Luennoitsija: tässä videossa olemme menossa katsomaan beeta-laktaami-antibioottien. Laktaamit ovat teknisesti amideja, mutta ne eroavat tyypillisistä amideista. Katsotaan ensin tyypillistä amidea. Me tiedämme, että lone-pair-elektronit typen ei ole lokalisoitu typpeä, se on delokalisoituneita, itparticipates resonanssi. Kun me veti resonancestructure on amidi, tämä top happea saa kielteisen yksi muodollinen maksu, ja se olisi kaksinkertainen sidos hiilen ja nitrogens. Anna minun vetää puoleeni ryhmämme., Se antaisi nitrogenalle yhden virallisen syytteen. Jos katsomme resonancestructure oikealla ja ajattelemme hybridizationstate typen tämä resonanssi rakenne, se’sobviously Sp2 hybridisoitiin täällä, mikä osoittaa, että typpi on tasomainen. Ihanteellisessa amidissa planaarinen typpi antaa parhaat päällekkäisyydet orbitaaleille. Jonka avulla tämä yksinäinen pari ofelectrons olla delokalisoituneita, mikä lisää electrondensity ympärillä karbonyyli hiiltä, joten se tekee meidän karbonyyli hiiltä vähemmän electrophilic merkitsee vähemmän reaktiivisia. Totesimme, että tämän vuoksi amidesaaret ovat yleensä toimettomia täällä., Se on ihanteellinen amide. Penisilliinissä on erityinen amidi kehässä, jota kutsutaan laktaamiksi. Katsotaanpa penisilliinin yleistä rakennetta tai penisilliinijohdannaista, koska voisit muuttaa R-ryhmän derivaatta. Voisit muuttua amoksisilliiniksi tai ampisilliiniksi tai miksi tahansa. Etsimme laktaamirengastamme, se on amidi kehässä, ja näemme, että tässä on laktaamimme. Jos halusimme luokitella tämän laktaamin, karbonyylin vieressä oleva hiili on alfahiili. Vieressä oleva hiili sitoo beetahiilen, ja sitten osumme typpeen., Siksi kutsumme tätä beetalaktaamirenkaaksi. Toisen maailmansodan aikana penisilliiniä yritettiin syntetisoida valtavasti. Kemistit eivät tienneet tarkkaa rakennetta, mutta ilmeisesti jos onnistuisit siinä, se olisi valtava apu sotaponnisteluissa. Se oli tiedossa, että penicillinwas helposti hydrolysoitu happo tai emäs, ja niin jotkut chemiststhought, että lactam ring voisi olla läsnä, koska on niin vahva resonanssi amidit, että se shoulddecrease reaktiivisuus, ja se ei ole niinhelppo että hydrolysoidu se. Kuitenkin muut kemistit, kuten R. B., Woodward suosi beetalaktaamirakennetta, ja tietenkin ne kemistitproved olla oikeassa. Woodward ajatteli, että tämä mielenkiintoinen järjestely penicillin näiden kahden renkaat, anna minun mennä eteenpäin ja näyttää nämä kaksi rengasta täällä. Meillä on neljä-atomisin renkain,joka on meidän beta-lactam, ja sitten meillä on, jos ajattelet tästä sormuksesta erillisinä täällä oikeus, viisi-jäseninen rengas. Se on fuusioitu neljän viiden renkaan järjestelmä. Jos katsot modelstructure, että otin kuvan tuonne vasemmalle, olet nähnyt, että tämä sulatettu neljä viisi rengas järjestelmä estää thenitrogen on tasomainen., Haluan korostaa näitä atomeja. Tämä sininen atomi on typpi. Sitten voimme nähdä, että meidän carbonyls täällä vasemmalla, ja sitten on meidän fused neljä viisi rengas järjestelmä. Ajattelemalla tätä typpeä, katsomalla tätä geometriaa täällä, näet tämän sidoksen olevan ylhäällä, tämä side on hieman ylhäällä. Tämä ei todellakaan ole planarnitrogen täällä, ja koska se ei ole tasomainen et kuitenkaan saa samanlaista vastakaikua vakauttaminen me puhui yli täällä., Typpi voi lahjoittaa luvusta electron tiheys meidän karbonyyli hiiltä, koska thisfused neljä viisi rengas järjestelmä, orbitaalit eivät ole päällekkäisiä tarpeeksi hyvin. Koska siellä ei ole niin muchdonation electron tiheys meidän karbonyyli hiiltä,joka tekee tämän karbonyyli carbonmore osittain positiivinen, enemmän electrophilic merkitsee enemmän reaktiivinen. Se on yksi syy, miksi tämä beetalaktaami hydrolysoitui helposti. Toinen syy, miksi thisbeta-laktaami voi rikkoutua, johtuu rengaskannasta tai kulmakannasta. Katsotaanpa tätä fuusioitua neljän viiden renkaan järjestelmää vielä kerran., Anna minun käyttää mustaa, jotta näemme, mistä puhumme. Tässä on beetalaktaamimme.piirrän sen tänne. Typpi näkyy siellä sinisenä. Neljän meemin sormuksemme. Jos ajattelemme tätä hiiltä, tämä hiili on sitoutunut fouratomeihin, se on SP3 hybridisoitunut. Ihanteellinen bond kulma forSp3 hybridisoitiin hiili on 109.5 astetta, se on ihanteellinen. Näemme, että olemme kaukana ihanteellisesta tässä tilanteessa. En tiedä tarkalleen, mikä se on, mutta se on ehdottomasti alle 109,5., Jos ajattelemme, että tämä on neliö, se voi olla lähempänä 90 astetta, jossain tuolla. Bond kulma somewherearound 90 astetta, tai jossain lähellä sitä, olen varma, että se ei ole tarkalleen 90 astetta, on poikkeama thisideal bond kulma 109.5. Enemmän voit poiketa from109.5 enemmän kanta on, voit soittaa, että rengas kantaa tai kulma rasitusta. Kun teet malli setyou voi todella tuntea nämä joukkovelkakirjat mutka, ja tämä givesyou ajatus siitä, että kanta, joka on läsnä,joten tämä malli niin, että voit actuallyfeel tämä kulma rasitusta., Paras tapa alleviatethat kulma kanta olisi rikkoa rengas, voisit hydrolysoidu sinun amidi. Voit rikkoa ringright täällä ja näet, että se on mitä olen tulossa tänne oikealla. Olemme hydrolysoineet amidimme, olemme helpottaneet tätä kulmakantaa. Tarkasteltaessa näkökulmasta,tämä kulma on lisääntynyt, se ei ole enää jossain noin 90, se on ehdottomasti lisääntynyt, se ei päässyt lähemmäksi ourideal bond kulma 109.5. Se on anglestrainin tai rengaskannan idea., Avaa rengas alleviatesthat rasitusta ja saa bond kulma lähemmäksi ihanteellinen arvo, jos ajattelemme vain tämä hiili, esimerkiksi, on Sp3 hybridisoitiin. Meillä on nämä kaksi tekijää, jotka tekevät beetalaktaamirenkaan hyvin reaktiiviseksi. Yksi on, että ei ole yhtä paljonresonanssistabilaatiota ja toinen on rengaskanta. Nämä kaksi asiaa yhdessä tekevät tästä äärimmäisen reaktiivisen. Tarkastellaanpa penisilliinin vaikutusmekanismia., Tässä on penisilliinijohdannainen, ja täällä on thetrans-peptidaasientsyymi, joka on bakteerien entsyymi, jota käytetään bakteerien soluseinien rakentamiseen. Tässä on aktiivinen entsyymi, ja näemme, että activeenzymellä on OH siinä. Tämä OH toimii nukleofiilina, ja se saavuttaa karbonyylihiilen tässä beta-laktaamirenkaallamme. Tiedämme,että tämä karbonyylikarbonaatti on elektrofiilisempi kuin useimmat amidit, ja tiedämme myös, että tässä on merkittävä ringor-kulmakanta., Se on penisilliinijohdannaismolekyylimme reaktiivinen osa. Nukleofiili hyökkää elektrofiiliin, ja nämä elektroniikat tarttuvat happeesi. Sitten, kun uudistus karbonyyli, ne elektronit siirtyvät takaisin uudistaa karbonyyli, joka on potkia nämä electronsoff päälle typpeä. Tämä on vain nukleofiilinen asyylikorvausmenetelmä. Murramme amidin ja esittelemme tuotteen täällä. Mitä tapahtuisi? Haluan korostaa näitä atomeja, joita sowe voi seurata. Tämä happi on tätä happea., Ja tämä hiili on tätä hiiltä tässä. Rikoimme hiilen ja typen välisen sidoksen. Se olisi tämä typpi, anna minun kiertää se. Ja tämä typpi nappasi protonin. Olemme nyt jättäneet entsyymin pois. Tämä on nyt invalidoitu entsyymi. Täällä ei ole enää tätä ilmaista OH: ta. Jos se on käytössä, se voi buildcell seinät bakteerit, ja jos bakteerit voivat’tbuild solun seinät se tarkoittaa, että meidän immunesystem voi taistella kaikenlaista bakteeri-infectionwithout soluseinän., Tämä on ajatus, miten beetalaktaamiantibiootit, kuten penisilliini, toimivat. Ne estävät bakteriafromia rakentamasta soluseiniä ja immunesystem voi hoitaa loput. Kaikki riippuu tämän beetalaktaamirenkaan kemiasta.