curs 11.pdf
Post on 12-Jan-2016
87 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
COMPUŞI HETEROCICLICI
2
COMPUŞI HETEROCICLICI
Definiţie –
Sunt substanţe organice care conţin în ciclu unul sau mai mulţi heteroatomi
legaţi de atomi de carbon. Prezintă în general caracter aromatic, conform regulii lui Huckel, având inele de 5 sau 6 atomi, cu unul sau mai mulţi heteroatomi implicaţi în sextetul aromatic.
Clasificare1.
Conform precizărilor IUPAC, ţinând seama de numărul de atomi din inel (5,6) şi de numărul de
heteroatomi
(1,2,3,4
etc.)
Compuşi heterociclici pentaatomicimonoheteroatomici (furan tiofen pirol);
poliheteroatomici (oxazoli, tiazoli, diazoli, tetrazoli etc.)
, ,
O NH NHS O
Furan
Tiofen
Pirol
Benzpirol Benzofuran(Indol) (Cumarona)
Compuşi heterociclici
hexaatomicipoliheteroatomici (oxazine tiazine diazine etc.)
, ,
, ,
monoheteroatomici (piran tiapiran piridinã);
N N NN
Piridina Chinolina
Izochinolina Acridina
3
COMPUŞI HETEROCICLICIN
O
N
NH
N
NH
N
S N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Oxazol Tiazol Imidazol Pirazină
Pirimidină Purină Flavină
I. COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI CU UN HETEROATOM Nomenclatură. Structură
,
X
1
2
34
5
X = O ; S NH
Majoritatea compuşilor heterociclici au nume speciale.
Aplicarea regulilor IUPAC este convenabilă pentru compuşii monociclici la care se ţine seama de numărul atomilor din ciclu şi de natura
heteroatomului
indicat prin prefixul
oxa,
tia,
aza, respectiv pentru O, S, N
O S NH
Furan
Tiofen
Pirol(oxol) (tiol) (azol)
Numerotarea ciclului începe de la heteroatom, în sens invers acelor de ceasornic În cazul derivaţilor substituiţi se ţine cont ca substituentul să aibă numărul cel mai mic Se poate utiliza şi notarea poziţiilor cu
4
COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI
Compuşii heterociclici pentaatomici monoheteroatomici prezintă caracter aromatic, având
conform regulii lui Huckel, (4n+2) electroni (n=1) delocalizaţi într-un sistem ciclic.
Sextetul aromatic provine din 4 electroni , ai atomilor de C hibridizaţi sp2
şi 2 electroni p neparticipanţi de la heteroatom.
GRUPA FURANULUIMulţi derivaţi ai furanului rezultă la tratarea cu acid a zaharurilor prezente în produse naturale. Proprietăţi fizice
Furanul este un lichid incolor (T.f = 31oC), insolubil în apă, solubil în solvenţi organici, cu miros slab de cloroform.
5
FURAN ŞI DERIVAŢIDerivaţi importanţi.
Furfuralul
(furfurol din latinescul
furfur
= tărâţe) este un lichid incolor (T.f. 161-164oC), stabil.
În aer se oxidează uşor. Este o substanţă care se obţine uşor din
pentozani, în mediu acid (v.zaharuri). Este parţial solubil în apă. Este solvent selectiv şi component de aromă. Este materia primă pentru obţinerea
tetrahidrofuranului
şi a nitrilului adipic (v.nylon).
In reacţii, furfurolul se aseamănă cu aldehidele aromatice
CHO
CH2OH
CH = CH COOH
COOH
NaOHCannizzaro +
Ac2O/AcONacondensare Perkin
Alcool furfurilic Acid piromucic
Acid furilacrilic (conservant) Condensarea furfuralului
cu anilina- se formează un compus colorat în roşu numit
anil. Reacţia serveşte la identificarea şi dozarea furfurolului
++
--
--
NH2
C6H5
CHO H2N C6H5
+
= N C6H5HX
Anil
C6H5
NHHO
CH
CH
C
CH
CH
C6H5
NHHO
CH
CH
C
CH
CH
Anil
= NH C6H5
structurã ionicã (coloratie rosie)
X
,,
6
FURAN ŞI DERIVAŢI
5-Nitrofurfuralul formează cu
semicarbazida
o semicarbazonă
(Furacin), folosită ca antiseptic.
Mulţi derivaţi ai furanului se găsesc în plante. De exemplu cantaridina
care se obţine prin condensarea furanului cu ester
acetilendicarboxilic. Este o substanţă toxică şi vezicantă.
Alcoolul
furfurilic
este un lichid incolor (T.f. 170oC) miscibil cu apa şi cu dizolvanţii organici
obişnuiţi. În mediu acid, alcoolul
furfurilic formează răşini rezistente la coroziune
CH2OH
CH2
CH2OHCH2
n
Mercaptanul
furfurilic este componenta principală a cafelei prăjite (aromă de sinteză).
CH2 SH
Furadantinul,
substanţă fungicidă
O2N OCH3
Benzofuranul
(cumarona) se formează la cocsificarea cărbunilor. Este un lichid uleios (T.f. 173oC), stabil în mediu alcalin dar polimerizează în mediu acid, dovedind un caracter mai nesaturat decât furanul.
7
TIOFEN ŞI DERIVAŢI
Tiofenul
se găseşte (până la 5%) în gudroanele de la distilarea uscată a cărbunilor, ca însoţitor al benzenului (T.f.tiofen
84,1oC şi T.f.benzen
80,1oC). Radicalii
proveniţi de la tiofen
se citesc prin analogie cu cei ai benzenului.
S S CH2 S CO
2-Tienil
2-Tenil 2-Tenoil
GRUPA TIOFENULUI
Proprietăţi fizice Tiofenul
este lichid incolor (T.f. 84,12oC), cu miros de benzen. Are densitatea 1,0644. Este insolubil în apă. Prezintă un dipolmoment
0,53 D
Proprietăţi chimiceAre caracter aromatic asemănător benzenului.
Tiofenul
are caracter aromatic mai pronunţat decât furanul (v. energia de conjugare) datorită sulfului, care fiind mai electronegativ reţine mai slab electronii neparticipanţi. Dă totuşi şi reacţii de hidrogenare
având
caracter nesaturat
mai puţin pronunţat decât furanul.
8
TIOFEN ŞI DERIVAŢI Derivaţi
Biotina este vitamină şi factor esenţial de creştere a numeroase microorganisme şi a unor animale. Se prezintă ca racemic. Structura biotinei a fost elucidată prin degradare şi prin sinteză. Biotina sintetizată de
Harris
şi de alţi cercetători este identică cu vitamina naturală separată din ou, lapte, tomate, muguri de plante
etc. In drojdie, biotina se găseşte sub forma complexă de
biocitina, care prin hidroliză trece în biotină şi L-lisina.
H(CH2)4CONH(CH2)4CHCOOH
NH2
HN NH
O
S
H(CH2)4COOH
O= S
HN
HN
Hidrolizã+ L Lis-
Benztiofenul
(tianaften) se găseşte în petrolul brut, împreună cu fracţiunea naftalenică, de unde se izolează prin dizolvare în acid sulfuric,
sulfonare
şi distilare. Se obţine prin sinteză directă prin ciclizarea acidului o-
formil-fenil-tioacetic.
S1 2
3
45
6
7 Tioindigoul se prezintă sub două forme, în echilibru,
cis-trans, în solvent inert. Este colorant roşu, de cadă.
S
OH Oxid
S
OO
S
O
S
S
O
.
9
PIROL ŞI DERIVAŢI
Pirolul se găseşte în cantităţi mici în gudroanele rezultate la distilarea cărbunilor de pământ şi în cantităţi mai mari în produsele de pirogenare a unor materiale bogate în proteine (oase, coarne, copite
etc.). Unii derivaţi ai pirolului se formează în timpul tratamentului termic al alimentelor Numele de pirol derivă de la grecescul
pyros=ulei roşu
GRUPA PIROLULUI
-
N H
H H
6,05 6,02 7,70 ppm =
1
23
4 5
Proprietăţi fizice Pirolul este o substanţă lichidă, incoloră (T.f.130oC), cu miros de cloroform. Pirolul, în aer se colorează în roşu brun; în timp, pirolul polimerizează. Unii derivaţi ai pirolului apar în forme izomere.
10
PIROL ŞI DERIVAŢI
Benzpirolul
sau indolul se găseşte în gudroanele cărburilor de pământ, în fracţia care distilă între 220o
şi 260oC, în proporţie de 3-5%. In cantităţi mici se găseşte în uleiuri eterice obţinute din multe plante (iasomie, portocal
etc.).
Benzopirol,
dibenzpirol
şi derivaţi
Structură
NH
HH N H2
1
34
5
6
7
==
6,34 ppm
6,54 ppm
Indol Izoindol
Proprietăţi fizice.Indolul este :-substanţă solidă, cristalizată (T.t.52,5oC şi T.f.253oC), - puţin solubil în apă. -
Are miros persistent, neplăcut. In cantităţi mici accentuează mirosul unor flori,
utilizându-se în parfumerie.
Derivaţi importanţi ai indolului Triptofanul
-
NH
CH3
NH
CH2 CH2 NH2
NH
CH2 CH COOH
NH2CO2
TriptofanTriptamina
Scatol
11
PIROL ŞI DERIVAŢI
Serotonina,
5-hidroxitriptamina, este răspândită în lumea vegetală şi animală. Are rol în activitatea sistemului nervos central şi este agent vasoconstrictor.
NH
CH2 CH2 NH2
HO
NH
CH2 CH2HO
N(CH3)2
Serotonina
Bufotenina
Compuşi oxigenaţi.
Indoxilul,
oxindolul
şi
isatina se prezintă sub două forme tautomere
NH
OH
NH
OHNH
O
NH
OO
Indoxil Oxindol Isatina
NH
O
Bufotenina,
dimetilserotonina, are acţiune halucinogenă şi este un compus toxic.
Indigo.
Indigoul a fost descris de
Plinius, în antichitate. In acele timpuri se obţinea din plante din genul indigofera
tinctoria
(India
şi
Egipt), apoi din
drobşor
(cardama). In secolul XVIII
drobşorul
a fost adus şi cultivat şi în Europa.In plante indigoul se găseşte stocat sub formă de indican vegetal care, în timpul macerării plantelor zdrobite, cu apa, hidrolizează
la
indoxil.
Indoxilul
reacţionează cu oxigenul din aer şi trece în indigo. Indigoul natural conţine impurităţi.
N
OH
H
N
H
O
NH
OC6H11O5
H2O 222 2
+ 2
N H
ON
O
H
H+
O 2+1/2
NH
HO N
OH
12
PIROL ŞI DERIVAŢI Indigoul nu se utilizează ca atare, ci se supune reducerii cu
ditionit
de Na, în mediu alcalin, când se formează
dihidroindigo, cunoscut drept cadă de indigo.
Purpura antică
Indigocarmin6,6’-Dibrom
indigo Acid indigo-5,5’-disulfonic
NH
OHO3S
N
O
H
SO3HBr
NH
ONH
Br6
6'
Dibenzpirol
(carbazol). Se găseşte în gudroane de unde se extrage (T.t. 245oC).
Alcaloizi cu nucleu de indol
•
Acidul lisergic, produs natural şi
dietilamida
sa (LSD), substanţa de sinteză, fac parte din alcaloizi cu nucleu de indol.•
Stricnina şi brucina,
substanţe din clasa alcaloizilor, conţin un nucleu de
dihidroindol
condensat superior (v.alcaloizi).
N CH3
COOH
NH
N H
IzoindolAcid lisergic
Derivaţi de indigo
13
PIROL ŞI DERIVAŢI• Ftalocianinele
sunt pigmenţi de culoare albastră sau verde.
Ftalocianina cupricã
CN
CN
4Cu
II
N
N N
N
N N
NN Cu
Compuşi pirolici macrociclici
Porfina
este cel
mai simplu compus identificat în produşi naturali, dar
care a fost obţinută prin sinteză
(H.Fischer, 1935) din
2-pirolaldehida, în prezenţa acidului formic.
N
N N
N N
N N
N8
7 6
5
4
32
1
H+2
- -
porfina
NHCHO
NH CHO
NH
OHCN
CH
NH
NHOHC
N
CH
N
CH
CHHHCOOH
H2OCO2
--
I II
IIIIV
4+
dianion
In natură există mulţi compuşi care conţin patru nuclee
pirolice legate 2,5- prin grupări
metin
(=CH-).
14
PIROL ŞI DERIVAŢI Porfina
este un compus cristalin
de culoare
roşie, care formează cu unele metale, Fe, Mg, Cu, Co, V etc, combinaţii
complexe în
care metalul
este legat
de cei patru atomi
de azot
+Hemoglobina O2 Oxihemoglobina
Hemoglobina are rolul de a transporta oxigenul din plămâni, prin circuitul sanguin, la celulele
organismului.
Când hemoglobina este hidrolizată
cu acid acetic şi clorură de sodiu, eliberează grupa prostetică sub formă de complex cu
FeIIICl-, cunoscut sub numele de hemina
(clorohemina) sub formă de cristale roşii, iar globina (grupa proteică) precipită. Hemina este mai stabilă decât hemul. Hidroxiderivatul, C34
H32
O4
N4
FeIII H, este cunoscut ca hematină.
Hem. Hemina. Hemoglobina, colorantul roşu din sângele vertebratelor, este o cromoproteidă alcătuită
dintr-o componentă proteică globina şi o grupă prostetică colorată, hemul, care este constituit
dintr-un nucleu
porfirinic. In hem, cei doi atomi de hidrogen de la azotul nucleelor
pirolice
sunt înlocuiţi cu ionul feros,
FeII, care coordinează şi ceilalţi atomi de azot. Hemul este a 26-a parte a globinei.
Ca şi oxihemoglobina se poate forma carboxihemoglobina, dar CO se leagă mai
strîns
de fier.
15
PIROL ŞI DERIVAŢI Citocromii sunt enzime de tip cromoproteide cu grupa prostetică
hemina (vezi enzime).
Catalaza
din celulele animale şi vegetale are drept grupă prostetică
hemina iar grupa prostetică a peroxidazei este o hemină.
Clorofila.
Clorofila este colorantul verde din frunze, numită de
Pelletier
şi
Caventou (1817), studiată de Berzelius şi recunoscută prin studii optice de către Stokes (1854). Separarea de către M.Ţvet
(1906), studiile lui
Willstätter
şi apoi ale lui H.Fischer
(1928) au contribuit la cunoaşterea structurii clorofilei. Clorofila este un amestec de clorofila a şi
b
cu nucleu
porfinic, format din patru nuclee
pirolice, în care elementul central este magneziu.
Rest fitil
CH3CH2
CH3 CH3 CH3 CH3
NN
NNMg
CH
H3C C2H5
CH3
C
H3CH
CH2H
CH2
OCOOCH3HCH2
COOC20H39
CHO
NN
NNMg
CH
H3C
CH3
C2H5
CH3
C
H3CH
CH2H
CH2
OCOOCH3HCH2
COO
clorofila a clorofila b
16
II. COMPUŞI HETEROCICLICI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI
COMPUŞI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI
Structurile heterociclice
poliheteroatomice formează scheletul unor compuşi importanţi, naturali sau de sinteză, cum sunt unele vitamine, coenzime, acizi nucleici, peniciline,
sulfamide, medicamente, coloranţi, alcaloizi, polimeri.
AZOLI
Nomenclatură. Structură
NO
NNH
N
O
N
NH
N
SN
S1
2
34
5
Izoxazol Oxazol Izotiazol Tiazol Pirazol ImidazolOxazol Oxazol Tiazol Tiazol Diazol Diazol1,2 1,3 1,2 1,3 1,3- -- - - -1,2
5
4 3
21
NN
ON
N
SNN
ONN
SN
N
O1,2,3- 1,2,5- 1,3,4- 1,2,3- 1,2,5-
Tiadiazol Tiadiazol PiaztiolOxadiazol Oxadiazol Oxadiazol ( )
1,2,3,5-1,2,5-1,2,3-
N
N
NH
N
NN
NNH
NNNH
N
N
NNH
N
N
NH
1 2
34
5
1,2,4-Triazol Triazol Triazol Tetrazol Pentazol
17
NO
N
OOxazol Izoxazol
NO
H
H2N =O
Cicloserina
•Din
Streptomyces orchidaceus
s-a izolat un antibiotic cu spectrularg de acţiune cunoscut ca
cicloserină.
GRUPA OXAZOLULUI ŞI IZOXAZOLULUICOMPUŞI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI
GRUPA TIAZOLULUI ŞI IZOTIAZOLULUITiazolul
Tiazolul
este un lichid (T.f. 117oC), cu miros de piridină.Prezintă caracter aromatic ca şi piridina Este rezistent la oxidare şi hidrogenare. Este o bază slabă.
Ciclurile
tiazolidinice
se întâlnesc în peniciline.
N
S NH NH2SO2
Descoperirea sulfamidelor a dus la progresul chimioterapiei.Sulfamidele sunt antagoniste acidului p-aminobenzoic, vitamina H’. Ele blochează sinteza acidului folic normal, în structura căruia intră acidul PAB, îi iau locul, iar bacteriile consumă acidul transformat (lipsit de factorul de creştere PAB), nu se mai reproduc şi mor.
N
S
HOOC C = O
CH3
CH3
CH NH C R
O
Sulfatiazolul
(sulfanilaminotiazolul)
18
COMPUŞI PENTAATOMICI POLIHETEROATOMICI
Imidazol
şi derivaţi
N
NH
12
34
5
Imidazol(Glioxalina)
(1,3-Diazol)
Imidazolul este un compus cristalin
(T.t. 90oC, T.f. 256oC), incolor, solubil în apă şi solvenţi polari.Prezintă caracter aromatic
GRUPA DIAZOLILOR
Derivaţi ai imidazolului Nucleul imidazolic
este prezent în aminoacizi, în
dipeptide
-N
NH
CH2 CH2 NH2N
NH
CH2 CH COOH
NH2CO2
Histidină (4(5)-imidazolil-
Histamină (4-Imidazolil- 3-alanină
2-etilamină
N
NH
CH2 CH
COOH
NHCO CH2 CH2 NH2
Carnosina
•Histidina
prin
decarboxilare
trece în histamină care se găseşte în mucoasa intestinală şi în glanda hipofiză.•Histamina este utilizată pentru micşorarea tensiunii arteriale prin efectul de dilatare a capilarelor.•
Carnosina
(-alanil-L-histidina) este o dipeptidă extrasă din sucul de carne şi izolată de către
Liebig, care conţine nucleu de
imidazol.
19
GRUPA
DIAZOLILOR Pirazolul
şi derivaţi. Pirazolul
(1,2-diazolul)
este o substanţ
solidă (T.t. 70oC, T.f. 187oC), colorată, cu miros slab de piridină Este solubil în aă şi solvenţi organici In stare de vapori se găseşte sub formă moleculară, în soluţie de benzen sau
ciclohexan prezintă asociaţii moleculare prin punţi de hidrogen
• Derivaţii N-substituiţi ai 5-pirazolonei prezintă tautomerie ceto-fenolică şi iminică.
O= NN
CH3
C6H5
NN
CH3
C6H5
HO O= NN
CH3
C6H5
H
Forma Forma Formametilenicã fenolicã iminicã
De la forma metilenică
se cunosc mulţi coloranţi rezistenţi la lumină,
numiţi coloranţi pirazolonici,
utilizaţi în fotografia în culori sau în industria alimentară (tartrazina).
O=HO3S N HO3S N =
SO3H
ClCl
NN
= N COOHH
NN
HN CH3O =
Tartrazina Galben luminosSO3H
20
COMPUŞI HETEROCICLICI HEXAATOMICI
I. COMPUŞI HETEROCICLICI HEXAATOMICI MONOHETEROATOMICIPIRAN. TIAPIRAN. DERIVAŢI
O O SS2
3
45
6
1
-Piran
-Piran
-Tiapiran
-Tiapiran(2H-Piran) (4H-Piran)
Sunt compuşi ciclici nesaturaţi, care nu au fost izolaţi, fiind instabili în mediu bazic Prezintă 4 electroni în sistemul ciclic Pentru a forma sextetul aromatic,
piranul
şi
tiapiranul
trec în structura pozitivă de cation, prin pierderea unui proton şi a 2 electroni
Sărurile de
piriliu Cationul este stabil, cei 6 electroni având repartizare aromatică
-2
O
O
CH2OCH2
H+ e- -
+
Cation al sãriide piriliu
Compuşi heterociclici
hexaatomicipoliheteroatomici (oxazine tiazine diazine etc.)
, ,
, ,
monoheteroatomici (piran tiapiran piridinã);
21
GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI Proprietăţi fizice
Sărurile de
piriliu
sunt compuşi cristalizaţi, incolori, care se dizolvă în apă fără să
hidrolizeze
Pirone
şi
tiapirone au o structură pseudoaromatică în
pirone există o conjugare între electronii oxigenului şi cei ai grupei carbonil
--
+O
= O O O= O
SO
O
Pirona Tiapirona- -Pirona
Benzopirani,
benzopirone, săruri de
benzopiriliu
O O O
O
OO=O
- Cromena
-
Cromena
Croman
Cumarina
Cromona(Benzo--piran)
(Benzo--piran)
(Dihidro (-Benzopirona)
(-Benzopirona)benzopiran)
•
Cumarina
este o substanţă cristalizată, albă (T.t.70oC) care se găseşte în multe plante, fiind principiu
odorifiant (miros de fân proaspăt cosit şi de sulfină), folosit în parfumerie şi cofetărie. • Cumarina şi
cromona se găsesc în natură sub formă de derivaţi.
22
GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI•
Tocoferolii
sau vitaminele E au structură de
croman
şi rest de
fitol
(vezi vitamine cu rest de
fitol). Prin oxidare
tocoferolii
trec în derivaţi de p-benzochinonă.CH3
HO
H3CCH3
O CH3
C16H33
CH3
CH3
H3C
O
O
HNO3
HO C16H33
CH3
-Tocoferol
Derivat de p-benzochinonă
Flavone
şi
izoflavone. Culoarea galbenă a florilor se datorează
flavonelor
(flavus
= galben în limba greacă), care se găsesc libere sau sub formă de glicozide în plante. Nomenclatură. Structură
87
6
54 3
2
1O
O
HOO
O
1'
2' 3'
4'
5'6'(2-Fenilcromonă) (3-Fenilcromonă)
Flavonă
Izoflavonă
O
O
OH
O
O
O
O
OH
Flavanonă
Flavonol
Flavanolone(2,3-Dihidroflavone) (3-Hidroxiflavonă) (3
Hidroxi-2,3-dihidroflavone)
23
GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI
Flavonele
şi derivaţii lor se obţin prin sinteză. Derivaţi importanţi
•
Quercetina
rezultă prin hidroliza
ramnoglucozidului
cunoscut sub numele de rutină (vitamină P)
care se găseşte în citrice alături de vitamina C, pe care o protejează
O
O
OGlucoza Ramnoza
HO
OH
OHOH
OH
OH
OH
HO
O
O
OH
Rutina
Quercetina Izoflavone
HOO
O
OH
OH
HOO
O
OH
Formonetina Genisteina
(cu activitate extrogenă)
Flavonele,
flavonolii
şi derivaţii lor îndeplinesc rol de vitamine P (v.rutina), intervin în mărirea rezistenţei la rupere a vaselor sanguine, în bolile coronariene, în dermatite şi altele.
Flavonele formează cu unele elemente (Fe,Al
etc.) compuşi
chelatici, fapt ce permite folosirea lor la vopsitul textilelor şi ca agenţi
sechestranţi.
Flavonele protejează vitamina C
şi adrenalina
împotriva oxidării. Ele au acţiune sinergică cu vitamina C. Funcţionează ca sisteme
redox. Unele flavone au acţiune bactericidă.
24
GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI Prin tratarea
flavonolilor
cu Zn/HCl rezultă derivaţi de
flavan-3-oli,
cromenoli, care în mediu acid formează săruri de
flaviliu, roşii
O
OHOHHOH
HO
OH
OHOH
OHHO
OH O
O
OH
Zn/HCl
O
OH
HO
HOOH
OH+Cl-
H2O
Quercetina
Cianidinã
CromenolHCl -
Antociani
şi
antocianidine. Antocianii sunt glicozide colorate, care prin hidroliză în mediu acid (HCl
diluat) trec în săruri colorate antocianidine
(agliconi) şi zaharuri.
Cl-+ OHHO
OH
O
OH
Pelargonidina(Clorurã de pelargonidinã)
O
OH
HO
OH
OH
OH
+
Cl-O
OH
HO
OH
OH
OCH3
+Cl-
Cianidina Peonidina(Clorura de cianidină)
O
OH
HO
OH
OH
OH
OH
+
Cl- Cl-+ OH
OCH3
OCH3
HO
OH
O
OH
Delfinidina Malvidina
(Oenina)(Clorura de
delfinidina) (Clorura de
malvidina)
25
GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI Culoarea
antocianidinelor se modifică în funcţie de
pH-ul
mediului:-în mediu
acid
(pH=3), sărurile sunt colorate în roşu, - în mediu slab alcalin
(pH=8) sunt incolore
prin formarea unei
pseudobaze- în mediu puternic bazic
(pH=11) culoarea trece în purpuriu. Virarea culorii este legată de modificări structurale reversibile.
O
OH
HO
OHOH
OH+Cl-
HO-
H+
OH
OHHO
OH
O
OH
OHO
OHOH
HO
OH
HO OH
R
R
OH
O
H
H
H
OH
HCl+ OH
R
RCl-- H2O
Cianidină(pH=3) PseudobazăSare (roşie)
(pH=8,5) (pH=11)Structura chinoidă Fenolat-
albastru(Purpurie)
Proantocianidinele
(leucoantociani) sunt substanţe amorfe, solubile în apă şi alcool, insolubile în eter. Se oxidează uşor trecând în
antocianidinele corespunzătoare (v.metoda de dozare).
OH
O
H
H
H
OH
OH
OH
HO
OH
OH
O
H
H
H
OH
OH
OH
HO
Melacacidina Gleditsina(7,8,3’,4’-tetrahidroxiflavan-
(7,3’,4’-trihidroxiflavan-3,4-diol) 3,4-diol)
26
GRUPA PIRANULUI ŞI A BENZPIRANULUI
Catehinele.
OH
OH
OH
HO**H
H
OH
OH
H
OOH
OH
HOOH
OH
OH
OH
HO
H
H
OOH
(+) Catehina
(-)
Epicatehina
(-)
Epiafzelechina
Catehinele
au caracter fenolic.
Cu FeCl3
dau o coloraţie verde iar cu vanilina în mediu acid formează o coloraţie roşie.
In aer se oxidează uşor trecând în
flobafene, compuşi coloraţi.
Sunt optic active, prezentând doi atomi de carbon
chiral
(2 şi 3).
Catehinele
au acţiune de vitmină
P ca şi
flavonele. In timp
catehinele polimerizează şi cantitatea lor scade.
Dibenzpiran. Dibenzpiranul are structură liniară de xantenă, dibenz--piran
şi ca derivat
dibenz--
pironă,
xantona
O O
O
O
Xantena Xantona Dibenz--piran•O serie de droguri cu structură de
dibenzo--piran
se extrag din
reziduri de cânepă (cannabinol
şi derivaţi). • Sub formă de derivaţi coloraţi se găseşte în rădăcină de genţiană.
27
GRUPA
PIRIDINEI
Piridina şi unii derivaţi se găsesc în gudroanele rezultate la distilarea cărbunilor şi în uleiul obţinut la distilarea uscată a oaselor.Prezintă caracter aromatic
PIRIDINA ŞI DERIVAŢI
NCH3 N
CH3
N
CH3
N
CH3
CH3 N
CH3
CH3H3C
Picoline
Lutidina Colidina(2,4-Dimetilpiridina) (2,4,6-Trimetilpiridina)
Proprietăţi fizicePiridina este substanţă lichidă (T.f.115,5oC), cu miros neplăcut, persistent. Este solubilă în apă, alcool şi în dizolvanţi organici. Se foloseşte ca solvent pentru unii compuşi organici.In spectrul RMN, protonii piridinei prezintă deplasări chimice, , caracteristice, tipic aromatice.
Alchilpiridinele
sunt omologi importanţi ai piridinei. Se cunosc:Picoline -, - sau -
metilpiridineLutidine
-, - ; -,
-
dimetilpiridine (există 6 izomeri)Colidine
-, -, ’
(2,4,6)-
trimetilpiridina simetricăTetrametilpiridine
, ’, , ’
28
GRUPA
PIRIDINEIAcizii din clasa piridinei au proprietăţi şi utilizări deosebite.
Acidul nicotinic
a fost izolat din drojdie şi din tărâţe de orez. Apare în cantităţi mici în celule şi urină. A fost primul acid din această clasă, obţinut prin oxidarea nicotinei (1867). Poate fi obţinut şi prin hidroliza nitrilului corespunzător, uşor accesibil.•
Ca atare sau ca ester prin tratare cu amoniac se transformă în
nicotinamida
(Vitamina PP).
Nicotinamida este curent folosită în combaterea pelagrei la om şi cunoscută ca “factor pelagro-preventiv”.
Nicotinamida este componentă a
nucleosidelor
şi
nucleotidelor• Un alt derivat este
coramina
(sau
niketamida) analeptic şi stimulent respirator
- H2ON
COOR
N
COOH
-N
CONHNH2
ROH,H+H2N NH2
ROH
Hidrazida aciduluiizonicotinic
Acidul izonicotinic este important prin hidrazida corespunzătoare (HIN, Hydrazid, tuberculostatic) care se obţine prin tratarea acidului sau esterului său cu hidrazina.
+N
COOH(R)
N
CONH2
N
CON(C2H5)2NH3
H2O- ;
Nicotinamida Coramina sauNiketamida
29
GRUPA
PIRIDINEIVitamina B6
.
Piridoxalul,
piridoxamina
şi piridoxina se găsesc împreună ca vitamina B6.Vitamina B6
a fost izolată din tărâţa de orz şi apoi din drojdia
de bere şi ficat.
NH3C
CH2OHCH2OHHO
NH3CHO
CH2OCH3
CH2OH
NH3CHO CH2OH
CH2NH2
NH3CHO CH2OH
CHO
CH3OH NH3
oxidare
Piridoxamina
Piridoxal
Piridoxina
Piridoxina
(T.t.160oC) se poate transforma în
piridoxamina
şi în
piridoxal,
componente ale vitaminei B6
.
30
COMPUŞI HEXAATOMICI POLIHETEROATOMICI
ON
O
N
1,2-Oxazina 1,3-OxazinaO
N
O
HN
1,4-Oxazina
Oxazine
ON
O
N
1,2-Tiazina 1,3-TiazinaO
N
O
HN
1,4-Tiazina
Tiazine
N
N
N
N
N
N
Diazine
1,2-Diazina 1,3-Diazina 1,4-Diazina
Prezintă importanţă derivaţi ai diazinelor
şi compuşii condensaţi cu unul sau două inele benzenice.
31
DIAZINE Diazinele
sunt trei structuri izomere, în care atomii de azot sunt aşezaţi 1,2-
1,3-
şi 1,4-
şi se citesc în consecinţă ca 1,2-, 1,3-şi 1,4-
diazine sau se utilizează denumirile empirice intrate în uz:
piridazina,
pirimidină
şi
pirazină.
PirazinaPirimidinaPiridazinaN
N
N
NNN
NN
1,2-diazina 1,3 -diazina 1,4 -diazina
Derivaţi ai
pirimidinei.Mulţi derivaţi ai
pirimidinei prezintă un interes teoretic şi practic deosebit ca vitamine, baze
pirimidinic
compuşi oxigenaţi etc. Vitamina
B 1
(Tiamina) se găseşte în drojdia de bere, în tărâţea
cerealelor, în ficat etc. Face parte di
complexul de vitamine B.
Hidroxipirimidine.
Uracilul (2,4-dihidroxipirimidina
sau 2,4-diacetotetrahidro-pirimidina) prezintă fenomenul de tautomerie
lactam-lactim, cu forma predominantă
lactam
(I).
Apare în celulele vii în urma scindării hidrolitice a acizilor nucleici
N
NOH
OH
NH
NOH
O
NH
NH
O
=O =O
OH
NH
N
I II III IV
N
SCH2
CH3
CH2 O P
O
O P
O
O-
OH OH
CH2
N
N
NH2CH3
+
TPP
vitamina B1
32
DIAZINE
N
NH
NH2HOH2CN
N
NH2
OHH3CN
N
OH
OHH3C N
N
NH2
OHN
NH
NH2H3C
NH
NH
NH2
NH
NH
O
H3C=O =O=O =O
Bazele pirimidinice
conţin grupe –OH, -NH2
, -CH3
, -CH2
OH, în poziţiile 2,4-
şi 5, au puncte de fierbere ridicate datorită legăturilor de hidrogen. Prezintă un mare interes
timina,
citozina, 5-
metilcitozina, 5-hidroximetilcitozina, care se regăsesc în structura acizilor nucleici.
Timina Citozina 5-Metilcitozina 5-Hidroxi-(5-Metiluracil)
(2-Hidroxi-4-aminopirimidina)
metilcitozina
Acidul barbituric
(2,4,6-trihidroxipirimidina) nu se găseşte în natură, dar se sintetizează relativ uşor din uree şi ester malonic (vezi sinteza
pirimidinei). Prin sinteză s-au obţinut derivaţi 5,5-disubstituiţi
ai acidului barbituric, de mare interes farmaceutic, utilizaţi
ca narcotice şi sedative
NH
NH
OH5C2
H5C6
=OO=NH
NH
O
H5C2
=OO=NH
NH
O
H5C2
H5C2
=OO=
Barbital Fenobarbital CiclobarbitalNH
NH
OCHCH3
CH3(H2C)2
=OO=
Seconal
H2C=HC H2C
33
GRUPA PURINEI
Nucleul purinic
este prezent în produşi naturali importanţi cum ar fi
nucleotide, acizi nucleici, alcaloizi, acid uric
etc. In nucleul purinei, numerotarea începe de la unul din atomii de azot din nucleul de pirimidină. Purina prezintă tautomerie, de unde identitatea poziţiilor 7 şi 9.
Purinele
sunt sisteme ciclice
poliheteroatomice
cu scheletul format
dintr-un ciclu de
pirimidină
condensat cu unul de
imidazol.
Numele vine de la latinescul
purum uricum
(E.Fischer).
N
NHN
N
N
N
N
NH2
1
34
56
7
8
9 9
8
7
65
43
1
2
Purina
Grupa purinei
Aminopurinele se găsesc în acizii nucleici de unde rezultă prin hidroliză şi se cunosc ca baze
purinice.Adenina a fost descoperită în pancreas, (Kossel, 1885), se găseşte însă şi în unele plante (ceai). Unii derivaţi ai
adeninei prezintă importanţă fundamentală în procesele enzimatice (nucleotide, coenzima A
etc.). Guanina a fost descoperită în excrementele păsărilor (guano), de unde şi numele de guanina (Unger,1844). Se mai găseşte în solzii unor peşti şi în pielea reptilelor,
conferindu-le strălucire.
N
NH
N
N
NH2
N
NH
HN
N
O
H2N
N
NH
N
N
OH
H2N
HN
N
NH
N
NHAdenina Guanina6-Aminopurina 2-Amino-6-hidroxipurina
Multe din purinele naturale sunt hidroxizi şi
aminoderivaţi.
34
GRUPA PURINEIHipoxantina
(6-hidroxipurina) şi xantina (2,6-dihidroxipurina) se găsesc în ceai şi în ţesuturi animale. Ele rezultă
la hidroliza acizilor nucleici. Pot exista în două forme tautomere. N
N
OH
N
NH
N
N
OH
HO
N
NH
N
NH
N
N
O
H
Hipoxantina Xantina
HN
NH
O
O
N
NH
Xantina
se prezintă
sub forme tautomere lactim-lactam, predominând
forma lactam. Xantina se găseşte în cantităţi mici în sânge, urină şi
calculi
renali. In plante se găsesc
metilxantine, din care importante sunt teofilina, teobromina şi cafeina.
N
N
N
NH
O
ON
HN
N
N
O
ON
N
N
N
O
O
H3C
CH3 CH3
CH3
CH3
H3C CH3
Teofilina1,3-dimetilxantina
Teobromina3,7-dimetilxantina
Cafeina1,3,7-trimetilxantina
Acidul uric
(2,6,8-trihidroxipurina) se găseşte în corpul mamiferelor ca produs al metabolismului azotat (Schelle,1776, în pietre din vezica urinară). Bolnavii de gută prezintă exces de uraţi. Acidul uric a servit ca materie primă de sinteză a purinei. Spectrele IR confirmă forma
lactam, deşi acidul uric reacţionează şi sub forma
lactim
(cu POCl3
).
NH
HN
O
O NH
NH
O N
OH
HO
N
NH OHAcid uric
Forma lactam Forma lactim
35
ACIZI NUCLEICI Derivaţii de pirimidină şi purină sunt prezenţi în
nucleozide,
nucleotide
şi acizi nucleici. Nucleoproteidele,
prezente în nucleele celulelor, dau prin hidroliză menajată proteine şi acizi nucleici. Acizii nucleici, fiind
polinucleotide, prin hidroliză blândă cu amoniac trec în
mononucleotide, iar prin hidroliză avansată, cu amoniac concentrat, trec în
nucleozide, substanţe formate
dintr-o bază azotată
şi o pentoză.
N
NO
OH
O
OH OH
HOH2CN
NO
OH
N
NO
NH2
N
NO
NH2
O
OH OH
HOH2C O
OH H
HOH2C
H
O
OH H
HOH2C
H
Uridina Citidina Dezoxiuridina Dezoxicitidina
Pentozacitozinãuracil
ribofuranozã ribofuranozã dezoxiribofuranozã dezoxiribofuranozãuracil citozinãBaza azotatã
'1'1 1'1'
3 3
dezoxiribofuranozãdezoxiribofuranozãribofuranozãribofuranozãPentoza
O
OH H
HOH2C
HO
OH H
HOH2C
H
O
OH OH
HOH2CO
OH OH
HOH2C
N
N
N
N
NH2
9 9
N
N
OH
H2NN
N 9N
N
NH2
N
N9
N
NH2N
OHN
N
Adenozina Guanozina Dezoxiadenozina Dezoxiguanozinaadenina adeninaguanidina guanidinaBaza azotatã
1'1 1 ' 1''
Nucleozidele
conţin o bază azotată după care primesc numele şi sunt ribozide
sau dezoxiribozide după cum baza purinicăsau
pirimidinică se leagă de riboză sau de dezoxiriboză. Nucleotidele
sunt nucleozide
esterificate cu acid fosforic şi se numesc corespunzător ribonucleotide
şi dezoxiribonucleotide.Nucleozide
Dezoxinucleozide
top related