И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 196
Текст из файла (страница 196)
пщроксилам остатка моносахарнда; в более широком смысле-соедо в к-рых моносахаридный остаток нуклеозида или его неприродного аналога этерифнцпрован одной или песк. моно- нли олнгофосфатными группами. В зависимости от природы нуклеозида различают рпбо- и дезоксирибовуклеотиды, пиримилвновые и пуриповые Н. Обычно используют сокращенные обозначения Н. Напр., адепозип-5ьмонофосфат, илп адениловую к-ту (см. ф-лу аденозина в ст Нуклеозиды, Ьг = Р(О)(ОН)хз, обозначают 5'- АмФ, или АмР; аденознн-5'-дифосфат ььх = Р(О)(Он)— — ОР(О)(ОН)х)-АДФ, или АОР1 2'-дезоксицитидин-5'-трнфосфат [ф-ла дезоксицвтидина, У = Р(О)(ОН)ОР(О)(ОН)— — ОР(О)(ОН)х! — дЦТФ, или ггСТР.
Спектральные характеристики Н. определяются нуклеозидпым компонентом. Помимо значений рКм свюанных с пуклеозилной частью молекулгсь Н. имеют значения рК ок. ! — 2 и 7, соответствуюгцне двум ступеням ионизации фосчгатной группы. Величина второй константы нонизадпи возрастает примерно на 0,5 при переходе от моно- к дифосфату и далее к трифосфату. В результате первичной диссоцнацпи уже при низком значении рН от каждой фосфорной группы отщепляется по одному протону. Вблизи нейтральных значений рН от концевого фосфата отщепляется второй протон. Поэтому в физиол.
условиях отрицат. заряд Н. на единицу больше числа фосфатных остатков в молекуле. Длина эфирной связи Р— О в фосфатной группе Н. (ок. 0,)6 вм) меньше дрыны обычной простой связи (0,)7! нм)1 т. е. вклад я-связи близок к 35ег4. Вследствие арх-гибридизации валентный угол при атоме кислорода в группировке Р— Π— К увеличен до !)8 — )20' и вращение вокруг связи С вЂ” О более заторможено, чем вокруг свюи Р— О.
Почти все торсионные уг.лы в молекуле Н. коррелируют между собой. Обычно Н. конформационно менее подвижны, чем нуклеозиды, что не исключает наличия песк. конформаций в дннамич. равновесии, но сказывается на их относит. заселен- 600 ности. В особеныости это относится к вращению вокруг г(-глнкозыдной связи ы связи между атомами С-4' — С-5'.
Конформации Н. (как и нуклеозндов) стабилизируются взапмод. С вЂ” Н-атомов основания с 5'-О; в нуклеозид-5'-фосфатах фосфатная группа делает этот атом более электро- отрицательным, чем в вуклеозпде, что повышает стабвлнзырующнй эффект. Наряду с хвм. св-вамн, обшнмн со св-вамн нуклеозыдов, Н, характеризуются рядом особеыпосгей. В прнсут. конденсирующвх реагентов (напр., карбодыымыдов) нуклеозпдмонофосфаты способны претерпевать ннутрымол.
этернфикацию (фосфорылыроваыне) с образоваввем цнглыческвх 3',5ь плы 2',3'-фосфатов (см., ыапр., Аденозинмонофасфагн циклический) плы же межмол. дегндратацню, приводящую, в зависимости от условий, к дннуклеозццпнрофосфатам ылн продуктам олнго- н полнконденсацпы (олвго- ы поливуклеотыдам). Действие аыалогичных реагентов превращает нуклеозвдтрифоофаты в цнклвч. трнметафосфаты.
Фосфорнлнрованне по сноб. гндрохсылам плы имеющимся остаткам фосфорной к-ты приводят к разл. полнфосфатам. Фосфатная группа в Н. может быть отщеплена дейсптем ферментов (фосфаныз), что приводят к нуклеозидам, проалкнлнрована (наряду с Х-атомамн) с образованием ыренм.
моноэфнров Н. нлн же превращена в фосфамыдную группу. Н.-мономерные звенья и промежут. продукты биосынтеза нуклеиновых кислот н пуклеотыдкоферментов (см. Коферменты), учаспппгв мн. др. процессов в обмене в-в (смо напр., Аденозинфосфорные кислоты), исходные в-ва для хым. ы хвм;ферментатывного сюпеза олыго- в полывуклеотндов. Оыы широко применяются в бнол. исследованиях.
Тах, мн. ыуклеозвд-5'-трыфосфаты, модифицированные по моносахарндыому остатку (с замейой гыдрокснла в положения 3' на атом Н, др. атом илн группу), включаются с помощью полнмераз в цепь вукленновой к-ты, обрывая ее рост (термннация цепи). Благодаря этому такие Н. широко используют при выясненвн первичной структуры нуклеиновых к-т (метод Сеыгера). Нуклеозыд-5'-трифосфаты во мн. случаях являются бноактыввр.
формами физиологически активных пуклеозвдов; последние благодаря отсутствию заряда эффективнее прови- кают через клеточную мембрану и, т. обр., служат ср-вом доставки Н. в клетку. Нек-рые Н., напр. АТФ, применяют в медвднне. См. также Гуанознтнетрафосфат. Лен,г Зенгер В Принц«он етруггуреой оргееегеот вуглеиооею енеоог, оер. е еогл., М., !рзь Ое. тек«е оог. оро ег. Нге еангды. КХ Л. Берлин. НУКЛЕОФИЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ, гетеролытпч. р-цыы орг. саед. с нуклеоф. реагентамы (нуклеофнламы, от лат. ппс1енз — ядро н греч.
рЫ)еб — любшо). К нуклеофылам относят анповы ы молекулы (орг. ы неорг.), к-рые при участии в р-цяы отдают свою пару электронов на образование новой связи. Обшад черта Н.р.— атака пуклеофыла по злехтронодефвцнтному центру, завершающаяся присоединением реагента влп замещением уходящей группы, напр.
пуклеоф. замещение у насыщ. атома углерода нлп в ароматич. кольце, нуклеоф. присоединение к карбонвльной группе ылп алкенам и ялкапам, нуклеоф. замещение у карбоннльного атома углерода, нухлеоф. замещение у атома фосфора. Наыб. изучены р-цни нуклеоф. замещения у насыщ. атома углерода: — С2 - Хг — С-Х + гг л Субстрат Нгегеорее Пиырп Нуегееяуг Р-цып такого типа обычно используют также дла качеств.
и количеств. определения понятый, характеризующих Н.р. В этих р-цнях нуклеофылом является частица Хц предоставлягощая орг. субстрату пару электронов. Для уходящей со своей парой электронов группы 2г првнято ыазв. нуклеофуг (от лат. ппс(епз — ядро и йгфо-убегаго). На скорость н механизм р-цын нуклеоф. замещения определяющее влияние оказывают нуклеоф.
реакц. способность (ылн нуклеофнль- б01 20 Хкническая онц., т. 3 ниаткоэильнык зо5 ность, «ыуклеофнльвая сила») реагента Хь нуклеофугная ргакц. способносп, (илы ыуклеофугность) уходящей грушпа Уь природа субстрата и условия р-цпн (т-ра, р-ритель, да»лепно и т.д.). Нуклеофнльыостьь в отличие от основыосты, является величиной квнетвческой, а не термодпыамнческой, т.е.
количеств. мерой нукпеоф. реакц. способности служит константа скорости р-цны, а не констаыта равыовесня. различает два предельвых случая р-цый вуклеоф. замещения-моыомол. процесс Ян1 и бымолекулярный (синхронный) 5„2: 1 х -С-2 ~ С'+ 2 ~ -С-Х + 2 8 ! и х. 1 1 1 — С вЂ” 2 — е ~Х вЂ” С-2~ Х вЂ” С- +2 Э 2 л теа . г.-зыхчкник пхрхмхтрх нрклконыльыосги « Для некОтОРых Рклгкытоы (еохв, 25 ю) ыг о(ого х: прог«о)го х: ыро.'- нсо; сз сы соо- рно; сы оы ы, з о,'— снь и зпч ыоые Вг о,за 536 5,10 5,04 егп ело з,зр 3,80 з,во хх72 хз 2,0 цоз Од е,ое воде ыли метаноле наиб. широко применяют ур-ные Свена— Скотта 1й ()г/)го) = Я. н, где й н )го-константы скорости р-цып субстрата соотв. с данным пуклеофилом ы водой, 5-параметр чувствительности субстрата к изменению нуклеофыла (5 = 1 для стандартного субстрата-СНзВг), н-параметр нуклеофнльносты реагеыта (табл.
1). Механизм нуклеоф. замещения существенно зависит от природы субстрата и р-рытеля. Тагь процессы йн1 реализуются в полярных р-ритслях (Н,О, СНеОН, АсОН и др.), способствующих геюролвзу свюн С вЂ” У„ы в р-цнях с субстратами, содержащими третычный, алляльвый ылы беызыльный атом С. Процессы 5„2 в меньшей степени зависят от р-рвтеля и напб. характерны для субстратов с первичным атомом С. Пры моыомол.
процессе перноначапьно под действием р-рптеля происходит ыонизацня субстрата с образоваввем трехкоордннац. карбкатыова в пуклеофуга (эта сгадыл обычно определяет скорость всего проне~ха), а затем следует быстрая стадия связывания карбкатпона с вуклеофылом. При этом атака нуклеофнла равновероятна с обеих сторон, п в случае асвмметрнч. реакц.
центра обычно наблюдается образование рацематов. Прн бвмол. процессе образуется пятпкоордвнац. переходное состояние, причем атака нуклеофила осуществляется со стороны, противоположной уходящему заместителю, что приводит к обращению конфигурации, налр. т. наз. вальденонское обращение (см.
Динамическая анереахимил). Р-цвя Юн1 обычно имеет суммарный 1-й порядок; скорость ее, как правило, не зависит от природы нуклеофнла н его концевтрацнн, но сильно зависит от природы нуклеофуга н р-рытеля. Кннепика р-цыы Я»2 описывается ур-пнем 2-го порядка-первого по субстрату в первого по ыуклеофылу. Скорость р-цни в этом случае зависит как от концентрации, так н от хнм. природы нуклеофнла. Известно песк. подходов к количеств. опенке вуклеоф. реакц. способности реагента Х: на основе корреляц.
соотношений как в Яи2-, так н 5„1-процессах. Для р-цнй Ян2 в Для процессов типа Б„1 справедливо корреляц. ур.вие Ритчи 1Б(!г/!го) = Х,. Оыо получено измерением скоростей р-ций с использованием в качестве субстратов карбкатыоиов, стабилизироваыыых арильыыми замссппелями трифеыилметаиового ряда. Параметр яуклеофпльыости Х, характеризует реакц. способиость ыухлеофила в определенном р-рителе; в поде величины 151, близки к параметрам п. Велычиыы параметров иуклеофилъиости могут заметно меняться в зависимости от конкретной Н.р., однако общая тепдевция изменения луклеофильыости обычно сохраняется.
Так, практычески во всех Н.р. ОН, СХ, КБ, Г и Вг проявлшот себя как сильные ыуклеофилы, а Н О, СНуОН, Р, ХО8, БОсу -как слабые. Мерой ыуклеофугыости могут служить константы скорости солъволиза (протекающего по механизму Б,1) однотпплых субстратов, отличающихся лишь природой уходящей группы (табл. 2), Табл 2.-ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ КОНС РАНТЫ СКОРОСТИ СОЛЬВОЛИЗА !1..,1 НККОтОРЫХ УХОДЯЩИХ и УНП !«убор -РцснгУСНЕ в ЮИ-» м водном лгснсчм, 75'С) К чгхорошимуу ыуклеофугам относят орг. сульфоиат-(тозилат, мезилат, трифлат), фторсульфат-(ГБОл) и перхлоратапиопы(С10с ). Ковалеытыые орг. Нроизводиые этих аыиоюв широко используют в качестве алкилирующпх ревгеитовчрезвычайно активных субстратов в Н.р.
Вще более хорошие луклеофугпые часпщы-азот из алкплдяазовиевых солей (КХ;), трехвалевтаый иод (ыапрч группа 1С1,), вода ю протоыир. спирта (КОН ) и простой эфир из триалкилоксоииевых солей (КОК2); однако алыфатич. субстраты, содержащие в своей структуре эти группы, при комыатпой т-ре обычно неустойчивы и используются лишь в качестве активных иытермедиатов, генерируемых ыепосредствепио в реакц. среде. Существует песк.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
