Карбоновые кислоты и их производные
Общая характеристика реакционной способности
жүктеу/скачать 1,25 Mb.
|
ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
- Бұл бет үшін навигация:
- 5.4.2. Гидрокси- и аминопроизводные пурина.
- 5.4.2.1. Мочевая кислота.
- 5.4.2.2. Ксантин и гипоксантин.
- 5.4.2.3. Аденин и гуанин.
5.4.1 Общая характеристика реакционной способности.По всем критериям пурин относится к ароматическим соединениям. Его сопряженная система включает 10р-электронов – по одному от атомов углерода и трех атомов азота пиридинового типа (N-1, N-3 и N-7 или N-9, в зависимости от таутомерной формы) и два электрона атома азота пиррольного типа. Пурин – амфотерное соединение; его основность характеризуется значением 2,4 (что на три порядка ниже основности пиридина), и он образует кристаллические соли с сильными кислотами. Считается, что наиболее основным центром в молекуле пурина является атом N-1, хотя в производных пурина в зависимости от природы и положения заместителя это может быть и пиридиновый атом азота имидазольного кольца. По кислотным свойствам (рКа 8,9) пурин несколько превышает фенол. Молекула пурина в целом представляет собой высоко π-недостаточную систему, хотя имидазольное кольцо обладает небольшой π-избыточностью, как показано на электронной диаграмме: По этой причине атомы углерода невосприимчивы к электрофильной атаке, и такие реакции для незамещенного пурина не удалось осуществить. С нуклеофильными реагентами пурины, напротив, взаимодействуют легко. Наибольшее значение имеют реакции замещения в галогенопроизводных пурина, особенно в 2,6,8-трихлорпурине, приводящие к образованию амино- и гидроксипроизводных пурина. Исходным веществом в синтезе 2,6,8-трихлорпурина служит самое доступное производное пурина – мочевая кислота (2,6,8-тритригидроксипурин), существующая в лактамной (преобладающей) и лактимной таутомерных формах. 5.4.2. Гидрокси- и аминопроизводные пурина.В растительном и животном мире широко распространены гидроксипроизводные пурина, важнейшими из которых являются упоминавшиеся выше мочевая кислота, ксантин и гипоксантин. Эти соединения образуются в организме при метаболизме нуклеиновых кислот. 5.4.2.1. Мочевая кислота.Это кристаллическое, плохо растворимое в воде вещество содержится в небольшом количестве в тканях и моче млекопитающих. У птиц и рептилий мочевая кислота выступает как вещество, выводящее из организма избыток азота (аналогично мочевине у млекопитающих). Гуано (высохшие экскременты морских птиц) содержит до 25% мочевой кислоты и служит источником ее получения. Мочевая кислота является двухосновной кислотой (рКа1 5,75, рКа2 10,3) и образует соли – ураты – соответственно с одним или с двумя эквивалентами щелочи (на схеме показаны соли за счет лактимного ОH-кислотного центра, но не исключено и солеобразование с участием лактамного NH-фрагмента). Окисление мочевой кислоты, а также ксантина и его производных лежит в основе качественного метода определения этих соединений, называемого мурексидной пробой. При действии таких окислителей, как азотная кислота, пероксид водорода или бромная вода, размыкается имидазольный цикл и первоначально образуются пиримидиновые производные аллоксан и диалуровая кислота (наряду с другими продуктами). Эти соединения превращаются далее в своеобразный полуацеталь – аллоксантин, при обработке которого аммиаком получаются темно-красные кристаллы мурексида – аммониевой соли пурпуровой кислоты (в ее енольной форме). 5.4.2.2. Ксантин и гипоксантин.Эти гидроксипроизводные пурина также существуют в лактамной (преобладающей) и лактимной формах и притом как 7Н- и 9Н-таутомеры. Наиболее значимыми природными представителями являются N-метилированные ксантины – кофеин, теофилин и теобромин, которые часто относят к пуриновым алкалоидам. Основные свойства ксантина, гипоксантина и метилированных ксантинов выражены очень слабо, еще слабее, чем у пурина. В то же время ксантин и гипоксантин обладают заметными кислотными свойствами, их рКа равны соответственно 7,7 и 8,9. 5.4.2.3. Аденин и гуанин.Эти два аминопроизводных пурина, показанные ниже в виде 9Н-таутомров, являются компонентами нуклеиновых кислот. Аденин входит также в состав ряда коферментов и природных антибиотиков. Оба соединения встречаются и в свободном виде в растительных и животных тканях. Гуанин, например, содержится в чешуе рыб (из которой его и выделяют) и придает ей характерный блеск. Аденин и гуанин обладают слабыми кислотными и слабыми основными свойствами. Оба образуют соли с кислотами и основаниями; пикраты удобны для индентификации и гравиметрического анализа. При нагревании с минеральными кислотами выше 1000С оба соединения претерпевают разрыв пиримидинового кольца. Но при нагревании с разбавленной хлороводородной кислотой гуанин подвергается дезаминированию и превращается в ксантин с частичным расщеплением. Замещение аминогруппы гидроксильной в гуанине и аденине успешно происходит при их взаимодействии с азотистой кислотой, аналогично тому, как это показано на примере цитозина. Из гуанина при этом образуется ксантин, а из аденина – гипоксантин. Структурные аналоги аденина и гуанина, действующие по принципу антиметаболитов этих нуклеиновых оснований, уже почти полвека известны как вещества, подавляющие рост опухолевых клеток. Некоторые соединения используются в отечественной клинической практике, например меркаптопурин, тиогуанин (2-амино-6-меркаптопурин) и антигерпесный препарат ацикловир (известный и как зовиракс). жүктеу/скачать 1,25 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|