книги / Органическая химия. Т

Н е так уж велики структурные различия у молекул этих веществ. Одна­ ко, если попадание бен зола в организм человека долж но быть категориче­ ски исклю чено вследствие его высокой токсичности, то бензойная кислот а

разреш ена для применения в качестве консерванта ряда пищевых продук­ тов. Причина заклю чается в том , что бензойная кислота, попадая в орга­ низм человека, в нем не задерживается. Она растворяется в воде и бы стро выводится. Н апротив, бензол, в организме не претерпевает быстрых пре­ вращений, накапливается в нем, вызывая тяжелы е поражения печени и крови. Кстати, именно по причине способности к метаболизму т олуол на несколько порядков м енее опасен, чем бензол. Толуол в организме сравни­ тельно бы стро окисляется и превращается в бензойную кислоту.

Только некоторы е лекарства выводятся из организма неизменны ми. Больш инство лекарственны х средств подвергается м етаболизм у. М ета­ болические реакции протекаю т в печени, почках, киш ечнике. В этих р е ­ акциях участвую т м ногочисленны е ф ерм енты . И хотя пути м етаболизм а органических соединений в ж ивом организме во м ногом зависят о т тех ф изиологических условий, в которы х протекаю т соответствую щ ие би о ­ химические реакции, тем не м енее главные пути трансф ормации оп р еде­ ляются, конечно, общ ими принципами реакционной способности органи­ ческих соединений.

П овы ш ение гидрофильности ксенобиотика представляет собой основ­ ное направление метаболических реакций, поскольку гидрофильные соеди­ нения, обладаю щ ие хорош ей растворимостью в водных средах, легко выво­ дятся из организма. К такому ж е результату ведут и окислительные процес­ сы, относящ иеся к N - и S-окислению, дезаминирование, гидроксилирование с образованием спиртов и ф енолов, О - и N -дезалкилирование. Больш ая часть лекарственных средств содерж ит функциональные группы, способ­ ные к указанным превращениям. Например, гидрофильность парацет ам о­ ла повышается в результате его превращения в организме в глюкоуронид и эфир серной кислоты.

Один из важнейш их процессов метаболизма, связанный с окислением первичных спиртов до альдегидов, рассмотрен в разд. 16.8 на примере мета­ болизма этанола.

Отметим ещ е одну особенность метаболизма лекарств. М етаболиты - продукты метаболизма - в ряде случаев оказы вают более сильный фарма­ кологический эф ф ек т, неж ели собственно лекарство. В этом отношении характерен примёр с доф ам ином . И звестно, что некоторы е серьезны е забо­ левания 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 сп особн остью обл адает ам инокислота L-ДО Ф А (дигидроксифенилаланин). Е е и применяют в качестве лекарственного пре­ парата. П одвергаясь в ходе метаболической трансформации декарбоксилированию, эта кислота превращается в м етаболит дофамин, который и вы­ зывает фармакологический эф ф ект.

чением числа атомов углерода температура кипения арена повышается (приблизительно на 30 °С на каждый С-атом).

В табл. 10.1 в качестве примера приведены физические свойства некото­ рых алкилбензолов.

10.2.3.Реакции

Поскольку алкилбензолы содержат в своих молекулах и алифатический,

иароматический фрагменты , они способны реагировать как с радикальны­ ми, так и с ионными реагентами.

Реакции боковой цепи алкилбензолов имею т значительное своеобразие. М ногие реакции у а-углеродного атома протекаю т в ряду алкилбензолов неизмеримо бы стрее по сравнению с их алифатическими аналогами. Это обусловлено повыш енной стабильностью промеж уточно образую щ ихся ча­

При R = R' = Н указанные частицы назы вают соответственно бензильным радикалом, бензильным анионом и бензильным катионом. Н екоторы е из этих частиц уж е встречались в предыдущих разделах. Н иж е обсуждены условия образования и особенности строения анионов и радикалов бензиль­ ного типа.

Кислотность

П рисоединение бензольного кольца к алкильной группе значительно об­ легчает кислотную диссоциацию соседней С ^ -Н -св я зи и обеспечивает тем самым повыш енные кислотные свойства соответствую щ его углеводорода. Для примера ниже сравниваются значения рК а ряда углеводородов (табл. 10.2). Значения рК а слабых кислот, какими в общ ем являются углеводоро­ ды, измеряю т в специальных условиях с применением сверхсильных основа­ ний, а затем пересчиты вают полученные значения, приводя их к шкале, в которой вода служит стандартным растворителем.

Таблица 10.2. Кислотность углеводородов

Углеводород Сопряженное основание Значение рКа

Устойчивость анионов бензильного типа объясняется возмож ностью их резонансной стабилизации:

Увеличение числа бензольны х ядер у Слр3-атома столь значительно по­

вышает кислотные свойства углеводородов, что делает возможны м их пря­ мое металлирование.

О братите внимание! П лоская структура флуорена обеспечивает особен ­ но благоприятные условия делокализации отрицательного заряда в частице сопряженного основания и как следствие - наиболее вы сокую кислотность этого углеводорода в указанном ряду соединений.

Радикальные реакции

Легкость протекания многих радикальных реакций алкилбензолов, в част­ ности галогенирования, нитрования и окисления боковой цепи, объясняется устойчивостью промежуточно образующ ихся радикалов бензильного типа.

Чаще всего боковую цепь алкилбензолов подвергают хлорированию и бромированию на свету и при нагревании (но при полном исключении кис­ лот Льюиса!)

толуол

N-бром- сукцинимид

Такие реакции идут, как и с алканами, по цепному радикальному меха­ низму. Ниже приводится последовательность отдельных стадий в механизме реакции монохлорирования толуола.

Стадия 1 - инициирование цепи:

îcir^ci:• • I • • 2 :ci*• •

Стадия 2 - развитие цепи:

с6н5сн3 + :сь — сбн5сн2 + на

Стадия 3 - продолжение цепи (образование продукта):

с6н5сн2 + rci^çj: — - C 6H 5C H 2CI + :ci-

Как и в случае бензил-аниона, устойчивость бензильного радикала объ­ ясняется возможностью его резонансной стабилизации с участием я-систе- мы бензольного кольца: