- •Введение
- •Электронное строение элементов-органогенов. Химическая связь в органических молекулах
- •Химическая связь в органических молекулах
- •Классификация химических реакций. Химические свойства алканов, алкенов и алкадиенов
- •Реакционная способность алканов
- •Реакционная способность алкенов
- •Химические свойства алкенов
- •Общий механизм реакций электрофильного присоединения
- •Реакции электрофильного присоединения к несимметричным алкенам
- •Реакции присоединения к алкадиенам
- •Сопряжённые системы. Ароматичность. Электронные эффекты. Реакции электрофильного замещения в бензоле и его производных
- •Химические свойства бензола
- •Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений. Электронные эффекты
- •Реакции электрофильного замещения в нафталине
- •Реакции окисления гомологов бензола
- •Химические свойства галогеналканов, спиртов и фенолов
- •Медико-биологическое значение галогеналканов
- •Спирты и фенолы
- •Медико-биологическое значение спиртов и фенолов
- •Кислотные и основные свойства органических соединений. Реакционная способность аминов
- •Кислоты Бренстеда
- •Основания Бренстеда
- •Реакционная способность оксосоединений
- •Классификация и номенклатура оксосоединений
- •Названия алифатических альдегидов
- •Реакционные центры в молекулах оксосоединений
- •Примеры реакций нуклеофильного присоединения
- •Медико-биологическое значение альдегидов и кетонов
- •Химические свойства карбоновых кислот и их функциональных производных
- •Названия предельных алифатических монокарбоновых кислот
- •Реакционные центры в молекулах карбоновых кислот
- •Кислотные свойства карбоновых кислот
- •Реакции нуклеофильного замещения
- •Реакции карбоновых кислот по радикалу
- •Названия насыщенных алифатических дикарбоновых кислот
- •Медико-биологическое значение карбоновых кислот и их производных
- •Гетерофункциональные соединения алифатического ряда – метаболиты и биорегуляторы
- •Аминоспирты
- •Аминокислоты
- •Гидроксикислоты (оксикислоты)
- •Оксокислоты
- •Медико-биологическое значение гетерофункциональных производных карбоновых кислот
- •Оптическая изомерия
- •Стереоизомерия молекул с несколькими центрами хиральности
- •Стереоизомерия и биологическая активность
- •Гетерофункциональные производные бензольного ряда
- •Производные сульфаниловой кислоты
- •Сульфаниламидные препараты
- •Салициловая кислота и ее производные
- •Гетероциклические соединения. Производные пятичленных гетероциклов
- •Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом
- •Свойства пиррола и его производных
- •Свойства фурана и его производных
- •Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами
- •Шестичленные гетероциклические соединения
- •Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами
- •Углеводы. Моносахариды
- •Цикло-оксо-таутомерия моносахаридов
- •Углеводы. Ди- и полисахариды
- •Природные α-аминокислоты. Пептиды, белки
- •Строение и классификация природных α-аминокислот
- •Стереоизомерия α-аминокислот
- •Химические свойства
- •Реакции α-аминокислот in vivo
- •Нуклеиновые кислоты
- •Нуклеиновые основания
- •Нуклеозиды
- •Названия нуклеозидов
- •Нуклеотиды
- •Нуклеиновые кислоты
- •Омыляемые липиды
- •Фосфолипиды
- •Неомыляемые липиды
- •Алкалоиды
- •Литература
- •Оглавление
- •305041, Г. Курск, ул. К. Маркса, 3.
- •305041, Г. Курск, ул. К. Маркса, 3. Заказ № 313.
Свойства фурана и его производных
Фуран является ацидофобным соединением, нитруется и сульфируется в специальных условиях (стр. 134) по α-положениям. Фуран способен к реакции гидрирования с образованием тетрагидрофурана:
Тетрагидрофуран используется как растворитель в органических синтезах, в т.ч. при получении лекарственных препаратов.
Фурфурол (фуранкарбальдегид) является одним из наиболее важных производных фурана.
Фурфурол проявляет свойства альдегида: он легко окисляется, участвует в реакции Канниццаро (т.к. в его структуре отсутствует α-CH-кислотный центр).
При окислении фурфурола образуется фуранкарбоновая кислота:
В реакции Канниццаро одна молекула фурфурола окисляется в фуранкарбоновую кислоту, а вторая – восстанавливается в фурфуриловый спирт:
Из фурфурола получают 5-нитропроизводные фуранового ряда, проявляющие антибактериальное действие. Для этого фурфурол нитруют азотной кислотой в уксусном ангидриде (он необходим для защиты альдегидной группы от окисления), а затем проводят реакцию присоединения-отщепления с различными аминами или производными гидразина. Например, в синтезе фурацилина (семикарбазона 5-нитрофурфурола) используют семикарбазид:
К производным 5-нитрофуранового ряда также относятся фуразолидон, фурадонин, фуразолин и др. препараты.
Производным тиофена, а точнее тетрагидротиофена является биотин (витамин H), недостаток которого ведет к кожным заболеваниям:
Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами
Примерами пятичленных гетероциклических соединений с двумя гетероатомами являются:
Все эти соединения ароматические. Они вступают в реакции электрофильного замещения с меньшей скоростью, чем пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом (электронная плотность ароматического кольца ниже из-за электроноакцепторного влияния пиридинового атома азота). Для имидазола и пиразола характерны также таутомерные превращения и образование межмолекулярных водородных связей.
В молекуле имидазола два неравноценных атома азота: пиррольный в положении 1 и пиридиновый в положении 3. Пиррольный азот отдает в сопряжение неподеленную электронную пару, пиридиновый азот – один электрон. Его неподеленная электронная пара в сопряжении не участвует. Пирольный азот отвечает за слабые кислотные свойства, пиридиновый – за основные:
Для имидазола характерная прототропная таутомерия за счет перехода протона водорода от кислотного центра к основному и наоборот, поэтому положения 4 и 5 в молекуле равноценны:
За счет наличия в молекуле и кислотного, и основного центров служит причиной образования межмолекулярных ассоциатов:
Из производных имидазола наиболее важными являются аминокислота гистидин и продукт ее декарбоксилирования гистамин:
Биологические функции гистидина и гистамина в организме связаны с их амфотерностью, за счет чего они могут выполнять роль донора и акцептора протонов.
Гистидин входит в состав белков, в том числе глобина. В гемоглобине за счет пиридинового атома азота имидазольного фрагмента гистидина белок глобин связывается с атомом железа гема.
Гистамин участвует в регуляции жизненно важных функций организма (снижает артериальное давление, усиливает секрецию желудочного сока). Повышенный уровень гистамина в организме ведет к аллергическим заболеваниям.
Кольцо имидазола входит в структуру алкалоида пилокарпина.
Пилокарпин используется при лечении глазных заболеваний.
Ядро бензимидазола входит в структуру витамина B12 и лекарственного препарата дибазола (2-бензилбензимидазола), снижающего артериальное давление:
Пиразол является изомером имидазола. В их свойствах много общего. Пиразол также амфотерен, для него характерна прототропная таутомерия:
За счет прототропной таутомерии равноценны положения 3 и 5 пиразольного кольца:
Наиболее известным производным пиразола является пиразолон, который существует в различных таутомерных формах:
Так как положения 3 и 5 в молекуле пиразола равноценны, его называют и пиразолон-3, и пиразолон-5, и пиразолон-3(5).
На основе пиразолона-3(5) созданы лекарственные препараты – амидопирин, анальгин, бутадион:
Все эти препараты проявляют жаропонижающее, болеутоляющее и противовоспалительное действие. Амидопирин применяется в первую очередь как жаропонижающее средство, анальгин – как болеутоляющее, а бутадион – как противовоспалительный препарат.
Тиазол проявляет основные свойства и образует соли с минеральными кислотами:
Тиазол способен к реакциям гидрирования (восстановления) с образованием тиазолидина:
Тиазолидин является структурным фрагментом молекул антибиотиков пенициллинов.
Ядро тиазола входит в структуру лекарственного препарата норсульфазола (стр. 129), витамина B1 (тиамина).
Недостаток витамина B1 в организме приводит к тяжелому заболеванию «бери-бери». Потребность в витамине B1 связана с тем, что он входит в структуру кофермента кокарбоксилазы, принимающего участие в декарбоксилировании α-кетокислот и синтезе ацетилкофермента А. Кокарбоксилаза – сложный эфир тиамина и пирофосфорной кислоты (тиаминдифосфат):