3.3.1. Аминоспирты
Аминоспиртами называют соединения, содержащие в молекуле одновременно амино- и гидроксигруппы.
Эти две функциональные группы непрочно удерживаются у одного атома углерода, в результате чего происходит отщепление аммиака или воды. Простейшим представителем аминоспиртов является 2-аминоэтанол - соединение, в котором обе группы расположены у соседних атомов углерода. 2-Аминоэтанол (тривиальное название коламин) является структурным компонентом сложных липидов - фосфатидилэтаноламинов.
С сильными кислотами 2-аминоэтанол образует устойчивые соли.,
НОСН2СН2NH2 + HCl → [HOCH2CH2NH3]+Cl–
2-аминоэтанол гидрохлорид 2- аминоэтанола
α-Аминоспирты способны образовывать окрашенные внутрикомплексные соединения с гидроксидом меди(II).
внутрикомплексное соединение меди(Н) с а-аминоспиртом
Четвертичное аммониевое основание - гидроксид (2-гидрокси- этил) триметиламмония [HOCH2CH2N+(CH3)3]OH– - имеет большое значение как витаминоподобное вещество, регулирующее жировой обмен. Его катион называют холином.
В организме холин образуется с участием кофермента S-аденозилметионина (SAM), являющегося переносчиком метильных групп. В молекуле этого кофермента метильная группа «активирована» вследствие того, что находится в составе сульфониевой группировки.
При метилировании коламина в реакции участвует атом азота, более нуклеофильный, чем атом кислорода.
В результате окисления холина in vivo образуется диполярный ион бетаин, который также может служить источником метильных групп, входящих в состав аммониевой группировки.
Сложноэфирные производные холина выполняют в организме различные биологические функции. Замещенные фосфаты холина являются структурной основой фосфолипидов - фосфатидилхолинов - важнейшего строительного материала клеточных мембран. Сложный эфир холина и уксусной кислоты – ацетилхолин - наиболее распространенный посредник при передаче нервного возбуждения в нервных тканях (нейромедиатор). Он образуется в организме при ацетилировании холина с помощью ацетилкофермента А
Важная роль в организме принадлежит аминоспиртам, содержащим в качестве структурного фрагмента остаток пирокатехина. Они носят общее название катехоламинов. К этой группе относятся представители образующихся в организме биогенных аминов. К катехоламинам принадлежат дофамин, норадреналин и адреналин, выполняющие, как и ацетилхолин, роль нейромедиаторов. Адреналин участвует в регуляции сердечной деятельности, при физиологических стрессах он выделяется в кровь («гормон страха»).
3.3.2. Гидроксикарбонильные соединения
Гидроксикарбонильными называют соединения, содержащие в молекуле одновременно гидроксильную и альдегидную (или кетонную) группы.
В соответствии с этим различают гидроксиальдегиды и гидроксикетоны.
Наиболее известными представителями этих классов соединений являются глицериновый альдегид и дигидроксиацетон, играющие в виде фосфатов большую роль в биохимических процессах.
Глицериновый альдегид (глицеральдегид). d-Глицериновый альдегид образуется наряду с дигидроксиацетонфосфатом при ферментативном расщеплении d-фруктозы и далее фосфорилируется до d-глицеральдегид- 3-фосфата с помощью АТФ.
Оба фосфата, дигидроксиацетонфосфат и d-глицеральдегид-3- фосфат, образуются, кроме того, при ферментативном расщеплении 1,6-дифосфата d-фруктозы. Важной стадией метаболизма является взаимопревращение этих монофосфатов.
Внутримолекулярная циклизация. Для гидроксикарбонильных соединений с достаточно удаленными друг от друга функциональными группами возможна внутримолекулярная циклизация. Вследствие сближения в пространстве этих групп между ними происходит взаимодействие с образованием циклических продуктов. Особенно легко внутримолекулярная циклизация протекает тогда, когда она приводит к термодинамически устойчивым пяти- и шестичленным циклам. Например, в γ- и δ-гидроксиальдегидах и гидроксикетонах возможно внутримолекулярное взаимодействие гидроксильной и карбонильной групп. В результате этого доля циклического полуацеталя в его равновесной смеси с 5-гидрокси- пентаналем составляет 94%.
|
Образованием циклических полуацеталей объясняется таутомерия углеводов.