Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Тиолы при действии даже слабых окислителей легко превращаются в дисульфиды. 2йБН ! ! й — 5 — 5 — й+ Нго уколы днсульфиды о В тличие от их кислородных аналогов (пероксидов) дисульфнды не обладают взрывчатыми свойствами. Дисульфндная группа присутствует в т е т у р а м е (антабус) — одном из аффективных препаратов, применяемых прн лечении алкоголизма те ама основано на его способности задерживать окисление Действие тетурама мент а етальдегидозтанола на уровне ацетальдегида (видимо, блокируя фермент ан ксидазу). Г!оследний, накапливансь в организме, вызывает крайне неприятные ошушенин.
При действии восстановителей дисульфиды могут быть превращены в тиолы. й — 5 — 5 — й ! 12й5Н Обратимая реакция окисления тиолов в дисульфиды играет большую роль в протекающих в организме процессах. 1(рололжснис Стае;шннс пред< иааеание ОН ОН АДФ Смешанные Н-Метнланилин Х, )м-Диметиланилин Нофермемт А (НоАЗН) Тре»мй амл Втори мй ам Таблица 6.4. Амины Пер лмй а снз ! С Н 3 — 14 — С)13 снз — Н)" — Сзыэ Тр мет амлл Метеле ла мрем-Ьт мле мл 163 !62 Тиольная функция содержится в некоторых а-аминокислотах, входящих в состав белков (см. 1!.1.1).
Кофермент А. Наиболее распространенным представнтелем тиолов в организме является кофермент А (кофермент ацилирования), обычно обозначаемый как КСАВН, чтобы показать, что ои функционирует в качестве тиола. В его состав входят три компонента— 2-амнноэтантиол, пантотеновая кислота (см. !!.2.2) и аденозиндифосфат (АЛФ, см. !3.3).
Пантотеновая кислота образует с одной стороны амидную связь с 2-аминоэтантиолом, а с другой— сложноэфирную связь с остатком АДФ. СН3 О О 4 3 Н8-Снзснзнн С-СНзснзМНСОСН вЂ” С СН20 Р О-Р О 6 1 1 О НО СН3 НО НО Пантатеноеае ннолота (оотатои) Кофермент А играет важную роль в процессах обмена веществ, в частности активирует карбоновые кислоты, превращая их в реакционноспособные сложные эфиры тиолов (см. 7.3.2). 6.4. АМИНЫ ° Органические соединения, содержащие в своем составе аминогруппу, называются аминами. С'другой стороны амины можно рассматривать как производные аммиака, в котором один или несколько атомов водорода замещены на органические радикалы (табл: бт4), В зависимости днметиламин Диэтиламин Триметиламин Триэтиламин Пиоерилин Морфолин Гилронсил тетрамстиламмо.
нин Ароматичесние Анилин 2.Аминотолуол (о-тол)инин) 3-Аминотолуол (и-толуиаин) 4-Аминотолуол (л-толуилии) Дифениламии Трифениламин 1 2 3 4 5 от числа замешенных атомов водорода различают первичные, вторичные и третичные амины. Следует обратить внимание на иное использование этих понятий в применении к аминам, где они означают число атомов углерода, с которыми непосредственно связан атом азота. снз снз — с — ннз СНз НН2 1 СвНй — СН2СНСНз СНЗ вЂ” С,н, Смз (5.91 ЗННз + Йиг — ЙНН, + МН,Вг Первичный амин (чае нинреве а -2 (Фе»ан н, черви »ый ен н, ет"нгйаые ЦЫСЗ М, М-дннеыаа ни н (трем ный ачн ( Л фе аа (втер й анн З Первичный Вторичный амин амин йв ННтиг — г - ""' Й,Н Третичиый амин Й„М ('йг Й,мыиг Соль тетраал. ииламмонии ЙзХ+СНзЬЙз1 СНзмизы( +Йзз Н М-Н - зО 'Н Й вЂ” (з Н й. и — Н- зы— 165 164 Существуют и соли четырехзамещенного аммония, например хлорид тетраметиламмония (СНз) з(ч+С) .
Соответствующее ему основание, гидроксид тетраметиламмония (СНз)з(и+ОН,представляет собой сильное основание, аналогичное гидроксидам щелочных металлов, так как связь с гидроксильной группой здесь ионная. В зависимости от природы органических радикалов амины могут относиться к алифатическому, ароматическому или гетеро- циклическому ряду, а также быть смешанными. Аенйат еен й Ароматнчеоиий Смеыа»ый зн рио. амн амни аромати ееннй анни Атом азота в алифатических аминах имеет пирамидальное строение.
Соединения с тремя различными заместителями у азота хиральны, однако вследствие чрезвычайно легкой инверсии (обращения конфигурации) энантиомеры у аминов обычно не могут быть выделены. В ароматических аминах атом азота имеет плоское строение, что, видимо, связано с сопряжением пары и-электронов азота с л-электронами бензольного кольца (р,п-сопряжение) (см. 2.3.2), (см. 2.3.2) . Амины достаточно полярны, поэтому первичные и вторичные амины образуют межмолекуляриые водородные связи. За счет водородных связей с водой амины хорошо в ней растворяются. Однако способность к межмолекулярной ассоциации аминов ,выражена в гораздо меньшей степени, чем у более полярных 'гидроксилсодержаших соединений.
За счет наличия неподеленной пары электронов у атома азота ' все амины являются слабыми основаниями ( (см. 4.4, табл. 4.2). Большинство из них образует соли с кислотами. ХН НН(-С(- + НС(- Анилтин (феиил. Хлорид аиилииии амин( (феннламмонни( Аммиак и аминь( участвуют в реакциях нуклеофильиого замещения как иуклеофилы.
Так, при действии избытка аммиака алкилгалогениды превращаются в первичные амины. При избытке алкилгалогенида образовавшийся на первой стадии цервичный амин превращается затем во вторичный и далее третичйый амины и, наконец, соль тетраалкилзамешенного аммония. Все эти реакции могут рассматриваться как р е а к ц и и р о в а и и я аммиака и аминов алкилгалогенидаалкилирова ю к аминам ми.
В качестве алкилируюших средств по отношению могут использоваться также алкилсульфониевые соли. При этом к атому азота амина переносится, прежде всего, метильная группа. Важным превращением первичных аминов является удаление из их молекулы аминогруппы — р е а к ц и я д е з а и и н и р ов а н и я. В лабораторных условиях для этих целей используется азотистая кислота в кислой среде. Первичный амин при этом ' превращается в спирт. Н и гроза ми н Э аилроаилл а цацгр (31 С,Н миллот ц ца лр Ф1 и 167 НМНл + НЫОл " КОН + Нл -1- Н О (6.11) Первичные ароматические амины реагируют аналогично, образуя фенолы. Действие азотистой кислоты нв вторичные амины пр в д рнводит к иитрозаминам. )( — Н + НΠ— (Ч=-Π— - (ч' — Ы=О + Н О и' н итрозамины относятся к сильным каннерогенам.
Они об настпящее времн в качест и. ни суждаются и р в качестне веществ, способствующих возникновению рака ело в том, что ннтраты, содержащиеся в растениях, могут в организме восстанавливаться в ннтриты и рея|.ировать в желудке с вторичными аминами, входящими в состав пищевых продуктов или лекарственных веществ по приведенном выше уравнению с образованием ннтрозаминов.
му Г Медико-биологическое значение аминов и их применение в народном хозяистве. Амины используются в качестве органических оснований. Ан и л и н и другие ароматические амины нашли широкое применение в качестве полупродуктов в производстве красителей, взрывчатых веществ и лекарствен ных р д тв, в частности сульфаниламидных препаратов (см.
9.4). т Многие амины довольно токсичны. Анилин и другА аром- ические амины являются кровяными и нервными ядами. Легко паров. проникают в организм человека через кожу или при вдь ыхании Пеп р д олагавшаяся ранее сильная канцерогенность анилина в олее опасными оказадальнейшем не нашла подтверждения. Боле лись аминопроизводные нафталина и дифенила, такие как 2- аминонафталин, 4аминодифенил и бензидин, вызывающие раковые опухоли у человека. 2.А и о аагал»« О-А «од аа Б а ад Анилин оказывает жаропонижающее действие, однако не применяется в медицине в силу своей токсичности.
В организме так называемые биогенные амины образуются путем декарбоксилирования а-аминокислот (см. 11.1.5). Многие природные биологически активные вещества содержат в своем составе аминогруппу. Наиболее известны среди них нуклеиновые кислоты (см. 13.2), алкалоиды (см. 10.6), антибиотики (см. 10.7) и витамины (см.
14.2.2). В основе физиологи- 166 ческого действия аминов лежит их способность к образованию водородных, ковалентных или ионных связей с активным центром рецептора. Интересно, что аминогруппа в наиболее активных соединениях чаще всего бывает ионизирована при физиологических значениях рН. 65. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕАКЦИЙ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ В галогеноп~оизводных, спиртах, тиолах и аминах алифатического ряда зр -гибридизованиый атом углерода связан одинар, ной о-связью с гетероатомом функциональной группы.
Гетеро- атомы — элементы с более высокой элект оот ицательностью, чем углерод, и электроны о-связи смещены в их сто он . С другой стороны, гетероатом имеет по крайней мере одну пару л-электронов. Схематически распределение электронной плотности в рассматриваемых монофункцибнальных производных углеводородов с учетом передачи электронного влияния электроноакцепторного гетероатома по и-связям можно представить следующим образом (атомы водорода, указанные в скобках, могут отсутствовать или быть замещены на органические радикалы). )зз.
1з (Н ) С вЂ” аС вЂ” их — (Н ) — — '1 Показанное распределение электронной плотности обусловливает реакционную способность этих соединений. В их молекулах имеется основный (1) и может присутствовать кислотный (2) центры, определяющие их кислотно-основные свойства. Наличие , электрофильного центра (3) предопределяет возможность нуклеофильной атаки.
Поэтому данные соединения являются потен. . циальными субстратами в реакциях иуклеофильного замещения 5и. С другой стороны, спирты, тиолы и амины в таких реакциях ' сами могут быть нуклеофильными реагентами либо за счет Нуилвсфуг Рванина (номер) Продунт Субстрат Нунлвофмл Я-С( — и -ОН (6.П но яп, — Я 6Н в- (ага) Я -С( — Я' -ОЯ (6,4) яо- я-он, я с( е Нзо (6.6) Снз — ОСвНь 1 н СНз — Вг (6.6) СНЭ вЂ” СНз-аЯ, я-в я -йнз рз а) в (6.Э) ннз ,й з—,с — х — - — с-у сн,-эя',— снз-йяз пью) Рвагвнт (нунлвофил) Субатрат (апнипирующва сродство) я -он, Продунт алннлнроаания Мз (6.П) нзо я — бн я — о — — '.
я — с(+ н,с Н Хорошо уходяшая группа Промежутапный ион алкилокеоин» Плахо ухоляшая группа Хороша ухоляпьая группа Промежуточный иан метилфе- нилокеания Плака уходяшая группа присутствия в их молекулах нуклеофильного центра (4), либо в результате образования авионов за счет разрыва связи гетеро- атом — водород. Наконец, наличие в некоторых соединениях слабого СН-кислотного центра (5) приводит к тому, что при действии сильных оснований эти соединения могут быть субстратами в реакциях е отщепления Е. Все это свидетельствует о широком диапазон р акционной способности рассматриваемых соединеяий.
Основе ное внимание в настоя(цем разделе будет уделено реакциям нуклеофильного заме(цения. В ходе реакции нуклеофильного замещения атакующий реагент (нуклеофил) отдает субстрату свою пару электронов, за счет которой образуется связь между атомом углерода субстрата и нуклеофилом, а уходяшая группа (нуклеофуг) отщепляется со своей парой электронов. Данный процесс можно рассматривать также как а л к и л и р о в а н и е нуклеофила. Уходящая группа (нунлаофуг) В приведенном уравнении реакции намеренно не обозначены заряды: нуклеофил и нуклеофуг могут быть заряжены отрицательно или быть нейтральными, а субстрат и продукт — либо нейтральны, либо заряжены положительно. Конкретные примеры реакций нуклеофильного замещения рассмотренЫ выше (уравнения 6.! — 6.!!). В суммарном аиде на рис.
6.! приведены лреакционные частицы, непосредственно принимающие участие собственно в стадии нуклеофильного замещения некоторых реакций алкилирования. Для успешного осуществления реакции нуклеофильного замещения необходимо, чтобы уходящая группа (нуклеофуг) была к более стабильной, имела меньшую энергию по сравнению с атую(цим нуклеофилом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
