БРОМИРОВАНИЕ ПУРИНОВ

11

Галогенирование гетероциклических оснований пуринов

•Тем не менее действие бромной воды в мягких условиях может быть использовано для препаративного получения производных гуанина.

•При бромировании в DMF при 0 0С аденозин не затрагивается, однако при проведении реакции при 50-60 0С в ледяной уксусной кислоте довольно легко образуется 8- бром аденозин.

•В водных растворах производные аденина под действием бромной воды не бромируются. Однако в буферных растворах с рН 3 образуются соответствующие 8-

бромпроизводные. Бромированием в буфере с рН, примерно 4, при комнатной температуре были получены с высокими выходами 2’-, 3’- и 5’-фосфаты 8-бромаденозина, а также 8-бромаденозин-5’-ди- и трифосфаты. При рН 7 в

процессе бромирования происходит деградация гетероциклического основания.

• При рН < 3 реакция замедляется. Почему?

12

Галогенирование гетероциклических оснований мономерных компонентов нуклеиновых кислот в органических растворителях

•Заканчивая рассмотрение реакций галоидирования мономерных компонентов нуклеиновых кислот, следует отметить следующие закономерности:

1.Галоидирование протекает путем первичной атаки атома галоида по атому С-5 пиримидиновых и С-8 пуриновых оснований;

2.по своей реакционной способности в этой реакции галоиды можно расположить в ряд Cl2, Br2 > ICl > I2

3.скорость реакции галоидирования сильно зависит от растворителя, а в случае N-галоидимидов карбоновых кислот – от присутствия катализатора.

13

Галогенирование гетероциклических оснований в полинуклеотидах

•Вследствие плохой растворимости полинуклеотидов в малополярных растворителях их галоидирование в среде, не содержащей воды, не получило широкого распространения. Трудностей, связанных с малой растворимостью, до некоторой степени удается избежать путем использования тетраалкиламмониевых солей полинуклеотидов, содержащих длинные алкильные радикалы, например, триметилгексадециламмониевых (цетавлоновых).

14

Галогенирование гетероциклических оснований в полинуклеотидах

•При бромировании рибонуклеиновых кислот (в течение 30 сек, 0 0С, добавлением в реакционную смесь различного количества брома) было обнаружено, что так же, как и в случае мономеров, адениновые ядра не галоидируются, тогда как урацильные, цитозиновые и гуаниновые ядра бромируются, давая соответственно 5-бромурацил-, 5- бромцитозин- и 8-бромгуанинпроизводные. Степень галоидирования возрастает с увеличением концентрации брома, причем после реакции при любых концентрациях брома содержание 8-бромгуанина (40-60%) превышает содержание 5-бромурацила (30-50%); 5-бромцитозиновые (10%) продукты образуются в наименьшем количестве (считая от исходного содержания каждого из этих оснований в реакционной смеси). Происходит частичное разрушение гуаниновых ядер. Бромирование приводит, кроме того, к нарушению вторичной структуры нуклеиновой кислоты.

15

Галогенирование гетероциклических оснований в полинуклеотидах

•Закономерность, наблюдаемая при бромировании РНК, сохраняется и при хлорировании: гуанин и урацил в составе РНК оказываются самыми реакционноспособными основаниями.

•Если при бромировании и хлорировании нуклеиновых кислот наиболее реакционноспособным основанием является гуанин, то при йодировании под действием хлористого иода более реакционноспособными оказываются пиримидиновые основания. Так, после иодирования цетавлоновой соли тРНК 0,02 М раствором ICl в растворе DMF в течение 18 ч при комнатной температуре было модифицировано 8,5% цитозиновых, 30% урацильных и 9% гуаниновых звеньев. Как при бромировании, так и при йодировании не наблюдается количественного галоидирования составляющих оснований даже при избытке иодирующего агента.

16

РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ и РЕАКЦИИ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ

•Электрофильное присоединение – присоединение, начинающееся с реакции положительно заряженной частицы с -связью.

•Нуклеофильное присоединение?

17

МЕХАНИЗМ ГАЛОГЕНИРОВАНИЯ

•1. Катион галогена реагирует с -системой, образуя неустойчивый -комплекс.

•2. -комплекс разрушается и образуется -

комплекс.

•3. Нуклеофил (анион) атакует образовавшийся карбокатион.

18

Реакции фторирования по С-5. Реагент Бартона.

19

РЕАКЦИИ ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ С НУКЛЕОФИЛЬНЫМИ ГРУППАМИ БЕЛКОВ

•Вспомним биохимию. Как происходит

превращение уридина в тимидин? Отличие в СН3- группе. Переносчик одноуглеродных фрагментов

– фолиевая кислота. Источник – серин, который после реакции превращается в глицин.

•На пути превращения сталкиваемся с присоединением нуклеофильной группы белка по 6-положению гетероцикла

20