O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.
Universiteti i Prishtinës
Fakulteti i Mjekësisë
Dega Farmaci
Lenda: Stereokimia e barnave-Sinteza e komponenteve eutomerik...
1. Hyrje
Stereokimia është disiplinë e kimisë e cila studion vendosjen dhe renditjen e
atomeve të molekulës në hapësirë. K...
1. Izomerët Konstitucional mund të jenë: vargor, pozicional dhe funksionor
(tek këta izomer ndyshon renditja e atomeve – s...
2. Streoizomerët kanë renditje të njejtë të atomeve - sekuencë të njejtë të lidhjeve,
por tek këta ndryshon vetëm vendosja...
Izomeria gjeometrike shfaqet nga pamundësia e rrotullimit të lirë të një pjese te
molekulës përreth lidhjes dyfishe C=C.
1...
2. Llojet e projeksioneve
Projeksioni me pyka dhe vija Projeksioni i Fischer-it
Projeksioni i Newman-it Projeksioni e Hawo...
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. ...
3. 1. Kiraliteti – qendra kirale
Kiraliteti është term që i referohet
molekulës e cila nuk mund përputhet
me imazhin e saj...
3. 2. Molekula kirale dhe akirale
Kiraliteti i molekulës për herë të parë është raportuar në vitin 1815 nga Jean
Baptist B...
3.2. Shembuj
H
H3CH2C CH2CH2CH3
Cl
H
H3CH2C CH2CH3
Cl
kirale
*
akirale
H
CH3
akirale
O
O
CH3
H
H CH3
*
*
kirale
akirale
(p...
3.3. Molekulat kirale pa stereoqendër
Molekulat mund të jenë kirale edhe pa qendër kirale (kemi thënë se nuk është e
domos...
Atropizomerizmi u zbulua nga Richard Kuhn ne vitin 1933.
Atropizomerët(bifenilet, binaftilet etj.) janë stereoizomerë konf...
Kiraliteti Planar
trans-Cyclooctene para-Cyclophane
Helicenet-komponime organike policikilike te
orto-kondensuara
meta-Cyc...
3.4. Enantiomerët dhe diastereomerët
Dy molekula të cilat janë kirale dhe të cilat qëndrojnë si objekti me imazhin e tij n...
Nevoja për të përcaktuar kahjen e gjërave asimetrike
(arkitektët, botanistët, biologët, kimistët, mjekët etj.)
3.5. Konfig...
1. Konfiguracioni relativ (D/L)
2. Konfiguracioni absolut (R/S)
Sistemi i konfiguracionit relativ D-L
CHO
C
CH2OH
HO H
CHO...
Konfiguracioni relativ për molekulat me më shumë se një stereoqendër është
plotësuar sepse ka hasur në vështirësi. P.sh te...
Sistemi i konfiguracionit absolut R-S (CIP sistemi)
Ky sistem është me i avansuari dhe i cili përshkruan orientimin hapsin...
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 – stereoqendra
Rregullat e ...
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
...
Shembuj të percaktimit të konfiguracionit absolut dhe relacioni mes
katër stereoizomereve (sepse komponimi ka 22 stereoizo...
Gjatë këtyre manipulimeve nuk
duhet të ndryshojë konfiguracioni
absolut (ne i bëjm këto lëvizje të
lejuara për lehtësim të...
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, ...
Sistemi E-Z përcaktohet në bazë të prioritetit.
Nga gjuha gjermane shenjat E (entgegen-kundër) dhe Z (zusammen-së bashku)....
4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit
Tetrahedral (sp3) 109.5o Trigonal – planar (sp2) 120o Tetrahedral (sp3) 109.5o
...
4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit
Inversioni mund të ndodh në shumë molekula, por matjet laboratorike tregojnë që...
4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit
2. Sistemet unazore (tensioni kendor dhe gjeometria e molekules).
Gjate interko...
4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit
Është stereoqendër
Nuk është stereoqendër
5. Vetitë e stereoizomerëve
1. Enantiomerët për ndryshim nga diastereomerët kanë veti të njejta fizike dhe kimike:
pika e ...
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
...
Christiaan Huygens, shkencëtar holandez i cili
zbuloi planin e dritës së polarizuar.
Drita e papolarizuar vibron në të gji...
Jean Baptiste Biot-shkencëtar francez i cili në vitin
1835 tregoi se disa komponime organike natyrale,
në tretësirat e tyr...
Jean Baptiste Biot-në vitin 1835 tregoi se acidi tartarik është komponim
djathtas rrotullues.
Biot, në vitin 1838 tregoi s...
Louis Pasteur-shkencëtar francez i cili në vitin
1848 punoi me përzierjen racemike të acidit tartarik.
I cili i kristalizo...
Louis Pasteur – në vitin 1853 studioi acidin mezo tartarik dhe tha se ka
formulë kimike të njejtë me formën racemike të ac...
Nuk ekziston lidhshmëri ndërmjet R-S dhe (+)/(-)
Ne nuk mund t‟a parashikojmë se enantiomeri R në cilën kahje dhe në çfarë...
Rrotullimi specifik [α]
[α] =
α
𝑪 𝒙 𝒍
[α] -rrotullimi specifik
α – rrotullimi i observuar
C – përqendrimi ose densiteti pë...
7. Roli biologjik i kiralitetit
Kiraliteti është një pjesë shumë e rëndësishme e natyrës, dhe falë tij shumë gjera
janë të...
Kiraliteti dhe perceptimi i aromave
Kështu (R)-(-)Carvone dhe (S)-(+)Carvone nuk kanë arome të njejtë.
Ky dallim në aromë ...
Receptorët – Janë makromolekula me natyrë proteinike dhe pasi proteinat përmbajnë
aminoacidet kirale (19/20) edhe ata janë...
Receptorët sipas strukturës mund të jenë
katër tipe:
Tipi 1: (Chanel-linked receptors), hapen
kanalet jonike, kur lidhet l...
Aspartami
Edhe receptorët e gjuhës janë kiral
dhe sipas parimit të njejtë, si tek
aromat edhe këtu tek shijet ata
receptor...
Steroidet janë komponime organike shumë të
rëndësishme në organizmin tonë. Të cilët strukturën e
tyre bazë e kanë prej cik...
Cisplatina është një citostatik i fuqishëm, që përdoret si antikancerogjen, kurse
Transplatina është stereoizomer i Cispla...
TeratogjenAnti nausea
Thalidomide është një bar kiral që është
prodhuar për herë të parë në Gjermani, i
cili është dizajnu...
*
*
(S)
(S)
Captopril është medikament kiral që përdoret për të
trajtuar hipertensionin. Ky është një inhibitor i enzimës
...
Sistemi reninë-angiotenzinë-aldosteron (RAAS) shtypjes së gjakut
Captopril
X
Ky komponim është derivat i acidit
antranilik. Ky atropizomer ka gjysmë-
jetën 69min (Klasa II-sipas ΔErot ).
Në përzierje...
?
…
? ?
Pyetje dhe diskutim
Chirality and its biological role (Albanian language) - www.wespeakscience.com
Chirality and its biological role (Albanian language) - www.wespeakscience.com
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Chirality and its biological role (Albanian language) - www.wespeakscience.com

3.167 visualizações

Publicada em

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.

Publicada em: Ciências
  • Überprüfen Sie die Quelle ⇒ www.WritersHilfe.com ⇐ . Diese Seite hat mir geholfen, eine Diplomarbeit zu schreiben.
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui

Chirality and its biological role (Albanian language) - www.wespeakscience.com

  1. 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. 2. 1. Hyrje Stereokimia është disiplinë e kimisë e cila studion vendosjen dhe renditjen e atomeve të molekulës në hapësirë. Kjo disiplinë e kimisë kishte fillet e saj nga Louis Pastuer i cili duke vrojtuar kripërat e acidit tartarik vërejti se e rrotullojnë planin e dritës së polarizuar, këtë aktivitet optik arritën t‟a sqarojnë Jacobus van‟t Hoff dhe Joseff Le Bel me modelin e katër substituentëve të ndryshëm që lidhen në atomin e karbonit që ka orbitalet me orientim tetrahedrik dhe se ajo renditje e katër substituentëve të ndryshëm mund të bëhej në dy mënyra. Forma e molekulës është rezultat i hibridizimit dhe gjeometrisë së lidhjeve të atomeve në molekulë. Një koncept fundamental i kimisë organike thotë se struktura e molekulës është përgjegjëse për vetitë e saj. Izomerët janë komponime me formulë të njejtë molekulare, por kanë strukurë të ndryshme kimike. Izomerët ndahen në izomerë konstitucional dhe stereoizomer.
  3. 3. 1. Izomerët Konstitucional mund të jenë: vargor, pozicional dhe funksionor (tek këta izomer ndyshon renditja e atomeve – sekuenca e lidhjeve). n- pentan izopentan C5H12 neopentan propanol-1 metoksietan C3H8O 2-pentanamine 3-pentanamine C5H14N
  4. 4. 2. Streoizomerët kanë renditje të njejtë të atomeve - sekuencë të njejtë të lidhjeve, por tek këta ndryshon vetëm vendosja e atomeve të molekulës në hapesirë. Stereoizomeret mund të jenë: a. Stereoizomer konformacional (për të bërë stereoizomerin identik duhet vetëm rotullimin e lidhjes σ) b. Stereoizomer konfiguracional (për të bërë stereoizomerin identik duhet të shkëputen lidhjet kimike dhe të vendosen atomet në pozita përkatëse të përputhshme me izomerin në fjalë). Stereoizomerët konfiguracional mund të jenë: Gjeometrik (Cis;Trans ose E;Z) dhe Optik (Enantiomer dhe Diastereomer) a) b)
  5. 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. 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 β - Fruktoza Butani
  7. 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. 8. 3. 1. Kiraliteti – qendra kirale Kiraliteti është term që i referohet molekulës e cila nuk mund përputhet me imazhin e saj në pasqyrë. Shembulli me të cilin mund ta kuptojmë kiralitetin është rasti i duarve, nga edhe ka rrjedhur fjala “kiral” nga gjuha greke që do të thotë “dorë” Në të shumtën e rasteve, kiraliteti rezulton nga orientimi në hapesirë i katër substituentëve të ndryshëm rreth karbonit me hibridizim sp3 (tetrahedral) i cili quhet qendër kirale ose qendër stereogjenike (me rekomandim te IUPAC ne vitin 1996).
  9. 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. 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. 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. 12. Atropizomerizmi u zbulua nga Richard Kuhn ne vitin 1933. Atropizomerët(bifenilet, binaftilet etj.) janë stereoizomerë konformacional. Kanë kiralitet aksial, ai vie nga pamundësia e rrotullimit rreth lidhjes σ, nga pengesa sterike e subsituentëve në pozitat orto. Biphenyle 6,6'-dinitrobiphenyl-2,2'-dicarboxylic acid Atropizomerët sipas Energjisë torzionale(rrotulluese) mund të ndahen në tri klasa: 1. ΔErot < ~20 kcal/mol - Kanë rrotullim të shpejtë rreth boshtit dhe në praktikë nuk janë kirale, kanë strukturë të atropizomerëve por nuk mund të ndahen në enantiomerë. 2. ~20 kcal/mol ≤ ΔErot ≤ ~30 kcal/mol – Kanë rrotullim më të ngadalshëm (gjysmë-jeta e rendit minutë-muaj)- janë kirale. Izolohen si përzierje stereoizomerësh. 3. ΔErot >> ~30 kcal/mol – Kanë rrotullim shumë të ngadalshëm (gjysmë-jeta e rendit të viteve) – Mund të izolohen si izomerë optik.
  13. 13. Kiraliteti Planar trans-Cyclooctene para-Cyclophane Helicenet-komponime organike policikilike te orto-kondensuara meta-Cyclophane R
  14. 14. 3.4. Enantiomerët dhe diastereomerët Dy molekula të cilat janë kirale dhe të cilat qëndrojnë si objekti me imazhin e tij në pasqyrë dhe që nuk përputhen mes vete janë stereoizomerë konfiguracional të cilët quhen enantiomerë. (Duhet që të jenë gjithmonë kirale) Diastereomerët janë molekula të cilat, nuk janë si objekti dhe imazhi i tij në pasqyrë. (Mund të jenë gjeometrik dhe optik). Që mund të jenë akiral dhe kiral. Termet “kiral” dhe “akiral” i referohen një molekule të vetme, kurse termi enantiomer dhe diastereomer i referohet marrdhënies ndërmjet dy molekulave. Numri maksimal i stereoizomerëve = 2n ; ku n-praqet numrin e stereoqendrave. Diastereomeret qe kane konfiguracion te ndryshem vetem ne nje qender stereogjenike quhen epimerë, 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. 15. Nevoja për të përcaktuar kahjen e gjërave asimetrike (arkitektët, botanistët, biologët, kimistët, mjekët etj.) 3.5. Konfiguracioni i Stereoizomerëve
  16. 16. 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 është përcaktuar me konventë në bazë të gliceraldehidit. Të gjitha komponimeve që me reaksione kimike janë sjellë në lidhmëri me (+)gliceraldehidin u është përshkruar konfiguracioni relativ D (d-dextrorotatory) dhe për (-)gliceraldehidin L (l-levororatory). Shenjat (+) dhe (-) do t‟i sqarojmë tek akvititeti optik. Vështirësitë e perdorimit të sistemit D-L: Tek disa komponime tjera ekziston mospërputhje ndërmjet (+) dhe (-) dhe D-L, përshembull 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 Stereoizomerëve
  17. 17. Konfiguracioni relativ për molekulat me më shumë se një stereoqendër është plotësuar sepse ka hasur në vështirësi. P.sh tek sheqernat D dhe L përcaktohet në stereoqendrën që mban të lidhur alkoolin primar –CH2OH. Sistem tjetër me i avansuar dhe që pershkruan saktësisht strukturën dhe nuk has në asnjë lloj vështirësie është sistemi R-S ose CIP sistemi dhe ky quhet konfiguracioni absolut dhe për dallim nga konfiguracioni relativ, ky përcaktohet tek secila stereoqendër. D-(-)-Eritrozë L-(+)-Eritrozë D-(-)-Treozë L-(+)-Treozë
  18. 18. Sistemi i konfiguracionit absolut R-S (CIP sistemi) Ky sistem është me i avansuari dhe i cili përshkruan orientimin hapsinor të substituenteve tek secila stereoqendër e molekulës. Shenjat R(Rectus – djathtë- kahje e akrepave të orës) dhe S (Sinister-majtë-kundër kahjes së akrepave të orës). Ky sistem u hartua nga tre shkencëtarët Cahn-Ingold-Prelog. Përcaktimi i konfiguracionit bëhet duke përfillur rregullën e prioritetit (në bazë të numrit atomik të substituentëve). Br C H CH3 Cl C Br H Cl CH3 Br (S) – 1- brom -1-kloretani 1 2 3 *4 1 2 3 (S)
  19. 19. 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 – stereoqendra Rregullat e caktimit te prioritetit Prioritet më të lartë ka atomi me numër më të madh atomik. Nëse atomi i parë është me numër atomik të njëjtë, prioriteti caktohet nga atomi pasues. Nëse kemi të bëjmë me substituentë të cilët ndërmjet vete janë izotope atëherë prioritet më të madh ka substituenti me masë atomike relative më të madhe. Rregulla e prioritetit të lidhjeve Nëse atomet përmbajnë lidhje dyfishe apo trefishe, caktimi i prioritetit bëhet duke i konsideruar atomet (X dhe Y) si të dyfishuara apo trefishuara në skajin tjetër të lidhjes dyfishe apo trefishe. Atomet e dyfishuara (ne kllapa) njihen edhe si atome fantazme “phantom atoms”
  20. 20. 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
  21. 21. 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
  22. 22. 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
  23. 23. 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] __ __ ① ② ③ ④ C ① ② ③ ④ C ① ②③ ④ (R) __ 3.7. Shembulli i përcaktimit konfiguracionit absolut në projeksionet e Fischer-it Ndërrimi i katër substituentëve në çifte. Substituenti me prioritet më të vogël duhet të dalë poshtë.
  24. 24. 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
  25. 25. 4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit Tetrahedral (sp3) 109.5o Trigonal – planar (sp2) 120o Tetrahedral (sp3) 109.5o Përveç karbonit të cilin e morem si shembull deri tani që mund të jetë qendër kirale, stereoqendra mund të jenë edhe nga atomi i azotit, fosforit, sulfurit, silicit, arsenit, antimonit etj. Edhe te këto raste vlejnë të gjitha rregullat e mësipërme si të karboni kiral. Tek këto raste prioriteti më i vogël i takon çiftit elektronik, kurse tek karboni prioritet më të vogël kishte 1H . Aminat terciare, janë kirale në teori, por në praktikë ndryshon situata sepse interkonvertimi shumë shpejt i bën ato akirale dhe vetëm kur ai interkonvertim është i bllokuar atëherë kemi edhe kiralitetin e atyre komponimeve edhe në praktikë, pra ato do të tregojnë aktivitet optik. Çka është interkonvertimi (inversioni) te azoti: Në vitin 1934 u zbulua inversioni i aminave. Këte inversion e shkakton çifti i lirë elektronik i cili kur lëviz (thuhet nëpër berthamë) shkakton „pasqyrim‟ të orientimit të substituentëve. Kjo njihet si “quantum mechanical tunneling”. Këtu ekziston ekuilibri mes aminave me strukturë tetrahedrale-janë enantiomere, kanë stabilitet të njejtë dhe janë në sasi të njejta. (Përzierje racemike-optikisht inaktive)
  26. 26. 4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit Inversioni mund të ndodh në shumë molekula, por matjet laboratorike tregojnë që vetëm në rastin e azotit ky invertim ndodh dukshëm më shpejtë sepse ekziston një barrierë mjaft e vogël e lëvizjes së çiftit të lirë elektronik. Për shkak të „përmbysjes‟ së lehtë-invertimit dhe racemizimit, në këto raste nuk e konsiderojmë atomin e azotit (të lidhur me tre substituentë të ndryshëm + çiftin e lirë elektronik) si stereoqendër. Tek të tjerët elemtente me një ose me shumë çifte të lira elektronike, si fosfori ose sulfuri inversioni ndodh shumë ngadalë 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 lirë elektronik 2) Kur eshte pjese e sistemeve unazore 1.Mungesa e çiftit të lirë elektronik e bën kirale-sepse ai shkaktonte inversionin. Kur atomi i azotit permes kater lidhjeve σ mban kater substituentet e ndryshem (kationi amonium). Kationi etil metil propil amonium (S) (R)
  27. 27. 4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit 2. Sistemet unazore (tensioni kendor dhe gjeometria e molekules). Gjate interkonvertimit e pamë se atomi ndryshonte orientimin: tetrahedral(sp3)  trigonal-planar(sp2)  tetrahedral(sp3) , rrjedhimisht ndryshojne edhe kendet ndermjet lidhjeve 109.5o 120o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
  28. 28. 4. Qendrat kirale të tjera përpos karbonit Është stereoqendër Nuk është stereoqendër
  29. 29. 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.
  30. 30. 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
  31. 31. 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
  32. 32. Jean Baptiste Biot-shkencëtar francez i cili në vitin 1835 tregoi se disa komponime organike natyrale, në tretësirat e tyre rrotullonin planin e dritës së polarizuar (kishin aktivitet optik) Komponimet optikisht aktive - kanë aftësi qe t‟a rrotullojnë planin e dritës së polarizuar. Komponimet djathtasrrotulluse [dextrorotatory (+) ose (d)] – rrotullojnë planin e dritës se polarizuar në kahje të lëvizjes së akrepave të orës. Komponimet majtasrrotulluse [levorotatory (-) ose (l)] – rrotullojnë planin e dritës se polarizuar në kahje të kundërt të lëvizjes së akrepave të orës.
  33. 33. 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.
  34. 34. 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.
  35. 35. Louis Pasteur – në vitin 1853 studioi acidin mezo tartarik dhe tha se ka formulë kimike të njejtë me formën racemike të acidit tartarik, por nuk mund të ndahet në (+) dhe (-). Tretësira e acidit mezotartarik nuk e rrotullon planin e dritës së polarizuar sepse nuk është molekule kirale (përmban rrafsh të simetrisë). Pra forma mezo është molekula e cila permban 2 stereoqendra me konstitucion të njejtë dhe në atë menyrë që të ketë plan të brendshëm të simetrisë. Pastaj pse ndodhi kështu, pas gjithë ketyre zbulimesh e sqaruan Joseph Le Bel dhe Jacobus H. van’t Hoff sqaruan se atomi asimetrik në një molekulë, e cila nuk ka element simetrie, mundëson dy menyra të ndryshme të radhitjes së katër substituentëve në hapësirë. Këto dy mënyra radhitjeje paraqesin enantiomerët.
  36. 36. Nuk ekziston lidhshmëri ndërmjet R-S dhe (+)/(-) Ne nuk mund t‟a parashikojmë se enantiomeri R në cilën kahje dhe në çfarë këndi do t‟a rrotulloj planin e dritës së polarizuar, por nëse bëjm matje me polarimetër dhe e caktojmë këndin për enantiomerin (R), ne e dijmë se enantiomeri (S) do te ketë parashenjën e kundërt me madhësi të njejtë të kendit. Polarimetri Llabma e natriumit –dritë e verdhë (linja D)λ= 589.3 nm l=100 mm gjatësia e tubit të qelqit t=25oC OH O HO H (R)-(-)-Mandelic acid antibakterial për infeksione të traktit urinar (R)-(+)Lipoic acid koenzimë e rëndesishme në frymarrjen qelizore S S H OH O * *
  37. 37. Rrotullimi specifik [α] [α] = α 𝑪 𝒙 𝒍 [α] -rrotullimi specifik α – rrotullimi i observuar C – përqendrimi ose densiteti për lëngjet e pasterta (g/ml) l – gjatësia e gypit në decimetra (1 dm) Rrotullimi specifik është konstantë fizike e cila varet nga: lloji i komponimit kiral, temperatura (25oC) dhe gjatësia valore e dritës (λ=589.3nm), gjatësia e gypit l, dhe përqëndrimi 1g/ml. Aplikimi: Në analiza kur dëshirojmë të gjejmë përqendrimin e substanës së caktuar, apo edhe përmes rrotullimit specifik të dihet se çfarë substance kemi. Mund t‟a aplikojmë këtë për të gjetur tepricën enantiomerike (enantiomeric excess-ee %) ee R % = [α]mixture [α] 𝑹 x 100 ee R % = 𝒏 𝑹 −𝒏𝑺 Σn x 100 n – numri i moleve akiral akiral λ T λ T λ T
  38. 38. 7. Roli biologjik i kiralitetit Kiraliteti është një pjesë shumë e rëndësishme e natyrës, dhe falë tij shumë gjera janë të rregulluara në menyrë perfekte. Në qelizat tona, ne kemi proteinat nga L- aminoacidet dhe karbohidratet nga D-monosaharidet, edhe ADN dhe ARN përmbajnë sheqernat ribozë dhe deoksiribozë me konfiguracion relativ D, edhe të gjitha enzimat dhe receptorët që kemi poashtu përmbajnë L-aminoacide. Kështu të gjitha proceset metabolike që kryhen në trupin tonë rregullohen në mënyrë të përsosur, falë stereoselektivitetit dhe stereospecifitetit të lartë të enzimave, hormoneve dhe receptorëve që poashtu janë molekula kirale. P.sh. Ne mund të nuhasim vetëm ato substanca që pershtaten me vendin aktiv të receptorit në mbaresat nervore të nervit olfactor – në mënyre që të gjeneroj potencial të aksionit.
  39. 39. 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) * * * *
  40. 40. Receptorët – Janë makromolekula me natyrë proteinike dhe pasi proteinat përmbajnë aminoacidet kirale (19/20) edhe ata janë kiral. Janë komponente të rëndsishme sepse sigurojnë komunikimin qelizor dhe nëpërmjet tij rregullimin e shumë proceseve jetësore. Receptorët sipas lokacionit në qelizë mund të jenë: receptorë në sipërfaqe të jashtme të membranës, receptorë citoplazmatik, receptorët bërthamorë.
  41. 41. Receptorët sipas strukturës mund të jenë katër tipe: Tipi 1: (Chanel-linked receptors), hapen kanalet jonike, kur lidhet ligandi për receptorin-kanal Tipi 2: Enzyme-linked receptors. Receptori ka në pjesën e brendshme si njësi katalizuese. Tipi 3 : Receptorët e lidhur me proteinën-G (GPCRs) - Aktivizues ose inhibues të adenilat ciklazës. Kur lidhet ligandi, receptori ndryshon formën duke aktivizuar proteinën G e cila aktivizon adenilat ciklazën (ATPcAMP), pastaj cAMP vepron si mesazher dytësor, apo edhe përmes fosfatidilinozitolit. Këtu aktivizohet kaskada enzimatike. Tipi 4: Receptorët brendaqelizor, të cilët gjenden në citosol, por në momentin që lidhen me ligand ata udhëtojnë për në nukleus si kompleks, dhe aty kryejn funksionin e tyre (psh rregullojnë transkriptimin e gjeneve)
  42. 42. Aspartami Edhe receptorët e gjuhës janë kiral dhe sipas parimit të njejtë, si tek aromat edhe këtu tek shijet ata receptorë sillen ndryshe për dy stereoizomer. P.sh kemi rastin e (S, S) Aspartamit dhe (R, S) Aspartamit. I pari tregon shije të ëmbël dhe është rreth 200 herë më i ëmbël se sukroza. (S, S) Aspartami përdoret si ëmbëlsues artificial-sintetik, kurse i dyti tregon shije të hidhur. Aspartami (S, S) (në të majtë) – ka afinitet më të madh për t‟u lidhur me receptorin e ëmbëlsisë, përkundrazi stereoizomeri tjetër Aspartami (R, S) nuk ka afinitet të lidhet në receptorin e ëmbëlsisë por lidhet në receptorët për shije të hidhur. * *
  43. 43. Steroidet janë komponime organike shumë të rëndësishme në organizmin tonë. Të cilët strukturën e tyre bazë e kanë prej ciklopentan-perhidrofenantrenit. Si komponime të rëndësishme mund të përmendim: kolesterolin, acidet biliare, hormonet seksuale (testosteroni, estrogjeni), kortisoli, aldosteroni, vitamina-D etj. Si komponim të cilin do t‟a marrim shembull është kolesteroli, i cili shërben si prekursor për sintezën e të gjithave atyre komponimeve të tjera steroide, ai është edhe përbërës i rëndësishëm 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), që përmes tyre lidhet me fosfolipidet. Kolesteroli ka 8 stereoqendra që d.m.th ka 256 stereoizomerë, por vetëm 2 stereoizomer kane rol biologjik nat-kolesteroli dhe ent-kolesteroli dhe vetëm këta dy sintetizohen përmes enzimave stereospecifike. Këtu qëndron parimi ekonomik i sistemeve biologjike (jo sinteza të panevojshme). * * * * * * * * * * * * * * * *
  44. 44. 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
  45. 45. TeratogjenAnti nausea Thalidomide është një bar kiral që është prodhuar për herë të parë në Gjermani, i cili është dizajnuar si drogë që qetëson mundimet dhe të vjellat e grave shtatëzëna. Bari është prodhuar si racemat, ku enantiomeri (R) (eutomeri) ka treguar efekt pozitiv, kurse enantiomeri (S) (disomeri) ka treguar efekt negativ duke shkaktuar “fokomelinë” (phocomelia). Enantiomeri S, tani është duke u përdorur për të trajtuar disa lloje të kancereve. * *
  46. 46. * * (S) (S) Captopril është medikament kiral që përdoret për të trajtuar hipertensionin. Ky është një inhibitor i enzimës që konverton Angiotenzinen I në Angiotenzinë II (ACE- Angiotensin Converting Enzyme). Sistemi Renin-Angiotenzinë-Aldosteron rregullon shtypjen e gjakut. Atë shtypje e heton aparati jukstaglomerular në nefron (veshka). Kur shtypja e gjakut është e vogël, qelizat e aparatit jukstaglomerular aktivizojnë dhe sekretojnë reninën, e cila e aktivizon angiotenzinogjenin (proteinë globulare që prodhohet në mëlqi) në angiotenzine I, pastaj kur përmes gjakut angiotenzina I kalon nëpër kapilarët pulmonal apo renal, ajo konvertohet në angiotenzinë II nga ACE. Angiotenzina II pastaj stimulon: • Sekretim të Aldosteronit (hormon i korteksit adrenal)  resorbim në tubulet renale (veshka) të Na+ dhe me anë të tij edhe ujit (mban volumin e gjakut të lartë- shtypjen më të lartë të gjakut) • Enëngushtim të arteriolave- rrit shtypjen e gjakut • Sekretim të ADH (antidiuretik hormone-hormon i neurohipofizes) – i cili rrit reasorbimin e ujit në tubin (collecting duct) në veshka ACE e ka këtë emër vetëm historik sepse nuk është enzimë specifike vetëm për angiotenzinën I, dhe inhibimi i saj ka disa efekte anësore.
  47. 47. Sistemi reninë-angiotenzinë-aldosteron (RAAS) shtypjes së gjakut Captopril X
  48. 48. Ky komponim është derivat i acidit antranilik. Ky atropizomer ka gjysmë- jetën 69min (Klasa II-sipas ΔErot ). Në përzierje ekzistojnë dy enantiomerët(shumicë) dhe forma e intermediare(pakicë). • Njëri enantiomer (Ra) lidhet në NS5B polimerazën e Virusit të Hepatitit C (HCV), i cili e inhibon atë në mënyrë allosterike. • Enantiomeri tjetër (Sa) ka një target tjetër duke u lidhur me matriksin e virusit të AIDS-it (HIV). Disa prej atropizomerëve natyral janë: hibarimicinone, flavomannins, talaromannins, viriditoxin, rugulotrosin A, abyssomicin C, marinopyrroles, dixiamycins, streptorubin B, ustiloxins A–F, haouamine A, bisnicalaterines dhe tedarene B, të gjitha këto substanca kanë treguar potencial për studime rreth antibiotikëve, antiviralëve dhe kundër kancerit. Disa prej barnave që janë atropizomer: Metakalon(sedativ-hipnotik), Telenzepina (u.peptike-antimuskarinik M1 selektiv), Diflunisal (analgjezik&antiinflamator). Një shembull kur dy atropizomerë kanë aktivitet të ndryshëm (target të ndryshëm)
  49. 49. ? … ? ? Pyetje dhe diskutim

×