Derivati degli Acidi Carbossilici: Classe IVa Liceo Scientifico Le Ammidi Classe IVa Liceo Scientifico Marta Franceschetti

Derivati degli Acidi Carbossilici Alogenuro Acilico Anidride Estere Ammidi: l’ossidrile (-OH) è sostituito con un gruppo amminico (-NR2)

Dove si trovano le Ammidi? Urea: prima molecola organica sintetizzata in laboratorio (diammide) Isetticidi: Autan Antibiotici: Penicillina Polimeri: Sintetici Proteine

Ammidi: Nomenclatura Primarie Secondarie Terziarie Cicliche Etanammide (Acetammide) Dietanammide (Diacetammide) Trietanammide (Triacetammide) Benzenammide (Benzammide) Cicliche

Antibiotici: Penicilline e Cefalosporine 1928 Batteriologo A. Fleming: Nelle vicinanze della muffa Penicillium notatum lo stafilococco moriva Penicillina G La penicillina funge da substrato all’enzima Transpeptidasi durante la sintesi della parete batterica. L’enzima è inattivato, il batterio privo di parete muore. Cefalosporina C

Interazioni elettrostatiche - Proprietà fisico-chimiche I punti di ebollizione e di fusione piuttosto elevati delle ammidi sono determinati dalla possibilità di instaurare legami idrogeno. Le ammidi a basso peso molecolare sono solubili in acqua. Via via che la catena si allunga, la solubilità in acqua diminuisce.

Caratteristiche del legame ammidico: Formule di risonanza Le Ammidi sono meno basiche delle Ammine: il doppietto elettronico sull’azoto è infatti delocalizzato, quindi meno disponibile. Il legame ammidico ha un parziale carattere di doppio legame Blocco rotazionale lungo quel legame Il legame C-L si accorcia progressivamente all’aumentare del peso della risonanza tra i derivati degli acidi carbossilici

Grande stabilità delle Ammidi Reattività: Sostituzione nucleofila acilica Forte delocalizzazione del doppietto dell’N, riduzione della carica positiva a carico del carbonio carbonilico. NR2 maggior basicità. NR2 minor capacità come gruppo uscente. Grande stabilità delle Ammidi Reattività verso la sostituzione nucleofila acilica

Ottenimento di un’Ammide Cloruro Acilico + Ammina Ammide + Acido Cloridrico Idrolisi dei derivati degli acidi carbossilici

…infatti in natura non esistono cloruri aciclici Ammidi Inerzia Chimica …infatti in natura non esistono cloruri aciclici Contrazione muscolare Elevata presenza in natura Enzimi-Catalizzatori biologici Le molecole della vita: LE PROTEINE = Polimeri biologici di Aminoacidi Protezione immunitaria-Anticorpi Struttura Trasporto-Emoglobina

= Molecola di grandi dimensioni (macromolecola) Che cosa è un POLIMERO? = Molecola di grandi dimensioni (macromolecola) 104<PM<107 Dalton - Costituito da unità più piccole (monomeri) - Unite da legami covalenti - Si ripetono un elevatissimo numero di volte - Ogni monomero ha almeno due gruppi funzionali Struttura: Omopolimeri: costituiti da un solo monomero Eteropolimeri: due o più monomeri diversi Origine: Naturali: Polisaccaridi, Proteine, Quarzo… Sintetici: Polivinilici, Poliuretani, Poliesteri, Poliammidi… Meccanismi di polimerizzazione: Polimeri di condensazione: reazione tra monomeri avviene con eliminazione di piccole molecole (H2O, HCl, CH3OH) Polimeri di addizione: successive addizioni di unità molecolari

I due gruppi funzionali rendono l’Aminoacido sia Acido che Basico. Che cosa è un AMINOACIDO? I due gruppi funzionali rendono l’Aminoacido sia Acido che Basico. Zwitterione: molecola neutra nel suo complesso, ma che possiede sia cariche negative che positive.

I gruppi R possono essere Acidi, Basici, Neutri polari o non polari. Migrazione in un campo elettrico La migrazione si arresta in corrispondenza del Punto Isoelettrico = valore di pH per il quale un composto esiste sottoforma zwitterionica. Uno zwitterione non dà migrazione elettroforetica. Proteine e Aminoacidi possono essere separati in funzione del loro PI per elettroforesi su gel. a-Aminoacidi della serie L

Formazione del Legame Peptidico = Legame Ammidico Rigidità del Legame Peptidico: Planarità

La funzione della proteina è legata alla sua STRUTTURA

Struttura Primaria e reattività del gruppo R Proteine: Struttura Primaria e reattività del gruppo R INSULINA

Proteine: Struttura Secondaria Struttura Secondaria ad a-elica Struttura Secondaria ad b-foglietto Legami idrogeno tra Aminoacidi della stessa catena NH e CO puntano in direzioni opposte paralleli all’asse dell’elica I gruppi R puntano verso l’esterno dell’elica Elica avvolta in senso orario, 3.6 aminoacidi ogni giro Guppi NH e CO di catene adiacenti puntano uno verso l’altro in modo che siano possibili Legami idrogeno tra Aminoacidi di catene polipeptidiche diverse che corrono antiparallele I gruppi R sono alternativamente sopra e sotto i piani del foglietto

Cheratina e Permanente Agenti riducenti rompono i legami S-S della cheratina dei capelli. Un’emulsione ossidante ripristina i ponti S-S, ma in posizioni differenti conferendo una diversa geometria al capello

Struttura Quaternaria Struttura Terziaria Struttura Quaternaria Cambiamento nella struttura primaria si riflette nella perdita di forma e di funzione Anemia Falciforme Acido Glutammico (aa acido) sostituito con Valina (aa neutro) Precipitazione dell’Hb nel globulo rosso che assume forma “a falce” Diverso avvolgimento della catena b Hb S

Es: Denaturazione dell’Albumina nell’uovo Denaturazione: la proteina perde la sua struttura tridimensionale quindi la sua funzione fisiologica Es: Denaturazione dell’Albumina nell’uovo La denaturazione delle proteine avviene al crescere della temperatura e in altre condizioni estreme, quali una forte variazione della concentrazione salina o in presenza di alte concentrazioni di alcune sostanze (dette denaturanti), quali l’urea, SDS (sodio dodecil-solfato).

Polimeri sintetici: Poliammidi Fibre di Poliammide al microscopio Nylon Famiglia di poliammidi sintetiche prodotte per condensazione Nylon 6,6 (1935 Du Pont USA) + Esametilendiammina Acido Adipico Caratteristiche Fibre Tessili Legami idrogeno intra- e intermolecolari dati dalla presenza di gruppi NH e CO. Regolarità delle catene. Elasticità. Resistenza all’abrasione. Durezza. Fibre di Poliammide al microscopio

Polimeri sintetici: Poliarammidi Kevlar Grande resistenza alle trazioni e agli urti. Vastamente utilizzato dalle corde degli alpinisti ai giubbotti antiproiettile 1,4 – fenilendiammina (diammina aromatica) Cloruro di tereftaloile (acido aromatico)

Bibliografia CHIMICA ORGANICA di Peter, Vollhardt Neil, Schore Ed. Zanichelli CHIMICA di Dudley Herron, Kukla, DiSpezio, Schrader, Erickson, Cacciatore Ed. Le Monnier IL SISTEMA CHIMICO di Tenca, Cozzi, Caratto Ed. Marietti Scuola GENETICA di Russell P.J. EdiSES