lector: în acest videoclip vom analiza antibioticele beta-lactamice. Lactamele sunt tehnic amide, cu toate acestea sunt diferitede la amide tipice. Mai întâi să ne uităm la o amidă tipică. Știm că singura pereche de electroni pe azot nu este localizată la azot, este delocalizată, participă la rezonanță. Când am atras resonancestructure pentru o amidă, acest top oxigen aici se anegative o acuzație formală, și că ar fi o legătură dublă între carbon și nitrogens. Lasă-mă să merg mai departe și trage în grupurile noastre., Asta ar da nitrogena plus o taxă formală. Dacă ne uităm la resonancestructure pe dreapta și ne gândim la hybridizationstate de azot în această rezonanță structura, ‘sobviously hibridizat Sp2 aici, indicând faptul că azotul este planar. Într-o amidă ideală, azotul planar oferă cea mai bună suprapunere a orbitalilor. Asta permite ca această pereche de electroni să fie delocalizați, ceea ce mărește electrondensitatea din jurul carbonului nostru carbonil, astfel încât carbonul nostru carbonil să fie mai puțin electrofil și, prin urmare, mai puțin reactiv. Am spus acest lucru este motivul pentru amidesare, în general, nereactive aici., E o amidă ideală. Există una specială în penicilină, o amidă într-un inel,pe care o numim lactam. Să ne uităm la generalstructure pentru penicilina aici, sau un derivat de penicilină,pentru că ai putea schimba derivativeby schimbarea R grup. Ai putea schimba în amoxicilină sau ampicilină sau ceva de genul asta. Căutând inelul nostru lactamic, este o amidă într-un inel, și putem vedea că aici este lactamul nostru. Dacă vrem să clasificăm acest lactam, carbonul de lângăcarbonilul este carbonul alfa. Carbonul de lângă acesta este carbonul beta, iar apoi am lovit azotul., De aceea numim acest inel beta-lactam. În timpul celui de-al doilea război mondial a existat un efort imens de a sintetiza penicilina. Chimiștii nu știau exact structura, dar, evident, dacă ai putea face, ar fi un ajutor imens în efortul de război. Acesta a fost cunoscut faptul că penicillinwas rapid hidrolizat în acid sau de bază, și deci, unele chemiststhought care o lactamic nu a putut fi prezent suntem astfel rezonanță puternică în amide care se shoulddecrease reactivitatea, și nu ar trebui să fie soeasy să se hidrolizează. Cu toate acestea, alți chimiști, cum ar fi R. B., Woodward a favorizat structura beta-lactamică și, desigur, acei chimiști s-au dovedit a fi corecți. Woodward a crezut că acest aranjament interesant în penicilinădin aceste două inele, permiteți-mi să vă arăt aceste două inele aici. Avem un inel cu patru membri, care este beta-lactam nostru, și apoi avem, Dacă te gândești la acest inel ca separat aici pe dreapta, un inel de cinci membri. E un sistem fuzionat de patru și cinci inele. Dacă vă uitați la structura modelului pe care am făcut-o aici, în stânga, puteți vedea că acest sistem fuzionat de patru și cinci inele împiedică azotul să fie plan., Permiteți-mi să merg mai departe și să evidențiez unii dintre acești atomi de aici. Acest atom albastru este azotul. Apoi putem vedea că carbonilii noștri aici pe stânga, și apoi există sistemul nostru de patru cinci inele. Gândindu-vă la acest azot,uitându-vă la această geometrie, puteți vedea că această legătură este în sus,această legătură este în sus un pic. Acest lucru nu este cu siguranta un azot plan aici, si pentru ca nu este planar nu veti obtine acelasi tip de stabilizare de rezonanta despre care am vorbit aici., Azotul nu poate dona o densitate mare de electroni carbonului nostru carbonil din cauza acestui sistem de patru cinci inele, orbitalii nu se suprapun suficient de bine. Deoarece nu există la fel de multă donație a densității electronice la carbonul nostru carbonil,asta va face acest carbonil carbon mai parțial pozitiv, mai electrofil și, prin urmare, mai reactiv. Acesta este unul dintre motivelede ce acest beta-lactam sa dovedit a fi ușor hidrolizat. Un alt motiv pentru care acest lucrubeta-lactam se poate rupe se datorează tulpinii inelului sau tulpinii unghiului. Să aruncăm o privire la acest sistem fuzionat patru cinci inel încă o dată., Lasă-mă să merg mai departe și de a folosi negru, astfel încât să putem vedea ce vorbim despre aici. Uite beta lactam-ul nostru, o să-l desenez aici. Puteți vedea azotul acolo în albastru. Inelul nostru cu patru membri. Dacă ne gândim la starea de hibridizare a, să spunem că acest carbon de aici, acest carbon este legat de patru atomi, este hibridizat Sp3. Unghiul ideal de legătură forSp3 carbonul hibridizat este de 109,5 grade, acesta este idealul. Putem vedea că suntem departe de idealul în această situație. Nu sunt sigur exact ce este, dar este cu siguranta mai putin de 109.5., Dacă ne gândim la acest lucru fiind un pătrat ar putea fi mai aproape de 90 de grade, undeva acolo. O legătură unghi de somewherearound 90 de grade, sau undeva aproape de el, eu sunt sigur că nu e exact 90 de grade, este o abatere de la thisideal bond unghi de 109.5. Cu cât deviați mai mult de la109.5, cu atât mai multă tulpină există, numiți acea tulpină de inel sau tulpină unghiulară. Când faci un model, fie se poate simți de fapt aceste obligațiuni îndoiți, și acest lucru vă oferă o idee despre tulpina care este prezent,ceea ce face acest model astfel încât să puteți actuallyfeel acest unghi se strecoara., Cel mai bun mod de a atenua această tulpină unghi ar fi de a rupe inelul, ai putea hidroliza Amida ta. Ai putea rupe inelul chiar aici și ai putea vedea că este ceea ce am drawnover aici, pe dreapta. Ne-am hidrolizat Amida, am eliberat această tulpină unghiulară. Privind unghiul acum, acest unghi a crescut, nu mai este undeva în jurul valorii de 90, cu siguranță a crescut, s-a apropiat de unghiul nostru de legătură ideală de 109,5. Asta e ideea de tulpina anglestrain sau inel., Deschiderea inelului atenuează această tulpină și vă apropie unghiul de legătură de valoarea ideală, dacă ne gândim doar la acest carbon, de exemplu, fiind hibridizat Sp3. Avem acești doi factori care fac inelul beta-lactam foarte reactiv. Una este că nu există atât de multă stabilizare a rezonanței, iar cealaltă este tulpina inelului. Cele două dintre aceste lucruri combinate pentru a face acest lucru extrem de reactiv. Să aruncăm o privire lamecanismul de acțiune al penicilinei., Aici avem derivatul penicilinei, iar aici avem enzima trans peptidază, care este o enzimă din bacterii care este folosită pentru a construi pereții celulari ai acelei bacterii. Aceasta este enzima activă de aici, și putem vedea că enzima activă are un OH pe ea. Acest OH va funcționa ca un nucleofil, și va ataca carbonul carbonil chiar aici pe inelul nostru beta-lactamic. Știm că acest carbonilcarbon este mai electrofil decât pentru majoritatea amidelor, și știm, de asemenea, că există o tulpină semnificativă a unghiului ringor aici., Aceasta este de fapt porțiunea reactivă a moleculei noastre derivate din penicilină. Nucleofilul atacă electrofilul, iar aceste electronice se vor opri pe oxigenul tău. Apoi, când reformați carbonilul, acei electroni se vor muta înapoi pentru a reforma carbonilul, ceea ce va lovi acești electroni pe azot. Aceasta este destul de mult doar o metodă de substituție acil nucleofilă. Vom rupe Amida, și să mergem mai departe șiarată produsul aici. Ce s-ar întâmpla? Ei bine, permiteți-mi să evidențiez unii dintre acești atomi pe care îi putem urma. Acest oxigen de aici este acest oxigen., Și acest carbon de aici este acest carbon de aici. Am rupt legătura dintre carbon și azot. Asta ar fi acest azot aici, lasă-mă să merg mai departe și-l cerc. Și acest azot a ridicat un proton în acest proces. Ideea e că am dezactivat enzima. Aceasta este acum o enzimă cu handicap. Nu mai există acest OH gratuit aici. Daca este dezactivat, nu poate buildcell pereți pentru bacterii, și dacă bacteriile pot’tbuild peretii celulelor asta înseamnă că nostru imunitar îl poate lupta cu orice fel de bacteriană infectionwithout un perete celular., Aceasta este ideea din spatele modului în care funcționează antibioticele beta-lactamice precum penicilina. Împiedică bacteriile să construiască pereții celulari și apoi sistemul nostru imunitar poate face restul. Totul se reduce la gândirea chimiei acestui inel beta-lactam.