Acetilcolina!

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Tony

2015-06-09 08:03

Sono al quinto liceo e in chimica devo portare l'acetilcolina, ma dal punto di vista chimico. Su internet ci sono cose che non vanno bene. Chi mi sa parlare di questa molecola? Vi prego

luigi_67

2015-06-09 08:18

Richiesta così, la cosa è un pio' vaga... Ho fatto una rapida ricerca con il noto motore e non mi sembra che le informazioni manchino, anzi... anche sulla wiki in inglese c'è scritto molto, magari puoi partire da li come base scegliendo le cose che ti interessano e poi magari approfondendo quelle... e poi se hai qualche dubbio magari puoi porre qualche domanda pià specifica, è un consiglio :-) Con internet oggi è tutto più semplice, una volta io usavo queste... :-D :-D :-D

le mie ricerche.jpg
le mie ricerche.jpg
Un saluto Luigi

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Tony

2015-06-09 09:39

Non ho studiato questa nomenclatura, sai spiegarmi perchè si chiama cosi?

quimico

2015-06-09 10:48

Che nomenclatura scusa? Non capisco *Si guarda intorno*

Intendi come si legge sulla Wiki ENG?

Appena ho tempo ti scrivo io due righe, se non hai troppa fretta ovvio asd

TrevizeGolanCz

2015-06-09 10:54

No, non centra nulla la nomenclatura, si chiama acetilcolina perchè deriva dall'esterificazione dell'acido acetico con colina, il perchè del suffisso col- ... forse chimico potrà darci qualche delucidazione.

Tony

2015-06-09 11:32

Non capisco il nome IUPAC

marco the chemistry

2015-06-09 12:00

2-acetossi N,N,N trimetiletanamonio.

Analizziamo il nome:

-2 acetossi; l'azoto prende il numero 1 e quindi l'-OH esterificato con acido acetico sta in 2, gli esteri in IUPAC vengono nomenclati così

- N,N,N trimetil vuol dire che ci sono 3 metili sull'atomo di azoto

-etanamonio, vuol dire che si tratta di un sale di amonio quaternario derivato dall'etilamina

spero di essere stato chiaro

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luigi_67

2015-06-09 12:20

Ottima e chiara la spiegazione di Marco.

Aggiungo la molecola tratta da wiki:

acetilcolina.JPG
acetilcolina.JPG

Un saluto

Luigi

quimico

2015-06-09 12:35

Quando feci l'esame di sostanze biologicamente attive, parlammo anche dell'acetilcolina, dei recettori e soprattutto della sua chimica, molto affascinante. E si parlò anche degli anticolinergici, una classe di farmaci.

Come si evince dal nome, è l'estere acetico della colina. La sintesi dell'acetilcolina da colina e acetil-CoA richiede un enzima: la colina acetiltransferasi o CAT. L'acetil-CoA è derivato dal piruvato generato dalla glicolisi, mentre la colina è trasportata nelle terminazioni da un trasportatore Na+-dipendente. Dopo il rilascio, l'acetilcoline è rapidamente metabolizzata dall'acetilcolinesterasi e la colina è trasportata di nuovo indetro alla terminazione.

Come si può notare, l'acetilcolina o ACh è sintetizzata tramite una reazione a passaggio singolo catalizzata dall'enzina CAT. Come nel aso per tutte le proteine delle terminazioni nervose, il CAT è prodotto nel corpo cellulare colinergico e trasportato lungo l'assone verso le terminazioni nervose. Sia la CAT che l'ACh possono essere trovate lungo il neurone, ma la loro concentrazione maggiore è nei terminali degli assoni. La presenza della CAT è un "marker" che un neurone è colinergico, solo i neuroni colinergici contengono CAT.

I passaggi che limitano la velocità nella sintesi dell'ACh sono la disponibilità di colina e di acetil-CoA. Durante l'aumentata attività neuronale la disponibilità di acetil-CoA dai mitocondri è sovraregolata dato che c'è bisogno di colina nelle terminazioni nervose dalle spaziature sinaptiche. Il Ca2+ pare essere coinvolto in entrambi questi meccanismi regolatori. L'inattivazione dell'ACh è convertita tramite il metabolismo in colina ed acido acetico. Di conseguenza, molta della colina usata per la sintesi dell'ACh deriva dal riciclo della colina da ACh metabolizzata. Un'altra fonte è la rottura del fosfolipide, fosfatidilcolina. Una delle strategie per aumentare la neurotrasmissione di ACh è la somministrazione di colina nella dieta. Comunque, quest non si è dimostrato efficace, probabilmente perché la somministrazione di colina non aumenta la biodisponibilità di colina nel SNC.

L'immagine che riporto tratta del metabolismo dell'acetilcolina nelle terminazioni nervose colinergiche.

ch6f8.jpg
ch6f8.jpg

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ohilà

2015-06-09 18:51

Vista la relativa semplicità della struttura dell'acetilcolina non ho potuto fare a meno di pensare a una possibile sintesi... Non sono riuscito a trovare nulla, se non la biosintesi. Qualche idea? A occhio e croce non penso che una Fischer tra colina e acido acetico possa funzionare. Sarebbe troppo facile. asd

marco the chemistry

2015-06-09 20:13

Magari se parti da colina cloruro e Ac2O o AcCl dovresti avere buoni risultati...è solo una supposizione la mia però...sembra troppo semplice in effetti...asd

ohilà

2015-06-10 06:36

Oltretutto la colina (in genere in forma di bitartrato) si trova anche facilmente e non costa molto...  *Fischietta* Però, per adesso ho altro da fare, e non mi va di provare alla cieca.  Rolleyes Se qualcuno ha altre notizie le tiri fuori!

quimico

2015-06-10 07:33

Esistono almeno tre sintesi da laboratorio dell'acetilcolina (sotto forma di sale cloroidrato): 1. (CH3)3N + ClCH2CH2OH --> (CH3)3N+CH2CH2OH Cl- (CH3)3N+CH2CH2OH Cl- + CH3COCl --> (CH3)3N+CH2CH2OCOCH3 Cl- In alternativa è possibile usare Ac2O al posto di AcCl. 2. (CH3)3N + etilene ossido -->(CH3)3N+CH2CH2OH OH- (trattamento con HCl) --> (CH3)3N+CH2CH2OH Cl- (CH3)3N+CH2CH2OH Cl- + (CH3C(=O))2O --> (CH3)3N+CH2CH2OCOCH3 Cl- 3. (CH3)3N + ClCH2CH2OCOCH3 --> (CH3)3N+CH2CH2OCOCH3 Cl-

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marco the chemistry

2015-06-10 08:07

Due metodi li avevo azzeccati..asd

Nic nella penultima reazione hai sbagliato a scrivere l'Ac2O.

quimico

2015-06-10 09:22

Giusto, manca un ossigeno. E l'avevo pure riletto asd

ohilà

2015-06-10 12:55

Buono! Mi sa che mi prendo un po' di colina...  asd

Solo che ho un sacco di belle sintesi in programma, ma non ho mai tutto il tempo che servirebbe per farle...  azz!

quimico

2015-06-10 14:33

Unico problema è trovare delle ricette valide. Queste formule derivano dalle preparazioni originali di fine '800/inizio '900 *help*

quimico

2015-06-12 07:58

Aggiungo una chicca che mi è venuta in mente in questi giorni, retaggio dei miei studi universitari asd

Tra gli alcaloidi esiste la classe degli alcaloidi da Trp (triptofano), in cui si trovano diverse sottoclassi di vitale importanza, al cui interno troviamo molecole di enorme interesse e importanza. Basti pensare alla serotonina (5-HT) e alla triptamina, alla vinblastina e alla vincristina (noti antitumorali estratti da Catharanthus roseus, alla stricnina e alla brucina, alla chinina e ai suoi derivati sintetici (usati per la cura della malaria), alla camptotecina, al topotecano e all'irinoecano (antitumorali ad ampio spettro, ma spesso tossici come nel caso della camptotecina) ed infine arriviamo alla fine, dove volevo condurvi: alla sottoclasse degli alcaloidi pirroloindolici.

Tra questi volevo parlavi dell'eserina o fisostigmina, estratta dalla fava del Calabar (Nigeria). È un alcaloide parasimpaticomimetico, un inibitore reversibile della colinesterasi.

È altresì miotico (contrazione della pupilla) vs. midriasi (dilatazione della pupilla; belladonna/atropina); diminuisce la pressione intraoculare (glaucoma).

È l'antidoto per atropina, derivati curarici, è impiegata per Alzheimer e Parkinson. Oggigiorno è ottenuta solo per sintesi totale.

Il gruppo carbammato della fisostigmina è il farmacoforo. La colinesterai viene temporaneamente inattivata e solo lentamente ridà la colinesterasi.

I farmaci anticolinesterasici aumentano la trasmissione neuromuscolare.

Il meccanismo proposto per la sua biosintesi è il seguente:

La fisostigmina ha due atomi di carbonio chirali. Quindi, è necessario prestare attenzione alla sintesi dei corretti diastereoisomeri. Le 71 sintesi della fisostigmina portano a 33 miscele raceme e 38 prodotti di un singolo enantiomero.

La prima sintesi totale della fisostigmina fu ottenuta, come detto sopra, da Julian e Piki nel 1935. Il risultato migliore della sintesi della fisostigmina di Julian fu l'ottenimento del composto chiave intermedio, l-eserolina (composto 10 nel schema sotto). In seguito, questo composto sarebbe facilmente convertito a fisostigmina. In uno dei suoi primi lavori Julian sintetizzò l'anello della fisostigmina a partire da 1-metil-3-formil ossindolo, che fu scoperto da Friedlander. Comunque, affrontò i problemi dell'elevato consto del materiale di partenza, e la riduzione di un nitrile ad ammina (simile alla reazione del composto 6 a dare il composto 7 nello schema) con sodio e alcole non diede risultati con buone rese. Nel suo secondo lavoro “Studies in the Indole Series III,” aveva migliorato le rese dell'ammina dal nitrile in modo significativo usando palladio e idrogeno. Sebbene egli riuscì nella sintesi della molecola prefissata, la via sintetica ebbe diversi inconvenienti. Primo, la risoluzione chimica del composto 8 è inaffidabile, e la risoluzione chimica del d,l-eseretolo porta ad enantiomeri otticamente puri dopo dopo otto ricristallizzazione del suo sale di tartrato. Secondo, la reazione del composto 8 a dare il composto 9 richiede una grossa quantità di sodio. Negli anni sin dal suo lavoro iniziale, molti altri gruppi hanno usato una varietà di approcci per superare questi problemi.

Julian, P. L.; Pikl, J. (1935). "Studies in the Indole Series. III. On the Synthesis of Physostigmine". Journal of the American Chemical Society 57 (3): 539–544. doi:http://dx.doi.org/10.1021%2Fja01306a04610.1021/ja01306a046.

Julian, P. L.; Pikl, J.; Boggess, D. (1934). "Studies in the Indole Series. II. Alkylation of 1-Methyl-3-Formyloxindole and a Synthesis of the Basic Ring Structure of Physostigmine". Journal of the American Chemical Society 56 (8): 1797–1801.http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_object_identifierdoi:http://dx.doi.org/10.1021%2Fja01323a04610.1021/ja01323a046

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