Н.А. Тюкавкина - Органическая химия (1125793), страница 50
Текст из файла (страница 50)
КОНДЕНСИ~ ОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ГЕТЕРОЦИКПОВ Важнейшая конденсированная гетероциклическая система пурин состоит из двух сочлененных колец — имидазола и пнримндина. Пу рин относится к ароматическим соединениям: он имеет плоский о-ске лет, его сопряженная система состоит из 10 р-электронов, включая не поделенную пару электронов атома )и'-7, что соответствует формуле Хюккеля (4л+ 2 прн и = 2). Исторически сложившаяся необычная нумерация атомов в пурине отличается от общих принципов нумерации конденсированных систем, но она является общеупотребительной. Н 1 Ж 9 Пурин =.
~) 3 Мня Й н гуамнн (2-анино-6-гиароноииурнну Адамон 18-аминонурин1 Пурин — бесцветное кристаллическое вещество (т. пл. 2!6— 217'С), хорошо растворимое в воде, плохо — в эфире, хлороформе. Пурин амфотерен благодаря имидазольному циклу и образует соли с сильными кислотами — за счет пнридиновых атомов азота и с основаниями — за счет )чН-кислотного центра. Пуриновая система входит в состав многих биологически важных соединений — нуклеиновых кислот, лекарственных средств, витаминов, алкалоидов. К наиболее значимым производным пурина относятся гидрокси- и аминопурнны. Пурнновые нуклеиновые основания. В состав нуклеиновых кислот входят нуклеиновые основания ален ни и гуан и н. Из двух таутомерных форм гуанина — лактимной н лактамной — более устойчива лактамная, в виде которой гуанин представлен в нуклеиновых кислотах.
Следует обратить внимание на то, что в отличие от самого пу- ина атом водорода в аденине и гуаннне фиксирован в положении 9. й такой форме эти основания связаны с остатком углевода в нуклеозндах (см. 15.1) и нуклеиновых кислотах. Метилированные ксантины. Г и и о к с а н т н н (б-гидроксипур«щ), ксантин (2,6-дигидроксипурин) и мочевая кислота (2,б,в-тригидроксиг«урин) — продукты превращения нуклеиновых кислот в организме. Для них также возможна лактнм-лактамная таутомерня, но в кристаллическом виде они существуют преимущественно в лактамной форме.
н Н ! Н Н Мочевая ниолотв Ноантин Гнлоноантнн Мочевая кислота плохо растворима в воде и содержится в моче человека н млекопитающих в незначительных количествах. При некоторых нарущениях обмена веществ мочевая кислота н ее соли. ураты, откладываются в виде так называемых камней В медицине находят применение Х-метилирова««ные ксантины, т. е. производные, содержащие две или три мегильные группы у атомов азота: те оф ил л ни (1,З-диметилксантин), теобр о мин (З,7-лиметилксантин) и к о ф е н н (1.3,7-триметт«лксантин).
О Н )'Нэ «» ) Нз СН, Снз т Нэ Кофеин теоаиллнн твобромин Теофнллин содержится в листьях чая, теобромин — в бобах какао, кофеин — в листьях чая и зернах кофе, откуда этн вещества и извлекаются. Теофнллин и теобромин обладают мочегонным действием, кофеин стимулирует центральную нервную систему. Задание 14.6. Напишите таутомерные формы ксантина, теобромнна н теофнямьча 3««1 Теофиллин и теобромии — амфотерные соединения.
Их центр ентрь кислотности представлены )чН-фрагментами, причем в теобромнне не зто может быть и гидроксигруппа лактимной формы (рис. !4,2) цен ром основности является пиридиновый атом азота )4-9. В молекул кофеина отсутствуют центры кнслотности, а атом Х-9 обусловлива ет слабые основные свойства кофеина. Метилированные ксантн~ тины плохо растворимы в холодной воде, поэтому часто применяют р т растворимые соли этих соединений: с кислотами (для всех трех ксан тинов) или основаниями (для теофиллина и теобромина). Качественные реакции пуринов. Б Реакции соле о б разова н и я используются в качественном анализе метилированных ксанти.
нов. Теофиллин и теобромин в щелочной среде образуют с хлори дом кобальта (П) нерастворимые соли соответственно серо-голубого или розоватого цвета (см. рис. !4.2). Кофеин, у которого метилированы все атомы азота, кислотных свойств не проявляет и не вступает во взаимодействие с хлоридом кобальта (П). Благодаря своим основным свойствам кофеин образует с танином — природным веществом кислотного характера — ' нерастворимую соль белого цвета. 2. Общей качественной реакцией для обнаружения ксантннов и мочевой кислоты является муре к сиди а я проба, рекомендуемая ГФ Х.
Эга реакция достаточно сложна н в настоящем курсе подробно не рассматривается. Она основана на окислении ксантинов и мочевой кислоты азотной кислотой. Продукт окисления при взаимодействии с аммиаком образует аммониевую соль пурпурной кислоты, называемую муре к сидом, пурпурно-красного цвета. Калие- вая соль пурпурной кислоты имеет сине-фиолетовую окраску н „„. н я Мтренснд ° Вопросы и упражнения Б Докажите соответствие пурина критериям ароматичностн. 2. Укажите центры кнсяотности и центры основностн в теофиллнне теобромине и кофеине. 3. Перечислите качественные реакции ллн обнаружения метнлнрова" ных ксантинов.
На чем оии основаныэ ЗВ2 113 о тоорилами Нобальтоаал соль таорнллинл ! Снз Таобромин [лентимиал ФОрме! Соа' Нобальтоаа» соль теобротмна гис. 14.1. Образование солей теофипатна и тсобромина. 14.4. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ АЛКАЛОИДАХ Алкалолды — азотсодержащие соединения природного, чаще все"о растительного происхождения, проявляющие о с н о в н ы е свойства. Этн свойства подчеркиваются самим названием «алкапоиды», которое произошло от арабского а1-ой1 — щелочь. Многие алкало"ды обладают сильным физиологическим действием; в малых дозах они применяются как лекарственные средства, в больших дозах часто являются ядами. Кроме того, ряд алкалондов относится к ктзте""рии наркотиков и представляет социальную опасность.
В изучение 383 о н ИзС,„ СНз не о сна -е ~ ~ л Л 1нз алкалоидов большой вклад внесли русские и советские хим„„ А. А. Воскресенский, А. П. Орехов и др. Классификация. Алкалоиды очень разнообразны и, как пращ,„ сложны по строению, но их обьединяет то, что практически все с,„, имеют в своей структуре азотсодержащие гегероциклы. Прежде кс да строение алкалоидов было изучено недостаточно, их класснфич„ ровали в зависимости ог растительного источника: алкалоиды мак.„ хинной корки, спорыньи и т.
д. В настоящее время классификация основывасгся ка строении ге. тероциклов, входящих в состав алкалоида. Алквлоиды группы пнрндина и липерндина. В эту группу входит главный алкалоид табака ни коти н, известный своей высокои токсичностью. Нииотии Алкалоиды группы хинолина. Наиболее распространенным алкалондом атой группы является х и н и н, выделенный из коры хинного дерева около ЛОО лет назад и применяющийся для лечения малярии до настоящего времени.
Хинин Задание $4.7. Выделите в структуре лизергиновой кислоты фрагмент частично гидрированного хинопина Какая конденсированная гетероплклическая система входит еще в состав молекулы лизергиновой кислоты Выделите в ней кислотные и основные венгры и напишите схемы репкпий сопеобразования с хпороводоролной кислотой и са щелочью НОО Лиаасиииоааи ииоио1а Алквлоиды групзгьз изохи«олина. Представители нзохннолиновых ял „алоидов — и а п а в е р и н, морфин — выделены из опия (млеч„ого сока мака снотворного).
Структуры морфина и родственных а лкалоидов — кодеина, героина — достаточно сложны и в настоя„ем курсе не рассматриваются. сн сна сн, Пипмнрин Алкалонды группы тропаиа. Трован — бициклическая система, в которой одновременно можно вычленить пирролидиновый и пиперидиновый циклы, имеющие общий атом азота. Главные представители тропановых алкалоидов — атр о и и н, кокаин, скополамин.
и-снз сняон тропин Атропин Алкалоиды группы пурина. Эту группу составляют метилированиые ксантины — кофеин, теофиллин, теобромин (см, 14.3). Оснбвные свойства элкалоидов. Гетероциклы, входящие в состав алкалоидов, обладают свойствами оснований и, следовательно, придают эти свойства самим алкалоидам. В растениях алкалоиды присутствуют главным образом в виде водорастворимых солей карбоновых кислот (лимонной, щавелевой). Например„ в листьях табака никотин содержится в виде соли лимонной кислоты.
Многие соли алкалоидов с органическими и неорганическими кислотами, а также их комплексные соли с тяжелыми металлами ие Растворимы в воде, что используется в аналитических целях для обнаружения алкалоидов путем их «осажденная Звланне 14йй Напишите схему реакции образования из никотина и "иевлевой кислоты кислой соли (пщроксалата). Как эгу соль снова превратить в никотипу задание 14.9. Выделите в молекуле хинина гетсроциклы, способные "Роявлять основные свойства. укажите более основный из них Сколько асимметрических атомов углерода содержится в молекуле хинина" ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Глава 16 УГЛЕВОДЫ Углеводы составляют обширную группу природных веществ, выполняюгцих в растительных и животных организмах разнообразные функции.
Они служат источником энергии, являются «строительным материалом» клеточных стенок растений и некоторых организмов, а также определяют защитные (иммунные) свойства млекопитающих. Углеводы получают главным образом из растительных источников.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
