Терней - Органическая химия II (1125893), страница 83
Текст из файла (страница 83)
ню, амилоза~ — + А (а ~также следовые количества~ муравьиной кислоты и формальдегида) в., н оЮ А =+ Б — — ~ В (С~Н805)+Г (С~Н~Оз) 25. Инозиты — это 1,2,3,4,5,6-гексаоксициклогексаны. Они содержатся во многих растениях и животных. Из восьми диастереомерных инозитов семь не обладают оптической активностью и только один является хиральным. Напишите структурные формулы инозитов (конформацип указывать не обязательно) и укажите, какой из них будет хираль» ным.
27. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ 27Л. ВВЕДЕНИЕ Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолекулярные гетерополимеры, которые в результате гидролиза дают эквимолярную смесь гетеро- циклических аминов, пентозы и фосфорной кыслоты.
Молекулярная масса этих гигантских молекул достигает десяти миллионов. Неустойчивость их структуры долгое время не позволяла химикам выделить неповрежденные гомогенные нуклеиновые кислоты. К счастью, современная химия располагает достаточно совершенными методами, которые дают возможность выделить интактную нуклеиновую кислоту из смеси нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты относятся к одному из двух классов: РНК (рибонуклеиновая кислота) и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) *. Зти кислоты были названы так, потому что при полном гидролизе РНК образуется пентоза п-рибоза, и при гидролизе ДНК вЂ” 2-дезокси-п-рибоза. Неполный гидролиз нуклеиновых кислот дает нуклеотиды, которые могут быть гидролизованы до фосфорной кислоты и нуклеозидов. При гидролизе нуклеозида получают гетероциклический амин (его часто называют просто основанием) и соответствующую пентозу.
Стадии гидролиза нуклеопротеинов приведены ниже. нуклеопротеины 1 нуклеиновая кислота и белок нуклеотиды нуклеозиды и фосфорная кислота пентоза и гетероциклические амины («основания») В состав ДНК и РНК входят не только различные остатки сахаров, но и различные основания, играющие, по-видимому, важную роль в выполнении биологических функций нуклеиновых кислот. Эти основания представляют собой производные пиримидина и пурина. н 9 вирвмйвн пуран * Хотя эти термины употребляются обычно в единственном числе они обозначают много различных молекул ДНК или РНК.
467 1. Нарисуйте вторую важную резонансную структуру для пиримидина и пурина. 2. Являются лп две изображенные ниже структуры резонансными структурами одного и того же гибрида? Объясните. Н ! Х Х (~~~ СН и Х СН !!,; !! .Ф'~Х ~~~ Х Х Х Н 27.2. ПИРИМИДИНЫ И'ПУРИНЫ Пиримидины и пурины — важные соединения и сами по себе, и по той роли, которую они играют в химии нуклеиновых кислот. Поэтому рассмотрим сначала пиримидины и пурины, а также некоторые их простые производные. ПИРИМИДИНЫ. Различные пиримидины получают обычно конденсацией мочевины, тиомочевины или амидина с производными малоновой кислоты или !:!-кетоэфиром. Так проводят и синтез самого пиримидина, причем в качестве промежуточного соединения образуется барбитуровая кислота.
О О !!!!с~ньоОнго 0=( +Нб( 20 — С вЂ” г Нг — С вЂ” ОС2Н~ — — + — + сгньон ХН, мочевина малоновый эфир О ОН !! ! / ~l' НХ > Х ,~Ф /~~ ( (. О Х О НО Х ОН С1 Х С1 ! Н Х 2,4,6-трихлор- пиримидин пиримидин барбитуровая кислота Ниже показан механизм реакции конденсации между мочевиной и мало- новым эфиром О О !! с,ндорф !! 8 Н2Х вЂ” С вЂ” ХН.
— — + НгХ вЂ” С вЂ” ХН О ~О О Оо О О !! !! !! ! ' !! !! с,но — с — сн,— с — осн, с,но — с — сн,— с — ос,н, сно — с — сн — с 0 ХН ХН ХН Н,Х вЂ” С Н,Х вЂ” С НгХ С О О О С Н 00 О Н / С вЂ” С / О=С ХН / Х вЂ” С Н Ъ О О О О ~!! !! О ~ С вЂ” С СгН~Π— С вЂ” СН,— С вЂ” С ХН+ ХН / 0 / С,Н,О Х вЂ” С НХ вЂ” С 0 Ъ О 468 гллвл тт 3. 21то получается в результате реакции барбитуровой кислоты с Р+ и избытком Р 0 и с Н+ и избытком Н '507 Конденсация мочевины с замещенными малоновыми эфирами дает класс соединений, называемых барбитуратами. В форме циклических диимидон зти вещества обладают кислотными свойствами и образуют устойчивые натриевые соли.
Свободные барбитураты и их соли применяются в качестве успокаивающих, снотворных и наркотических средств. Сама барбитуровая кислота не оказывает гипнотического действия на людей. Широко известные лекарства фенобарбитал и пентобарбитал натрия (нембутал) относятся к классу барбитуратов, Фенобарбитал применяют как противосудорожное вещество при эпилепсии. К сожалению, прием барбитуратов без строгого медицинского предписания, особенно на фоне алкогольного опьянения, нередко приводит к смертельному исходу.
Пентотал натрия (соль тиобарбитурата) применяется в качестве средства для внутривенного наркоза. Н502 С5Н5 0 ~ 0 ~; .l~ 0 11 +Н МСМН 0 0 С2Н5 С2Н5 диэтиловый эфир этилфенилмалоновой кислоты 4. Напишите механизм приведенного выше синтеза фенобарбитала. СН, О 11 +Н,ИСМН, С2Н5 (2Н5 диэтиловый эфир этил-(1-метилбутил)- малоновой кислоты пентобарб итал (нембутал) Е1=-С2Н5 Сз11з Сзнз Сн Е~ СНСНз о Х о оксО + НзМСМН2— июн О О Е2 Е2 тиомочевина пентоталь натрия 1 (сн ) 1 С,Н, СНСН, О ' О ! l~ 0 0 Н 502 СВН5 О ~ О С2Н5ОЗ Н,О 2 5 2 с2н,он ~М Х, Н '~ Н 11 0 фенобарбптал СН2 1 (СН2)2 ! С2Н5 СНСН2 0 '~ 0 С2Н500 Н20 ' '.+ '5. ! с,н,он М Х ,г'" (", Н 11 Н 0 н~клвиновын кислоты 469 о.
Напишите реакции синтеза диэтилового эфира этилфенилмалоиовой кислоты и дпзтплового эфира этил-(1-метилбутил)малоиовой кислоты из бензола и соединений, содержащих ке белее двух атомов углерода. 6. Сколько существует стереоизомеров пентобарбитала3 Напишите их структурные формулы и укажите их абсолютную конфигурацию. Продукт конденсации гуанидина с зтиловым эфиром формилуксусной кислоты может быть превращен в 2-аминопиримидин, который используют при синтезе антибактериального препарата — сульфадиазина. С,Н,О О ОН Н !! Н Н С=О ' Л Л( ( СцНБОН НМа~~ лаУ Н Н М ил Н О=С ХН2 НИ=С + Ш2 РОС!ц этиловый эфир формилуксусной кислоты гуапидин 11 главным пиримидиновым основаниям, которые входят в состав нуклеиновых кислот, относятся урацил, тимин и цитозин.
Зти соединения существуют в таутомерньтх формах (см. ниже). Оаиболее важными таутомерами являются неароматические, так как именно из них образуются нуклеозиды и нуклеотиды. (Все ли возможные таутомеры показаны ниже?) 0 ОН 0 И, СН, !! тимин ,ф '. Г 0' М ! Н ХН2 ф' цитозии Х )! — а У 1 ,А ул 0 НО Х Н Урацил может быть получен конденсацией мочевины с атиловым эфиром формилуксусной кислоты. Если вместо мочевины взять тиомочевину, обра- Н ,Ф~ урацил 0 Ы НО Х ! Н ОН ! ,СН, — М ГЪ / НО Х Н Н ,Ф'.. ' а % Н,Х' Х Н 2-амииопиримидии 470 зуется 2-тиоурауил, 'который применяется при лечении тиреотоксикоза— заболевания, связанного с гиперфункцией щитовидной железы. ОН 6~ — М о о |! )! + НС вЂ” СН,— С вЂ” Освнв 'ХН НБ Х 2-тиоурацил Тимин можно получить при конденсации 8-метилтиомочевины и этилового зфира 2-формилпропионовой кислоты. 1 — снам-~ .
/ 19 н з н Ч н и — 'с — !ч н~!ч — с — в! 2 ~ 2 н н "~ ,Г сн Б ! — н !ч=с — !чн 5-меаилаиемочевина основаНие Н с м с н,о — + ) )~, — — + Снв нвс Я' '' 0 М СН Н ХН2 г сн, з — с + снсн О=С Хн ОС Н Б-метилтиомоче вин а Н с Сн но~~~~' он тимин Ниже приведен один из возможных механизмов потери группы — ЯСНв на последней стадии реакции. Н | н Ф с |-СН, !!' с с ~1Ч 11 и ,с 1Ч С С! 12 ) и 11 !1 с и с ~ С11,~ | | СН, г Е Н Н !1 и | Ф 112С О+ И С. я | | с!12 ;3- -. Н | Н о Н,, |! /~' Х ! Н н Н ы с с.
( | ~сн, Ос с 1120 нуклеинОВые кислоты 471 н н н ! ! ! « / н «с~ ~ н « с н х с х с х с ! ! сн. ! ! сн, - ! !! С С С С С С о« ~~о но ~~ ~о "~~ ""м Х Х Х ! и — СН2ЗН вЂ” э шауЕпомеры ПУРИНЫ. Выдающийся немецкий химик Эмиль Фишер синтезировал 2,6,8-трио ксипурин, более известный под названием мочевой кислоты, используя в качестве исходного соединения барбитуровую кислоту. (Связь между подагрой и мочевой кислотой была рассмотрена в равд.
25.7.) о О н н Н Х Ено!чо! Х н о Хон Х о н н ХО- — "'-~ о о ХН, о о о«х о ! н ! н Е! оароитуровая кислота косы н,о Егенерируава н!ч-с=о> виолуровая кислота ура мил о !! ХН вЂ” С вЂ” ХН о н а Х7 О~ ! н он н о н 7Х. в Х7 ЯОаХ4Х з мочевая кислота У. Напишите механнам превращения псевдомочевой кислоты в мочевую в присутствии соляной кислоты. Из мочевой кислоты Фишер получил аденин, зуанин и ксаншцн. Аденин и гуанин являются обычными компонентами нуклеиновых кислот.
о с! он """'~ ! ! ~~~-с! о х с! и мочевая кислота !коя он и он Х 1. ! ~р-' — "" .!, ~ ~-с1 н,х х х с! х х н ааенин о Х ОЕ! н Х Л,! Х, но он ЕЕ2Х ° ауанин ксантик и ~~ — н— н,х о«~ х о Е! псевЬомочевая кислота Хив Х -'-"3 ! ! >-с! с! х х !н! н2 о Е! е! " н Х вЂ” н Х О Х Х нуклвиновык кислоты 473' 27.3., НУКЛЕОЗИДЫ И НУКЛЕОТИДЫ Нуклеозидом называется Х-гликозид, агликон которого представляет собой,. за редким исключением, производное пиримидина или пурина.
В зависимо- сти от того, какой сахар — рибоза или дезоксирибоза — входит в их состав,. нуклеозиды подразделяются на рибозиды и дезоксирибозиды. Как видно из. о нон,с !Нд он он аденозин он н дезоксици!лидин о сн, и!ч н Нси но он н пп!миоин он он инозин носн, о но он он гуанозин он он уриЪцн Рис. 27-1. Нуклеозиды. Аденозин и инозин относятся к рибозидам, а дезоксицитидин и тимидин — к дезоксирибозидам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
