Похожие презентации:
Терпены и стероиды. (Лекция 15)
1.
ХИМИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВЛЕКЦИЯ 15
Терпены и стероиды
Составитель – доцент каф. органической и биомолекулярной химии,
д.х.н. Носова Э.В.
2.
Алициклы2
ТЕРПЕНЫ и ТЕРПЕНОИДЫ
Т е р п е н ы – углеводороды, молекулы которых построены из изопреновых
звеньев C5H8, т. е. имеют состав (C5H8)n, где n = 2, 3, 4, ...; относятся к
обширному классу природных соединений изопреноидов.
Т е р п е н о и д ы различные производные терпенов, обычно
кислородсодержащие (спирты, окиси, альдегиды, кетоны, кислоты и их
эфиры).
Изопрен
изопентены
Разветвленный конец
изопреновой единицы («голова»)
2
Неразветвленный конец
изопреновой единицы («хвост»)
2
4
1
изопентан
3
+
4
1
3
«голова» «хвост» «голова»«хвост»
ациклический монотерпен
3.
Алициклы3
«Биогенетическое изопреновое правило» (правило Л. Ружички):
для всех терпенов, а также для многих витаминов и гормонов
гомологической разностью является изопреновый скелет,
т. е. их молекулы построены из нескольких звеньев изопрена.
лимонен
Классы терпенов и их углеродный состав
Углеродный состав
С5
С10
С15
С20
С25
С30
С40
Класс
Гемитерпены (полутерпены)
Монотерпены
Сесквитерпены (полуторные терпены)
Дитерпены
Сестертерпены
Тритерпены
Тетратерпены
4.
Алициклы4
Классификация терпенов
ТЕРПЕНЫ
Ациклические
Циклические
Моноциклические
Бициклические
Трициклические
Ациклические терпены
Мирцен
Оцимен
Мирцен сожержится в масле Myrcia acris,
оцимен - в листьях базилика (Ocimum basilicum)
5.
АлициклыГидроксильные производные ациклических терпенов
CH2OH
CH2OH
H
H3C
H
CH3
H2C
Гераниол
CH3
H3C
H
H
CH2OH
CH2OH
CH3
H2C
CH3
Нерол
Гераниол содержится
в гераниевом, цитронелловом, розовом, пальмарозовом, лемонграссовом и некоторых
других эфирных маслах.
В виде сложных эфиров присутствует в эфирном масле из плодов дикой моркови.
Гераниол относится к душистым маслам, применяется для составления
парфюмерных композиций, ароматизации мыла и моющих средств.
Цитраль (3,7-диметил-2,6-октадиеналь) — монотерпеновый ациклический альдегид,
существует в виде двух изомеров
CH=O
CH=O
H
H3C
CH3
H
H2C
CH3
Цитраль используют как душистое вещество в
парфюмерии и как ароматизатор в пищевой
промышленности; как антисептик и
противовоспалительное средство; как сырье при
получении витамина A; при получении многих душистых
веществ (иононов, гераниола, цитронеллола и др.).
Входит в состав лекарства для глаз, понижает кровяное
давление. В педиатрической практике цитраль
применяется при внутричерепных гипертензиях.
5
6.
Алициклы6
Моноциклические терпеноиды ментанового ряда
7
1
2
6
3
5
4
10
8
OH
*
9
Лимонен (ментадиен-1,8)
ментан
150 oC
(±)-лимонен
*
OH
2 H2O, H+(H2SO4)
4H (Ni)
*
. HOH
( )-ментол
В эфирных маслах цитрусовых,
например лимона или апельсина,
может содержаться до 90 % Dлимонена. D-лимонен обладает ярко
выраженным цитрусовым запахом, Lлимонен имеет хвойный запах. Оба
широко используются в косметике в
качестве отдушки.
Лимонен также используется в
качестве репеллента он не только
эффективно отпугивает, но и убивает
многих насекомых.
OH
(ментадиола-1,8 моногидрат)
терпингидрат
7.
Алициклы7
Терпингидрат
лекарственный препарат отхаркивающего действия
H
+
+
H2O
+
-H
(+)-a-пинен
+
+
OH
H2O
H2O
.HO
2
a-терпинеол
H2O, H2SO4
+ H3C
OH
OH
OH
цис-1,8-терпин
SO3H
терпингидрат
OH
.HO
2
OH
8.
Алициклы8
Ментол
(+)-ментол
(-)-ментол
(+)-изоментол (+)-неоментол (+)-неоизоментол
(-)-изоментол
(-)-неоментол
(-)-неоизоментол
выделение ментола из эфирного масла мяты перечной
B(OH)3
O
OH
H2O, t
-
B
3
3+
9.
Алициклы9
Синтез ментола
[H]
ментон
O
OH
OH , H2SO4
OH
3H2 (Ni)
_HO
_ 2
м-крезол
OH
OH
тимол
(2-изопропил-4-метилфенол)
(S-BINAP)-Rh(COD)
катализатор
Li
(C2H5)2NH
N(C2H5)2
мирцен
H2O, H
+
N(C2H5)2
O
(R)-цитронеллал
кат. ZnBr2
H2, Ni
OH
(±)-ментол
OH
(1R,2S,5R) -ментол
+
10.
АлициклыВалидол
O
O
OH
ментол
ментиловый эфир изовалериановой кислоты
O
+
OH
ментол
H2SO4 конц.
OH
_HO
_ 2
O
O
ментилизовалерианат
(метиловый эфир изовалериановой кислоты)
10
11.
Алициклы11
Бициклические монотерпены
2
3
1
1
7
4
5
6
6
2
7
5
4
3
4
4
5
7
5
3
1
1
пинан
камфан, борнан
каран
(2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гептан)
(1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан)
(4,7,7-триметилбицикло[4.1.0]гептан)
(1R,5R)(+)-α-пинен
2
6
2
6
3
туйан, сабинан
(1-изопропил-4-метилбицикло[3.1.0]гексан)
(1S,5S)(-)- -пинен
12.
Алициклы12
Камфора
1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гептан-2-он, 2-борнанон
H4TiO4
O
HCO2H
O
H2SO4
a- пинен
CuO
NaOH
- HCO2Na
изоборнилформиат
камфен
OH
H
O
O
Br
борнеол
камфора
3-бромкамфора
Применяется при заболеваниях
нервной системы
как успокаивающее средство
13.
Алициклы13
Камфеновая перегруппировка
+
H
+
+
1,2-сдвиг
+
II
I
a- пинен
1,2-сдвиг
+
H
+
+
(-)-камфен
III
1,2-сдвиг
метильной
группы
H
(+)-камфен
+
+
IV
14.
Алициклы14
Производные сесквитерпенов
С е с к в и т е р п е н ы (с е с к в и т е р п е н о и д ы, полуторатерпены, от
лат. sesqui – полтора) – группа органических соединений класса терпенов, в
которую входят углеводороды от С15Н24 до С15Н32, а также их кислородные
производные (спирты, альдегиды, кетоны).
В группе сесквитерпенов выявлены соединения, обладающие более
значимой физиологической и фармакологической активностью по
сравнению с монотерпенами. Так, артемизин и изонардопероксид
высокоэффективны против некоторых видов малярии, а иллудин S и
гидроксиметилацилфульвен проявляют противоопухолевую активность.
H
O
O
H
O
CH2OH
O
O
O
HO
O
RO
OH
CH2OH
HO
O
O
O
артемизин
изонардопероксид
гидроксиметилацилфульвен
(HMAF или MGI-114)
иллудин S
15.
Алициклы15
Производные дитерпенов и тетратерпенов
Д и т е р п е н ы органические соединения группы терпенов, содержащие
четыре изопреновых звена с общей формулой C20H32, (C10H16)2.
Кислородсодержащие производные дитерпенов называют
д и т е р п е н о и д а м и.
Ретинол (витамин А)
16.
Алициклы16
-Каротин
-каротин
( , -каротин)
α-каротин
( ,ε -каротин)
γ-каротин
( , -каротин)
ε-каротин
(ε,ε -каротин)
17.
Алициклы17
Производные тритерпеноидов
ланостерин
основной компонент ланолина
Бетулин и бетулиновая кислота,
содержащиеся в коре березы, обладают
противовоспалительным, гепато- и
гастропротекторным свойством
H
H
R
H
HO
бетулин (R=СН2ОН)
бетулиновая кислота (R=СООН)
18.
Алициклы18
Стероиды
12
13
11
1
2
3
10
9
A
B
5
4
C
12
17
D
8 14
11
16
H3C 9
1
2
15
7
X
6
гонан
16
D
15
8 14
B
5
4
13
C
10
3A
R
CH3 17
7
6
общий скелет стероидов
(X=OH, OR )
CH3
A
5
a
H
CH3
H
C
B
H
D
H
CH3
5
H
C
B
A
CH3
H
H
5α-стероид
5 -стероид
(транс-сочленение А/В)
(цис-сочленение А/В)
H
D
19.
Алициклы19
CH3
H3C
H
H
A
CH3
C
B
D
C
H3C
H
H
H
A
H
B
H
D
H
5α-стероид
5 -стероид
Соласодин является ценным сырьем для производства прогестерона
и кортикостероидов, а диосгенин – для промышленного синтеза
кортикостероидов и андрогенов.
H
H
H3C
H3C
N
CH3
H3C
O
H
H3C
H
H3C
H
H
H
HO
O
H3C
O
H
H
HO
соласодин
диосгенин
H
CH3
20.
Алициклы20
Стерины
С т е р и н ы это высокомолекулярные циклические спирты. Все стерины
содержат гидроксильную группу у атома С-3 и разветвленный алкильный
радикал С8 С10 в положении 17.
Холестерин
HO
Ж е л ч н ы е к и с л о т ы многочисленные гидроксипроизводные холан24-овой кислоты. В основе желчных кислот лежит углеводород холан (С24).
O
OH
холевая кислота
HO
OH
OH
21.
Алициклы21
Стероидные гормоны
CH3
H3C
CH3
CH2
CH3
H3C
H
H
H
H
H
H
CH3
H
H
H
H
H
H
H
H
прегнан
андростан
эстран
Структурной основой стероидных гормонов является гидрированный
скелет углеводорода циклопентанпергидрофенантрена
ангулярные
12
X
1
2
1
X
3
H3C
10
А
4
5
11 C
9 H
CH3
13
14 D
H
8 H
В
7
6
17
15
16
R
22.
Алициклы22
Кортикостероиды
O
OH
HO
H3C
O
OH
H
H
OH
O
OH
H3C
H
H
кортизол (гидрокортизон)
H3C
H
H
OH
H
O
кортизон
O
HO
H
O
O
OH
OH
H
H
O
альдостерон
23.
Алициклы23
Модифицированные аналоги природных кортикоидов
HO
CH3 HO
O
OH
CH3 HO
HO
H3C
O
HO
OH
O
CH3
F
Дексаметазон
OCOC(CH3)3
CH3
O
O
Преднизолон
O
H3C
H3C
F
CH3 HO
F
Локакортен
Преднизолон - препарат для лечения экзем, нейродермитов, полиартритов;
Дексаметазон - противовоспалительный и противоаллергический препарат;
Локакортен - препарат для лечения рожи и других дерматозов.
24.
Алициклы24
Женские половые гормоны
Э с т р о г е н ы - производные циклопентаноктагидрофенантрена, имеющие ароматическое бензольное
кольцо
CH3
CH3
O
CH3
H
H
H
OH
H
H
HO
HO
эстрон
H
эстриол
OH
H
HO
эстрадиол
H
OH
25.
Алициклы25
Синтез эстрона
O
1. H2/Ni
2. H2CrO4
3. CH2 CHMgCl
CH2
H3C
OH
O
MeO
OH
MeO
CH3
H+
O
CH3
1. H2/Pd
2. Py, HCl
O
-
CH3
H
O
H
MeO
MeO
MeO
CH3
Прогестерон
H3C
O
O
H
H
CH3
H
H
O
26.
Алициклы26
Синтетические аналоги прогестерона
CH3
H3C
C
H
H
CH3
OH
CH
H
O
O
прегнин
C
H
H
OH
CH3
CH
C
H
H
H
H
HO
норэтинодрел
местранол
входят в состав оральных
контрацептивных средств и способны
эффективно тормозить овуляцию
Действующими веществами Логеста
являются гестоден и этинилэстрадиол.
OH
CH
27.
Мужские половые гормоныCH3
OH
H3C
тестостерон
O
Тестостерона пропионат и Тестостерона этантат (гептилат) самые востребованные в бодибилдинге стероиды.
Предназначены для развития мышечной массы и силы