Травень В.Ф. - Органическая химия. В 3 т. Т. 2

К этому синтезу необходимо сделать следующее пояснение. Оптимальная схема получения п-броманилина обсуждается в т. III, разд. 23.4.3, а смесь хлората натрия и НСl на первой стадии следует рассматривать как источник хлора, который и выполняет роль электрофильного агента.

Задача 9.7. Предложите оптимальный путь синтеза 4-бром-2-нитроэтилбензола, исходя из бензола.

Задача 9.8. Запишите уравнения реакций, с помощью которых из анизола можно полу-

Дополнения!

МЕТАБОЛИЗМ. ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТОКСИЧНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Почему многие производные бензола являются ценными лекарствами и биологически активными соединениями, а сам бензол исключительно токсичен? Один из факторов, определяющих уровень токсичности того или иного органического соединения, попавшего в организм человека, зависит от способности этого соединения к превращениям в физиологических условиях.

Процесс превращений органических и биоорганических субстратов, ко-

торый поддерживает нормальное функционирование живого организма, называют метаболизмом. Такими субстратами являются в том числе и био-

логически активные соединения, постоянно образующиеся и трансформирующиеся в организме. В частности, можно говорить о метаболизме углеводов как о биохимическом цикле, поддерживающем энергетический

потенциал организма (см. т. III, гл. 26). Процессы метаболизма углеводов, белков и липидов относят к первичным метаболическим процессам. Эти про-

цессы протекают по общим механизмам во многих живых организмах и определяются едиными элементами генетического кода этих организмов.

В этом разделе мы остановимся подробнее на метаболизме посторонних органических субстратов (так называемых ксенобиотиков), т. е. попавших в

живой организм орально или через органы дыхания в качестве различных

пищевых добавок, стимуляторов, лекарств, а также веществ, загрязняющих окружающую среду. Метаболические процессы такого рода называют вторичными. Они также крайне важны для химика, поскольку специфичны

для каждой группы веществ. В частности, знание путей трансформации лекарств помогает химику правильно определить стратегию органического синтеза, направленного на получение веществ с требуемыми фармакологическими свойствами.

Конечно, требования к метаболизму лекарств и токсических веществ, попавших в организм с табачным дымом или выхлопными газами автомобилей, неодинаковы. Как правило, лекарства должны обладать пролонгированным действием и не подвергаться быстрому метаболизму. Напротив, желательно, чтобы токсические вещества, попавшие в наш организм, как можно быстрее претерпевали метаболические превращения и были выведены из него. Знание природы метаболических процессов ксенобиотиков как раз и позволяет правильно оценивать степень их токсичности и принимать необходимые меры предосторожности.

Способность органических веществ к метаболизму зависит от многих факторов. Сравним для примера структурные формулы бензола, бензойной кислоты и толуола:

COOH CH3

Не так уж велики структурные различия у молекул этих веществ. Однако если попадание бензола в организм человека должно быть категорически исключено вследствие его высокой токсичности, то бензойная кислота разрешена для применения в качестве консерванта ряда пищевых продуктов. Причина заключается в том, что бензойная кислота, попадая в организм человека, в нем не задерживается. Она растворяется в воде и быстро выводится. Напротив, бензол в организме не претерпевает быстрых превращений, накапливается в нем, вызывая тяжелые поражения печени и крови. Кстати, именно по причине способности к метаболизму толуол на несколько порядков менее опасен, чем бензол. Толуол в организме сравнительно быстро окисляется и превращается в бензойную кислоту.

Только некоторые лекарства выводятся из организма неизменными. Большинство лекарственных средств подвергается метаболизму. Метаболические реакции протекают в печени, почках, кишечнике. В этих реакциях участвуют многочисленные ферменты. И хотя пути метаболизма органических соединений в живом организме во многом зависят от тех физиологических условий, в которых протекают соответствующие биохимические реак-

ции, тем не менее главные пути трансформации определяются, конечно, общими принципами реакционной способности органических соединений.

Повышение гидрофильности ксенобиотика представляет собой основное направление метаболических реакций, поскольку гидрофильные соединения, обладающие хорошей растворимостью в водных средах, легко выводятся из организма. К такому же результату ведут и окислительные процессы, относящиеся к N- и S-окислению, дезаминирование, гидроксилирование с образованием спиртов и фенолов, О- и N-дезалкилирование. Большая часть лекарственных средств содержит функциональные группы, способные к указанным превращениям. Например, гидрофильность парацетамола повышается в результате его превращения в организме в глюкоуронид и эфир серной кислоты.

глюкоуронид парацетамола

Один из важнейших процессов метаболизма, связанный с окислением первичных спиртов до альдегидов, рассмотрен в гл. 16 (разд. «Дополнения»)

на примере метаболизма этанола.

Отметим еще одну особенность метаболизма лекарств. Метаболиты — продукты метаболизма — в ряде случаев оказывают более сильный фармакологический эффект, нежели собственно лекарство. В этом отношении характерен пример с дофамином. Известно, что некоторые серьезные заболевания человека (например, болезнь Паркинсона) связаны с недостатком дофамина в мозге.

Собственно дофамин, однако, в качестве лекарства применяться не может, поскольку он не обладает способностью проникать через биологические мембраны. Такой способностью обладает аминокислота L-ДОФА (дигидроксифенилаланин). Ее и применяют в качестве лекарственного препарата. Подвергаясь в ходе метаболической трансформации декарбоксилированию, эта кислота превращается в метаболит дофамин, который и вызывает фармакологический эффект.

Глава 10. АЛКИЛ- И АЛКЕНИЛБЕНЗОЛЫ

Этой главой, посвященной алкил- и алкенилбензолам, мы начинаем изучение химии производных бензола. Рассмотрим сначала общие вопросы их но-

менклатуры.

10.1.НОМЕНКЛАТУРА ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛА

Как уже отмечалось, ароматические углеводороды называют аренами и обозначают Ar–H. В этом обозначении Ar — арил, одновалентный остаток арена. Аналогично бензол обозначают Ph–H; при этом одновалентный остаток бензола С6Н5– называют фенилом и обозначают Ph. Производные бензола называют с указанием названия и положения заместителей в бензольном кольце:

Ряд монозамещенных бензолов имеют тривиальные названия, которые используются и в номенклатуре ИЮПАК: