Chirality and its biological role (Albanian language) - www.wespeakscience.com
âą
5 likesâą3,836 views
This presentation focuses on Organic Chemistry, especially Stereochemistry for 3D shape of molecules. When the same chemical substance differs in its spatial construct it changes in a drastic way its own features, in a biological environment. Ky prezentim fokusohet ne Kimine Organike, ne veçanti ne Stereokimine per formen tredimensionale te molekulave. Kur substanca eshte e njejte por vetem ndryshon konstrukti hapsinor i molekules se saj, ajo ndryshon ne menyre drastike vetite e saj ne mjedise biologjike.
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Chirality and its biological role (Albanian language) - www.wespeakscience.com
- 1. Universiteti i Prishtinës Fakulteti i Mjekësisë Dega Farmaci Lenda: Stereokimia e barnave-Sinteza e komponenteve eutomerike Tema: Kiraliteti dhe roli I tij biologjik Prof. Dr. Dashnor NEBIJA Studenti: Zeqir KRYEZIU Prishtinë, 2014
- 2. 1. Hyrje Stereokimia Ă«shtĂ« disiplinĂ« e kimisĂ« e cila studion vendosjen dhe renditjen e atomeve tĂ« molekulĂ«s nĂ« hapĂ«sirĂ«. Kjo disiplinĂ« e kimisĂ« kishte fillet e saj nga Louis Pastuer i cili duke vrojtuar kripĂ«rat e acidit tartarik vĂ«rejti se e rrotullojnĂ« planin e dritĂ«s sĂ« polarizuar, kĂ«tĂ« aktivitet optik arritĂ«n tâa sqarojnĂ« Jacobus vanât Hoff dhe Joseff Le Bel me modelin e katĂ«r substituentĂ«ve tĂ« ndryshĂ«m qĂ« lidhen nĂ« atomin e karbonit qĂ« ka orbitalet me orientim tetrahedrik dhe se ajo renditje e katĂ«r substituentĂ«ve tĂ« ndryshĂ«m mund tĂ« bĂ«hej nĂ« dy mĂ«nyra. Forma e molekulĂ«s Ă«shtĂ« rezultat i hibridizimit dhe gjeometrisĂ« sĂ« lidhjeve tĂ« atomeve nĂ« molekulĂ«. NjĂ« koncept fundamental i kimisĂ« organike thotĂ« se struktura e molekulĂ«s Ă«shtĂ« pĂ«rgjegjĂ«se pĂ«r vetitĂ« e saj. IzomerĂ«t janĂ« komponime me formulĂ« tĂ« njejtĂ« molekulare, por kanĂ« strukurĂ« tĂ« ndryshme kimike. IzomerĂ«t ndahen nĂ« izomerĂ« konstitucional dhe stereoizomer.
- 3. 1. IzomerĂ«t Konstitucional mund tĂ« jenĂ«: vargor, pozicional dhe funksionor (tek kĂ«ta izomer ndyshon renditja e atomeve â sekuenca e lidhjeve). n- pentan izopentan C5H12 neopentan propanol-1 metoksietan C3H8O 2-pentanamine 3-pentanamine C5H14N
- 4. 2. StreoizomerĂ«t kanĂ« renditje tĂ« njejtĂ« tĂ« atomeve - sekuencĂ« tĂ« njejtĂ« tĂ« lidhjeve, por tek kĂ«ta ndryshon vetĂ«m vendosja e atomeve tĂ« molekulĂ«s nĂ« hapesirĂ«. Stereoizomeret mund tĂ« jenĂ«: a. Stereoizomer konformacional (pĂ«r tĂ« bĂ«rĂ« stereoizomerin identik duhet vetĂ«m rotullimin e lidhjes Ï) b. Stereoizomer konfiguracional (pĂ«r tĂ« bĂ«rĂ« stereoizomerin identik duhet tĂ« shkĂ«puten lidhjet kimike dhe tĂ« vendosen atomet nĂ« pozita pĂ«rkatĂ«se tĂ« pĂ«rputhshme me izomerin nĂ« fjalĂ«). StereoizomerĂ«t konfiguracional mund tĂ« jenĂ«: Gjeometrik (Cis;Trans ose E;Z) dhe Optik (Enantiomer dhe Diastereomer) a) b)
- 5. Izomeria gjeometrike shfaqet nga pamundësia e rrotullimit të lirë të një pjese te molekulës përreth lidhjes dyfishe C=C. 1. Izomerët Cis (Z) 2. Izomerët trans (E) C C CH3 HH3C H C C CH3 HH H3C trans-2-butene cis-2-butene Te sistemet ciklike H CH3 Cl H CH3 H Cl H 1-chloro-2-methylcyclopentane trans cis Nonemklatura E-Z në bazë të prioritetit
- 6. 2. Llojet e projeksioneve Projeksioni me pyka dhe vija Projeksioni i Fischer-it Projeksioni i Newman-it Projeksioni e Haworth-it Acidi Tartarik α - Glukoza ÎČ - Fruktoza Butani
- 7. Projeksionet Sawhorse Projeksionet karrige dhe barke H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H 1. Syn (ekliptik) 2. Gauche (shkallor) 3. Ekliptik 4. Anti (anti-peri-planar) Cikloheksani
- 8. 3. 1. Kiraliteti â qendra kirale Kiraliteti Ă«shtĂ« term qĂ« i referohet molekulĂ«s e cila nuk mund pĂ«rputhet me imazhin e saj nĂ« pasqyrĂ«. Shembulli me tĂ« cilin mund ta kuptojmĂ« kiralitetin Ă«shtĂ« rasti i duarve, nga edhe ka rrjedhur fjala âkiralâ nga gjuha greke qĂ« do tĂ« thotĂ« âdorĂ«â NĂ« tĂ« shumtĂ«n e rasteve, kiraliteti rezulton nga orientimi nĂ« hapesirĂ« i katĂ«r substituentĂ«ve tĂ« ndryshĂ«m rreth karbonit me hibridizim sp3 (tetrahedral) i cili quhet qendĂ«r kirale ose qendĂ«r stereogjenike (me rekomandim te IUPAC ne vitin 1996).
- 9. 3. 2. Molekula kirale dhe akirale Kiraliteti i molekulës për herë të parë është raportuar në vitin 1815 nga Jean Baptist Biot, i cili në vitin 1835 e zbuloi edhe rrotullimin e planit të dritës së polarizuar, gjatë kalimit të saj nëpër tretësirën e sheqerit (aktiviteti optik). Molekula kirale: 1. Mos përputhja me imazhin e saj pasqyror 2. Stereoqendra (nuk është e domosdoshme) 3. Nuk duhet të ketë ndonjë element të simetrisë (rrafshi, qendra dhe boshti). O O CH3 CH3 HH 2,5-dimethyl-1,4-dioxane Rrafsh simetrie (Reflektim) Qender simetrie (Inversion) Bosht simetrie (Rotacion) . CH3 CH3F F Br Br (2S,3R)-2,3-dibromo-2,3-difluorobutane (1S,3S)-1,3-dibromo-1,3-dichloropropan-2-one 180o Forma mezo (2S,5R)
- 10. 3.2. Shembuj H H3CH2C CH2CH2CH3 Cl H H3CH2C CH2CH3 Cl kirale * akirale H CH3 akirale O O CH3 H H CH3 * * kirale akirale (plan simetrie) OH CH3 HO * * * kirale CH3 HO OH * * Akirale-mezokomponim (plan simetrie)
- 11. 3.3. Molekulat kirale pa stereoqendër Molekulat mund të jenë kirale edhe pa qendër kirale (kemi thënë se nuk është e domosdoshme stereoqendra). Kiraliteti aksial dhe planar Në kushte të caktuara termodinamike këto tregojnë aktivitet te molekules kirale- pasiqë nuk rrotullohen spontanisht rreth lidhjeve dyfishe. Por, në temperatura të larta, shtypje të medha, barriera energjetike e lëvizjes së lirë rreth lidhjes dyfishe zvogëlohet dhe këto nuk tregojnë aktivitet të molekulës kirale. Allene-diene te kumuluara C C C R2 R1 R3 R4 R1 R2 R4 R3 Spirane sp2sp2 sp
- 12. Atropizomerizmi u zbulua nga Richard Kuhn ne vitin 1933. AtropizomerĂ«t(bifenilet, binaftilet etj.) janĂ« stereoizomerĂ« konformacional. KanĂ« kiralitet aksial, ai vie nga pamundĂ«sia e rrotullimit rreth lidhjes Ï, nga pengesa sterike e subsituentĂ«ve nĂ« pozitat orto. Biphenyle 6,6'-dinitrobiphenyl-2,2'-dicarboxylic acid AtropizomerĂ«t sipas EnergjisĂ« torzionale(rrotulluese) mund tĂ« ndahen nĂ« tri klasa: 1. ÎErot < ~20 kcal/mol - KanĂ« rrotullim tĂ« shpejtĂ« rreth boshtit dhe nĂ« praktikĂ« nuk janĂ« kirale, kanĂ« strukturĂ« tĂ« atropizomerĂ«ve por nuk mund tĂ« ndahen nĂ« enantiomerĂ«. 2. ~20 kcal/mol †ÎErot †~30 kcal/mol â KanĂ« rrotullim mĂ« tĂ« ngadalshĂ«m (gjysmĂ«-jeta e rendit minutĂ«-muaj)- janĂ« kirale. Izolohen si pĂ«rzierje stereoizomerĂ«sh. 3. ÎErot >> ~30 kcal/mol â KanĂ« rrotullim shumĂ« tĂ« ngadalshĂ«m (gjysmĂ«-jeta e rendit tĂ« viteve) â Mund tĂ« izolohen si izomerĂ« optik.
- 13. Kiraliteti Planar trans-Cyclooctene para-Cyclophane Helicenet-komponime organike policikilike te orto-kondensuara meta-Cyclophane R
- 14. 3.4. EnantiomerĂ«t dhe diastereomerĂ«t Dy molekula tĂ« cilat janĂ« kirale dhe tĂ« cilat qĂ«ndrojnĂ« si objekti me imazhin e tij nĂ« pasqyrĂ« dhe qĂ« nuk pĂ«rputhen mes vete janĂ« stereoizomerĂ« konfiguracional tĂ« cilĂ«t quhen enantiomerĂ«. (Duhet qĂ« tĂ« jenĂ« gjithmonĂ« kirale) DiastereomerĂ«t janĂ« molekula tĂ« cilat, nuk janĂ« si objekti dhe imazhi i tij nĂ« pasqyrĂ«. (Mund tĂ« jenĂ« gjeometrik dhe optik). QĂ« mund tĂ« jenĂ« akiral dhe kiral. Termet âkiralâ dhe âakiralâ i referohen njĂ« molekule tĂ« vetme, kurse termi enantiomer dhe diastereomer i referohet marrdhĂ«nies ndĂ«rmjet dy molekulave. Numri maksimal i stereoizomerĂ«ve = 2n ; ku n-praqet numrin e stereoqendrave. Diastereomeret qe kane konfiguracion te ndryshem vetem ne nje qender stereogjenike quhen epimerĂ«, p.sh: cholestanol dhe coprostanol. (vetem ne C5 konfiguracion i ndryshem) C C CH2OH CHO H OH H OH C C CH2OH CHO HO H HO H C C CH2OH CHO H OH HO H C C CH2OH CHO HO H H OH Erythrose Threose Enantiomer Enantiomer Diastereomer
- 15. Nevoja për të përcaktuar kahjen e gjërave asimetrike (arkitektët, botanistët, biologët, kimistët, mjekët etj.) 3.5. Konfiguracioni i Stereoizomerëve
- 17. 1. Konfiguracioni relativ (D/L) 2. Konfiguracioni absolut (R/S) Sistemi i konfiguracionit relativ D-L CHO C CH2OH HO H CHO C CH2OH H OH D(+)-gliceraldehidiL(-)-gliceraldehidi Ky konfiguracion Ă«shtĂ« pĂ«rcaktuar me konventĂ« nĂ« bazĂ« tĂ« gliceraldehidit. TĂ« gjitha komponimeve qĂ« me reaksione kimike janĂ« sjellĂ« nĂ« lidhmĂ«ri me (+)gliceraldehidin u Ă«shtĂ« pĂ«rshkruar konfiguracioni relativ D (d-dextrorotatory) dhe pĂ«r (-)gliceraldehidin L (l-levororatory). Shenjat (+) dhe (-) do tâi sqarojmĂ« tek akvititeti optik. VĂ«shtirĂ«sitĂ« e perdorimit tĂ« sistemit D-L: Tek disa komponime tjera ekziston mospĂ«rputhje ndĂ«rmjet (+) dhe (-) dhe D-L, pĂ«rshembull tek aminoacidet kemi L(+)alanina dhe L(-)serina. COOH C CH3 H2N H COOH C CH2OH H2N H L(+)alanina L(-)serina 3.5. Konfiguracioni i StereoizomerĂ«ve
- 18. Konfiguracioni relativ pĂ«r molekulat me mĂ« shumĂ« se njĂ« stereoqendĂ«r Ă«shtĂ« plotĂ«suar sepse ka hasur nĂ« vĂ«shtirĂ«si. P.sh tek sheqernat D dhe L pĂ«rcaktohet nĂ« stereoqendrĂ«n qĂ« mban tĂ« lidhur alkoolin primar âCH2OH. Sistem tjetĂ«r me i avansuar dhe qĂ« pershkruan saktĂ«sisht strukturĂ«n dhe nuk has nĂ« asnjĂ« lloj vĂ«shtirĂ«sie Ă«shtĂ« sistemi R-S ose CIP sistemi dhe ky quhet konfiguracioni absolut dhe pĂ«r dallim nga konfiguracioni relativ, ky pĂ«rcaktohet tek secila stereoqendĂ«r. D-(-)-EritrozĂ« L-(+)-EritrozĂ« D-(-)-TreozĂ« L-(+)-TreozĂ«
- 19. Sistemi i konfiguracionit absolut R-S (CIP sistemi) Ky sistem Ă«shtĂ« me i avansuari dhe i cili pĂ«rshkruan orientimin hapsinor tĂ« substituenteve tek secila stereoqendĂ«r e molekulĂ«s. Shenjat R(Rectus â djathtĂ«- kahje e akrepave tĂ« orĂ«s) dhe S (Sinister-majtĂ«-kundĂ«r kahjes sĂ« akrepave tĂ« orĂ«s). Ky sistem u hartua nga tre shkencĂ«tarĂ«t Cahn-Ingold-Prelog. PĂ«rcaktimi i konfiguracionit bĂ«het duke pĂ«rfillur rregullĂ«n e prioritetit (nĂ« bazĂ« tĂ« numrit atomik tĂ« substituentĂ«ve). Br C H CH3 Cl C Br H Cl CH3 Br (S) â 1- brom -1-kloretani 1 2 3 *4 1 2 3 (S)
- 20. H C F Cl Br 1 2 3 4 C H OH H3C CH2OH 1 2 3 4* * X S Y XS Y (Y) (X) XS Y XS Y (Y) (X) (Y) (X) S â stereoqendra Rregullat e caktimit te prioritetit Prioritet mĂ« tĂ« lartĂ« ka atomi me numĂ«r mĂ« tĂ« madh atomik. NĂ«se atomi i parĂ« Ă«shtĂ« me numĂ«r atomik tĂ« njĂ«jtĂ«, prioriteti caktohet nga atomi pasues. NĂ«se kemi tĂ« bĂ«jmĂ« me substituentĂ« tĂ« cilĂ«t ndĂ«rmjet vete janĂ« izotope atĂ«herĂ« prioritet mĂ« tĂ« madh ka substituenti me masĂ« atomike relative mĂ« tĂ« madhe. Rregulla e prioritetit tĂ« lidhjeve NĂ«se atomet pĂ«rmbajnĂ« lidhje dyfishe apo trefishe, caktimi i prioritetit bĂ«het duke i konsideruar atomet (X dhe Y) si tĂ« dyfishuara apo trefishuara nĂ« skajin tjetĂ«r tĂ« lidhjes dyfishe apo trefishe. Atomet e dyfishuara (ne kllapa) njihen edhe si atome fantazme âphantom atomsâ
- 21. Numri atomik 35 17 16 15 8 7 6 1 1 Prioritet i lartë Br > Cl > S > P > O > N > C > 2 1D > 1 1H Prioritet i ulët H C H H H C H C H H H O H O C H H H C CH3 CH3 H C CH3 H H C NH2 CH3 H C Cl H H Prioritet i ulët Prioritet i ulëtPrioritet i lartë Prioritet i lartë Prioritet i lartëPrioritet i ulëtPrioritet i ulët Prioritet i lartë
- 22. Shembuj të percaktimit të konfiguracionit absolut dhe relacioni mes katër stereoizomereve (sepse komponimi ka 22 stereoizomerë) C C H3C CH3 H OH H Br (2S,3R)-3-brom-2-butanol C C H3C CH3 Br H HO H (2R,3S)-3-brom-2-butanol C C H3C CH3 H OH Br H (2S,3S)-3-brom-2-butanol C C H3C CH3 H Br HO H (2R,3R)-3-brom-2-butanol Enantiomerë Enantiomerë DiastereomerëDiastereomerë Diastereomerë
- 23. Gjatë këtyre manipulimeve nuk duhet të ndryshojë konfiguracioni absolut (ne i bëjm këto lëvizje të lejuara për lehtësim të përcaktimit të konfiguracionit absolut) 1. Rrotullimi në rrafshin e letrës vetëm për 180 o. 2. Ndërrimi i vendeve të tre substituenteve duke mos e ndërruar vendin e substituentit të katërt. 3. Ndërrimin e katër substituenteve në çifte. 3.6. Operacionet e lejuara në projeksionet e Fischer-it
- 24. C C C C C O H CH2OH OHH HHO OHH OHH 2(R), 3(S), 4(R), 5(R) (+) glukoza C C C H OH OO C H HHO C OHH C ( ) ( ) [O]__ [C, O, O] [C, O, C] __ __ â ⥠⹠⣠C â ⥠⹠⣠C â âĄâą ⣠(R) __ 3.7. Shembulli i pĂ«rcaktimit konfiguracionit absolut nĂ« projeksionet e Fischer-it NdĂ«rrimi i katĂ«r substituentĂ«ve nĂ« çifte. Substituenti me prioritet mĂ« tĂ« vogĂ«l duhet tĂ« dalĂ« poshtĂ«.
- 25. Sistemi E-Z përcaktohet në bazë të prioritetit. Nga gjuha gjermane shenjat E (entgegen-kundër) dhe Z (zusammen-së bashku). C C Prioritet i lartë Prioritet i lartëPrioritet i ulët Prioritet i ulët C C Prioritet i lartë Prioritet i lartë Prioritet i ulët Prioritet i ulët (E) (Z) Sistemi P-M edhe ky përcaktohet në bazë të prioritetit. Shenjat P dhe M janë për plus dhe minus duke krahasuar me akrepat e orës. Përdoret për atropoizomerë, allene, spirane. 3.8. Konfiguracionet E-Z dhe P-M
- 26. 4. Qendrat kirale tĂ« tjera pĂ«rpos karbonit Tetrahedral (sp3) 109.5o Trigonal â planar (sp2) 120o Tetrahedral (sp3) 109.5o PĂ«rveç karbonit tĂ« cilin e morem si shembull deri tani qĂ« mund tĂ« jetĂ« qendĂ«r kirale, stereoqendra mund tĂ« jenĂ« edhe nga atomi i azotit, fosforit, sulfurit, silicit, arsenit, antimonit etj. Edhe te kĂ«to raste vlejnĂ« tĂ« gjitha rregullat e mĂ«sipĂ«rme si tĂ« karboni kiral. Tek kĂ«to raste prioriteti mĂ« i vogĂ«l i takon çiftit elektronik, kurse tek karboni prioritet mĂ« tĂ« vogĂ«l kishte 1H . Aminat terciare, janĂ« kirale nĂ« teori, por nĂ« praktikĂ« ndryshon situata sepse interkonvertimi shumĂ« shpejt i bĂ«n ato akirale dhe vetĂ«m kur ai interkonvertim Ă«shtĂ« i bllokuar atĂ«herĂ« kemi edhe kiralitetin e atyre komponimeve edhe nĂ« praktikĂ«, pra ato do tĂ« tregojnĂ« aktivitet optik. Ăka Ă«shtĂ« interkonvertimi (inversioni) te azoti: NĂ« vitin 1934 u zbulua inversioni i aminave. KĂ«te inversion e shkakton çifti i lirĂ« elektronik i cili kur lĂ«viz (thuhet nĂ«pĂ«r berthamĂ«) shkakton âpasqyrimâ tĂ« orientimit tĂ« substituentĂ«ve. Kjo njihet si âquantum mechanical tunnelingâ. KĂ«tu ekziston ekuilibri mes aminave me strukturĂ« tetrahedrale-janĂ« enantiomere, kanĂ« stabilitet tĂ« njejtĂ« dhe janĂ« nĂ« sasi tĂ« njejta. (PĂ«rzierje racemike-optikisht inaktive)
- 27. 4. Qendrat kirale tĂ« tjera pĂ«rpos karbonit Inversioni mund tĂ« ndodh nĂ« shumĂ« molekula, por matjet laboratorike tregojnĂ« qĂ« vetĂ«m nĂ« rastin e azotit ky invertim ndodh dukshĂ«m mĂ« shpejtĂ« sepse ekziston njĂ« barrierĂ« mjaft e vogĂ«l e lĂ«vizjes sĂ« çiftit tĂ« lirĂ« elektronik. PĂ«r shkak tĂ« âpĂ«rmbysjesâ sĂ« lehtĂ«-invertimit dhe racemizimit, nĂ« kĂ«to raste nuk e konsiderojmĂ« atomin e azotit (tĂ« lidhur me tre substituentĂ« tĂ« ndryshĂ«m + çiftin e lirĂ« elektronik) si stereoqendĂ«r. Tek tĂ« tjerĂ«t elemtente me njĂ« ose me shumĂ« çifte tĂ« lira elektronike, si fosfori ose sulfuri inversioni ndodh shumĂ« ngadalĂ« ose fare. Azoti si stereoqender Megjithate jo te gjitha atomet e azotit invertojne lehte. Keshtu ne dy rrethana atomi i azotit mund te jete stereoqender(kur nuk ka inversion): 1) Kur nuk ka çiftin e lirĂ« elektronik 2) Kur eshte pjese e sistemeve unazore 1.Mungesa e çiftit tĂ« lirĂ« elektronik e bĂ«n kirale-sepse ai shkaktonte inversionin. Kur atomi i azotit permes kater lidhjeve Ï mban kater substituentet e ndryshem (kationi amonium). Kationi etil metil propil amonium (S) (R)
- 28. 4. Qendrat kirale tĂ« tjera pĂ«rpos karbonit 2. Sistemet unazore (tensioni kendor dhe gjeometria e molekules). Gjate interkonvertimit e pamĂ« se atomi ndryshonte orientimin: tetrahedral(sp3) ï trigonal-planar(sp2) ï tetrahedral(sp3) , rrjedhimisht ndryshojne edhe kendet ndermjet lidhjeve 109.5o ï 120oï 109.5o. Kur atomi i azotit nuk eshte pjese e unazes, ky ndryshim i kendeve ndermjet lidhjeve akomodohet lehte. Mirepo, nese atomi i azotit eshte pjese e unazes 3- antareshe[aziridine(60o)] ose unazes 4-antareshe [azetidine(90o)], inversioni vonohet ndjeshem ose bllokohet si pasoje e tendosjes kendore, sepse per te ndodhur inversioni duhet qe lidhjet te arrijne kendin 120o dhe strukture trigonale-planare qe ne keto raste eshte e pamundur. Ne unazat me te medha siç jane 5-antareshe [pirolidine(108o)] dhe 6-antareshe [piperidine(120o)] me lehte arrihet inversioni dhe keta atome azoti nuk mund te jene stereoqendra. Megjithate nuk jane vetem aziridina dhe azetidina rastet e vetme qe nuk ndodh inversioni i azotit, inversioni pamundesohet edhe nga gjeometria e molekules e kemi rastin e Quinuclidines(edhepse eshte unaze 6-antareshe), Bazes se Trogerit etj. aziridine azetidine quinuclidine pirolidina piperidineBaza e Troger-it .. .. .. .. .. .. .. Ka inversion Nuk ka inversion
- 29. 4. Qendrat kirale tĂ« tjera pĂ«rpos karbonit ĂshtĂ« stereoqendĂ«r Nuk Ă«shtĂ« stereoqendĂ«r
- 30. 5. Vetitë e stereoizomerëve 1. Enantiomerët për ndryshim nga diastereomerët kanë veti të njejta fizike dhe kimike: pika e shkrirjes, pika e vlimit, indeksi i thyerjes, shpejtësia e reaksionit, tretshmëria. Enantiomerët kanë veti fizike dhe kimike të njejta sepse kanë distancë të njejtë të atomeve në molekulë. 2. Enantiomerët shfaqin veti të ndryshme kur reagojnë me substanca kirale (shpejtësi të ndryshme të reaksionit, veti të ndryshme biologjike, fiziologjike e farmakologjike) 3. Diastereomerët kanë veti fizike dhe kimike të ndryshme në çfarëdo ambienti dhe si rrjedhojë mund të separohen shumë më lehtë se enantiomerët. Psh efedrina dhe pseudoefedrina janë diastereomere - kanë tretshmëri të ndryshme në ujë. 4. Enantiomerët kanë rrotullim të kundërt por me madhësi të njejtë të rrotullimit të planit të dritës së polarizuar. 5. Enantiomerët janë gjithmonë molekula kirale. 6. Diastereomerët mund të jenë kirale, por në rast kur ka element të simetrisë mund të jenë jokirale (mezo forma) dhe si rezultat i asaj simetrie nuk e rrotullojnë planin e dritës se polarizuar, sepse gjysma e molekulës e rrotullon për një kend të caktuar kurse gjysma e tjetër e neutralizon atë rrotullim.
- 31. CH3 NHCH3H OHH CH3 HH3CHN HHO CH3 NHCH3H HHO H OH CH3 NHCH3 H HO H CH3 H H3CHN HO H CH3 NHCH3 H CH3 HH3CHN OHH H OH CH3 H H3CHN H OH CH3 H H3CHN O H CH3 H N H3C H H H O CH3 N H H H CH3 tretet më vështirëtretet më lehtë O H H HO H CH3 N H H CH3 5.1. Tretshmëria e ndryshme e diastereomerëve Lidhjet hidrogjenore intermolekulare Lidhjet hidrogjenore intramolekulare Efedrina Pseudoefedrina
- 32. Christiaan Huygens, shkencëtar holandez i cili zbuloi planin e dritës së polarizuar. Drita e papolarizuar vibron në të gjitha drejtimet e mundshme, kurse ajo e polarizuar vibron vetëm në një drejtim. Carl W. Scheele shkencëtar suedez i cili në vitin 1769 zbuloi acidin tartarik në enët e fermentimit të lëngut të rrushit, në formë kripe si tartrat kaliumi. Nicol prism 6. Aktiviteti optik
- 33. Jean Baptiste Biot-shkencĂ«tar francez i cili nĂ« vitin 1835 tregoi se disa komponime organike natyrale, nĂ« tretĂ«sirat e tyre rrotullonin planin e dritĂ«s sĂ« polarizuar (kishin aktivitet optik) Komponimet optikisht aktive - kanĂ« aftĂ«si qe tâa rrotullojnĂ« planin e dritĂ«s sĂ« polarizuar. Komponimet djathtasrrotulluse [dextrorotatory (+) ose (d)] â rrotullojnĂ« planin e dritĂ«s se polarizuar nĂ« kahje tĂ« lĂ«vizjes sĂ« akrepave tĂ« orĂ«s. Komponimet majtasrrotulluse [levorotatory (-) ose (l)] â rrotullojnĂ« planin e dritĂ«s se polarizuar nĂ« kahje tĂ« kundĂ«rt tĂ« lĂ«vizjes sĂ« akrepave tĂ« orĂ«s.
- 34. Jean Baptiste Biot-në vitin 1835 tregoi se acidi tartarik është komponim djathtas rrotullues. Biot, në vitin 1838 tregoi së acidi me formulë kimike të njejtë nuk e rrotullonte planin e dritës së polarizuar. Kjo ishte përzierja racemike, e cila u definua si përzierje ekuimolare e dy enantiomerëve 50:50.
- 35. Louis Pasteur-shkencëtar francez i cili në vitin 1848 punoi me përzierjen racemike të acidit tartarik. I cili i kristalizoi molekulat e dy enantiomerëve si kripë në formë konglomeratesh. Konglomerat do të thotë një kristal që ka vetëm njerin lloj enantiomeri. Pasteur pa që kishte kristale të majta dhe të djathta, p.sh si duart. Ato i ndau me pincetë me ndihmën e një llupe, pastaj i treti ato si të veçuara dhe i vrojtoi tretësirat në polarimetër dhe vërejti se ato rrotullonin në kënd me madhësi të njejtë, por me kahje të kundërt. Kjo ishte ndarja e parë e enantiomerëve dhe njihet si ndarje mekanike.
- 36. Louis Pasteur â nĂ« vitin 1853 studioi acidin mezo tartarik dhe tha se ka formulĂ« kimike tĂ« njejtĂ« me formĂ«n racemike tĂ« acidit tartarik, por nuk mund tĂ« ndahet nĂ« (+) dhe (-). TretĂ«sira e acidit mezotartarik nuk e rrotullon planin e dritĂ«s sĂ« polarizuar sepse nuk Ă«shtĂ« molekule kirale (pĂ«rmban rrafsh tĂ« simetrisĂ«). Pra forma mezo Ă«shtĂ« molekula e cila permban 2 stereoqendra me konstitucion tĂ« njejtĂ« dhe nĂ« atĂ« menyrĂ« qĂ« tĂ« ketĂ« plan tĂ« brendshĂ«m tĂ« simetrisĂ«. Pastaj pse ndodhi kĂ«shtu, pas gjithĂ« ketyre zbulimesh e sqaruan Joseph Le Bel dhe Jacobus H. vanât Hoff sqaruan se atomi asimetrik nĂ« njĂ« molekulĂ«, e cila nuk ka element simetrie, mundĂ«son dy menyra tĂ« ndryshme tĂ« radhitjes sĂ« katĂ«r substituentĂ«ve nĂ« hapĂ«sirĂ«. KĂ«to dy mĂ«nyra radhitjeje paraqesin enantiomerĂ«t.
- 37. Nuk ekziston lidhshmĂ«ri ndĂ«rmjet R-S dhe (+)/(-) Ne nuk mund tâa parashikojmĂ« se enantiomeri R nĂ« cilĂ«n kahje dhe nĂ« çfarĂ« kĂ«ndi do tâa rrotulloj planin e dritĂ«s sĂ« polarizuar, por nĂ«se bĂ«jm matje me polarimetĂ«r dhe e caktojmĂ« kĂ«ndin pĂ«r enantiomerin (R), ne e dijmĂ« se enantiomeri (S) do te ketĂ« parashenjĂ«n e kundĂ«rt me madhĂ«si tĂ« njejtĂ« tĂ« kendit. Polarimetri Llabma e natriumit âdritĂ« e verdhĂ« (linja D)λ= 589.3 nm l=100 mm gjatĂ«sia e tubit tĂ« qelqit t=25oC OH O HO H (R)-(-)-Mandelic acid antibakterial pĂ«r infeksione tĂ« traktit urinar (R)-(+)Lipoic acid koenzimĂ« e rĂ«ndesishme nĂ« frymarrjen qelizore S S H OH O * *
- 38. Rrotullimi specifik [α] [α] = α đȘ đ đ [α] -rrotullimi specifik α â rrotullimi i observuar C â pĂ«rqendrimi ose densiteti pĂ«r lĂ«ngjet e pasterta (g/ml) l â gjatĂ«sia e gypit nĂ« decimetra (1 dm) Rrotullimi specifik Ă«shtĂ« konstantĂ« fizike e cila varet nga: lloji i komponimit kiral, temperatura (25oC) dhe gjatĂ«sia valore e dritĂ«s (λ=589.3nm), gjatĂ«sia e gypit l, dhe pĂ«rqĂ«ndrimi 1g/ml. Aplikimi: NĂ« analiza kur dĂ«shirojmĂ« tĂ« gjejmĂ« pĂ«rqendrimin e substanĂ«s sĂ« caktuar, apo edhe pĂ«rmes rrotullimit specifik tĂ« dihet se çfarĂ« substance kemi. Mund tâa aplikojmĂ« kĂ«tĂ« pĂ«r tĂ« gjetur tepricĂ«n enantiomerike (enantiomeric excess-ee %) ee R % = [α]mixture [α] đč x 100 ee R % = đ đč âđđș ÎŁn x 100 n â numri i moleve akiral akiral λ T λ T λ T
- 40. 7. Roli biologjik i kiralitetit Kiraliteti Ă«shtĂ« njĂ« pjesĂ« shumĂ« e rĂ«ndĂ«sishme e natyrĂ«s, dhe falĂ« tij shumĂ« gjera janĂ« tĂ« rregulluara nĂ« menyrĂ« perfekte. NĂ« qelizat tona, ne kemi proteinat nga L- aminoacidet dhe karbohidratet nga D-monosaharidet, edhe ADN dhe ARN pĂ«rmbajnĂ« sheqernat ribozĂ« dhe deoksiribozĂ« me konfiguracion relativ D, edhe tĂ« gjitha enzimat dhe receptorĂ«t qĂ« kemi poashtu pĂ«rmbajnĂ« L-aminoacide. KĂ«shtu tĂ« gjitha proceset metabolike qĂ« kryhen nĂ« trupin tonĂ« rregullohen nĂ« mĂ«nyrĂ« tĂ« pĂ«rsosur, falĂ« stereoselektivitetit dhe stereospecifitetit tĂ« lartĂ« tĂ« enzimave, hormoneve dhe receptorĂ«ve qĂ« poashtu janĂ« molekula kirale. P.sh. Ne mund tĂ« nuhasim vetĂ«m ato substanca qĂ« pershtaten me vendin aktiv tĂ« receptorit nĂ« mbaresat nervore tĂ« nervit olfactor â nĂ« mĂ«nyre qĂ« tĂ« gjeneroj potencial tĂ« aksionit.
- 41. Kiraliteti dhe perceptimi i aromave Kështu (R)-(-)Carvone dhe (S)-(+)Carvone nuk kanë arome të njejtë. Ky dallim në aromë vie si shkak i sjelljes së ndryshme të receptorëve të hundës ndaj këtyre substancave, kjo vie nga mundësia e ndryshme e akomodimit të molekulave në receptorë. H H S-(-)-Limoneni (aromë e drurit të pishës)R-(+)-Limoneni (aromë e agrumeve) * * * *
- 42. ReceptorĂ«t â JanĂ« makromolekula me natyrĂ« proteinike dhe pasi proteinat pĂ«rmbajnĂ« aminoacidet kirale (19/20) edhe ata janĂ« kiral. JanĂ« komponente tĂ« rĂ«ndsishme sepse sigurojnĂ« komunikimin qelizor dhe nĂ«pĂ«rmjet tij rregullimin e shumĂ« proceseve jetĂ«sore. ReceptorĂ«t sipas lokacionit nĂ« qelizĂ« mund tĂ« jenĂ«: receptorĂ« nĂ« sipĂ«rfaqe tĂ« jashtme tĂ« membranĂ«s, receptorĂ« citoplazmatik, receptorĂ«t bĂ«rthamorĂ«.
- 43. ReceptorĂ«t sipas strukturĂ«s mund tĂ« jenĂ« katĂ«r tipe: Tipi 1: (Chanel-linked receptors), hapen kanalet jonike, kur lidhet ligandi pĂ«r receptorin-kanal Tipi 2: Enzyme-linked receptors. Receptori ka nĂ« pjesĂ«n e brendshme si njĂ«si katalizuese. Tipi 3 : ReceptorĂ«t e lidhur me proteinĂ«n-G (GPCRs) - Aktivizues ose inhibues tĂ« adenilat ciklazĂ«s. Kur lidhet ligandi, receptori ndryshon formĂ«n duke aktivizuar proteinĂ«n G e cila aktivizon adenilat ciklazĂ«n (ATPï cAMP), pastaj cAMP vepron si mesazher dytĂ«sor, apo edhe pĂ«rmes fosfatidilinozitolit. KĂ«tu aktivizohet kaskada enzimatike. Tipi 4: ReceptorĂ«t brendaqelizor, tĂ« cilĂ«t gjenden nĂ« citosol, por nĂ« momentin qĂ« lidhen me ligand ata udhĂ«tojnĂ« pĂ«r nĂ« nukleus si kompleks, dhe aty kryejn funksionin e tyre (psh rregullojnĂ« transkriptimin e gjeneve)
- 44. Aspartami Edhe receptorĂ«t e gjuhĂ«s janĂ« kiral dhe sipas parimit tĂ« njejtĂ«, si tek aromat edhe kĂ«tu tek shijet ata receptorĂ« sillen ndryshe pĂ«r dy stereoizomer. P.sh kemi rastin e (S, S) Aspartamit dhe (R, S) Aspartamit. I pari tregon shije tĂ« Ă«mbĂ«l dhe Ă«shtĂ« rreth 200 herĂ« mĂ« i Ă«mbĂ«l se sukroza. (S, S) Aspartami pĂ«rdoret si Ă«mbĂ«lsues artificial-sintetik, kurse i dyti tregon shije tĂ« hidhur. Aspartami (S, S) (nĂ« tĂ« majtĂ«) â ka afinitet mĂ« tĂ« madh pĂ«r tâu lidhur me receptorin e Ă«mbĂ«lsisĂ«, pĂ«rkundrazi stereoizomeri tjetĂ«r Aspartami (R, S) nuk ka afinitet tĂ« lidhet nĂ« receptorin e Ă«mbĂ«lsisĂ« por lidhet nĂ« receptorĂ«t pĂ«r shije tĂ« hidhur. * *
- 45. Steroidet janĂ« komponime organike shumĂ« tĂ« rĂ«ndĂ«sishme nĂ« organizmin tonĂ«. TĂ« cilĂ«t strukturĂ«n e tyre bazĂ« e kanĂ« prej ciklopentan-perhidrofenantrenit. Si komponime tĂ« rĂ«ndĂ«sishme mund tĂ« pĂ«rmendim: kolesterolin, acidet biliare, hormonet seksuale (testosteroni, estrogjeni), kortisoli, aldosteroni, vitamina-D etj. Si komponim tĂ« cilin do tâa marrim shembull Ă«shtĂ« kolesteroli, i cili shĂ«rben si prekursor pĂ«r sintezĂ«n e tĂ« gjithave atyre komponimeve tĂ« tjera steroide, ai Ă«shtĂ« edhe pĂ«rbĂ«rĂ«s i rĂ«ndĂ«sishĂ«m i membranave qelizore i cili e rregullon fluiditetin (fleksibilitetin e membranave qelizore), edhe ai sikur fosfolipidet ka pjesen polare (- OH) dhe jo polare (bishti hidrokarbur), qĂ« pĂ«rmes tyre lidhet me fosfolipidet. Kolesteroli ka 8 stereoqendra qĂ« d.m.th ka 256 stereoizomerĂ«, por vetĂ«m 2 stereoizomer kane rol biologjik nat-kolesteroli dhe ent-kolesteroli dhe vetĂ«m kĂ«ta dy sintetizohen pĂ«rmes enzimave stereospecifike. KĂ«tu qĂ«ndron parimi ekonomik i sistemeve biologjike (jo sinteza tĂ« panevojshme). * * * * * * * * * * * * * * * *
- 46. Cisplatina është një citostatik i fuqishëm, që përdoret si antikancerogjen, kurse Transplatina është stereoizomer i Cisplatines i cili nuk ka rol farmakologjik, përndryshe është shumë toksik. Mekanizmi i Cisplatines: vepron në ADN, duke liruar të dy atomet e klorit dhe duke u lidhur për atomet e azotit në pozitën 7 në bazat azotike Guanine, d.m.th një Cisplatinë lidhet në dy Guanina te afërme dhe kështu bllokon replikimin, transkriptimin dhe si rrjedhojë ndarjen e qelizës dhe sintezën e proteinave. Lidhja e cisplatinës në ADN - qeliza drejt vdekjes së programuar (Apoptoza). Transplatina nuk mund te lidhet ne ADN. Pt Cl Cl NH3 NH3 Cisplatina citostatik Pt Cl H3N NH3 Cl Transplatina pa efekt farmakologjik
- 47. TeratogjenAnti nausea Thalidomide Ă«shtĂ« njĂ« bar kiral qĂ« Ă«shtĂ« prodhuar pĂ«r herĂ« tĂ« parĂ« nĂ« Gjermani, i cili Ă«shtĂ« dizajnuar si drogĂ« qĂ« qetĂ«son mundimet dhe tĂ« vjellat e grave shtatĂ«zĂ«na. Bari Ă«shtĂ« prodhuar si racemat, ku enantiomeri (R) (eutomeri) ka treguar efekt pozitiv, kurse enantiomeri (S) (disomeri) ka treguar efekt negativ duke shkaktuar âfokomelinĂ«â (phocomelia). Enantiomeri S, tani Ă«shtĂ« duke u pĂ«rdorur pĂ«r tĂ« trajtuar disa lloje tĂ« kancereve. * *
- 48. * * (S) (S) Captopril Ă«shtĂ« medikament kiral qĂ« pĂ«rdoret pĂ«r tĂ« trajtuar hipertensionin. Ky Ă«shtĂ« njĂ« inhibitor i enzimĂ«s qĂ« konverton Angiotenzinen I nĂ« AngiotenzinĂ« II (ACE- Angiotensin Converting Enzyme). Sistemi Renin-AngiotenzinĂ«-Aldosteron rregullon shtypjen e gjakut. AtĂ« shtypje e heton aparati jukstaglomerular nĂ« nefron (veshka). Kur shtypja e gjakut Ă«shtĂ« e vogĂ«l, qelizat e aparatit jukstaglomerular aktivizojnĂ« dhe sekretojnĂ« reninĂ«n, e cila e aktivizon angiotenzinogjenin (proteinĂ« globulare qĂ« prodhohet nĂ« mĂ«lqi) nĂ« angiotenzine I, pastaj kur pĂ«rmes gjakut angiotenzina I kalon nĂ«pĂ«r kapilarĂ«t pulmonal apo renal, ajo konvertohet nĂ« angiotenzinĂ« II nga ACE. Angiotenzina II pastaj stimulon: âą Sekretim tĂ« Aldosteronit (hormon i korteksit adrenal) ï resorbim nĂ« tubulet renale (veshka) tĂ« Na+ dhe me anĂ« tĂ« tij edhe ujit (mban volumin e gjakut tĂ« lartĂ«- shtypjen mĂ« tĂ« lartĂ« tĂ« gjakut) âą EnĂ«ngushtim tĂ« arteriolave- rrit shtypjen e gjakut âą Sekretim tĂ« ADH (antidiuretik hormone-hormon i neurohipofizes) â i cili rrit reasorbimin e ujit nĂ« tubin (collecting duct) nĂ« veshka ACE e ka kĂ«tĂ« emĂ«r vetĂ«m historik sepse nuk Ă«shtĂ« enzimĂ« specifike vetĂ«m pĂ«r angiotenzinĂ«n I, dhe inhibimi i saj ka disa efekte anĂ«sore.
- 49. Sistemi reninë-angiotenzinë-aldosteron (RAAS) shtypjes së gjakut Captopril X
- 50. Ky komponim Ă«shtĂ« derivat i acidit antranilik. Ky atropizomer ka gjysmĂ«- jetĂ«n 69min (Klasa II-sipas ÎErot ). NĂ« pĂ«rzierje ekzistojnĂ« dy enantiomerĂ«t(shumicĂ«) dhe forma e intermediare(pakicĂ«). âą NjĂ«ri enantiomer (Ra) lidhet nĂ« NS5B polimerazĂ«n e Virusit tĂ« Hepatitit C (HCV), i cili e inhibon atĂ« nĂ« mĂ«nyrĂ« allosterike. âą Enantiomeri tjetĂ«r (Sa) ka njĂ« target tjetĂ«r duke u lidhur me matriksin e virusit tĂ« AIDS-it (HIV). Disa prej atropizomerĂ«ve natyral janĂ«: hibarimicinone, flavomannins, talaromannins, viriditoxin, rugulotrosin A, abyssomicin C, marinopyrroles, dixiamycins, streptorubin B, ustiloxins AâF, haouamine A, bisnicalaterines dhe tedarene B, tĂ« gjitha kĂ«to substanca kanĂ« treguar potencial pĂ«r studime rreth antibiotikĂ«ve, antiviralĂ«ve dhe kundĂ«r kancerit. Disa prej barnave qĂ« janĂ« atropizomer: Metakalon(sedativ-hipnotik), Telenzepina (u.peptike-antimuskarinik M1 selektiv), Diflunisal (analgjezik&antiinflamator). NjĂ« shembull kur dy atropizomerĂ« kanĂ« aktivitet tĂ« ndryshĂ«m (target tĂ« ndryshĂ«m)
- 51. ? ⊠? ? Pyetje dhe diskutim