Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Беиаивбзизимидазол, дибззол Бе«зим«давал 288 нальных производных карбоновых кислот. В приведенном примере гидролиза сложного эфира имидазол, образуя водородную связь с молекулой воды, повышает ее нуклеофильную активность. Кроме того, переход протона в тетраэдрическом интермедиате от имидазолий-катиона к атому кислорода спиртового остатка способствует отшеплению хорошо уходяшей группы — молекулы спирта. Это свойство имидазола играет важную роль в механизме действия гидролитическнх ферментов,.содержащих остаток аминокислоты гистидина (см. 11.1.1) в активном центре ферментов, расщепляющих пептидные связи в белках (см. 11.2.1) .
Имидазольные циклы встречаются в составе некоторых алкалоидов (см. 10.6). Бензимндазол — гетероцикл, в котором имидазольное кольцо конденсировано с бензольным. Бензимидазольная система входит в состав ряда природных веществ, в частности витамина Вп (см. рис.
10.2), а также лекарственных средств, например ди б аз о л а (2-бензилбензимидазола), понижающего артериальное давление. Пиразол (т. пл, 69 С, т. кип. 18? 'С) — изомер имидазола. томы азота в цикле пиразола расположены рядом. В химичеком поведении этих двух изомерных пятичленных гетероциклов ' меется много общего. Г!одобно имидазолу пиразол амфотерен склонен к образованию ассоциатов. Для монозамещенных 'производных пиразола характерна прототропная таутомерия. Производные пиразола в природе не обнаружены. Наиболее известным производным пиразола является п и р а з о л о н - 5.
1Для этого соединения предполагается наличие таутомерного 'равновесия между гидрокси- и двумя оксоформами, однако доказательства существования гидроксиформы отсутствуют. нн — МН ~~ 0 М 1 н н н На основе пиразолона-5 созданы известные лекарственные едства — а н т и п и р и и, а м и д о п н р н н, а н а л ь г и н. Антипирин и амидопирин широко применяются в медицине к жаропонижающие, болеутоляющие и успокаивающие средва. Анальгин, по активности и быстроте действия превосходяий амидопирин и антипирин, является сульфопроизводным 'мидопирина Оксазол и тиазол — представители пятичлениых гетероциклиеских соединений с двумя различными гетероатомамн. Их мож- 289 О Гв 4 1 1 1 з .
з 1 з тв $ . ~л ю в Гз 4~ Снсззол тназал Гмазалнднн Хннолнй днпндин Изохнналнн Пнрнднн й' С вЂ” С=О / й-М - О ~„Г й' С=С-О ег н — 1 й-М О ~~ Г СНз СН С м й СбНзсН2СН-(Ч вЂ” О 'м Сндманы ймН й =СО-МНС Н Снднобен Сндноиарб (о1 4 СН2 — СН2~ь ~М, СФ СН, 1 Мз СН;СН2~, ~М~' 2 р-Пмпмднниарбоноазя (нмнотммозая!кислота (витамин РР! ((-Матмллнпнднм ((1-пмиолмн! (~ Ъм.
м 1 Н 1,В-Пентзметмлентетразол (норазол! тетразол 290 но рассматривать как аналоги имидазола, содержащие вместо МН-группы соответственно атом кислорода или серы. Оксазол и тиазол — слабые основания, с трудом вступающие в реакции злектрофильного замещения. Тиазольный цикл входит в состав витамина В( (тнамина) и кофермента кокарбоксилазы (см.
10.4). Цикл полностью гидрированного тиазола — т и а з о л и д и н — является структурным фрагментом антибиотиков пенициллинов (см. !0.7). Особую группу пятичлениых гетероциклов с тремя гетероатомами составляют производные 1, 2, 3-оксадиазола — с и д н о и ы. Оии относятся к так называемым мезонониым соединениям, строение которых не может быть удовлетворительно описано при помощи обычных валентных связей и изображается кзк промежуточное между несколькими ионными формулами.
Некоторые сидноиы нашли применение в медицинской практике в качестве психостимулирующих средств К ним относятся производные сиднонимина-- сиднофен и сиднок'арб. Тетразол — пятичленный гетероцикл с четырьмя гетероато. мами. Его производное 1,5-пентаметилентетразол — к о р аз о л - применяется в медицинской практике как стимулятор центральной нервной системы. ' (а.з. шгстнчлпнныв гвтрроцнклы с одним гптвродтомом ' Из шестичленных гетероциклоа с одним гетероатомом нанбоважны соединения с гетероатомом азота — пиридин, хинолнн, охинолин, акриднн. Пиридин СвНв)х( представляет собой бесцветную жидкость , кип.
115' С), хорошо смешивающуюся с водой и органичеями растворителями; имеет характерный неприятный запах; сьма ядовит, вдыхание его паров может привести к тяжелому ражеьию нервной системы. В небольших количествах пиридин ,"его гомологи присутствуют в каменноугольной смоле. -„Пиридин — ароматическое гетероциклическое соединение м.
2.3.2), обладающее основными свойствами. Если в пирроле ом азота предоставляет пару р-электронов для образования оматического секстета и тем самым повышает электронную отность в цикле,. то в пиридине зр'-гибридизованный атом ота, напротив, проявляет электроноакцепторный характер. том азота более электроотрнцателен, чем атом углерода. Поэтдзамена =СН-группы в бензоле на изоэлектронный атом азота вводит к тому, что система пиридина по сравнению с бензолом азывается электронно-дефицитной. В результате пириднн труд- вступает в реакции электрофильного замещения (см.
5.3.3), уднее окнсляется, но легче гидрируется. ' 'Гомологи пиридина легко окисляются в соответствующие пи'динкарбоновые кислоты, при этом пиридиновый цикл ие затра'вается. Важное значение имеет окисление нзомерных метил'рндинов, п и к о л и н о в. Так, 5-николин превращается а пнридинкарбоновую, н и коти н о ау ю, кислоту. . В пиридине неподеленная пара электронов атома азота не нимает участия в образовании я-электронного секстета и, ' довательно, ответственна за проявление его основных свойств. дные растворы пирндина окрашивают лакмус в синий цвет; и, действии минеральных кислот образуются кристаллические идиниевые соли.
291 ъп (! ) ~ог ! а а!и) и но +1, снз ! н н н Промвдоп Пипвридин Пнриднннйтлорид Пиридии Пнрндии сн, Н мвтилпиридиннйнодиа н~ о С но снэон $ сн н ПиридонсалиФосФат Пиридоисалн Й ! сн, нз 1 4.дитидро-и-метилпнриднн М.метилпнрлдиний-натион 293 С кислотами Льюиса пирндин образует донорно-акцепторные комплексы, примером которых может служить комплекс с триоксидом серы, пиридинсульфотриоксид СаНай ЗОа, применяемый для сульфирования пятичленных гетероциклов (см.
!О.!). Основность пиридина значительно меньше основности алифатических аминов. Это связано с тем, что неподеленная пара электронов атома азота занимает эра-гибридную орбиталь. Атом азота в пиРидине более электРоотРицателен, чем зРаггибРидизо- ванный атом азота в обычных аминах и, следовательно, прочнее удерживает свою электронную пару, Атом азота в пиридине проявляет нуклеофнльные свойства, например в реакциях с алкилгалогенидами. При этом получают четвертичные алкилпиридиниевые соли.
В таких солях за счет положительно заряженного атома азота гетероциклическое кольцо пиридина становится еще более электронно-дефицитным' и поэтому более восприимчивым к нуклеофильной атаке. В частности, действие сильногп нуклеофила гидрид-иона на М-метилпиридиний-катион приводит к его восстановлению в 1,4-дигидро-)й)-метилпиридин. В 1,4-дигидро-М-метилпиридине ароматичность нарушена, поэтому его молекула нестабильна и стремится за счет обратной реакции окисления вновь перейти в ароматическое состояние.
292 еакции окисления †восстановлен д ру мо ели уют действие реакции НАД4, в состав которого входит замещенжного кофермента, в б е мягких условиях, и ииия (см. 1З.З). Восстановление пир д р и ина и отекает в оле м восстановление бензола. Так, пиридин легко ги о одом, образующимся при взаимодействии натрия с этаом, или водородом в р ородом, о в присутствии никелевого катали- и ин — пипетора. реву В льтате получается гексагидропиридин — п и п илии.
0 Пиперидиновое кольцо входит в соста д в о ного из наиболее фективных анестетиков — р — п омедола. Пиперидиновое и пиридиновое ядра встречаются во калоидах (см. !0.6). Важные производные пиридина — неко- группы В, выступающие в роли структурных орые витамины группы пи идоксаль в виде ементов коферментов. Например, п и р и д о к л ь о с а т а — участник важной реакции пе' еаминирования (трансаминирования), ведущей -аминокислот (см. 11.!.5). Н О О с' !! но сн,о-р-оН сн, а и иикотииамид. Эти соединения ф Никотиновая кислот РР, п имению изв естиы как две формы витамина, применяю егося в медицине для лечения пеллагры. .
Никотин амид является составной частью ферм фе ментиых систем окислительно-восстановительные про ответственных за в о гаиизме, а диэтиламид никотиновой кислоты — к о роргаиизме, днэтн * к о н — сл жит эф ективным ст пол чены из никотиновой кнсГиервиой системы, Они могут быть получен лоты обычными методами. ННз Я') СООН С. )! ВОСГ, и М н татрагмдрохинолин 2,3.Пиридмндднарбоновал )хмнолнноваа) мнсаота Хниолин Хларангидрид нн отииовоа н с а Нн а новав испо а л д нинотииава н сютн ! арднами ) 2— 304 н збо4,4~ М М ЗСВН 8 Х али«- сул фаи с ага Хн ол н В.Г драпану иоанн )оно В.Гидро ах ал «асуп фа )тиназа ) МО 295 4' )! --МН 2 М Ниногн а д о )! М)С2НВ)2 )Ч Изоникотиновая (Т-пиридинкарбоновая) кислота получается при окислении у-николина.
Она служит исходным соединением в синтезе противотуберкулезных средств — тубазида (изониазид) и фтивазида. Т у б а з и д (гидразид изоникотиновой кислоты) получают путем последовательной обработки изоникотиновой кислоты тионнлхлоридом, этанолом и затем гидразином.
Тубазид довольно токсичен. Для снижения токсичности его обрабатывают ароматическим альдегидом ванилином, что приводит к соответствующему гидразону — ф т и в а з и д у. С)~ 0 02НВО, 440 мн пр) О СООН ВОС)з СзНвОН НэНННз М М Изоннныинова» Гндрээ д нислота иэа ниотиновол и слат ,тубазид МН,МН., ив о С 3 о Оса Г~-Х )! С-(~~~-ОН вЂ” М г-С-МНМ=СН ~ ОН -н,о М ОСН3 ОСНВ тубазид Ваннлни, Фт ааэнд 4.гндроиан -3. настил банзалндвгид Хинолин (2,3-бензопирндин) по свойствам подобен пиридину: обладает основностью, при действии алкилгалогенидов образует четвертичные хннолиниевые соли. При восстановлении хинолина получают т е т р а г и д р ох и пол и н, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
