Kemijski članki

Azijsko-pacifiška regija je presegla Evropo in Združene države po števiuo objavljenih člankov s področja kemije. Analiza Thomson Reutersa je pokazala, da raziskovalci v azijsko-pacifiški regiji zdaj prispevala 43 odstotkov vseh člankov, leta 1981 pa le 19 odstotkov.

Metilizocianat

2. decembra 1984, takoj po polnoči, je iz tovarne Bopal začel izhajati oblak hlapov, skupaj je ušlo 30 do 40 ton strupene kemikalije – metilizocianat. Posledice: 3000 mrtvih, in 200.000 poškodovanih. Kasneje je zaradi nesreče skupno umrlo 16.000 ljudi. Lastnik tovarne, Union Carbide, je vIndiji izdeloval insekticid sevin (karbaril).

Reaktivnost metilizocianata je zelo velika, takoj reagira z beljakovinami oči, kože in pljuč. Veže se na s sulfhidrilnimi skupinami v beljakovinah. Te reakcije uničijo notranjo membrano v pljučih, tako lahko voda vstopi  iz okoliških tkiv. Posledica je pljučni edem, saj se pljuča napolnijo z vodo.

V pljučih je sicer veliko glutationa, (tripeptid, ki vsebuje SH skupin) Je antioksidant, ki lahko zavira delovanje številnih snovi, ki povzročajo raka. Reagira tudi z metilizocianatom in ga odstrani. Žal pa se produkti te reakcije prenesejo (kot kemični taksi) v kosti in mišice, kjer se sprosti in povzroča škodo.

Metilizocianat

Viniklorid

Viniklorid (CH2=CHCl) je preprosta kemikalija, ki se v jetrih encimsko presnovi v reaktivni produkt, ki lahko reagira z beljakovinami in celo z DNK v jedrih jetrnih celic. Presnovek reagira z dvema od štirih baz v verigi DNK, z adeninom in citozinom. Znano je, da se po izpostavljenosti vinikloridu pojavijo v krvi nove beljakovine, pojavi pa se rak na jetrih.

Vinilklorid, momomer za PVC.

Histamin

Histamin nastaja z dekarboksilacijo aminokisline L-histidin. Histamin znižuje krvni tlak, spodbuja želodčne žleze za izločanje želodčnega soka in krčenje gladke muskulature črevesja, bronhijev in uterusa. razširjen je tudi v rastlinskem in živalskem svetu, na primer v vrsti strupenih snovi. V koprivah ali čebeljem strupu so poleg histimina še acetilholin in serotonin. Histamin imajo številne žuželke, ki pikajo, pa tudi gosenice v ožigalnih dlačicah.

Reakcija dekarboksilacije.

L-triptofan

Je aminokislina iz katere nastaneta dva pomembna biogena amina, triptamin in serotonin. Zlasti serotonin je prisoten pri vretenčarjih in nevretenčarjih. Obe spojini pa učinkujeta kot kemijska prenašalca impulzov in imata še vrsto drugih učinkov. Serotonin je v možganskem tkivu in je pomemben pri delovanju centralnega živčnega sistema. Je ključna spojina za ohranjanje mentalne stabilnosti, sodeluje tudi pri regulaciji telesne temperature in teka ter pri procesu, pri katerem pride do obdobja spanja. Iz serotonina namreč nastane tudi melatonin, ki sodeluje pri kontroli dnevnega in nočnega ritma.

Nastanek triptamina in serotonina.

Hidroksiurea

ali tudi hidroksikarbamid je preprosta molekula. Spojina se uporablja za zdravljenje raka (melanom, leukemije, raka jajčnikov, raka glave, vratu in tudi drugih vrst). Spojina inhibira delitev rakavih celic, žal tudi normalnih celic zato nastopajo stranski učinki.

Hidroksiurea

Steroidi

Steroidi so spojine z osnovnim skeletom, ki ga sestavljajo štirje obroči iz 17 ogljikovih atomov. Steroidi so verjetno ena največjih skupin organskih spojin v naravi. Zelo so razširjeni v živalskem in rastlinskem svetuh, med njimi so spojine, ki so življenskega pomena za ohranjanje življenja: holesterol, žolčne kisline, spolni hormoni, kortikoidni hormoni, insektni hormoni…
Zaradi njihovih zelo različnih bioloških aktivnosti so bile opravljene številne kemijske raziskave, ki pa so zaradi kompleksnosti spojin trajale dolgo časa. Holesterol je bil znan že leta 1812, leta 1859 so ugotovili sestavo: C26H44O. Leta 1888 so sestavo popravili na C27H46O. Kar je bilo za tisti čas izjemen dosežek. Strukturno formulo holesterola pa so ugotovili šele leta 1955. danes vemo, da ima holesterol 8 kiralnih centrov in je teoretično možno 256 stereoizomerov. Velike zasluge za te raziskave holesterola ima Ladoslav Ružička, Hrvat, ki je leta 1939 prejel Nobelovo nagrado.

Endorfini

Endorfini so peptidi z morfinu podobnim učinkom, tvorijo se v telesu in lahko blokirajo bolečine v centralnem živčnem sistemu, podobno kot analgetiik morfin. Obstajajo v možganih in črevesju sesalcev. Morfin je bil stoletja glavno sredstvo proti bolečinam. Leta 1803 so ga izolirali kot čisto spojino iz opija. Slaba stran morfina je, da upočasnjuje dihanje in lahko povzroči zasvojenost. Mak so gojili že v starem Egiptu za časa 22. dinastije. Tudi Homer je pisal, da so si ranjenci v trojanski vojni blažili bolečine z vinom, ki je vsebovalo opij. Prva spojina iz vrst endorfinov, ki so jo izolirali iz možganov svinj, je bil enkefalin (gr. = v glavi), ki je zmes dveh pentapeptidov:

Tyr—Gly—Gly—Phe—Met (met-enkefalin)

Tyr—Gly—Gly—Phe—Leu (leu-enkefalin)


Morfin.

Palitoksin

Palitoksin je ena najbolj strupenih snovi, ki so jo izolirali iz morskih koral. 1 gram palitoksina lahko ubije 200.000 ljudi. Njena molekulska formula je C129H223N3O54. Spojina ima 64 centrov kiralnosti in 7 dvojnih vezi. Struktura naravne spojine je ena izmed 1019 možnih stereoizomerov.

Palitokin

Kiralne molekule

Biološka aktivnost asimetričnih molekul je povezana s kiralnostjo molekul:

  • L-adrenalin ima 12-krat večji učinek na skrčenje žil kot D-adrenalin.


D in L oblika adrenalina (epinefrin)

  • L-askorbinska kislina (vitamin C) je učinkovit, D-askorbinska kislina pa ne.
    D in L-askorbinska kislina (vitamin C).
  • D- asparagin (aminokislina) je sladek, L-asparagin pa ne.
    D in L-asparagin.
  • (3S) (+)-linalool ina sladek okus, (3R) (−)-linalool pa diši po lesu.
    S in R oblika 3,7-dimethylocta-1,6-dien-3-ol (linaloola)
  • kinin in kinidin sta učinkoviti spojini proti malariji, epikinin in epikinidin pa to nista, spojini se razlikujeta v konfiguraciji na enem ogljikovem atomu.

    Kinin in epi-kinin.

    Kinidin in epi-kinidin
  • Steroid 17β-estradiol je učinkovit estrogen (spolni hormon), 17α-estradiol pa ne.

    (17α)-estra-1,3,5(10)-triene-3,17-diol in (17β)-estra-1,3,5(10)-triene-3,17-diol