Гетероциклические соединения. Пиридин. Строение, основные свойства. Никотиновая кислота и ее производные: никотинамид, витамин рр. Биологическая роль.
Циклические соединения, в состав колец которых кроме атомов углерода включаются и другие атомы, называются гетероциклическими. Из шестичленных гетероциклов с одним гетероатомом наибольшее значение имеет пиридин – ароматическое соединение, обладающее основными свойствами. Поскольку гетероатом обладает большей электроотрицательностью, чем атом углерода в состоянии sp2-гибридизации, то реакции электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование) протекают в м-положении, а нуклеофильного замещения (гидроксилирование) – в о- и п-положениях. Основные свойства пиридинового атома азота, находящегося в sр2-гибридном состоянии, ниже, чем у алифатических аминов, где азот занимает sр3-гибридизованную орбиталь и поэтому менее прочно удерживает неподеленную пару электронов.
(реакция;
основные свойства)
Из производных пиридина наибольшее значение имеют никотиновая кислота, витамин В5, РР.
никотиновая
кислота -
витамин,
участвующий во многих окислительных
реакциях живых клеток, лекарственное
средство. Белый кристаллический
порошок без запаха, слабокислого вкуса.
Трудно растворим в воде, мало растворим
в этаноле, очень мало — в эфире. В
организме никотиновая кислота превращается
в никотинамид,
который связывается с коферментами
НАД и НАДФ,
переносящими водород, участвует
в метаболизме жиров, белков, аминокислот, пуринов,
тканевом дыхании, гликогенолизе,
процессах биосинтеза. Никотиновая
кислота нормализует
концентрацию липопротеинов крови,
улучшает микроциркуляцию, обладает
дезинтоксикационными свойствами.
Шестичленный гетероцикл с двумя гетероатомами – пиримидина. Строение, типы гибридизации атомных орбиталей. Производные пиримидина: урацил, тимин, цитозин. Лактим – лактамная таутомерия для них. Биологическая роль.
Из шестичленных гетероциклов с двумя гетероатомами наиболее важен пиримидин. У него снижена электронная плотность ароматического ядра, способность к реакциям электрофильного замещения, но возрастает склонность к реакциям нуклеофильного замещения.
Наиболее важны гидроксипроизводные пиримидина – урацил, тимин, цитозин. Для них характерна лактим-лактамная таутомерия.
Урацил входит в РНК, используется как лекарственное средство для регенерации тканей, в онкологии. Для лечения онкологических заболеваний используется и производное урацила –5-фтороурацил. Присутствие гидроксильных групп придает производным пиримидина кислые свойства, которые наиболее выражены у барбитуровой кислоты.
для урацила
Основная биологическая роль – в составе нуклеиновых кислот участвуют в синтезе белка.
Пурин – бициклическое гетероциклическое соединение, образованное конденсированными ядрами пиримидина и имидазола, строение. Производные пурина: гипоксантин, ксантин, мочевая кислота. Лактим – лакиамная таутомерия. Соли мочевой кислоты – ураты. Биологическая роль в организме. Аминопурины: аденин, гуанин. Лактим – лакиамная таутомерия. Биологическая роль.
Ароматическим характером обладает пурин, представляющий собой конденсированную систему из пиримидина и имидазола. Каждый атом углерода и пиридиновые азоты в положениях 1, 3, 7 отдают в сопряженную систему по одному π-электрону, а пиррольный атом азота (9-й) – неподеленную электронную пару. Пурин устойчив к действию окислителей, хорошо растворим в воде, обладает основными свойствами, легко вступает в реакции нуклеофильного замещения.
На базе лактамной формы дигидроксипуринов (ксантинов) получен ряд лекарственных препаратов (метилированные ксантины).
Мочевая кислота (2, 6, 8- триоксопурин) – конечный продукт метаболизма пуриновых соединений в организме. В мочевой кислоте образуются два вида солей: кислые (однозамещенные) и средние (двузамещенные). Соли мочевой кислоты называтся ураты. Кислые ураты (за исключением солей лития) в воде нерастворимы, средние – хорошо растворяются.
В норме за сутки с мочой выделяется 0,5-1,0 г мочевой кислоты. Повышенное образование кислых уратов может вызвать мочекаменную болезнь (образование камней в почках, мочевом пузыре) или подагру (приступообразное отложение кислых уратов внутри суставных сумок мелких суставов).
В основе пуриновых оснований лежит конденсированный из пиримидина и имидазола цикл пурин. Основными пуриновыми основаниями являются аденин и гуанин.
