Яцюк, Зубкова _Основы биоорганической химии

Бактерицидным действием обладает продукт нитрования

Нитроксолин применяется для лечения инфекций мочевыводящих путей.

энтеросептол

ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ДВУМЯ ГЕТЕРОАТОМАМИ

Пиридазин, пиримидин и пиразин являются изомерными шестичленными гетероциклами с двумя гетероатомами азота. Они носят общее название азины:

пиридазин пиримидин пиразин

Диазины являются ароматическими соединениями (это замкнутые π,π-сопряженные системы, в которых делокализовано 6 электронов).

Подробнее остановимся на свойствах пиримидина. Реакционная способность пиримидина в реакциях электро-

фильного замещения понижена из-за электроноакцепторного влияния двух пиридиновых атомов азота, поэтому реакции SE практически не протекают.

151

В связи с тем, что пиримидин является ещё более π- недостаточной системой, чем пиридин, для него характерны реакции нуклеофильного замещения, например, реакция Чичибабина. Аминирование протекает в положениях 2, 4 или 6, в которых электронная плотность особенно понижена:

Основные свойства пиримидина ниже, чем пиридина, также из-за электроноакцепторного влияния второго атома азота. В отличие от пиридина пиримидин не образует соли с водой, он реагирует с сильными минеральными кислотами:

Особенно важны гидрокси- и амино-производные пиримидина – урацил, тимин и цитозин, являющиеся компонентами нуклеиновых кислот (см. стр.204).

К производным пиримидина относится также барбитуровая кислота и барбитураты.

Барбитуровая кислота является циклическим уреидом малоновой кислоты. Она может быть получена при взаимодействии мочевины с диэтиловым эфиром малоновой кислоты:

Для барбитуровой кислоты характерны два вида таутомерии – лактамлактимная и кето-енольная:

152

Примерами барбитуратов являются барбитал (5,5- диэтилбарбитуровая кислота), фенобарбитал (5-фенил-5- этилбарбитуровая кислота).

Пиримидиновое кольцо входит также в структуру витамина В1 (тиамина) и кокарбоксилазы (см. стр. 143,144).

Из конденсированных гетероциклических систем в при-

роде наиболее распространены соединения пуринового ряда.

торой делокализовано 10 электронов (пиридиновые атомы азота в положениях 1, 3 и 7 отдают в сопряжение по одному электрону, пиррольный азот в положении 9 – неподеленную электронную пару).

Пурин проявляет амфотерные свойства: пиридиновый азот в положении 7 отвечает за основные свойства, а пиррольный азот –

NN кислотный центр

H

Пурин образует соли с минеральными кислотами и со щелочными металлами:

N N H

Для пурина характерна протропная таутомерия за счет переноса протона водорода от кислотного центра к основному, поэтому положения 7 и 9 в молекуле равноценны:

H

154

Гидроксипурины. Гипоксантин (6-гидроксипурин), ксантин (2,6-дигидроксипурин) и мочевая кислота (2,6,8- тригидроксипурин) образуются в организме в процессе метаболизма нуклеиновых кислот.

Для гидроксипуринов характерна лактамлактимная таутомерия, за счет лактимной формы они проявляют кислотные свойства. Более стабильной является лактамная форма.

(так называемые метилированные ксантины) – теофилин (1,3- диметилксантин), теобромин (3,7-диметилксантин) и кофеин (1,3,7-триметилксантин):

Их природными источниками являются листья чая, зерна кофе, какао-бобы. Кофеин возбуждает центральную нервную систему. Теофиллин и теобромин также стимулируют ЦНС, но в меньшей степени. Они проявляют диуретический эффект.

Мочевая кислота – конечный продукт метаболизма пуриновых соединений в организме. Мочевая кислота образует два ряда солей, т.е. является двух-, а не трехосновной кислотой, как можно было бы предположить.

155

МОНОСАХАРИДЫ Моносахариды являются гетерофункциональными соедине-

ниями – многоатомными альдегидоили кетоноспиртами. Моносахариды классифицируют по характеру оксо-группы

(на альдозы и кетозы) и по числу атомов углерода в цепи (на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т.д.). Суффикс –оза характерен для названий всех моносахаридов. Строение альдоз и кетоз в общем виде можно представить следующим образом:

Стереоизомерия моносахаридов. В молекулах моносаха-

ридов присутствуют несколько центров хиральности, что служит причиной существования большого числа стереоизомеров, соответствующих одной и той же структурной формуле.

Например, в альдогексозе имеется четыре хиральных атома угле-

изомер моносахарида к D- или L-ряду. Большинство природных моносахаридов имеет D-конфигурацию.

Каждому моносахариду D-ряда соответствует энантиомер L-ряда с противоположной конфигурацией всех хиральных центров.

157

Цикло-оксо-таутомерия моносахаридов

Впервые предположение о циклическом строении глюкозы было высказано российским ученым А.А. Колли (1870), а затем развито немецким ученым Б. Толленсом (1883).

HOH

Моносахариды, являясь многоатомными альдегидоили кетоноспиртами, образуют циклические полуацетали при взаимодействии пространственно сближенных оксо- и гидроксигрупп. В альдопентозах и альдогексозах сближенными оказываются альдегидная группа и спиртовые гидроксилы при

C-4 или C-5.

При взаимодействии альдегидов со спиртами образуются полуацетали. В случае, если обе функциональные группы принадлежат одной молекуле, эти полуацетали будут

При образовании полуацеталя в структуре молекулы появляется новый, полуацетальный гидроксил и кислородный «мос-

тик» между C-1 и C-4 или C-1 и C-5.

Рассмотрим цикло-оксо-таутомерию на примере глюкозы. При взаимодействии альдегидной группы с гидроксилом

при C-5 образуется шестичленный, пиранозный цикл; при взаимодействии с C-4 – пятичленный, фуранозный.

159