Egyéb szerves vegyületek
Alkoholok alifás, ciklikus, telített, telítetlen, aromás, ¾ egy-, két- és többértékű, ¾ primer, szekunder és tercier alkohol. ¾
Reakciók: ¾ alkohollal észter (íz és aroma), ¾ oxidáció aldehid, keton, karbonsav, ¾ olefinek, éterek, halogénezett szénhidrogének képződése.
Egyértékű alifás alkoholok magas forrás- és olvadáspont, asszociátumok, ¾ 1−3 szénatom: jól oldódnak, ¾ 4−12 szénatom: olajszerűek, ¾ 12 fölött: szilárdak, viaszszerűek. ¾
Metil-alkohol: Nagyon mérgező halál.
szív-, izomgörcs, vakság,
Előfordulás: ¾ észterei pektinben, ¾ gyümölcspálinka, bor (28−200 mg/dm3), (direkttermő szőlő metanol) pektin metilészteráz.
Etil-alkohol: kellemes szag, égető íz, ¾ minden élőlénynek méreg, ¾ mikroorganizmusokat elpusztítja. ¾
Előállítás: 2 CH3-CH2-OH + 2 CO2 C6H12O6 melaszból, keményítőből, cellulózból Alkoholtartalmú italok (koncentráció, %) bor 5,5−13 sör 0−5,5 likőrök 20−30 tömény szeszes ital. 40−55 Kismértékben gyógyszer (tokaji aszú), nagymértékben…….
Propil-alkohol: észterei illóolaj összetevők. Butil-alkohol: kozmaolaj szagú, köhögésre ingerlő. C6-C9 alifás alkoholok: észter formában szeszes italokban, borban: amil-, hexil-, heptil-, nonil-alkohol.
Többértékű alifás alkoholok Két- és háromértékűek: geminális, vicinális, diszjunkt alkohol. Etilénglikol: (fagyálló) erős méreg Propándiol: színezék és aroma oldószer Butándiol: borban, kovászban, sörben Glicerin glicerinaldehid, dihidroxi-aceton, glioxálsav, oxálsav, foszfátészterei: biokémiai folyamatok, zsírok alkotórésze, robbanószer gyártás („trinitro-glicerin”), édesítés, lágyítás.
Aromás alkoholok Benzil-alkohol: enyhe aromás illat. Előfordulás: málna, tea, dohány, szegfű, észterei a balzsamfákban. β-fenil-etil-alkohol: rózsa- és mézillatú aroma Fahéj-alkohol: édeskés-balzsamos illatú oxidáció: fahéjaldehid, -sav, benzaldehid; Előfordulás: fahéjlevél, nárcisz, jácint. CH2 OH
benzil-alkohol
CH2 CH 2 OH
β-fenil-etil-alkohol
CH CH CH2 OH
fahéj-alkohol
Fenolok, fenol-éterek, fenol-alkoholok Egyértékű fenolok és származékaik Fenol: füstszagú, erősen égető, maró ízű. Előfordulás: tea, dohány, füstölt hús, pörkölt anyagok. Származékai: krezol: tea, kávé, tej, pörkölt anyagok, etil-fenol: tej, szójamártás, paradicsom, pörkölt anyagok, vinil-fenol: fanyar, füstölt aroma, sör, tej, pörkölt anyagok, karvakrol: antiszeptikus hatású.
Egyértékű fenolok OH
OH
OH
OH
CH3 CH3
fenol OH
CH3
o-krezol
m-krezol
OH
p-krezol CH3
CH3 OH
OH CH2 CH3
etil-fenol
CH CH2
vinil-fenol
CH CH3
CH3
karvakrol
CH CH3 CH3
timol
Kétértékű fenolok és származékaik Oxidálódva barnulást okozó színanyagok. Pirokatechin: redukálószer, antioxidáns és fertőtlenítő. Rezorcin: csípős, mesterséges aroma-alapanyag. Hidrokinon: redukálószer ox. benzokinon; Előfordulás: ánizsolaj, szederlevél, áfonya. OH
OH
OH OH
OH OH
pirokatechin
rezorcin
hidrokinon
Gvajakol (o-metoxi-fenol): zellermag, szegfűszeg, fahéj, dohány, kávé, tej. Eugenol (2-metoxi-4-vinil-fenol): szegfűszeg, fahéj, babérlevél, szegfűbors, szerecsendió. Izoeugenol (2-metoxi-4-propenil-fenol) ld.: eugenol csak kellemesebb.
OXOVEGYÜLETEK Aldehidek Reakciók: addíció, polimerizáció, kondenzáció. Keletkezés: aminosavak bioszintézise, dezaminálása, transzaminálása, zsírsavak oxidációja, linolénsav bomlása, karotinoidok átalakulása. Alifás, telített aldehidek Formaldehid: gáz; C2−C12: folyadék, fölötte szilárd; odoforok (szagadóak); C1−C7: szúrós, penetráns szag; C8−C11: kellemes illat; C12< szagtalan;
Formaldehid: mikrobaölő Reakció a fehérjék oldalláncával (NH2, NH, OH, SH), peptidkötéssel formilezett fehérje. Acetaldehid: kis koncentrációban: gyümölcsillatú; alkohol oxid. acetaldehid Kis koncentrációban számos élelmiszerben. Propionaldehid: zsír, tej, alkoholos italok, kávé aroma, alma, illóolaj. Butiraldehid: kávé aroma, cigarettafüst. Izobutiraldehid: keserűmandula illat.
n-valeraldehid 2-metil-butanal kapronaldehid
aromakomponensek
önantaldehid: konyak, 2-etil-hexanal: kenyér, nonilaldehid: narancsillatú (mandarin- és citromolaj), decilaldehid: citromfű-, mandarin- és citromolaj, undecilaldehid: citromolaj, dodecilaldehid: jegenyefenyő illatú.
Hidroxi-aldehidek glikolaldehid: biokémiai folyamatok terméke, glicerinaldehid: biokémiai lebontások és szintézisek. Telítetlen aldehidek akrilaldehid: csípős szag (avasodó zsír), krotonaldehid: kenyér, halhús, konyak, C9-aldehidek: tökfélék aromája, 2-nonenal: uborkaillat hordozója.
C1–C7 nyílt szénláncú, telített aldehidek
HCHO
CH3 CH2 CH2 CH O
CH3 CH
CH2 CHO
CH 3
formaldehid (metanal)
CH3
CHO
acetaldehid (etanal)
CH3 CH2 CHO
propionaldehid (propanal)
n-butiraldehid (butanal)
H3C
CH
CHO
H3C
izobutiraldehid
(2-metil-propanal)
CH3 (CH2) 3
CHO
n-valeraldehid (pentanal)
izovaleraldehid (2-metil-butanal)
CH3 (CH2)4
CHO
kapronaldehid (hexanal)
CH3 (CH2)5
CHO
önantaldehid (heptanal)
Aromás aldehidek: átható illatú vegyületek, illóolajok komponensei. benzaldehid: amigdalin, keserűmandula komponense, fahéjaldehid: fahéjlevél, levendulaolaj, kumarinaldehid: fahéj, eukaliptuszolaj, fenil-acetaldehid: kenyér, jácintillatú, szalicilaldehid: keserűmandula szag, égető íz, ánizsaldehid: ánizs, csillagánizs, dohány, vanillin: vanília, szegfűolaj, feketegyökér, etilvanillin: vanillinnél zamatosabb.
Egyéb aldehidek: furfurol: szénhidráttartalmú, hőkezelt élelmiszerekben, hidroxi-metil-furfurol: kamillaillatú, hőkezelt élelmiszerekben, metional (3-metil-merkapto-propanal): tejben metioninból, riboflavin jelenlétében.
KETONOK Alifás ketonok: 5−9 szénatomszámúak: fontos aromaanyagok. aceton: acetecetsav dekarboxilezésével, acetoin (3-hidroxi-2-butanon): Kellemes illatú, vaj, kenyér, sör, narancs, diacetil (2,3-butándion): a vaj jellegzetes aromaanyaga. H3C
C
C
O
O
CH3
diacetil (2,3-butándion)
Aromás ketonok: acetofenon (metil-fenil-keton): élelmiszerek és illóolajok aromaanyaga, 4-metil-acetofenon: borsban, zingeron: gyömbér csípős komponense. Heterociklusos ketonok: maltol: karamell, frissensült kalács illatú. SZERVES SAVAK ÉS SZÁRMAZÉKAIK ¾ alkoholokkal észterek íz és aromaanyagok ¾ dekarboxileződés ¾ redukálódás alkohollá
Telített monokarbonsavak Ecetsav: a növényvilágban mindenütt jelen van; ox. alkohol, acetaldehid ecetsav Propionsav: sajt, kenyér, kávéaroma; sói megakadályozzák a kenyér-nyúlósodást. Vajsav: kellemetlen, átható szag; kenyér, savanyú káposzta, sajt. Izovajsav, n-valeriánsav, 2-metil-butánsav, izovaleriánsav, kapronsav, izokapronsav, önantsav, kaprilsav, pellargonsav, krotonsav, izokrotonsav: sör, tea, zeller, kávékivonat, dohánylevél, tej, sajt, málna, bor, savanyú káposzta, alma.
Telített dikarbonsavak Oxálsav: rebarbara, sóska, fű, spenót, (500−900 mg/100 g); 4−5 g halálos. Malonsav: enzimek kompetitív gátlóanyaga; gomba, árpa, rozs, bor. Borostyánkősav: minden növényi és állati termékben (citromsav ciklus). Glutársav, adipinsav: diammóniumsói konyhasóhoz hasonló ízűek.
Telítetlen dikarbonsavak (maleinsav) fumársav: minden sejtben, dohányban, gombában. Telítetlen trikarbonsavak transz-akonitsav: minden sejtben, cisz-akonitsav: cukornád, árpa, köles. Monohidroxi-monokarbonsav glikolsav: éretlen szőlő, savanyú íz, tejsav: L(+): glikogén-lebontás, D(–): szénhidrátok tejsavas erjedése.
Almasav: L-módosulat a citrátkörben, Borkősav: természetben D(+) változat, ¾ szinte mindenütt megtalálható, ¾ ízesítésre használják. COOH COOH
COOH
HO C H
HO C H
H C OH
D(–)-tejsav D(-)-tejsav
COOH H C OH HO C H COOH
D(+)-borkősav
CH2 COOH
COOH
L(+)-tejsav L(+)-tejsav
citromsav citromsav
L(+)-almasav L(+)-almasav COOH HO C H H C OH COOH
L(-)-borkősav
COOH
HO C COOH
CH2
CH3
CH3
CH2
COOH H C OH H C OH COOH
mezo-borkősav
Citromsav: (2-hidroxi-propán-trikarbonsav (1,2,3)) Citromsav ciklus mindenütt előfordul; ¾ kellemes savanyú íz, ¾ kiváló puffer-alapanyag, ¾ fémionokat komplexben köti antioxidánsok mellett szinergetikus hatású. Sikiminsav, (−)-kínasav: aromás vegyületek képződésében vesznek részt. Aromás karbonsavak benzoesav, p-hidroxi-benzoesav, …-észter, szalicilsav: baktericid, fungicid hatásúak, protokatechusav, vanillinsav, gentizinsav, galluszsav: tannin és más cseranyagok alkotórésze, sziringasav: íz- és aromaanyagok részei.
ÉSZTEREK Szerves sav + alifás alkohol Hangyasav-etilészter, metil-formiát, metil-acetát, etilacetát: gyümölcsillatú folyadékok, gyümölcsaromák előállítására használják. 1-propil-acetát, butil-acetát, i-butil-acetát, pentilacetát, 3-metil-butil-acetát, hexil-acetát, ecetsavtransz-2-hexenil-észter: körte-, alma-, gyümölcsillatúak, a sör bukéanyagai. Alifás sav + aromás alkohol Benzil-acetát, 2-fenil-izobutirát, -izovalerát, fahéjacetát: jellegzetes aromahordozók.
Aromás sav + alkil alkohol Fenil-ecetsav-metil(etil)-észter, fahéjsav-metilészter: intenzív illatúak; CH2COOCH3
fenil-ecetsav-metil-észter
CH CH COOCH3
fahéjsav-metil-észter
Fenol-karbonsav-észterek Szalicilsav-metil-észter (fenolos illatú); Szalicilsav-izoamil-észter (orchideaillatú); COOCH3
COOCH2CH2CH(CH3)2
OH
OH
szalicilsav-metil-észter
szalicilsav-izoamil-észter
Laktonok hidroxi-karbonsavak belső észterei, jelentős aromakomponensek. Illóolajok lehetnek optikailag aktívak vagy inaktívak, ¾ vízgőzzel desztillálhatók, ¾ 90%-uk terpén vagy -származék, ¾ 10% alifás-, aromás-, N- és S-tartalmú vegyület, ¾ jelentős íz- és aromakomponensek. ¾
Terpének Az izoprén (C5H8) polimerei: mono- (C10H16), szeszkvi- (C15H24), di- (C20H32), tri(C30H48), tetra- (C40H64), poli- (C5H8)n terpének. Illóolajokban főleg mono- és diterpének. Aciklikus monoterpén: ocimén, mircén, citronellol: ¾ kellemes illatú, ¾ autooxidációra hajlamos folyadékok. Monociklikus monoterpének: limonén, α-, β-fellandrén, terpinén, terpineol mentol: L-: kellemes, hűsítő illatú, D-: dohos pince-, káposztaszagú.
CH3
CH3
CH3
CH3 O
CH2OH C H2C
CH3
citronellol citronellol
OH
H3C C CH3
CH3
CH CH3 H3C
L-mentol L-mentol
CH3
kámfor kámfor
CH3
humulén humulén
Humulén: monociklikus szeszkviterpén, komlóban és szegfűben. Biciklikus szeszkviterpének: Kadinén, szelinén, eudezmol, (+)-nutkaton, kellemes illatú (szegfű, terpentin) folyadékok.
Diterpének: fitol: klorofill lipofilalkotója, előfordulás: E- és K1-vitaminban. CH(CH3) (CH2)3
CH
CH3 CH3
(CH2)3 CH(CH3) (CH2)3
fitol
C(CH3) CH CH2 OH
Triterpének: szkvalén: cápamájolajból izolálható.
Egyéb illóolaj komponensek: Fenolszármazékok: anetol, ánizssav, eugenol, vanillin, timol, karvakrol, benzil-alkohol, benzaldehid, fahéjalkohol, fahéjaldehid. Heterociklusos vegyületek: kumarin, bergaptol, bergapten, indol, szkopoletin.
Alkaloidok ¾ erős élettani hatásúak, ¾ N-tartalmú, bázikus, heterociklikus vegyületek, ¾ természetben sóformában fordulnak elő, ¾ élénkítő, serkentő, fájdalomcsillapító hatásúak, ¾ eufóriát idézhetnek elő. Előfordulás: kávé, tea vizes kivonatában, üdítőitalokban. Elnevezésük a heterociklusos váz szerint.
Az alkaloidok alapváza
N N
N H
imidazol
indol
N N
kinolizidin
kinolin
H N
N
N
N N
purin
N
N
akridin
N
kinazolin
N H
pirrolidin
CH3
tropán
Purinvázas alkaloidok: xantin, koffein, teobromin, teofillin,
O H3C
N1
6
CH3 N 7
N Koffein: (metil-teobromin) N O Előfordulás: kávémag, tealevél, kóladió; CH3 Kávé: 1−1,5%; szárított feketetea: 5% koffein koffein Mérsékelt mennyiség: (kb. 250 mg) ¾ serkenti a szívműködést, anyagcserét, légzést, agyműködést, ¾ növeli a munkateljesítményt, ¾ csökkenti a fáradságot, a gyomor vérellátottságát (emésztés). 3
Nagyobb adag koffein: (<300mg); ¾ kézreszketés, álmatlanság, szívtáji nyomás, ¾ agyban vértódulás. 5 g fölött HALÁLOS !!
Teobromin: Koffeinhez hasonló enyhébb élettani hatás. Előfordulás: kakaóbab (1,8%), tej- (0,15−0,20%), keserűcsokoládé (0,9%). O
N
HN1 O
CH3 6
N CH3
Teofillin: legerősebb vízhajtó, élénkítő, teacserje leveleiben. Xantin: szívizmot károsítja, bénulást okozhat.
teobromin teobromin
N
Kondenzált piridingyűrűs alkaloidok Morfin: (és származékai) fenantrénvázasok. Az agykéreg fájdalomérző területét bódítja. Euforizáló hatás kábítószerként alkalmazzák. Gyógyászat: erős fájdalomcsillapító. Előfordulás: ópiumban, (mák száraz tejnedve). Rendszeres fogyasztás: Fokozatos testi, szellemi leépülés! Halálos adag: 5 mg/testtömeg-kg Előállítás: száraz mákgubóból.
Heroin: (diacetil-morfin) Légzőközpontra hat, csillapítja a fulladást, köhögést. Kábítószer! Kisebb adagja hatásosabb, mint a morfiné. HO
H3COCO
CH3O
O
O
O NCH3
NCH3 H3COCO
HO
morfin
NCH3 HO
heroin
kodein
Kodein: (metil-morfin) ártalmatlan gyógyszer (szamárköhögés, görcsös köhögés, influenza, fejfájás) A szervezetben morfinná alakulhat! α-narkotin: a morfin hatását fokozza. Papaverin:
izokinolinvázas, veszélytelen alkaloid.
Kinin: kinolinvázas ¾ antibakteriális, lázcsillapító, maláriaellenes gyógyszer, ¾ nagyobb adag: szédülés, fejfájás, szívbénulás, Halálos adag: 8−10 g ¾ üdítőitalokban: 30−60 mg/dm3.
H
OCH3 OCH3 N
N
H HO C CH3O CH3O
N
papaverin
CH3 N
CH3O N
kinin
nikotin
Piridinvázas alkaloidok Nikotin: kábító szagú, optikailag aktív folyadék. ¾ hat a perifériás és központi idegrendszerre, ¾ vérnyomást emeli – csökkenti; szív koszorúereit szűkíti szívinfarktus 25−30 mg halálos! Előfordulás: dohánylevél (0,6−8,0%; néha 15%), cigaretta (0,7−1,3 mg/szál) Nornikotin, anabazin, nikotirin, nikotellin: a dohányban a nikotin kísérői.
Indolvázas alkaloidok Lizergsavszármazékok D-(+)-lizergsav-dietilamid: (LSD) Kábítószer, hallucinogén hatású; 0,05−0,2 mg: reverzíbilis elmezavar; kellemes közérzet, gondtalan álomvilág, repülés halál!!!!!!! Előfordulás: a lizergsav az anyarozs fő alkaloidja.
