Похожие презентации:
Биологически важные гетероциклические соединения. Лекция 2
1.
Лекция 2Биологически важные
гетероциклические соединения
2.
БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕСОЕДИНЕНИЯ
Гетероциклическими называются
циклические органические
соединения, в состав цикла которых,
помимо атомов углерода, входят
один или несколько атомов других
элементов (гетероатомов).
3.
π - НЕДОСТАТОЧНЫЕСИСТЕМЫ
N
= СН заменили на N =
C 5H 5N
ПИРИДИН
Доказательство ароматичности:
1) Плоский скелет из -связей, N – в SP2
2) π е облако замкнуто, содержит 4 х 1 + 2 = 6 е ( правило
Хюккеля)
N вступает в π – π сопряжение и оттягивает электронную
плотность на себя (ЭОN > ЭОC) в результате в кольце
пиридина электронная плотность меньше, чем в С6Н6.
4.
Атом N называют пиридиновым – на внешнейsp2-гибридизованной атомной орбитали располагается
неподеленная электронная пара, которая придаёт
основные свойства С5Н5N.
N
•
5.
Химические свойства1. Реакции SE более затруднены
N
N
+ H2SO4к. (SO3)
HgSO 4
220o
24 ч
SO3H
– пиридинсульфокислота
является антиметаболитом,
структурный аналог – –
пиридинкарбоновой кислоты.
6.
NN
+ Cl2
220o 24ч
kat
+ HCl
Cl
7.
NH2SO4 300o
N
+ HNO3
+ H2O
NO2
8.
NN
+ O
CH3
β - пиколин
(β – метилпиридин )
KMnO4
+ H2O
+
H
COOH
витамин РР –
β – пиридинкарбоновая
кислота
9.
Никотинамид (витамин PP)O
N
C
NH 2
10.
2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВАN
+ H2O
OHN
H
гидроксид пиридиния
+ HCl
ClN
H
хлорид пиридиния
11.
3. РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ (ГИДРИРОВАНИЕ)ПРОТЕКАЮТ В БОЛЕЕ МЯГКИХ УСЛОВИЯХ, ЧЕМ В С6Н6
N
Na + C2H5OH
+ 3Н2 ИЛИ Ni, t
N
ПИПЕРИДИН
ВХОДИТ В СОСТАВ
ПРОМЕДОЛА,
встречается во
многих
Алкалоидах.
12.
4. РЕАКЦИИ SNN
N
NH 2
α
+ NaNH2
+ NaH
α - аминопиридин
13.
ГРУППА ПИРИДИНАМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
ВДЫХАНИЕ ПАРОВ ПИРИДИНА МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К
ТЯЖЕЛОМУ ПОРАЖЕНИЮ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
ГОМОЛОГ ПИРИДИНА β – ПИКОЛИН ПРЕВРАЩАЕТСЯ В
НИКОТИНОВУЮ КИСЛОТУ, НИКОТИНАМИД, КОТОРЫЕ
ИЗВЕСТНЫ КАК ДВЕ ФОРМЫ ВИТАМИНА РР,
ПРИМЕНЯЮЩИЕСЯ В МЕДИЦИНЕ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ
ПЕЛЛАГРЫ.
ДИЭТИЛАМИД НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ – КОРДИАМИН –
ЭФФЕКТИВНЫЙ СТИМУЛЯТОР ЦНС
ИЗОНИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА – ИСХОДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ В
СИНТЕЗЕ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНЫХ СРЕДСТВ –
ТУБАЗИДА И ФТИВАЗИДА
14.
Алкалоиды – гетероциклические азотсодержащиеоснования растительного происхождения,
обладающие выраженным физиологическим
действием.
Никотин – производное пиридина и пирролидина.
15.
НикотинКлассификация: Алкалоид группы пиридина.
Молекула никотина содержит ядро пиридина и
метилированного у азота пирролидина
(гидрированного пиррола):
Эта формула строения никотина подтверждена
синтезом (1904).
Никотин в виде солей лимонной и яблочной кислот
содержится в листьях табака (Nicotiana tabacum,
семейство пасленовых), откуда его и получают.
Содержание никотина в табаке достигает 3% и более.
N
N
CH3
16.
Хинолин (бензпиридин) – ароматическоесоединение, содержит пиридиновое и
бензольное кольцо, относится к πнедостаточным системам.
Имеет плоский σ- скелет и единую
сопряженную систему из десяти p –
электронов.
5
4
6
3
7
2
N
8
1
17.
Особенности химического поведенияхинолина
1) В
реакциях
SE
атаке
подвергается
бензольное
кольцо
(кольцо
пиридина
является π – недостаточным). Замещение
протекает в положении 5 или 8.
1) В реакции SN может вступать только π –
недостаточное
пиридиновое
кольцо
(положения 2 и 4). Реакция сульфирования
лежит в основе получения
8 –
гидроксихинолина.
18.
NaOHH2SO4
TOC
N
N
SO3H
N
OH
хинолин-8-сульфокислота
8-гидроксихинолин
19.
Антибактериальным действием обладаюттакие производные 8 – гидроксихинолина, как
энтеросептол (8 – гидрокси – 7 иод – 5
хлорхинолин)
Cl
J
N
OH
20.
и нитроксолин, или 5 – НОК (8 – гидрокси – 5 –нитрохинолин), который может быть получен
нитрованием 8 – гидроксихинолина
NO2
HNO3
N
N
OH
OH
21.
Бактерицидное действие средств на основе 8 –гидроксихинолина заключается в их способности
связывать в прочные комплексы ионы некоторых Ме
(Со2+, Сu2+, Bi3+ и другие). Таким путем происходит
выведение микроэлементов, необходимых
для
жизнедеятельности кишечных бактерий.
O
N
Me
O
N
хелат 8-гидроксихинолина
22.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ• ЯДРО ХИНОЛИНА ВХОДИТ В СОСТАВ
НЕКОТОРЫХ АЛКАЛОИДОВ И
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
• ПРИ ЛЕЧЕНИИ КИШЕЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
ИСПОЛЬЗУЮТ ПРОИЗВОДНОЕ 8ГИДРОКСИХИНОЛИНА – ЭНТЕРОСЕПТОЛ
23.
ИЗОХИНОЛИНN
ВХОДИТ В СОСТАВ АЛКАЛОИДОВ МОРФИНА
И ПАПАВЕРИНА
24.
Применяют морфин какболеутоляющее средство при
травмах и различных заболеваниях,
сопровождающихся сильными
болевыми ощущениями
25.
А так же при подготовке коперации, при бессоннице, иногда
при сильном кашле.
26.
АКРИДИН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ ОБЛАДАЮТ СИЛЬНЫМ ТОКСИЧНЫМИ БАКТЕРИЦИДНЫМ ДЕЙСТВИЕМ.НАПРИМЕР, ЭТАКРИДИН (РИВАНОЛ)
ИСПОЛЬЗУЮТ ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИИ
N
БОЛЬШУЮ РОЛЬ В БОРЬБЕ С МАЛЯРИЕЙ СЫГРАЛ АКРИХИН
27.
Шестичленные гетероциклы снесколькими гетероатомами
28.
Гетероциклы, содержащие два атома азотаназываются диазины и различаются взаимным
расположением атомов азота.
пиридазин
пиримидин
пиразин
N
N
N
N
N
N
29.
NN
пиримидин
1) менее основный (2N конкурируют)
N
N
+
HCl
N
N
H
1) почти не вступает в SЕ
Cl-
30.
1)входит в состав:
а) нуклеиновых кислот в форме NH2 – и ОН –
производных
б) витамина В1 – тиамина, одиного из важнейших
витаминов. В1 содержит два гетероцикличиских кольца
– пиридиновое и тиазольное, связанные метиленовой
группой
H3C
N
N
NH2
CH2
тиамин
S
CH2
N
CH2
CH3
CH2
OH
31.
Свойства тиамина• Влияет на активность ряда окислительных
ферментов.
• Обладает антиоксидантными свойствами в
отношении аскорбиновой кислоты,
пиридоксина.
• Легко взаимодействует с оксигруппами
полифенолов.
32.
Источники витамина тиамина0,96мкг
0,72мкг
0,48мкг
0,51мкг
33.
Важнейшаяконденсированная
гетероциклическая система – пурин состоит
двух сочлененных колец – имидозола и
пиримидина.
3
2
N
4
H
N 7
пурин
8
1 N
6
5
N
9
34.
Свойства пурина1)
2)
3)
устойчив к действию окислителей
хорошо растворяется в воде
амфотерен, образует соли не только с сильными
кислотами, но (благодаря наличию NH – группы) и
щелочами Ме.
Наиболее важны гидрокси – и
принимающие активное участие
жизнедеятельности.
аминопурины,
в процессах
35.
Гипоксантин, ксантин, мочевая кислота –продукты превращения нуклеиновых кислот в организме
N
NH
H
N
O
N
H
N
H
N
O
H
N
H
N
O
HN
N
O
O
гипоксантин
ксантин
HN
N
H
O
мочевая кислота
36.
К пуриновым алкалоидам относятся:O
CH3
H
N
N
N
N
CH3
O
теофиллин
(чай)
O
CH3
CH3
N
N
N
O
CH3
N
N
N
N
CH3
CH3
N
H
O
кофеин
(кофе, чай)
O
теобромин
(какао)
Эти алкалоиды оказывают возбуждающее действие на
центральную нервную систему.
37.
Пятичленные гетероциклическиесоединения
38.
π – избыточные системы(суперароматические)
пиррол
фуран
тиофен
N
O
S
H
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА АРОМАТИЧНОСТИ:
1) Замкнутые, циклические, плоские скелеты (атомы
углерода и азота в sp2 гибридизации )
2) 4n + 2 = 4 х 1 + 2 = 6 (е)
π – избыточные, так как 6 е на 5 атомов цикла
электронная плотность в пирроле > C6H6
39.
Пиррольный атом азота имеет неподеленнуюэлектронную пару и участвует в р- сопряжении.
Связь N–Н ослабляется, и пиррол проявляет
кислотные свойства.
N
H
40.
ПИРРОЛN
H
41.
ФУРАНO
42.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИРРОЛА1) Реакции SЕ. Большая реакционная способность, чем у С6Н6
Ацидофобен. Реагент не должен содержать Н+, так как
может произойти разрушение π-избыточной системы
(кроме тиофена: он более ароматичен).
N
H
+ С5Н5N · SO3
пиридинсульфотриоксид
HO3S
N
+ С 5H 5N
H
α-пирролсульфокислота
43.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬH2O, Al2O3, to
N
H
O
NH3
H 2S
H 2S
NH3
H 2O
S
44.
2) Слабокислые свойства (НN
H
+ NaNH2
Ме)
N
Na
+ NH3
45.
3) восстановление пиррола:4[H]
N
N
H
Н
H
Н
пирролидин
Входит в состав лекарственных средств,
некоторых алкалоидов,α-аминокислоты
пролина.
46.
Пиррол образует кольца из четырех пиррольныхциклов – порфиновые, (если водород
замещается, то – порфириновые). Входит в
состав хлорофилла, гемоглобина.
47.
ИНДОЛ (БЕНЗОПИРРОЛ)4
-δ 3
5
2
6
N 1
7
H
Практически не обладает основными
свойствами, ведет себя как слабая NHкислота. Вступает в реакции SE
(положение 3).
48.
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ИНДОЛАТриптофан – α-амино-β-(β‘-индолил)
пропионовая кислота. Входит в состав
полипептидов растительных и животных
организмов. Участвует в реакции
гидроксилирования (получение 5гидрокситриптофана, который подвергается
декарбоксилированию с образованием 5гидрокситриптамина(серотонина)).
Серотонин является одним из
нейромедиаторов головного мозга.
Нарушение его нормального обмена ведет к
шизофрении.
49.
МЕДИКО- БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕКОНЕЧНЫЙ ПРОДУКТ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПИРРОЛА –
ПИРРОЛИДИН ВХОДИТ В СОСТАВ
РЯДА ПРИРОДНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ, ЛЕКАРСТВЕННЫХ
СРЕДСТВ, АЛКАЛОИДОВ.
ВИТАМИН В12 БЛИЗОК ПО
СТРУКТУРЕ ПОРФИРИНОВЫМ
КОМПЛЕКСАМ МЕТАЛЛОВ.ОН
НЕОБХОДИМ ДЛЯ НОРМАЛЬНОГО
КРОВЕТВОРЕНИЯ.
СЕРОТОНИН – ПРОИЗВОДНЫЙ
ИНДОЛА (БЕНЗПИРРОЛА), ОДИН
ИЗ НЕЙРОМЕДИАТОРОВ
ГОЛОВНОГО МОЗГА.НАРУШЕНИЕ
ЕГО НОРМАЛЬНОГО ОБМЕНА В
ОРГАНИЗМЕ ВЕДЕТ К
ШИЗОФРЕНИИ.