К.И. Грандберг - Органическая химия (1125789), страница 69
Текст из файла (страница 69)
д.) (см. также таблицу на первом форзаце). Ароматическое ядро влияет и на химические сдвиги соседних алифатических групп, сдвигая их сигналы приблизительно на 1 — 1,6 м. д. в слабые поля. Ниже рассмотрены два ПМР-опектра ароматических гетероциклов. На рис. 89 приведен спектр амида никотиновой кислоты (витамнн РР) в )120. В нем отчетливо видны мультнплеты от всех имеющихся четырех протонов ядра. Нл дает мультиплат нз-за спин-спинового расщепления на Нп и Но в области 8,9 м.
д.; Нв также дает мультиплет из-за расщепления на Н„и Н„, в области 8,6 м. д.; мультиплат протона Но лежит в области 8,2 м. д., а 8-протон Но дает мультиплат в области самого сильного поля 7,7 м. д. Протоны группы — МН не видны из-за дейтераобмена с Э О, все они попадают в группу обменных протонов. На рис. 90 рассмотрен спектр пнррол-2-карбоновой кислоты. Протоны групп — МН и — СООН также вследствие дейтерообмена с П20 попадают в группу обменных протонов (4,8 м. д.).
Протон Н, поглощает в самом слабом поле 7,0 м. д., протон Нбб — в области 6,8 м. д., а Нх — в области 6,3 м. д. Все протоны проявляются в виде сложных мультиплегов из-за спин-епинового раещепления на других протонах ядра. 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Ь„м.д. Рис. 89. ПМР-спектр амида никотиновой кислоты ('Узс=24Гц 'Узв 09Гц 'Уво=18Гц 'Уев=5 1Гц 'Уев=8 3Гц) 8 7 6 5 4 3 2 1 Обмд. Рис. 90. ПМР-спектр пнррол-2-карбоновой кислоты ('У и 16Гц 'У х 26Гц Умх=37Гц) Если съемка спектров проводится в не содержащих подвижных протонов растворителях, то группы — МН ароматических ядер (пиррол, индол, нмидазол и т. и.) дают сигнал в очень слабых полях — 9 — 12 м. д.
Масс-сиект мет ия азотсо е жа х а оматических ГетеООн(из~ОВ. при рассмотрении фрагмекгации азотсодержащих ароматических гетероциклов под действием электронного удара полезно исходить из допущения, что при ионнзацни молекулы положительный заряд э М локализован на определенном атоме (или участке) с наименыпим потенциалом ионнзации, откуда электрон удаляется легче. Фиксация заряда в определенном месте заметно понижает энергию связи, что опоеобствует ее разрыву.
В азотистых гетероциклических соединениях ловушкой положительного заряда в М+ обычно является гетероатом, поэтому для различных нефункционэльяо замещенных ароматических гетероциклов первая стадия распада М+, кэк правило, связана с выбросом нейтральной частицы НСМ. Рассмотрим масс-спектры некоторых соединений. Масс-спектр пиррола характеризуется весьма интенсивным пиком молекулярного иона М+, его интенсивность максимальная в спектре. Второй по интенсивности пик — ион с массой 39 (циклопропенил-нон), образующийся при отрыве радикала СИ=МИ, третий — нон с массой 41, образующийся при отрыве ацетилена, н четвертый — ион с массой 40— при отрыве НСМ'. Н 1 С+ ! !/+! М+ 219 СН вЂ” ь !+! Х Н ! 8 Гранлмрг «органнчес«а хичив Диссоциативная ионизация индола приводит к образованию малого числа пиков.
Ароматичность соединения проявлнется в интенсивном пике молекулярного иона (максимальный). Следующий по интенсивности пик (М вЂ” НСХ)+ обусловлен энергетически выгодным процессом элиминирования циановодорода и имеет, по-видимому, структуру дегидротропилия. В масс-спектре имеется также пик, соответствующий ионам фенила (масса 77) и продуктам его последующего распада: С~ Н В масс. спектре пиридина имеется всего лишь два интенсивных пика: пик молекулярного иона н пик (М вЂ” НСХ)+, обусловленный потерей НСХ: В том случае, когда в пиридиновом ядре имеется алкильный замес- тигель, вторым по интенсивности в масс-спектре становится пик иона азатропилиевой структуры, причем интенсивность этого пика зависит от положения заместителя и увеличивается в ряду 2-, 4-, 3-изомер! Максимальным пиком в масс-спектре имндазола является пик молекулярного иона (М+), а наиболее интенсивным паком осколочного иона — пик (М вЂ” НСХ)+ с массой 41! Основные пики, образующиеся при распаде пиримидина при электронном ударе, соответствуют молекулярному иону (М+) и ионам.
образующимся при последовательных отрывах НСХ: — ь Х=СН вЂ” СН=СН вЂ” — ь [Нс~н)' -нси -нсн Масс-спектры пурина и б-амннопурина довольно просты, н самые интенсивные пики в них соответствуют двум последовательным отрывам НСХ. В случае большего алкильного заместителя масс-спектр содержит пики, образующиеся при разрывах атой боковой цепи: ыз мз !тз мс хн — сн,+Он,+сн,+сн,+сн,— сн,1 -() . ~ ".СН Н 1.
Алкалоиды * СНзС СНз !! СН3 ОСН ОС г ОСН, ОСН ОСН, Х СНзСНзСН3 646 547 „„„,„24 Алкалоиды и антибиотики Понятие аляалоиды не является очень строгим. Принято называть алкалоидами азотсодержащие органические соединения гетероциклического строения, обладающие ярко выраженным физиологическим действием на организм человека и животных. Большинство алкалоидов обладает очень сложным строением; так, ниже приведена формула резерпина — алкалоида раувольфии, одного из средств против гниертонической болезни. Строение его установлено Шлиттером, а стереонаправленный синтез осуществлен Вудвардом (1960).
Резерпин содержит шесть асимметрических атомов углерода и соответственно может иметь 64 изомера, из которых фармакологическим действием обладает только один: Лечебные и ядовитые свойства экстрактов многих растений были известны еще в глубокой древности.
Строение первого алкалоида — кониина — было установлено в 1886 г., и после этого развитие химин алкалоидов пошло вперед гигантскими шагами. Алкалоиды являются продуктами обмена веществ в растениях. Наиболее богаты алкалоидами двудольные растения, а среди них семейства маковых, сложноцветных, лютиковых, пасленовых и мареновых. Выделение алкалоидов в чистом виде обычно является весьма трудной задачей. В настоящее время уже редко используют классические методы раскристаллизации, которые часто не приводят к успеху из-за сложности смеси алкалондов, получаемой при первичной зкстракции растительной массы.
Как правило, для разделения смесей алкалоидов теперь широко применяют разные виды хроматографии, в том числе н ионообменную, протлвоточное распределение, препаративную газо- жидкостную хроматографию, жидкостную хроматографию высокого давления и другие методы современной аналитической органической химии. Так как обычно в одной группе растений содержатся алкалоиды, близкие по структуре, то классификация алкалоидов проводится, как правило, по группе растений, в которых они имеются. Например, алкалоиды болиголова, алкалоиды арековой пальмы, алкалоиды пасленовых, алкалоиды кока, алкалоиды опия и т. д. В настоящее время вьщелено и охарактеризовано уже более 2000 алкалоидов. Ниже рассмотрены лишь некоторые алкалоиды с наиболее простым строением в порядке возрастающей сложности молекул.
Ги]уинн. Это один из простейших алкалоидов, он выделен из листьев южноамериканского растения кока. Гигрин — производное пирролидина — гидрированного пиррола. В больших дозах он токсичен, в малых обладает стимулирующим действием общего типа: Конкин. Относящийся к классу пиперидина — гидрированного пиридина — кониин является основным алкалоидом болиголова и цикуты; он очень токсичен и поэтому не употребляется в качестве лечебного средства: Никотин. Основной алкалоид табака — никотин, он содержится в листьях табака (до 8% ).
Очень токсичен, но применяется в качестве контактного инсектицида (см. гл. 26): СН=СН НΠ— СН СНЭО ! ядро хлнуклядива *Н 1»( — СНэ * Π— С вЂ” СН вЂ” С Нэ 1! СНз яэрохвэолиеа к ма О СН,ОН атропял тропез Н СО НСОСНз Н СО О ОСН, — ОСН, Н О вЂ” С вЂ” СН !! О 2. Антибиотики ОН НΠ— СН з 548 549 Анябанмн. Основной алкалоид ежовника безлистного, произрастающего в Средней Азии.
Как и никотин, сильно токсичен, но тоже применяется в качестве контактного инсектицида (см. гл. 26): сЯ Ам .»», »»» .н» исключительно высокую токсичность, широко применяется в медицине, в частности в глазной практике, так как обладает способностью расширять зрачок. Атропин, как и ниже рассмотренный кокаин, является производным тропана: КОкяин. Один из основных алкзлоидов кока — кокаин — был первым нз открытых местнообезболивающих и наркотических средств.
Противопоказания при его применении в медицине обусловливаются его способностью вызывать наркомаяию из-за привыкания организма. МпНфин. Основной алкалоид опия — морфии — добывается из недозревших семян мака. Как и кокаин, является прекрасным анестетиком (обезболивающим препаратом), но также вызывает наркоманию. Гидрохлорид диацетильного производного морфина — «героин»вЂ” наиболее широко применяемый наркотик. ХиниН.
Хинин был выделен из коры хинного дерева в 1820 г. В его состав входят ядра двух гетероциклов: хинолина и хинуклидина. До снх пор хинин является одним из лучших лекарственных средств против малярии: выделен из безвременника. Он широко используется в селекции растений как сильнейший мутант, вызывающий палиплодие. Колхицин использу- ется при лечении подагры, очень ядовит. Соединения, вырабатываемые микроорганизмами и обладающие способностью подавлять развитие других микроорганизмов, получили название антибиотиков'. В настоящее время большое число антибиотиков широко применяется для лечения многих инфекционных и других заболеваний. Как правило, токсичность этих веществ для человека и теплокровных животных невелика, и во многих случаях антибиотики вытеснили многие ранее применявшиеся более токсичные лекарственные препараты.
' Более подробно этот раздел рассмотрен в кнл Ланчини Д., Паренти Ф. Антибиотики. М., Мир, 1986. ОН СОХИ» ОН О ОН О тетрацвклвв 1«1(СНЗ)2 ОН ОН 1«1(СН ) ОН СО1«н СО)«1Н ОН О ОН О бвомвцвв ОН О ОН О террэмвцив 0 СН Снз * " СООН К вЂ” СΠ— Нг! В Н Н Н 1, 1, О 1«(-~~ ~~~~> — С вЂ” С вЂ” СН ОН ! ! ОН ХНСОСНС! 550 В последние годы начало широко развиватъся и производство так называемых иолусинтетичесяих антибиотиков.
Работы были проведены с важнейшими группами антибиотиков: пенициллином, тетрзциклином, стрептомицином и др. Из культурзльной жидкости, вырабатываемой тем или иным штаммом микроорганизмов, выделяется каким-либо способом соединение, являющееся структурной основой этого антибиотика, а затем уже из него методами синтетической органической химии строится молекула, являющаяся близквм аналогом антибиотика. Так, из культу- ральной жидкости плесневого грибка Решс1!1ппп выделена б-аминопенициллиновзя кислота, на основе которой получены полусинтетические пенициллины: ампипиллин, метициллин, оксациллин, нафциллин, клоксациллин и др. Необходимость такого широкого набора антибиотиков обусловлена быстрым ростом штвммов бактерий, резистеитных по отношению к давно применяемым антибиотикам (понятие резистентности см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
