03 - (2004) (1125802), страница 38
Текст из файла (страница 38)
В результате этого барьер инверсии резко возрастает, достигая для замешенных азиридинов — трехчленных циклических аминов — величины порядка 20 — 25 ккал/моль. При таких высоких значениях энергии активации инверсии возможно разделение инвертомеров обычными физическими методами уже при 0 — 20'С. В качестве примеров приведем соединения П и НН (производные азиридина), для которых барьер инверсии пирамидального азота составляет более 25 ккал/моль. 19.3. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ АМИНЫ Многие амины обладают высокой биологической активностью и некоторые из ннх используются в качестве лекарственных препаратов. Приведем только некоторые, наиболее важные биологически активные амины: он сн, ! ! он СН з НО СНСН )э'Н НО СНСН )ЧНз СН ~Н)ЧН „.
(-) ' ' о норадреналин фенамин (амфетамии) адреналин ~3 (0~,г ~„ ееротонин ~а СНСНзсн2Н(Сна)2 иД Снзсн2ХНз СН О ОСН, ОСНз хлорфенирамин ХНСНз ОО Снзснзснзн(СН)Ь ллориромаэин элениум гта В'0 — сн, ф н,с,— х-с сн,сн, Х о н,с, о — с нс сн,сн, з х сн, ! СНгСНгС6Н5 фентаннл сна промедол (Сгна~ХСНгснгΠ— С ХНг !! 0 снз снгсн он Х Х ! ~%- С10 снз ! х хн тиаминхлорнд (витамин В~) СООН О г80 сн он НО сн,он О сн, ннрндокенн (витамин Ва) ~' = К~ = Н морфин Кт = Н; й1 = СН1 кодеин К' = 1( = С(О)-СН р ,сн,, кокаин 0 Многие из этих соединений обладают сильным физиологическим эффектом. Адреналин и норадреналин (приставка «нор» обозначает снятие алкильной группы с азота) представляют собой гормоны коры надпочечников.
Адреналин быстро выделяется в кровь при возбуждении симпатической нервной системы, в результате чего повышается кровяное давление и резко возрастает частота пульса, а также возрастает содержание в крови сахара. Эти процессы происходят в организме при стрессе, испуге, во время бега„соревнований или сражений и т.п. Аналогичным действием обладает и норадреналин. Серотонин поддерживает нормальное протекание умственного процесса, бьио даже высказано предположение о том, что шизофрения связана с отклонениями в метаболизме серотонина. Ал4етамин (4енамин) относится к препаратам, стимулируюшим деятельность центральной нервной системы, в то время как мескалин представляет собой типичный галлюциноген.
Поразительно то обстоятельство, что их структура подобна строению адреналина, поскольку все они являются производными 2-фенилзтиламина СвН5СНзСНэХНь Даже известные ълкалоиды морфин и кодеин имеют структурный фрагмент 2-фенилзтиламина. Морфин обладает сильнейшим обезболивающим действием и относится к так называемым анальгетикам. Кодеин является слабым обезболиваюшим средством . Их основной недостаток заключается в возникновении у человека болезненного пристрастия к этим природньгм алкалоидам.
Их близкий аналог героин в природе не встречается. Он относится к числу наиболее сильных и опасных наркотических средств. Привыкание к нему настолько сильно, что во многих странах не только производство, но даже научные эксперименты с ним категорически запрещены. Кокаин — это природный наркотик, находяшийся в листьях южноамериканского кустарника кока. Он обладает и обезболивающим эффектом, но применение его в конечном итоге приводит к наркомании.
Чтобы полностью избавиться от наркотического действия кокаина, сохранив его эффект анальгетика, был синтезирован гораздо более простой ациклический аналог — хорошо известный новокаин. Этот препарат широко применяется в медицине для обезболиваюших уколов. Анальгетиками являются также промедал и фентанил, который в 300 раз активнее морфина.
К аминам относятся также некоторые иэ витаминов, например тиаминхлорид (витамин В~). В табаке содержится алкалоид никотин, вызывающий болезненную привычку к курению. Гистамин относится к токсичным аминам, связанным с белком во всех клетках организма. Выделение свободного гистамина в организме вызывает аллергическую реакцию и понижение температуры. Либриум (элениум) и «лорнромаэин представляют собой примеры мощных транквилизаторов, снимаюших чувство тревоги, страха и неуверенности, но не обладающих снотворным эффектом. зв~ Ацетилхолим и холин содержат тетраалкиламмонийную группу. Оба они ионны, растворимы в воде и очень просты по структуре.
Ацетилхолин выполняет жизненно важную функцию в процессе передачи нервного импульса к мышечной ткани. Он выделяется из нервных окончаний, разветвляющихся в непосредственной близости к мембране мышечной клетки в так называемую синаптическую шель (синапс — это вид контактного соединения нервных и мышечных клеток), взаимодействует с рецепторами мышечной мембраны, изменяет ее заряд, вызывает при этом электрический импульс, который стимулирует сокращение мышечного волокна.
Чтобы оно вернулось в исходное состояние (расслабилось), ацетилхолин должен быть разрушен. Это легко достигается с помощью фермента халшваиерази, которая катализирует гидролиз ацетилхолина до холина и уксусной кислоты: О+ л холинэетераза <си~ам-сн сн ое, ° н о анетиллолин СНз О+ — а (Снз)зн-СН2СН2ОН + СНзСООН холин Ацетилхолин связывается с ферментом с помощью своей четвертичной аммониевой группы. Другие соединения, содержащие подобные четвертичные аммониевые группы, могут заменить ацетилхолин и, таким образом, ингибировать каталитическое действие холинэстеразы.
19.4. ОСНОВНОСТЬ АМИНОВ Все амины представляют собой типичные основания Льюиса благодаря наличию неподеленной пары электронов на атоме азота. В этом отношении амины подобны спиртам и простым эфирам, которые также относятся к основаниям Льюиса. Азот менее электроотрицателен по сравнению с атомом кислорода,' поэтому амины представляют собой гораздо более сильные основания Льюиса по отношению к протону, чем спирты и простые эфиры. Другими словами, катион алкоксония является более сильной кислотой, чем катион алкиламмония: О+ КОН + НЕ КОН О+ О+ КХН2 + НО Кр( Нз 282 Амины более сильные основания, чем вода, поэтому водный раствор амина проявляет основные свойства.
Константа равновесия для кислотно-основного взаимодействия воды и амина обозначается К, и служит количественной характеристикой основных свойств аминов в водной среде: Кв К1ЧН2 + НОН~ КХН3 + ОН КХН,' ~ОН-~ КХН2 Как обычно, концентрация воды не входит в это выражение для К„поскольку вода присутствует в большом избытке (все измерения относятся к разбавленным растворам) и ее концентрация остается практически постоянной. Вместо величины К, удобнее пользоваться величиной К„ которая характеризует кислотность сопряженного иона алкиламмония (см.
гл. 3): О+ К, КХН~ + НОН кХН2 + НЗО ~инин,О 1 ЯФН,' Величины рК, для ряда апифатических аминов, измеренные в водных растворах, приведены в табл. 19.1. Все алифатические амины характеризуются более низкими значениями рК„чем аммиак, т.е. являются более сильными основаниями, чем аммиак. Основность аминов в воде уменьшается в ряду: К2ХН > КХНг - КзХ, который не согласуется с влиянием +1-эффекта алкильной группы на основность аминов, поскольку третичные амины проявляют свойства более слабых оснований по сравнению со вторичными аминами. Это обычно связывают со стерическими препятствиями для переноса протона и сольватации в случае третичных аминов. В газовой фазе основность аминов понижается в ожидаемой последовательности: йзХ > КзХН > КХНз > ХНз (см.
гл. 3). Необходимо проводить четкое различие между кислотностью самих аминов и кислотностью ионов аммония. Аммиак, первичные и вторичные амины относятся к числу очень слабых Х вЂ” Н-кислот. Для аммиака рК, - 35, а для диизопропиламина рК,-40. Анионы, образующиеся при депротонировании аминов, проявляют свойства очень сильных 2$3 рК, (25 С) рК, (25 С) 9,24 ХН !0,73 10,85 СНзХНг 10,62 СН,СН,ХН, СНзСНгСНгХНг 10,64 !0,54 ! 1,13 11,31 ! 0,60 11,!2 10,63 !0,68 (СНз)зХ (СНзСНг)гХ 9,80 и« -СН ХН СонзснгХнг 10,75 !0,64 9,33 10,38 СНг=СНСНгХНг 9,49 10,46 НгХ(снг)аХ Нг Н ХСНгСНгХНг ! 1,10 9,92 10,55 СзНзХ (пиридин) линолин СзнзХ 5,23 4,90 оснований.
Это обстоятельство широко используется в органичес- ком синтезе, где особую роль приобрел диизопропиламид лития (ЛДА). Этот реагент, хорошо растворимый в ТГФ и эфире, образу- ется при взаимодействии и-бутиллития и диизопропиламина: [(СНзпСН32ХН + н-С4Н9Ь! — ~ 1(СН3)2СН)гН Ь! + С4Н!0 РКа-40 РКа-и) ЛДА обладает свойствами сильного основания, но слабого нуклеофильного агента, так как две изопропильные группы создают сильные стерические препятствия для образования новой связи с помошью неподеленной пары электронов атома азота.
Аналогичными свойствами обладают НСН3)МгХ 284 СНзСНгСНгСНгХНг (СНз)гСНХНг (СНз)зСХНг Таблица 19.! Оеиовиоеть аминов в воле ири 25 С (СН НХН (Снзснг)гХН [(СНз)гСН[гХН С Х вЂ” СН с и-сн СН, [ сн, ~ЦЕЬ[О СНз СН3 и другие пространственно затрудненные амид-анионы. Катионы алкиламмония характеризуются величинами рК, порядка 10-11 и намного превосходят по своей кислотности соответствующие им амины. Ариламины обладают значительно более низкой основностью по сравнению с алифатическими аминами. Для анилина величина рК, составляет 9,37, а кислотность катиона С»Н~ХНз+ (рК, = 4,63) соответственно гораздо выше, чем у катионов алкиламмония: Ка СьНзХНз + НОН вЂ” СеН5ХН2 + НзО К, = 2,5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
