä. Tietty entsyymi (Esim alkoholidehydrogenaasi entsyymi) katalysoi vain tietynlaista reaktiota
-Monet entsyymit vaativan toimiakseen kofaktorin kiinnittymisen substraattiin. Tällainen kfaktori/koentsyymi on usein elimistössä NAD+/NADH, joka hapettuu/pelkistyy eri reaktioissa.
-Entsyymin tehokkuutta kuvaa alko- ja maksiminopeuden suhde V(0)/V(max)=[S]/([Km][S]) , jossa Km on Michaelis-Mentenin vakio ja [S] substraatti konsantraatio
-Lue pun. laatikko allosteerisesta ja kovalenttisesta säätelystä ja tutustu lääkeaineiden vaikutuksesta kilpailevana inhibiittoreina
Entsyymeistä myöhemmin lisää mm. solunaineenvaihdunnan sekä vierasaineiden yhteydessä
maanantai 30. toukokuuta 2011
Galenos - Protoninsiirtoreaktiot + Suolat
5.9 Protoninsiirtoreaktiot
Liuoksen PH riippuu sen vetyioni konsentraatiosta
Molekyylin vetyionin luovuttamis-/vastaanottamiskyvyn perusteella nämä voidaan luokitella hapoiksi taikka vedyiksi. Hapoilla on ominaista vedyn luovuttaminen, kun taas emäksille sen vastaanottaminen.
Reaktiolle voidaan laskea tasapainovaki K=[A¯][HB+]/([HA][B]) HA(happo) + B(emäs) <-> A(emäs) + HB(happo)
Hakasulkeet [ ] kuvaavat konsentraatiota
Vesiliuoksissa:
happovakio, K(a)= [A¯][H3O+]/[HA]
Henderson-Hasselbalchin yhtälö:
[A]/[HA]=10^( pH-pK(a) ) - kuvaa hapon suhdetta emäkseen - (Puskuriliuokset)
Vahvat hapot dissosioituvat täydellisesti mm.HCl,HBr,HI,HNO3:
[HA]=[H3O]
pH=lg[H3O]
Vahvat emäkset ovat dissosiaatiolaskuja (eräät hydroksidit):
[B]=[OH]
[H30]=14-lg[OH]
Heikot hapot/emäkset:
Näissä täytyy laskea tasapainolausekkeet
Esim 0.1M happo, jonka pKa arvo on tunnettu
[A]+[H20] <> [HA] + [H3O]
Alku 0.1M 0 0
Tasapaino 0.1M-x x x
pKa=x^2/(0.1M-x) Mikäli x on huomattavan pieni verrattuna 0.1M eli 0.1M-x ≈ 0.1M voidaan tämä approksimoida,jolloin pKa=x^2/0.1M -> x=(pKa x 0.1M)^½ . Muuten täytyy mennä toisenasteen yhtälön ratkaisukaavan kautta.
Moniarvoisissa hapoissa ja emäksissä täytyy ottaa [H] ja [OH] kertoimet
Positiivisesti ja hegatiivisesti varautuneet ryhmät:
Tehtävät: Piirrä dipeptidi (Ala-val ) fysiologisessa PHssa. Käytä hyväksi s117 kpl 5.9.4-5.9.5 tietoja sekä s96 kuvaa.
5.10 Suolat
Suolien liukenemiset veteen ovat dissosiaatio(hajoamis)reaktioita eli esim natriumasetaatin liukeneminen veteen:
CH3COONa -> Na+ + CH3COO-
Na- ei vaikuta pH:n muutokseen,mutta CH3COO- vaikuttaa
CH3COO- + H2O <> CH3COOH + OH- (Heikko emäs)
Niukkaliukoisia suoloja : Kaksiarvoiset magnesium ja kalsiumionit
Runsasliukoisia suoloja: Natrium- , kalium- ja ammoniumsuolat. Useimmat halogenidit paitsi ei fluoridit eivätkä nitraatit
NaCl <> Na+ + Cl-
Liukoisuustulo Ks=[Na][Cl]
CaF2 <> Ca + 2F
Ks= [Ca][F]^2= x + 2x^2 -> x=(Ks/4)^(1/3)
Ionitulo,Q jos Q>Ks osa yhdistettä saostuu
Ota selvää kalsiumhydroksidin käytöstä suljetussa anastesialaitteistossa
Kompleksiyhdisteet sisältävät keskusatomin johon ligandit liittyvät koordinaatiosidoksin
Kelaatit ovat kompleksiyhdisteitä jotka sisältävät rengasrakenteita
Puskuriliuokset:
Elimistössä tärkeä galenoksen esittelemä puskuriliuos on fosfaattipuskuri
H2PO/HPO- seos
Puskuriliuoksen tarkoitus on hillitä pH:n muutosta, sillä kun on suuri määrä puskuri liuosta niin systeemiin tuodut/viedyt pienet määrät vetyioneita eivät muuta liuoksen pH:ta merkittävästi
Puskuriliuos toimii parhaiten kun ph = pKa ±1
Liuoksen PH riippuu sen vetyioni konsentraatiosta
Molekyylin vetyionin luovuttamis-/vastaanottamiskyvyn perusteella nämä voidaan luokitella hapoiksi taikka vedyiksi. Hapoilla on ominaista vedyn luovuttaminen, kun taas emäksille sen vastaanottaminen.
Reaktiolle voidaan laskea tasapainovaki K=[A¯][HB+]/([HA][B]) HA(happo) + B(emäs) <-> A(emäs) + HB(happo)
Hakasulkeet [ ] kuvaavat konsentraatiota
Vesiliuoksissa:
happovakio, K(a)= [A¯][H3O+]/[HA]
Henderson-Hasselbalchin yhtälö:
[A]/[HA]=10^( pH-pK(a) ) - kuvaa hapon suhdetta emäkseen - (Puskuriliuokset)
Vahvat hapot dissosioituvat täydellisesti mm.HCl,HBr,HI,HNO3:
[HA]=[H3O]
pH=lg[H3O]
Vahvat emäkset ovat dissosiaatiolaskuja (eräät hydroksidit):
[B]=[OH]
[H30]=14-lg[OH]
Heikot hapot/emäkset:
Näissä täytyy laskea tasapainolausekkeet
Esim 0.1M happo, jonka pKa arvo on tunnettu
[A]+[H20] <> [HA] + [H3O]
Alku 0.1M 0 0
Tasapaino 0.1M-x x x
pKa=x^2/(0.1M-x) Mikäli x on huomattavan pieni verrattuna 0.1M eli 0.1M-x ≈ 0.1M voidaan tämä approksimoida,jolloin pKa=x^2/0.1M -> x=(pKa x 0.1M)^½ . Muuten täytyy mennä toisenasteen yhtälön ratkaisukaavan kautta.
Moniarvoisissa hapoissa ja emäksissä täytyy ottaa [H] ja [OH] kertoimet
Positiivisesti ja hegatiivisesti varautuneet ryhmät:
Tehtävät: Piirrä dipeptidi (Ala-val ) fysiologisessa PHssa. Käytä hyväksi s117 kpl 5.9.4-5.9.5 tietoja sekä s96 kuvaa.
5.10 Suolat
Suolien liukenemiset veteen ovat dissosiaatio(hajoamis)reaktioita eli esim natriumasetaatin liukeneminen veteen:
CH3COONa -> Na+ + CH3COO-
Na- ei vaikuta pH:n muutokseen,mutta CH3COO- vaikuttaa
CH3COO- + H2O <> CH3COOH + OH- (Heikko emäs)
Niukkaliukoisia suoloja : Kaksiarvoiset magnesium ja kalsiumionit
Runsasliukoisia suoloja: Natrium- , kalium- ja ammoniumsuolat. Useimmat halogenidit paitsi ei fluoridit eivätkä nitraatit
NaCl <> Na+ + Cl-
Liukoisuustulo Ks=[Na][Cl]
CaF2 <> Ca + 2F
Ks= [Ca][F]^2= x + 2x^2 -> x=(Ks/4)^(1/3)
Ionitulo,Q jos Q>Ks osa yhdistettä saostuu
Ota selvää kalsiumhydroksidin käytöstä suljetussa anastesialaitteistossa
Kompleksiyhdisteet sisältävät keskusatomin johon ligandit liittyvät koordinaatiosidoksin
Kelaatit ovat kompleksiyhdisteitä jotka sisältävät rengasrakenteita
Puskuriliuokset:
Elimistössä tärkeä galenoksen esittelemä puskuriliuos on fosfaattipuskuri
H2PO/HPO- seos
Puskuriliuoksen tarkoitus on hillitä pH:n muutosta, sillä kun on suuri määrä puskuri liuosta niin systeemiin tuodut/viedyt pienet määrät vetyioneita eivät muuta liuoksen pH:ta merkittävästi
Puskuriliuos toimii parhaiten kun ph = pKa ±1
Galenos - Vesiliuokset
Kpl 5.8 Vesiliuokset:
Hydrofiilinen - vesihakuinen - poolinen (Happea ja typpeä sisältävät ryhmät)
Hydrofobinen- vesipakoinen - pooliton (Hiilivedyt)
Amfipaattinen - sisältää hydrofobisen osan lisäksi voimakkaan hydrofiilisen osan
Diffuusio - molekyylien liike suuremmasta konsentraatiosta kohti pienempää konsentraatiota J(d)=-D(dc/dx)
(Fickin laki) J(d) = Molekyylivuontiheys c=n/V
Osmoosi - Veden diffuusiota puoliläpäisevän kalvon ( Solukalvo) läpi J(d)=D(Ak/A)(Δc/Δx)
Ak=Aukkojen pinta-ala ja A kalvon pinta-ala
Permeabiliteetti - Solukalvon läpäisevyys - P=KD/Δx - J(d)=KD(Δc/Δx)
Osmoottinen paine - suurten molekyylien aiheuttama (Proteiinit) - ∏=φRT(n/V)
J=J(h)+J(c)=GΔpkΔc |K=RTG|
J=G(Δp-∏)
Kolloidiosmoottinen paine - Plasman proteiinien aiheuttama paine soluvälinestettä kohtaan
Kolloidiosmoottinen paine on vakio, kun taas hydrostaattinen paine muuttuu hiussuonen valtimopäästä
laskimopäähän. Tämä kolloidiosmoottisen paineen ja hydrostaattisen paineen erotus joko aiheuttaa nesteen sisään- (Valtimopää) tai ulosvirtauksen (Laskimopää) suonesta.
Hydrofiilinen - vesihakuinen - poolinen (Happea ja typpeä sisältävät ryhmät)
Hydrofobinen- vesipakoinen - pooliton (Hiilivedyt)
Amfipaattinen - sisältää hydrofobisen osan lisäksi voimakkaan hydrofiilisen osan
Diffuusio - molekyylien liike suuremmasta konsentraatiosta kohti pienempää konsentraatiota J(d)=-D(dc/dx)
(Fickin laki) J(d) = Molekyylivuontiheys c=n/V
Osmoosi - Veden diffuusiota puoliläpäisevän kalvon ( Solukalvo) läpi J(d)=D(Ak/A)(Δc/Δx)
Ak=Aukkojen pinta-ala ja A kalvon pinta-ala
Permeabiliteetti - Solukalvon läpäisevyys - P=KD/Δx - J(d)=KD(Δc/Δx)
Osmoottinen paine - suurten molekyylien aiheuttama (Proteiinit) - ∏=φRT(n/V)
J=J(h)+J(c)=GΔpkΔc |K=RTG|
J=G(Δp-∏)
Kolloidiosmoottinen paine - Plasman proteiinien aiheuttama paine soluvälinestettä kohtaan
Kolloidiosmoottinen paine on vakio, kun taas hydrostaattinen paine muuttuu hiussuonen valtimopäästä
laskimopäähän. Tämä kolloidiosmoottisen paineen ja hydrostaattisen paineen erotus joko aiheuttaa nesteen sisään- (Valtimopää) tai ulosvirtauksen (Laskimopää) suonesta.
Galenos - Kemian perusteet, biomolekyylit ja reaktiotyypit
Kpl 5.1 Atomit ja molekyylit
Atomin rakenteesta:
-Atomi koostuu Ytimestä sekä elektroneista (Verhoavat ydintä)
-Ydin koostuu Protoneista ( Varaus +e ) ja Neutroneista ( Ei varausta ). P + N = Ytimen massaluku
- Samalla alkuaineella on AINA sama määrä protoneja. Elektronien ja neutronien lukumäärä voi vaihdella.
- Elektronien muutos: Varaus muuttuu / Neutronien muutos: Alkuaineen eri isotoopit
- Atomin ominaisuudet riippuvat sen elektroniverhon rakenteesta ( Kyvystä luovuttaa / Vastaanottaa elektroneja)
Atomien ja Molekyylien välisistä sidoksista:
Kovalenttinen sidos: yksinkertainen, kaksinkertainen, kolminkertainen
Yksinkertainen: Molemmat atomit luovuttavat yhden elektronin ( Elektronipari, Sidoselektronit)
Kaksoissidos: Kaksi elektroniparia (Muodostuu yleensä kohtaan missä valmiiksi yksinkertainen sidos)
Kolmoissidos: Kolme elektroniparia (Harvinainen elimistössä, IsoG:n esimerkkinä syanidivety H:C:::N)
Reaktiivisuus: : < :: < :::
Muista myös Vapaat Elektroniparit (Typellä 1, Hapella 2)
Ionisidokset:
Jaksollisen järjestelmän alkuaineiden massat kasvavat vasemmalta->oikealle (Alas)
,kun taas Elektronegatiivisuudet kasvavat vasemmalta ->Oikealle
-Ionisidoksia muodostuu kun elektronegatiivisuus ero on riittävä. Näin ollen voidaan päätellä että Ioniyhdisteen massa sijoittautuu lähinnä elektronegatiiviselle atomille.
Vetysidokset muodostuvat vedyn ja mm.hapen tai typen välille. Vetysidosten ymmärtäminen on tärkeää mm vedenkoostumuksen kannalta. Klassinen kysymys on tästä että miksi veden kiehumispiste on molekyylipainoonsa nähden yllättävän korkea.
Van der Waalsin voimat:
-Hetkittäisiä dipoleja, jotka syntyvät kun vierekkäisten atomien elektronit hylkivät toisiaan.
-Kantama lyhyt, merkitys ainoastaan poolittomissa molekyyleissä
-Mahdollistavat pienimolekyylisille aineille nestemäisen ja kiinteän olomuodon
-Tutustu ja laske laskuja aiheesta Sähköinen dipoli ja Van der Waalsin voimat ( V(pot)=q / (4Πε) x [r(2)-r(1)]/[r(1)r(2)] ) Kts Galenoksen tehtävät sivuillta 74-75
Atomien kykyä sitoutua toisiinsa kuvataan sidosenergioilla (Kovalenteilla 200-700 kJ/mol. Ionisidokset n. 20kJ/mol)
Kpl 5.2 Sidosten esittäminen
Molekyyli- eli bruttokaava : Ensin ilmoitetaan Hiilet sitten vedyt, jonka jälkeen loput heteroatomit aakkosjärjestyksessä. esim C6 H10 O5 (Selluloosa)
Lewis-rakenne: Käytetään kaksoispisteitä kuvaamaan elektronipareja sekä vapaita elekronipareja esim.H:C:::C:H
Valenssiviivarakennne: H-C≡C-H
Tiivistetty rakennekaava: Tässä voidaan tiivistää VAIN vetyatomien muodostamat sidokset
esim CH3-CH2-O-CH2-Cl
Tikkukaava: Ota selvää Galenos s.76. Ei tarvitse merkitä vetyjä sekä hiilten sidoskulmat tulevat paremmin esiin
Isomeria:
Rakenneisomeria:
Runkoisomeria: Hiiliketjun erilainen haarautuminen on runkoisomeriaa
Paikkaisomeria: Substituentti, kuten funktionaalinen ryhmä voi olla eri paikassa (1. hiilessä tai 2. hiilessä tai jne…)
Funktioisomeria: Sama molekyylikaava mutta silti eri yhdisteryhmät (esim C2H6O etanoli sekä dimetyylieetteri)
Stereoisomeria:
Cis-Trans -isomeria: Kaksoissidos estää molekyylin kiertymisen, näin voi muodostua erimuotoja molekyylistä, jossa cis-muodossa hiilirungossa kiinni olevat atomit (väh 1 atomin molemmin puolin)
ovat samalla puolella, trans-muodossa ne ovat eri puolin.
Peilikuvaisomeria: Edellytyksenä asymmetrinen hiili eli kiraliakeskus. Tällainen hiili sitoo 4 eri atomia/atomiryhmää. Tällaiset isomeerit ovat toistensa peilikuvia.
Konformaatio: Ei pidetä isomerian lajina. Johtuu yksinkertaisten kovalenttisten sidosten kiertymisestä.
5.3 Hiilirungoissa on yksin, kaksin- tai kolminkertaisia sidoksia
Hybridisaatiot:
sp3: Hiili sitoo yksinkertaisilla sidoksilla neljää atomia
sp2: Yksi kaksinkertainen sidos ja kaksi yksinkertaista (sitoo siis 3:a atomia)
sp: yksi kolmenkertainen ja 1 yksinkertainen sidos
Rengasrakenteet:
Elimistössä 5- ja 6-hiiliset renkaat vallitsevia. Opettele tunnistamaan aromaattinen rengas (kts G sivu 80. kuva 5.3.4)
5.4 Funktionaaliset ryhmät
Kemialliset reaktion kohdistuvat yleensä funktionaalisiin ryhmiin. Näin ollen funktionaaliset ryhmät määräävät molekyylin luonteen.
- Opettele Gallen sivulla 81 esitetty taulukko ulkoa!
Alkoholit ( Hydroksyyliryhmä ) OH
Aldehydit (Karbonyyliryhmä ketjun päässä) C=O
Ketonit (Karbonyyliryhmä muualla kuin ketjun päässä) C=O
Karboksyylihapot (Karboksyyliryhmä) COOH
Esterit (Karboksylaatti/Alkoksiryhmä) R-CO-O-C-R
Amidit (Amidoryhmä) R-CO-N
Amiinit (Aminoryhmä) R-N
Tiolit (Merkaptoryhmä) SH
nitriilit (Syanoryhmä) CN
Kloridit (Klooriryhmä) Cl
Eetterit (Happisilta) R-O-R
5.5 Orgaaniset reaktiot
Termodynamiikka - Voiko reaktio tapahtua / kuinka pitkälle etenee
Kinetiikka - Tapahtuuko reaktio riittävän nopeasti
Eksergoninnen - Lämpöä vapautuu
Endergoninen - Lämpöä sitoutuu
ΔG=ΔH+TΔS Usein ΔG≈ΔH
G - Gibssin energian muutos G<0 Tp on tuotteissa G>0 Tp on lähtöaineiden puolella tp=tasapainotila
H - Entalpian muutos (Katkeavien ja muodostuvien sidosten erotus)
T - Lämpötila
S - Entropian muutos (Epäjärjestys)
RT lnK = -ΔG R=Kaasuvakio 8.314 J/(mol K) K=Tasapainovakio
Kpl 5.6 Orgaanisten reaktioiden kolme päätyyppiä:
Korvaus- eli substituutioreaktiot: 2 Lähtöainetta->2 Tuotetta esim G s.86 CH3-CL +OH¯ -> CH3-OH + Cl¯
Liittymis- eli additioreaktiot: 2 Lähtöainetta->1 Tuote (Kaksoissidos katkeaa) CH2=CH2+HCl -> CH3-CH2-Cl
Lohkaisu- eli eliminaatioreaktiot: 1 Lähtöaine->2 Tuotetta (Kaksoissidos muodostuu) CH3-CH2-Cl -> CH2=CH2 + HCl
Kts Galenoksen taulukko 5.5 s.87
Yhdisteen hapettuminen/Pelkistyminen
Hapettuminen: Happea liittyy TAI vetyä poistuu
Pelkistyminen: Happea poistuu TAI vetyä liittyy
Kpl 5.7 Biomolekyylit
Hiilihydraatit:
-Energia ravintoaine (Glukoosin aineenvaihdunnasta myöhemmin kappaleessa 6)
-Rakennekaava Cn(H2O)m (Sekä rengas- että avoketjuisena.Rengasrakenne vallitseva rakenne) [Opettele piirtämään glukoosin rakennekaava, tunnistamaan anomeerihiili ja α- ja β-,sekä D-muodot (L-muotoa ei yleisesti esiinny elimistössä),opettele myös muodostamaan glykosidisidos]
-Monosakkari: yksinkertainen sokeri
-Polysakkaridi: useiden sokerien muodostama molekyyli
-Yleisimpiä rakenteita ovat heksoosit ja pentoosit
-Sokeriosia proteiineissa/lipideissä kutsutaan Glykoproteiineiksi/-lipideiksi
Lipidit eli rasva-aineet:
1)
-Rasvat eli triglyseridit muodostuvat glyserolista ja siihen liittyneistä (3) rasvahaposta (CH3(CH2)nCOOH) (Kts s.93 ja vrt estereihin)
-Pooliton yhdiste, joka toimii pitkäaikaisena energia varastona (Rasva-aineiden aineenvaihdunnasta myöhemmin)
-Tyydyttynyt rasvahappo - vain yksinkertaisia sidoksia
-Tyydyttymätön rasvahappo (Nisäkkäät) - Sisältää kaksoissidoksia (Kasvikunta + vaihtolämpöiset eläimet) ( Mono = Yhden - Poly = Useampia )
2)
-Kalvolipidit sisältävät poolittoman ja poolisen osan, se on siis amfipaattinen.
-Glyserofosfolipidit, Sfingolipidit Kts G s.155,157 + opettele piirtämään ja ymmärtämään miten sidokset rakentuvat
3)
-Sterolit ja steroidit
-Steroidihormonit elintoimintojen säätelijöitä
-Kolestroli vaikuttaa solukalvon juoksevuuteen
-Kolestroli rakentuu A,B,C ja D Renkaista, A renkaan OH-ryhmästä sekä D- Renkaan sivuketjusta
-Kolestroli lähtöaineena Streoidihormonien synteesissä
Aminohapot ja Proteiinit:
-Aminohapot sisältää Aminoryhmän (Elimistön PH:ssa NH3+) Sekä Karboksyyliryhmän (Elimistön PH:ssa COO¯)
-DNA:n Koodaamia α-aminohappoja on elimistössä 20 Nämä ovat muotoa NH2-CH-COOH Ja kakkos hiilestä lähtee yleensä sivuketju, minkä perusteella aminohapot luokitellaan:
-1.Happamiin,2.emäksisiin,3.hydrofiilisiin,4.hydrofobisiin sekä 5. rikkipitoisiin aminohappoihin. (Kts s95)
- N-terminaali = Aminohappopää C-Terminaali karboksyylihappopää. Aminohapon Karboksyyliryhmä liittyy seuraavan aminohapon Aminoryhmään muodostuu peptidisidos (CONH) ja lohkeaa vettä.
Selvitä mikä orgaaninen reaktio, Substituutio eliminaatio vai additio?
-Myös proteiinit ovat energia ravintoaineita tästä myöhemmin lisää
Proteiinin rakenne:
Primaarirakenne: Aminohappojen järjestys
Sekundaarirakenne: a-kierre
(Vetysidos joka neljänteen aminohappoon B-laskos vetysidoksia kehden viereisen ketjun välillä)
Tertiaarirakenne: Disulfidi (s-s) sidokset,suolasillat, muut vetysidokset ja hydrofobiset vuorovaikutukset
Kvaternaarirakenne: Suolasidokset, muut vetysidokset, hydrofobiset vuorovaikutukset
Nukleotidit/Nukleiinihapot:
-DNA/RNA
-Koostuvat Pentoosisokerista (5-hiilinen), fosfaattiryhmästä, sekä pyrimidiini-(C,T,U)/puriini-emäksestä(A,G)
-B-Glykosyyliamiinisidos ja fosfoesterisidos Kts s.99 Kuva
-ATP/c-AMP
Atomin rakenteesta:
-Atomi koostuu Ytimestä sekä elektroneista (Verhoavat ydintä)
-Ydin koostuu Protoneista ( Varaus +e ) ja Neutroneista ( Ei varausta ). P + N = Ytimen massaluku
- Samalla alkuaineella on AINA sama määrä protoneja. Elektronien ja neutronien lukumäärä voi vaihdella.
- Elektronien muutos: Varaus muuttuu / Neutronien muutos: Alkuaineen eri isotoopit
- Atomin ominaisuudet riippuvat sen elektroniverhon rakenteesta ( Kyvystä luovuttaa / Vastaanottaa elektroneja)
Atomien ja Molekyylien välisistä sidoksista:
Kovalenttinen sidos: yksinkertainen, kaksinkertainen, kolminkertainen
Yksinkertainen: Molemmat atomit luovuttavat yhden elektronin ( Elektronipari, Sidoselektronit)
Kaksoissidos: Kaksi elektroniparia (Muodostuu yleensä kohtaan missä valmiiksi yksinkertainen sidos)
Kolmoissidos: Kolme elektroniparia (Harvinainen elimistössä, IsoG:n esimerkkinä syanidivety H:C:::N)
Reaktiivisuus: : < :: < :::
Muista myös Vapaat Elektroniparit (Typellä 1, Hapella 2)
Ionisidokset:
Jaksollisen järjestelmän alkuaineiden massat kasvavat vasemmalta->oikealle (Alas)
,kun taas Elektronegatiivisuudet kasvavat vasemmalta ->Oikealle
-Ionisidoksia muodostuu kun elektronegatiivisuus ero on riittävä. Näin ollen voidaan päätellä että Ioniyhdisteen massa sijoittautuu lähinnä elektronegatiiviselle atomille.
Vetysidokset muodostuvat vedyn ja mm.hapen tai typen välille. Vetysidosten ymmärtäminen on tärkeää mm vedenkoostumuksen kannalta. Klassinen kysymys on tästä että miksi veden kiehumispiste on molekyylipainoonsa nähden yllättävän korkea.
Van der Waalsin voimat:
-Hetkittäisiä dipoleja, jotka syntyvät kun vierekkäisten atomien elektronit hylkivät toisiaan.
-Kantama lyhyt, merkitys ainoastaan poolittomissa molekyyleissä
-Mahdollistavat pienimolekyylisille aineille nestemäisen ja kiinteän olomuodon
-Tutustu ja laske laskuja aiheesta Sähköinen dipoli ja Van der Waalsin voimat ( V(pot)=q / (4Πε) x [r(2)-r(1)]/[r(1)r(2)] ) Kts Galenoksen tehtävät sivuillta 74-75
Atomien kykyä sitoutua toisiinsa kuvataan sidosenergioilla (Kovalenteilla 200-700 kJ/mol. Ionisidokset n. 20kJ/mol)
Kpl 5.2 Sidosten esittäminen
Molekyyli- eli bruttokaava : Ensin ilmoitetaan Hiilet sitten vedyt, jonka jälkeen loput heteroatomit aakkosjärjestyksessä. esim C6 H10 O5 (Selluloosa)
Lewis-rakenne: Käytetään kaksoispisteitä kuvaamaan elektronipareja sekä vapaita elekronipareja esim.H:C:::C:H
Valenssiviivarakennne: H-C≡C-H
Tiivistetty rakennekaava: Tässä voidaan tiivistää VAIN vetyatomien muodostamat sidokset
esim CH3-CH2-O-CH2-Cl
Tikkukaava: Ota selvää Galenos s.76. Ei tarvitse merkitä vetyjä sekä hiilten sidoskulmat tulevat paremmin esiin
Isomeria:
Rakenneisomeria:
Runkoisomeria: Hiiliketjun erilainen haarautuminen on runkoisomeriaa
Paikkaisomeria: Substituentti, kuten funktionaalinen ryhmä voi olla eri paikassa (1. hiilessä tai 2. hiilessä tai jne…)
Funktioisomeria: Sama molekyylikaava mutta silti eri yhdisteryhmät (esim C2H6O etanoli sekä dimetyylieetteri)
Stereoisomeria:
Cis-Trans -isomeria: Kaksoissidos estää molekyylin kiertymisen, näin voi muodostua erimuotoja molekyylistä, jossa cis-muodossa hiilirungossa kiinni olevat atomit (väh 1 atomin molemmin puolin)
ovat samalla puolella, trans-muodossa ne ovat eri puolin.
Peilikuvaisomeria: Edellytyksenä asymmetrinen hiili eli kiraliakeskus. Tällainen hiili sitoo 4 eri atomia/atomiryhmää. Tällaiset isomeerit ovat toistensa peilikuvia.
Konformaatio: Ei pidetä isomerian lajina. Johtuu yksinkertaisten kovalenttisten sidosten kiertymisestä.
5.3 Hiilirungoissa on yksin, kaksin- tai kolminkertaisia sidoksia
Hybridisaatiot:
sp3: Hiili sitoo yksinkertaisilla sidoksilla neljää atomia
sp2: Yksi kaksinkertainen sidos ja kaksi yksinkertaista (sitoo siis 3:a atomia)
sp: yksi kolmenkertainen ja 1 yksinkertainen sidos
Rengasrakenteet:
Elimistössä 5- ja 6-hiiliset renkaat vallitsevia. Opettele tunnistamaan aromaattinen rengas (kts G sivu 80. kuva 5.3.4)
5.4 Funktionaaliset ryhmät
Kemialliset reaktion kohdistuvat yleensä funktionaalisiin ryhmiin. Näin ollen funktionaaliset ryhmät määräävät molekyylin luonteen.
- Opettele Gallen sivulla 81 esitetty taulukko ulkoa!
Alkoholit ( Hydroksyyliryhmä ) OH
Aldehydit (Karbonyyliryhmä ketjun päässä) C=O
Ketonit (Karbonyyliryhmä muualla kuin ketjun päässä) C=O
Karboksyylihapot (Karboksyyliryhmä) COOH
Esterit (Karboksylaatti/Alkoksiryhmä) R-CO-O-C-R
Amidit (Amidoryhmä) R-CO-N
Amiinit (Aminoryhmä) R-N
Tiolit (Merkaptoryhmä) SH
nitriilit (Syanoryhmä) CN
Kloridit (Klooriryhmä) Cl
Eetterit (Happisilta) R-O-R
5.5 Orgaaniset reaktiot
Termodynamiikka - Voiko reaktio tapahtua / kuinka pitkälle etenee
Kinetiikka - Tapahtuuko reaktio riittävän nopeasti
Eksergoninnen - Lämpöä vapautuu
Endergoninen - Lämpöä sitoutuu
ΔG=ΔH+TΔS Usein ΔG≈ΔH
G - Gibssin energian muutos G<0 Tp on tuotteissa G>0 Tp on lähtöaineiden puolella tp=tasapainotila
H - Entalpian muutos (Katkeavien ja muodostuvien sidosten erotus)
T - Lämpötila
S - Entropian muutos (Epäjärjestys)
RT lnK = -ΔG R=Kaasuvakio 8.314 J/(mol K) K=Tasapainovakio
Kpl 5.6 Orgaanisten reaktioiden kolme päätyyppiä:
Korvaus- eli substituutioreaktiot: 2 Lähtöainetta->2 Tuotetta esim G s.86 CH3-CL +OH¯ -> CH3-OH + Cl¯
Liittymis- eli additioreaktiot: 2 Lähtöainetta->1 Tuote (Kaksoissidos katkeaa) CH2=CH2+HCl -> CH3-CH2-Cl
Lohkaisu- eli eliminaatioreaktiot: 1 Lähtöaine->2 Tuotetta (Kaksoissidos muodostuu) CH3-CH2-Cl -> CH2=CH2 + HCl
Kts Galenoksen taulukko 5.5 s.87
Yhdisteen hapettuminen/Pelkistyminen
Hapettuminen: Happea liittyy TAI vetyä poistuu
Pelkistyminen: Happea poistuu TAI vetyä liittyy
Kpl 5.7 Biomolekyylit
Hiilihydraatit:
-Energia ravintoaine (Glukoosin aineenvaihdunnasta myöhemmin kappaleessa 6)
-Rakennekaava Cn(H2O)m (Sekä rengas- että avoketjuisena.Rengasrakenne vallitseva rakenne) [Opettele piirtämään glukoosin rakennekaava, tunnistamaan anomeerihiili ja α- ja β-,sekä D-muodot (L-muotoa ei yleisesti esiinny elimistössä),opettele myös muodostamaan glykosidisidos]
-Monosakkari: yksinkertainen sokeri
-Polysakkaridi: useiden sokerien muodostama molekyyli
-Yleisimpiä rakenteita ovat heksoosit ja pentoosit
-Sokeriosia proteiineissa/lipideissä kutsutaan Glykoproteiineiksi/-lipideiksi
Lipidit eli rasva-aineet:
1)
-Rasvat eli triglyseridit muodostuvat glyserolista ja siihen liittyneistä (3) rasvahaposta (CH3(CH2)nCOOH) (Kts s.93 ja vrt estereihin)
-Pooliton yhdiste, joka toimii pitkäaikaisena energia varastona (Rasva-aineiden aineenvaihdunnasta myöhemmin)
-Tyydyttynyt rasvahappo - vain yksinkertaisia sidoksia
-Tyydyttymätön rasvahappo (Nisäkkäät) - Sisältää kaksoissidoksia (Kasvikunta + vaihtolämpöiset eläimet) ( Mono = Yhden - Poly = Useampia )
2)
-Kalvolipidit sisältävät poolittoman ja poolisen osan, se on siis amfipaattinen.
-Glyserofosfolipidit, Sfingolipidit Kts G s.155,157 + opettele piirtämään ja ymmärtämään miten sidokset rakentuvat
3)
-Sterolit ja steroidit
-Steroidihormonit elintoimintojen säätelijöitä
-Kolestroli vaikuttaa solukalvon juoksevuuteen
-Kolestroli rakentuu A,B,C ja D Renkaista, A renkaan OH-ryhmästä sekä D- Renkaan sivuketjusta
-Kolestroli lähtöaineena Streoidihormonien synteesissä
Aminohapot ja Proteiinit:
-Aminohapot sisältää Aminoryhmän (Elimistön PH:ssa NH3+) Sekä Karboksyyliryhmän (Elimistön PH:ssa COO¯)
-DNA:n Koodaamia α-aminohappoja on elimistössä 20 Nämä ovat muotoa NH2-CH-COOH Ja kakkos hiilestä lähtee yleensä sivuketju, minkä perusteella aminohapot luokitellaan:
-1.Happamiin,2.emäksisiin,3.hydrofiilisiin,4.hydrofobisiin sekä 5. rikkipitoisiin aminohappoihin. (Kts s95)
- N-terminaali = Aminohappopää C-Terminaali karboksyylihappopää. Aminohapon Karboksyyliryhmä liittyy seuraavan aminohapon Aminoryhmään muodostuu peptidisidos (CONH) ja lohkeaa vettä.
Selvitä mikä orgaaninen reaktio, Substituutio eliminaatio vai additio?
-Myös proteiinit ovat energia ravintoaineita tästä myöhemmin lisää
Proteiinin rakenne:
Primaarirakenne: Aminohappojen järjestys
Sekundaarirakenne: a-kierre
(Vetysidos joka neljänteen aminohappoon B-laskos vetysidoksia kehden viereisen ketjun välillä)
Tertiaarirakenne: Disulfidi (s-s) sidokset,suolasillat, muut vetysidokset ja hydrofobiset vuorovaikutukset
Kvaternaarirakenne: Suolasidokset, muut vetysidokset, hydrofobiset vuorovaikutukset
Nukleotidit/Nukleiinihapot:
-DNA/RNA
-Koostuvat Pentoosisokerista (5-hiilinen), fosfaattiryhmästä, sekä pyrimidiini-(C,T,U)/puriini-emäksestä(A,G)
-B-Glykosyyliamiinisidos ja fosfoesterisidos Kts s.99 Kuva
-ATP/c-AMP
Info
Hei,
Olen nuori Helsinkiläinen mies, 25.5.2011 oli ensimmäinen kertani kun pyrin “Lääkikseen” koe tuntui luistavan hyvin ja vastaukseni näyttivät ihan hyviltä mallivastauksiin nähden, tietenkin niitä kämmejä myös oli ja yhteen tehtävään ei enään aika riittänyt. En kuitenkaan täysin usko siihen että pisteet riittäisivät tällä kertaa Helsinkiin joten tänään, 27.05.2011, päätin aloittaa oman uuden projektin. Tämän projektin olisi tarkoitus kestää aina ensi kevään pääsykokeeseen asti. Aion siis avata Galenoksen kappale kappaleelta tällä blogille sekä linkittää aiheeseen liittyviä linkkejä tänne. Kaikki tämä lähinnä itseäni ja omaa opiskeluprojektiani varten, mutta myös teille muille samoista asioista kamppaileville. Toivon myös että muistiinpanoni herättävät rakentavaa keskustelua ja mikäli niissä on korjailtavaa niin olen kiitollinen mikäli siitä huomautetaan. Kappaleet 1-4 ovat lähinnä läpiluettavaa Terveystietoa yms, tuskin niistä paljoa muistiinpanoja tulee näkyviin. Ei ainakaan aivan ensimmäisenä ole julkaisu listoillani. Aloitankin siis kappaleesta 5, mikä käsittää lähestulkoon koko Galenoksen kemian. Tämän jälkeen lähden etenemään suunninpiirtein kappaleiden järjestyksessä.
Toivottavasti onnistun motivoimaan lukijoitani sekä olemaan tukena ensi kevään valintakokeita katsoen. Uskon kaikilla on mahdollisuus päästä lääkikseen ilman kalliita valmennuskursseja, kunhan vain jaksaa lukea tarmokkaasti. Vaikka julkaisen paljon muistiinpanoja kemiasta, fysiikasta ja biologiasta tulee muistaa että pelkästään näiden selailu ei riitä. On tärkeätä lukea galenosta ja tehdä omia alleviivauksia ja muistiinpanoja jotta opiskelu on jatkuvasti nousujohteista. Lukemisen lisäksi suosittelen haalimaan mahdollisimman paljon kemian ja fysiikan tehtäviä ja tekemään niitä aina sinne pääsykokeeseen asti. Viisi tuntia on yllättävän lyhyt aika tehdä viittätoista tehtävää, joten tarkka laskurutiini on elintärkeää. Vaikka laskut osaisi, muttei ole riittävää laskurutiinia niin se lyhyt aika kuluu tehtävien miettimiseen ei niiden tekemiseen ja tarkastamiseen.
Olen nuori Helsinkiläinen mies, 25.5.2011 oli ensimmäinen kertani kun pyrin “Lääkikseen” koe tuntui luistavan hyvin ja vastaukseni näyttivät ihan hyviltä mallivastauksiin nähden, tietenkin niitä kämmejä myös oli ja yhteen tehtävään ei enään aika riittänyt. En kuitenkaan täysin usko siihen että pisteet riittäisivät tällä kertaa Helsinkiin joten tänään, 27.05.2011, päätin aloittaa oman uuden projektin. Tämän projektin olisi tarkoitus kestää aina ensi kevään pääsykokeeseen asti. Aion siis avata Galenoksen kappale kappaleelta tällä blogille sekä linkittää aiheeseen liittyviä linkkejä tänne. Kaikki tämä lähinnä itseäni ja omaa opiskeluprojektiani varten, mutta myös teille muille samoista asioista kamppaileville. Toivon myös että muistiinpanoni herättävät rakentavaa keskustelua ja mikäli niissä on korjailtavaa niin olen kiitollinen mikäli siitä huomautetaan. Kappaleet 1-4 ovat lähinnä läpiluettavaa Terveystietoa yms, tuskin niistä paljoa muistiinpanoja tulee näkyviin. Ei ainakaan aivan ensimmäisenä ole julkaisu listoillani. Aloitankin siis kappaleesta 5, mikä käsittää lähestulkoon koko Galenoksen kemian. Tämän jälkeen lähden etenemään suunninpiirtein kappaleiden järjestyksessä.
Toivottavasti onnistun motivoimaan lukijoitani sekä olemaan tukena ensi kevään valintakokeita katsoen. Uskon kaikilla on mahdollisuus päästä lääkikseen ilman kalliita valmennuskursseja, kunhan vain jaksaa lukea tarmokkaasti. Vaikka julkaisen paljon muistiinpanoja kemiasta, fysiikasta ja biologiasta tulee muistaa että pelkästään näiden selailu ei riitä. On tärkeätä lukea galenosta ja tehdä omia alleviivauksia ja muistiinpanoja jotta opiskelu on jatkuvasti nousujohteista. Lukemisen lisäksi suosittelen haalimaan mahdollisimman paljon kemian ja fysiikan tehtäviä ja tekemään niitä aina sinne pääsykokeeseen asti. Viisi tuntia on yllättävän lyhyt aika tehdä viittätoista tehtävää, joten tarkka laskurutiini on elintärkeää. Vaikka laskut osaisi, muttei ole riittävää laskurutiinia niin se lyhyt aika kuluu tehtävien miettimiseen ei niiden tekemiseen ja tarkastamiseen.
Tilaa:
Kommentit (Atom)