Características e tipos de ésteres de links

Um ligação éster é definido como a ligação entre um grupo álcool (-OH) e um grupo ácido carboxílico (-COOH), formado pela eliminação de uma molécula de água (H)₂O) (Futura-Sciences, S.F.).

Na Figura 1 a estrutura do acetato de etilo é mostrada. A ligação éster é aquela ligação simples que é formada entre o oxigênio do ácido carboxílico e o carbono do etanol.

R-COOH + R'-OH → R-COO-R '+ H₂O

Na figura, a parte azul corresponde à parte do composto que vem do etanol e a parte amarela é a do ácido acético. O elo éster no círculo vermelho é indicado.

Índice

• 1 Hidrólise da ligação éster
• 2 tipos de éster
  • 2.1 éster carbônico
  • 2.2 éster fosfórico
  • 2,3 éster sulfúrico
• 3 referências

Hidrólise da ligação éster

Para entender um pouco melhor a natureza das ligações éster, explicamos o mecanismo de reação da hidrólise destes compostos. A ligação éster é relativamente fraca. Em meio ácido ou básico, é hidrolisado para formar respectivamente álcool e ácido carboxílico. O mecanismo de reação da hidrólise de ésteres é bem estudado.

Em meio básico, primeiro os hidróxidos nucleofílicos atacam no C eletrofílico do éster C = O, quebrando a ligação π e criando o intermediário tetraédrico.

Então, o intermediário entra em colapso, reformando o C = O, resultando na perda do grupo de saída, o alcóxido, RO-, que leva ao ácido carboxílico.

Finalmente, uma reação ácido / base é um equilíbrio muito rápido onde o alcóxido, RO- funciona como uma base que desprotona o ácido carboxílico, RCO2H, (um tratamento ácido permitiria que o ácido carboxílico fosse obtido da reação).

O mecanismo de hidrólise da ligação éster em meio ácido é um pouco mais complicado. Primeiro ocorre uma reação ácido / base, uma vez que apenas um nucleófilo fraco e um eletrófilo deficiente são necessários, o éster deve ser ativado.

A protonação do éster carbonílico torna-o mais eletrofílico. Na segunda etapa, o oxigênio da água funciona como o nucleófilo atacando o C eletrofílico no C = O, com os elétrons se movendo em direção ao íon hidrônio, criando o intermediário tetraédrico.

Na terceira etapa ocorre uma reação ácido / base desprotonando o oxigênio que vem da molécula de água para neutralizar a carga.

Na quarta etapa, ocorre outra reação ácido / base. O -OCH3 precisa ser produzido, mas ele precisa ser convertido em um bom grupo saliente por protonação.

Na quinta etapa, eles usam os elétrons de um oxigênio adjacente para ajudar a "expulsar" o grupo de saída, produzindo uma molécula neutra de álcool.

No último passo ocorre uma reação ácido / base. A desprotonação do ião hidrónio revela o carbonilo C = O no produto ácido carboxílico e regenera o catalisador ácido (Dr. Ian Hunt, S.F.).

Tipos de éster              

Éster carbônico

Ésteres carbônicos são os mais comuns deste tipo de compostos. O primeiro éster de carbono foi acetato de etilo ou também etanoato de etilo. Anteriormente este composto era conhecido como éter de vinagre, cujo nome em alemão é Essig-Äther cuja contração foi derivada do nome deste tipo de compostos.

Ésteres são encontrados na natureza e são amplamente utilizados na indústria. Muitos ésteres têm odores característicos de frutas e muitos estão naturalmente presentes nos óleos essenciais das plantas. Isso também levou a seu uso comum em aromas e fragrâncias artificiais quando os odores tentam ser imitados.

Vários bilhões de quilos de poliésteres são produzidos industrialmente anualmente, produtos importantes como são; tereftalato de polietileno, ésteres de acrilato e acetato de celulose.

A ligação éster de ésteres carboxílicos é responsável pela formação de triglicerídeos em organismos vivos.

Os triglicerídeos são encontrados em todas as células, mas principalmente no tecido adiposo, são a principal reserva de energia que o organismo possui. Triacilglicerídeos (TAG) são moléculas de glicerol ligadas a três ácidos graxos por meio de uma ligação éster. Os ácidos graxos presentes no TAG são predominantemente saturados (Wilkosz, 2013).

Triacilglicerídeos (triglicérides) são sintetizados em praticamente todas as células. Os principais tecidos para a síntese de TAG são o intestino delgado, o fígado e os adipócitos. Com exceção do intestino e adipócitos, a síntese de TAG começa com glicerol.

O glicerol é primeiro fosforilado com glicerol quinase e depois os ácidos gordos activados (acil-CoAs gordurosos) servem como substratos para a adição de ácidos gordos que geram ácido fosfatídico. O grupo fosfato é separado e o último ácido graxo é adicionado.

No intestino delgado, os TAG dietéticos são hidrolisados ​​para liberação de ácidos graxos e monoacilglicerídeos (MAG) antes da captação pelos enterócitos. MAG de enterócitos servem como substratos para acilação em um processo de duas etapas que produz um TAG.

Dentro do tecido adiposo não há expressão de glicerol quinase, então o bloco de construção para TAG neste tecido é o intermediário glicolítico, dihidroxiacetona fosfato, DHAP.

DHAP é reduzido a glicerol-3-fosfato pela glicerol-3-fosfato desidrogenase citosólica e a reação restante da síntese de TAG é a mesma que para todos os outros tecidos.

Éster fosfórico

Ésteres fosfóricos são produzidos pela formação de uma ligação éster entre um álcool e ácido fosfórico. Dada a estrutura do ácido, estes ésteres podem ser mono, di e trissubstituídos.

Esses tipos de ligações ésteres são encontrados em compostos como fosfolipídios, ATP, DNA e RNA.

Os fosfolidos s sintetizados pela formao de uma ligao ter entre um cool e fosfato do ido fosfatico (1,2-diacilglicerol 3-fosfato). A maioria dos fosfolipídios tem um ácido graxo saturado em C-1 e um ácido graxo insaturado em C-2 do esqueleto de glicerol.

Os álcoois mais comumente adicionados (serina, etanolamina e colina) também contêm nitrogênio que pode ser carregado positivamente, enquanto o glicerol e o inositol não (King, 2017).

O trifosfato de adenosina (ATP) é uma molécula usada como moeda de energia na célula. Esta molécula é composta por uma molécula de adenina ligada à molécula de ribose com três grupos fosfato (figura 8).

Os três grupos fosfato da molécula são chamados de gama (γ), beta (β) e Alfa (α), o último esterificando o grupo hidroxila C-5 da ribose.

A ligação entre a ribose e o grupo α-fosforilo é uma ligação fosfoéster que inclui um átomo de carbono e um átomo de fósforo, enquanto que os grupos β- e γ-fosforilo de ATP estão ligadas por ligações fosfoanidrido que não envolvem átomos de carbono .

Todo o fosfoanidro possui energia potencial química considerável e o ATP não é exceção. Essa energia potencial pode ser usada diretamente em reações bioquímicas (ATP, 2011).

Uma ligação fosfodiéster é uma ligação covalente na qual um grupo fosfato é ligado a carbonos adjacentes através de ligações éster. A ligação é o resultado de uma reacção de condensação entre um grupo hidroxilo de dois grupos de açúcar e um grupo fosfato.

A liga�o di�ter entre o �ido fosf�ico e duas mol�ulas de a�car no ADN e o ARN do esqueleto liga dois nucle�idos em conjunto para formar pol�eros oligonucleot�icos. A ligação fosfodiéster liga um carbono 3 'com um carbono 5' no DNA e RNA.

(base1) - (ribose) -OH + HO-P (O) 2-O- (ribose) - (base 2)

(base1) - (ribose) - O - P (O) 2 - O- (ribose) - (base 2) + H₂O

Durante a reação de dois dos grupos hidroxila em ácido fosfórico com um grupo hidroxila em duas outras moléculas, duas ligações éster são formadas em um grupo fosfodiéster. Uma reação de condensação na qual uma molécula de água é perdida gera cada ligação éster.

Durante a polimerização de nucleótidos de modo a formar ácidos nucleicos, o grupo hidroxilo do grupo fosfato liga-se ao carbono 3' de um açúcar de um nucleótido de modo a formar um éster de ligação de fosfato de outro nucleótido.

A reação forma uma ligação fosfodiéster e remove uma molécula de água (formação de ligação fosfodiestérmica, S.F.).

Éster sulfúrico

Os ésteres sulfúricos ou tioésteres são compostos com o grupo funcional R-S-CO-R '. Eles são o produto da esterificação entre um ácido carboxílico e um tiol ou com ácido sulfúrico (Block, 2016).

Na bioquímica, os tioésteres mais conhecidos são derivados da coenzima A, por exemplo, acetil-CoA.

A acetil-coenzima A ou acetil-CoA (figura 8) é uma molécula que participa de muitas reações bioquímicas. É uma molécula central no metabolismo de lipídios, proteínas e carboidratos.

Sua principal função é fornecer o grupo acetila ao ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) que será oxidado para a produção de energia. É também a molécula precursora de síntese dos ácidos gordos e produtos de degradação de alguns aminoácidos.

ácidos gordos acima mencionados CoA-activados são outros exemplos de tioésteres com origem na célula do músculo. A oxidação de tioésteres de ácido graxo-CoA na verdade ocorre em corpos vesiculares discretos chamados mitocôndrias (Thompson, 2015).

Referências

1. ATP (2011, 10 de agosto). Obtido em learnbiochemistry.wordpress: learnbiochemistry.wordpress.com.
2. Block, E. (2016, 22 de abril). Composto organossulfurado. Retirado de britannica: britannica.com.
3. Ian Hunt. (S.F.). Hidrólise de Ésteres. Retirado de chem.ucalgary.ca: chem.ucalgary.ca.
4. Futura-Sciences,. (S.F.). Ligação éster. Obtido em futura-sciences.us.
5. King, M. W. (2017, 16 de março). Ácido graxo, síntese e metabolismo de triglicérides e fosfolipídios. Retirado de themedicalbiochemistrypage.org.
6. formação de ligações fosfodiestérmicas. (S.F.). Recuperado de biosyn: biosyn.com.
7. Thompson, T. E. (2015, 19 de agosto). Lipid. Recuperado da britannica: britannica.com.
8. Wilkosz, R. (2013, 6 de novembro). A formação de ligações ésteres na síntese de lipídios. Recuperado de wisc-online.com.