05 Лекция Гетероциклические соединения


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Лекция 5 Биологически важные гетероциклические соединения Лекция 2 Биологически важные гетероциклические соединения БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Гетероциклическими называются циклические органические соединения, в состав цикла которых, помимо атомов углерода, входят один или несколько атомов других элементов (гетероатомов). I. П И Р И Д И Н π - НЕДОСТАТОЧНЫЕ СИСТЕМЫ = СН заменили на N = C5H5N Доказательства ароматичности: 1) Плоский скелет из -связей, N – в SP2 2) π е облако замкнуто, содержит 4 х 1 + 2 = 6 е ( правило Хюккеля)N вступает в π – π сопряжение и оттягивает электронную плотность на себя (ЭОN > ЭОC), в результате в кольце пиридина электронная плотность меньше, чем в С6Н6. • • Атом N называют пиридиновым – на внешней sp2-гибридизованной атомной орбитали располагается неподеленная электронная пара, которая придаёт основные свойства С5Н5N. Химические свойства   β – пиридинсульфокислота является антиметаболитом,структурный аналог – β – пиридинкарбоновой кислоты. а) сульфирование 1. Реакции SE более затруднены 3-хлорпиридин б) хлорирование в) нитрование конц. Окисление гомологов витамин РР – β – пиридинкарбоновая кислота β - пиколин (β – метилпиридин ) N C O N H 2 Никотинамид (витамин PP) гидроксид пиридиния хлорид пиридиния 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА встречается во многихАлкалоидах. ПИПЕРИДИН ВХОДИТ В СОСТАВ ПРОМЕДОЛА, 3. РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ (ГИДРИРОВАНИЕ) ПРОТЕКАЮТ В БОЛЕЕ МЯГКИХ УСЛОВИЯХ, ЧЕМ В С6Н6 Na + C2H5OH + 3Н2 ИЛИ Ni, t α + NaNH2 + NaH α - аминопиридин 4. РЕАКЦИИ SN МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВДЫХАНИЕ ПАРОВ ПИРИДИНА МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К ТЯЖЕЛОМУ ПОРАЖЕНИЮ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫГОМОЛОГ ПИРИДИНА β – ПИКОЛИН ПРЕВРАЩАЕТСЯ В НИКОТИНОВУЮ КИСЛОТУ, НИКОТИНАМИД, КОТОРЫЕ ИЗВЕСТНЫ КАК ДВЕ ФОРМЫ ВИТАМИНА РР, ПРИМЕНЯЮЩИЕСЯ В МЕДИЦИНЕ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ПЕЛЛАГРЫ.ДИЭТИЛАМИД НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ – КОРДИАМИН – ЭФФЕКТИВНЫЙ СТИМУЛЯТОР ЦНСИЗОНИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА – ИСХОДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ В СИНТЕЗЕ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНЫХ СРЕДСТВ – ТУБАЗИДА И ФТИВАЗИДАПИПЕРИДИН ВХОДИТ В СОСТАВ ПРОМЕДОЛА, ВСТРЕЧАЕТСЯ ВО МНОГИХ Алкалоидах. Алкалоиды – гетероциклические азотсодержащие основания растительного происхождения, обладающие выраженным физиологическим действием. Никотин – производное пиридина и пирролидина. Никотин Классификация: Алкалоид группы пиридина. Молекула никотина содержит ядро пиридина и метилированного у азота пирролидина (гидрированного пиррола): Эта формула строения никотина подтверждена синтезом (1904). Никотин в виде солей лимонной и яблочной кислот содержится в листьях табака (Nicotiana tabacum, семейство пасленовых), откуда его и получают. Содержание никотина в табаке достигает 3% и более. 1 2 3 4 5 6 7 8 II. Хинолин (бензпиридин) – ароматическое соединение, содержит пиридиновое и бензольное кольцо, относится к π-недостаточным системам. Имеет плоский σ- скелет и единую сопряженную систему из десяти p – электронов. ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ХИНОЛИНА В реакциях SE атаке подвергается бензольное кольцо (кольцо пиридина является π – недостаточным). Замещение протекает в положении 5 или 8. В реакции SN может вступать только π – недостаточное пиридиновое кольцо (положения 2 и 4). H2SO4 - H2O NaOH, t - NaHSO3 OH SO3H N Реакция сульфирования лежит в основе получения 8 – гидроксихинолина. хинолин-8-сульфокислота 8-гидроксихинолин OH I Cl Антибактериальным действием обладают такие производные 8 – гидроксихинолина, как энтеросептол (8 – гидрокси – 7 иод – 5 хлорхинолин) OH OH NO2 HNO3 - H2O и нитроксолин, или 5 – НОК (8 – гидрокси – 5 – нитрохинолин), который может быть получен нитрованием 8 – гидроксихинолина Бактерицидное действие средств на основе 8 – гидроксихинолина заключается в их способности связывать в прочные комплексы ионы некоторых Ме (Со2+, Сu2+, Bi3+ и другие). Таким путем происходит выведение микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности кишечных бактерий. хелат 8-гидроксихинолина БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕЯДРО ХИНОЛИНА ВХОДИТ В СОСТАВ НЕКОТОРЫХ АЛКАЛОИДОВ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВПРИ ЛЕЧЕНИИ КИШЕЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ИСПОЛЬЗУЮТ ПРОИЗВОДНОЕ 8-ГИДРОКСИХИНОЛИНА – ЭНТЕРОСЕПТОЛ III. ИЗОХИНОЛИН ВХОДИТ В СОСТАВ АЛКАЛОИДОВ МОРФИНА И ПАПАВЕРИНА Применяют морфин как болеутоляющее средство при травмах и различных заболеваниях, сопровождающихся сильными болевыми ощущениями А так же при подготовке к операции, при бессоннице, иногда при сильном кашле. БОЛЬШУЮ РОЛЬ В БОРЬБЕ С МАЛЯРИЕЙ СЫГРАЛ АКРИХИН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ ОБЛАДАЮТ СИЛЬНЫМ ТОКСИЧНЫМ И БАКТЕРИЦИДНЫМ ДЕЙСТВИЕМ.НАПРИМЕР, ЭТАКРИДИН (РИВАНОЛ) ИСПОЛЬЗУЮТ ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИИ IV. АКРИДИН Шестичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами Гетероциклы, содержащие два атома азота называются диазины и различаются взаимным расположением атомов азота. пиридазин пиримидин пиразин Особенности реакционной способности I. Пиримидин менее основный (2N конкурируют)почти не вступает в SЕ Биологическое значение входит в состав: а) нуклеиновых кислот в форме NH2 – и ОН –производных б) витамина В1 – тиамина, одиного из важнейших витаминов. В1 содержит два гетероцикличиских кольца – пиридиновое и тиазольное, связанные метиленовой группой Свойства тиамина Влияет на активность ряда окислительных ферментов. Обладает антиоксидантными свойствами в отношении аскорбиновой кислоты, пиридоксина.Легко взаимодействует с оксигруппами полифенолов. 0,96мкг 0,48мкг 0,51мкг 0,72мкг Источники витамина тиамина N N H N N 1 3 4 5 6 7 8 9 2 II. Пурин Важнейшая конденсированная гетероциклическая система – пурин состоит двух сочлененных колец – имидaзола и пиримидина. пурин Свойства пурина устойчив к действию окислителей хорошо растворяется в воде амфотерен, образует соли не только с сильными кислотами, но (благодаря наличию NH – группы) и со щелочными Ме. Наиболее важны гидрокси – и аминопурины, принимающие активное участие в процессах жизнедеятельности. Гипоксантин, ксантин, мочевая кислота – продукты превращения нуклеиновых кислот в организме гипоксантин ксантин мочевая кислота теофиллин (чай) кофеин(чай, кофе) теобромин (какао) К пуриновым алкалоидам относятся: Эти алкалоиды оказывают возбуждающее действие на центральную нервную систему. Пятичленные гетероциклические соединения π – избыточные системы (суперароматические) пиррол фуран тиофенДОКАЗАТЕЛЬСТВА АРОМАТИЧНОСТИ1) Замкнутые, циклические, плоские скелеты (атомы углерода и азота в sp2 гибридизации )2) 4n + 2 = 4 х 1 + 2 = 6 (е)π – избыточные, так как 6 е на 5 атомов циклаэлектронная плотность в пирроле > C6H6 ПИРРОЛ Пиррольный атом азота имеет неподеленную электронную пару и участвует в р- p сопряжении. Связь N–Н ослабляется, и пиррол проявляет кислотные свойства. ФУРАН H2O, Al2O3, to NH3 H2S H2O H2S NH3 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА π-избыточных систем Реакции SЕ. Большая реакционная способность, чем у С6Н6а) алкилированиеб) галогенированиев) ацилированиег) сульфированиед) нитрование а) алкилирование б) галогенирование Пиррол и фуран обладают свойствами ацидофобности (т.е. разрушаются в кислой среде Реагент не должен содержать Н+ )Тиофен – более ароматичен, не боится кислоты. + С5Н5N · SO3 + С5H5N пиридинсульфотриоксид α-пирролсульфокислота в) сульфирование α-нитрофуран г) нитрование ЭА заместители в кольце фурана и пиррола понижают ацидофобность + NaNH2 + NH3 2) Слабокислые свойства (Н Ме) 3) восстановление пиррола: 4[H] пирролидинВходит в состав лекарственных средств, некоторых алкалоидов,α-аминокислоты пролина. Пиррол образует кольца из четырех пиррольных циклов – порфиновые, (если водород замещается, то – порфириновые). Входит в состав хлорофилла, гемоглобина. ИНДОЛ (БЕНЗОПИРРОЛ) -δ Слабая NH-кислота. Вступает в реакции SE (положение 3). БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ИНДОЛА Триптофан – α-амино-β-(β‘-индолил) пропионовая кислота. Входит в состав полипептидов растительных и животных организмов. Участвует в реакции гидроксилирования (получение 5-гидрокситриптофана, который подвергается декарбоксилированию с образованием 5-гидрокситриптамина(серотонина)). Серотонин является одним из нейромедиаторов головного мозга. Нарушение его нормального обмена ведет к шизофрении. МЕДИКО- БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КОНЕЧНЫЙ ПРОДУКТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПИРРОЛА – ПИРРОЛИДИН ВХОДИТ В СОСТАВ РЯДА ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ, АЛКАЛОИДОВ.ВИТАМИН В12 БЛИЗОК ПО СТРУКТУРЕ ПОРФИРИНОВЫМ КОМПЛЕКСАМ МЕТАЛЛОВ.ОН НЕОБХОДИМ ДЛЯ НОРМАЛЬНОГО КРОВЕТВОРЕНИЯ.СЕРОТОНИН – ПРОИЗВОДНЫЙ ИНДОЛА (БЕНЗПИРРОЛА), ОДИН ИЗ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА.НАРУШЕНИЕ ЕГО НОРМАЛЬНОГО ОБМЕНА В ОРГАНИЗМЕ ВЕДЕТ К ШИЗОФРЕНИИ, ДЕПРЕССИИ. пиридиновый имидазол Пятичленные гетероциклы с двумя атомами азота Имидазол пиррольный Пятичленные Имидазол-амфотерное соединение, 1.проявляет слабокислотные свойства за счет пиррольного N 2. слабоосновные – за счет пиридинового N образует соли с сильными кислотами и щелочными металлами NH кислотная группа и –N= основная образуют межмолекулярные водородные связи α-амино-β-(4(5)‘-имидазолиллил) пропионовая кислота. Входит в состав многих белков-глобина Участвует в ферментативных реакциях (кислотный и основной катализ) Гистамин – биогенный амин, продукт декарбоксилирования гистидина, имеет отношение к аллергическим реакциям организма Биологически активные производные имидазола Гистидин - Спасибо за внимание!

Приложенные файлы

  • ppt 15671356
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий