Аминокислоты

Методы получения

CO2Et

CO2Et

Br2CO2Et

CO2EtBr

N-K+

O

O N

O

O

CO2Et

CO2Et

1

R

Br

CO2HNH3

R

NH2

CO2H

R

Br

CO2Et

N-K+

O

O N

O

O

R

CO2Et

1. HO-, t2. H+

α-аминокислоты

CO2Et

CO2Et

NaNO2/EtOHCH3CO2H

CO2Et

CO2EtHON Zn/CH3CO2H

(CH3CO)2O CO2EtEtO2C

NHCOCH31. EtO-

2. RX

CO2EtEtO2C

NHCOCH3R H3O+

tR

NH2

CO2H

2

R

O

CO2H R

NH2

CO2H

NH3/H2/cat

R

NH2

CO2H

1. NH2OH

2. Zn/AcOH

R

NH2

CO2H

1. EtO-

2. RXN

O

O

CO2Et

CO2Et

H3O+

tR = алкил

ШтреккерO

NH3HCN

H2N CN H3O+ H2N CO2H

H2N CO2Ht

NH

HN O

O

дикетопиперазин

ArCHO

HO-NH

HN O

OAr

Ar HIP, H2O H2N CO2H

Ar

3Азлактонный метод

H2N CO2HPhCOCl HN

O Phгиппуровая

кислота

OH

OAc2O N

O

O

Ph

азлактон

RCHON

O

O

Ph

R

H2O

HO-

NH

CO2H Ph

RO

Na/Hg

H2O NH

CO2H Ph

RO

H3O+NH2

CO2HR

CNH2/CO

Ni(CO)4

NC

CHO

NaCN

NH4Cl

NC

H2N CN

1. H3O+

CO2NaNH2

HO2C

2. NaOH

глутамат натриярацемический

4

CH4 + H2O + NH3 + H2 + HCN аминокислоты

β-аминокислоты RCO2H

NH3

RCO2H

NH2

R

CO2H

CO2H

NH3

R

CO2H

CO2H

H2NH3O+

t

CO2H

CO2H

RCHONEt3

RCN

RCO2H

NH2

N-K+

O

ON

O

O

R

CN

H3O+

t

5

γ-аминокислоты

N-K+

O

O H3O+

t(CH2)3

Cl

Br

KCN (CH2)3

Cl

NC

N

O

O CNH2N CO2H

H3O+

t H2N CO2HO

O

NH3

p,t NH

O

γ-лактам

6

Свойства аминокислот

-аминокислотыω

(CH2)n

O

NH2OH

(CH2)n

NOH

H+

(CH2)n

NH

O

H3O+H2N

(CH2)n+3

HO2Ct

n(H2C)O

N3- H2SO4

Бекман

Курциус

ε−аминокапроновая кислота

CO2H

NH2

поликонденсация NH (CH2)5

O

nкапрон

CO2H

R

H2N H

L-ряд

CO2H

R

NH2H

D-ряд

7Высокая растворимость в воде, низкая в неполярных растворителях

Амфотерность

Высокая температура плавления

Величина рН, при которой аминокислота не перемещается в электрическом поле, называется изоэлектрической точкой.Каждая аминокислота (и пептид) характеризуется своей изоэлектрической точкой pI = -lg(pH)

R

NH2

CO2 R

NH2

CO2H R

NH3

CO2 R

NH3

CO2H

± H± H ± H

увеличение рН

анион катион

9Разделение аминокислот на ионообменной смоле

Детектирование аминокислот с помощью нингидрина

O

O

OH

OH

нингидрин

R

NH2

CO2H

O

O

R

NCO2H

O

O

R

NCO2H

H3O+

-R

O

CO2H O

O

NH2

нингидрин

10

Реакции аминокислот

R

NH2

CO2H

CH3OH

HCl R

NH3

CO2CH3Cl-

Ag2O

H2O R

NH2

CO2CH3

R'X

R

NHR

CO2H+

R

NR2

CO2H+

R

NR3

CO2H

O

O

N

O

O

интенсивно-синий краситель

-H+

O

O

N

O

O

H2N CO2H CH3I (изб.)NaHCO3

N CO2- ClCH2CO2

-N(CH3)3

бетаин(свекла)

11N

O-

O

H3C

H3C

H3C SN2 N

O

O

t

NH2

CO2HR

PCl5NH3

COClRCl-

R'COCl HN

CO2HR

COR'

R = H, R' = Ph -гиппуровая кислота

Ac2O N O

R'

ORазлактон

t

NH2

CO2HRNaNO2H3O+

OH

CO2HR

NH2

CO2R'RNaNO2

H3O+

N2

CO2R'R

N

CO2R'R

N

диазоэфир- H+

Термические превращения12

Реакции, протекающие в живом организмеНеокислительное дезаминирование

NH2

CO2HR

t

NH

HN O

O R

R

дикетопиперазин

NH2

CO2HR

tCO2H

R

NH2

CO2HR

HNR Ot

tHN

OR

ДЦК

β-лактам

- H2O

- NH3

- H2O

HO2CCO2H

NH2

аспарагин

аспартаза

HO2CCO2H

фумаровая кислота

13Окислительное дезаминирование

Переаминирование

аланин

оксидаза

мочевая кислота

NH2

CO2H

NH

CO2H

H2OO

CO2Hпировиноградная кислота

H2N

O

NH2

HN

NH

NH

HN

O

O

O

- NH3

N

HO

CHO

OPO3H

пиридоксаль фосфат (кофермент трансаминазы)RpCHO

R

NH2

CO2H

RpCHO

R

N

CO2H

Rp

R

N

CO2H

Rp

R

O

CO2H- RpCH2NH2

пиридоксамин фосфат

14

RpCH2NH2HO2C CO2H

êåòî ãëóòàðî âàÿêèñëî òà

ãëóòàì èí î âàÿêèñëî òà

O

HO2C CO2H

N Rp

HO2C CO2H

N Rp

H2O

- RpCHO HO2C CO2H

NH2

Декарбоксилирование

NH2

CO2HHO

HO

декарбоксилаза

дигидроксифенилаланин дофамин адреналин

гистидин гистамин

NH2

HO

HONH

HO

HO

N

NH

NH2

CO2HN

NH

NH2

OH

Пептидный синтез 15

NH2

CO2HR

NH2

CO2HR

NH2

CO2HR'+ t смесь продуктов

необходимы защитные группы и активация функциональных группдля снижения температуры реакции

NH2

CO2CH3R'

PhCH2OHCOCl2 PhCH2OCOCl

NH2

CO2HRPhCH2OCOCl HN

CO2HR

O

O Ph

бензилоксикарбонильнаязащита

ClCO2Et HN

R

O

O Ph

O

O

O

*

* * *

HN

R

O

O Ph

O

HN*

R'

CO2H*

OEt

HBrCH3CO2H

NH2

R

O

HN*

R'

CO2H*

дипептидселективный

гидролиз

(ДЦК)

16

Причина легкости гидролиза (снятия защитной группы) в присутствие пептидной связи:

NH2

CO2HR

трет-бутилоксикарбонильная(БОК) защита

*

HN

R

O

O

O

HN*

R'

CO2H*

HClCH3CO2H

NH2

R

O

HN*

R'

CO2H*

дипептидселективный

гидролиз

O O

N3HN

CO2HR*

O

O

HN O

OH+

HN OH

O

CO2

_

_

NH2

устойчивый катион!

17Синтез пептидов на твердофазном носителе

18

Cl

OO

NHR

O

HN

R'

O

RiNH2

nHCl

CF3CO2H

HO2C NH

R

O

HN

R' O

Ri

NH2n

+

Анализ пептидов

NH

Ri

O

HN R'

CO2H

O

NH2

R"

n

карбоксипептидаза

R'

NH2

CO2H_

NH

Ri

O

HN R'

CO2H

O

NH2

R"

n-1

NH

Ri

O

HN R'

CO2H

O

NH2

R"

n-2электрофорез "сборка" из фрагментов

Метод Эдмана

NH

Ri

O

HN R'

CO2H

O

NH2

"R

n

PhNCS

NH

Ri

O

HN

O

HN

R"

Ph

NHC

S

19

NH

Ri

O

HN R'

CO2H

O

NH2

R"

n

NO2

FO2N NH

Ri

O

HN R'

CO2H

O

NH

R"

nO2N

O2N

гидролиз

CO2H

HN R"

NO2

O2N

+CO2H

NH2RiΣ

Первичная структура инсулина (две субъединицы, 51 аминокислотный остаток)

20

NH

Ri

O

HN

OH

HN

R"

Ph

NC

SH3O+

O

HN

R"

PhNC

S

+ H2N

Ri

O

HN

тиогидантоин

Вторичная структура белка

N

Ri

O

NON

O

NRj

Rk

H H H

H

N

Ri

O

NO

N

ON

RjRkH

HH H

21

Третичная структура сывороточногоальбумина, состоящего из 607 аминокислотных остатков

Типы связей, возникающие между аминокислотными остатками при формированиитретичной структуры белка

Четвертичная структура белка

Структура инсулина, Фредерик Сенгер, нобелевская премия за установление структуры, 1958 г.

22

Ароматические аминокислоты

Синтез

Свойства

Амфотерность – менее основная аминогруппа – меньше цвиттер-ионной структуры –более высокая растворимость в органических растворителях и более низкая температура плавления, чем у алифатических аминокислот

23

CO2H

NO2H2 / Pd

CO2H

NH2

NH

O

O

NaOClHO-, H2O

CONH2

CO2H

NH2

CO2Hантраниловая

кислота

24CO2H

NH2

NaNO2

H3O+

CO2H

N2Cu2X2

HX

CO2H

X

орто-изомер

NH2

HO2Cвитамин H1 -

фактор роста микроорганизмов

NH2

HO3S

сульфаниловая кислота -антивитамин

NH2

S

белый стрептоцид

O

OH2N

25Нитросоединения Алифатические нитросоединения. Синтез

Нитрование алканов:Парофазное (разбавленная HNO3, 120o);Конц. HNO3, 400-700o, 2 s;N2O4, 250-600o

O

O3. HNO3

1. OEt-

2. RX

OH-O

O

R

CO2Et

CO2Et

HNO3 EtO2CCO2Et

NO2

1. OEt-

2. RX

CO2Et

CO2Et

O2N

R

H3O+

tRCH2NO2

CO2Et

CO2Et

1. EtOAc/EtO-

2. H3O+ NO2

Cl CO2HNaNO2

O2N CO2Ht

- CO2CH3NO2

RXДМФА(ДМСО)

RNO2 + RONONaNO2AgNO2

эфирRNO2

26

O

RONO2

LDA

O

NO2 RONO2

LDA

O

NO2O2N

HO- t

O

NO2

OHHO2C NO2

-O2C NO2

NO2

NO2

HO-

t

27

Свойства алифатических нитросоединений

Высокая СН-кислотность (резонансная и индуктивная стабилизация)

R NO2

R N

O

O

H+_+

R N

O

O

H+_+

R N

OH

O

аци-форма

28соединение рК

10.2

3.6

-0.17

CH3NO2

CH2(NO2)2

CH(NO2)3

Алкилирование

Ph NO2Ph N

OH

Oтаутомерное равновесие

R NO2

R NO

O

R'XR N

OR'

O

+ R NO2

R'

нитроновый эфиросновной продукт

минорный продукт

R

NOO

H

SN2

R' = аллил, бензил, активные галогениды

O+ R N

OH

29Галоидирование

Нитрозирование

RCH2NO2Br2 (1 моль)

OH- RCHBrNO2Br2 (2 моля)

OH-RCBr2NO2

Br2 (0.5 моля) OH-

RCHBrNO2R NO2

R NO2

NO2R

- Br-

R NO2

NaNO2

H+ R NO2

NO

R NO2

NOH-H+

+H+ R NO2

NO

R NO2

R NaNO2

H+ R NO2

NOR

псевдонитрол(не растворим вводной щелочи)

нитроловая кислотарастворима в воднойщелочи

третичные нитросоединения в реакцию нитрозирования не вступают

30

Реакция Генри (Анри)

Конденсация типа Кляйзена(нитросоединение – метиленовая компонента)

CO2Et

CO2Et

CH3NO2

EtO-

O

O

NO2HO-

t

CO2-

CO2-

+ CH3NO2

R NO2

NH. HCl

CH2O R

NO2

N

NHCH2O

H+N N

электрофил

реакция Манниха

R NO2O+

OH-O

R

NO2

+ H+HO

R

NO2

-H2O

+ H2O

R

NO2- H+

E2 или E1cbреакция обратима на всех стадиях

31Реакции Михаэля

Присоединение аниона нитросоединения – обратимый процесс – очень хорошая уходящая группа, основание берется в каталитических количествах

O

R NO2+OEt-

O

NO2

R

анион нитроалкана - активный нуклеофил в присоединениипо активированным кратным связям

нитроалкены - активные субстраты в реакциях с карбанионами

O2N

CO2Et

CO2Et

OEt-+

CO2Et

CO2EtO2N

O2N R NO2+ OEt-

O2N

R

NO2

32Реакции восстановления

Реакции «гидролиза»

NO2 NOH NHOH NH2

[H]1 = SnCl2 (неселективно, реакция может идти дальше)

[H]3 = Fe (или Sn)/H3O+; NaBH4/Pd; LiAlH4 (кроме соединений с нитрогруппойу третичного атома углерода); H2/катализатор; N2H4/Ni Ренея

[H]2 = Zn/NH4Cl/H2O

[H]1

[H]3

[H]2

R NO2

HO-

R N

O

O H3O+

0o R N

OH

OH2O

- H+

R N

OH

OH

OH

RCHOреакция Нефа

R

O

NHOHгидроксамовая

кислота

H3O+

- NH3OH

RCO2H

H+

RHN

OH

OH

OH

0o

- H+

H+

R N

OH

OH2

OH t

HR

OH

NOH

33N2O4

NO2

NO2

H+

t

CONHOH

CONHOH

H3O+

t(CO2H)2 + NH3OH

Ароматические нитросоединения

Основной способ получения – нитрование аренов

Нитрогруппа в ароматическом соединении дезактивирует кольцо по отношению к реакциям ароматического электрофильного замещения, является мета-ориентантом.

Облегчает протекание реакций ароматического нуклеофильного замещения, особенно в том случае, когда уходящая группа находится в орто- или пара-положении.

Реакции восстановления

ArNO2+2e + 2H+

ArNOнитрозо-

соединение

+2e + 2H+

ArNHOHгидроксиламин

+2e + 2H+

ArNH2- H2O - H2OArNO2

+2e + 2H+

ArNOнитрозо-

соединение

+2e + 2H+

ArNHOHгидроксиламин

+2e + 2H+

ArNH2- H2O - H2O

34

N OAr

N OAr

ArNH2

N OHAr

NHAr+H+

-H2O

N

NAr

Ar

ArNHOH

NOHAr

NHAr +H+

-H2O NN

ArAr

O

азосоединение

азоксисоединение

[H]NH

HNAr

Arгидразосоединение

HO

35Бензидиновая перегруппировка

H+

NH

NH2

NH2HN

бензидин

NH2

+

электрофил

NHδ-

нуклеофил

NH2

NH2

δ-δ-

- H+

PhHN

NH

PhH

H

H2N NH2

синхронный процесс

несинхронныйпроцесс атака в пара-положение

атака в орто-положениеатака по атому азота

HNPh NH2

семидин

36Углеводы

H

CHO

OH

CH2OH

O

CH2OHCH2OH

дигидроксиацетон

HO

CHO

H

CH2OH

(+)-D-глицериновыйальдегид

(R)-глицериновыйальдегид

(-)-L-глицериновыйальдегид

(S)-глицериновыйальдегид

Cn(H2O)nn = 0 (CH2O) - не углевод

простейшие углеводы при n = 3

альдоза (альдотриоза) кетоза (кетотриоза)CHO

OHH

OHH

CH2OHD-эритроза

CHO

OHH

OHH

CH2OHD-треоза

тетрозы D-ряда

37CHO

OHH

OHH

OHH

CH2OH

D-рибоза

CHO

HHO

OHH

OHH

CH2OHD-арабиноза

альдопентозы

H

CHO

OH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

CH2OHD-глюкоза

(альдогексоза)D-фруктоза

(кетогексоза)

H

CHO

HO

H OH

HO H

HO H

CH2OHL-глюкоза

CHO

CH2

OHH

OHH

CH2OH

H

CHO

NH2

HOH

OHH

OHH

CH2OH2-дезокси-D-рибоза D-глюкозамин

(2-амино-2-дезокси-D-глюкоза)

Циклические формы сахаров 38

OOH

ORROHOH

O OH

OO O

кольчато-цепная таутомерия γ-пиран фуран

H

COH

HHO

OHH

OH

CH2OH

H OHH

COH

HHO

OHH

OH

CH2OH

HO H

α-D-глюкопираноза β-D-глюкопираноза

H

CHO

OH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

D-глюкоза

H

C

OH

HHO

OH

OHH

CH2OH

H OH

H

C

OH

HHO

OH

OHH

CH2OH

HHO

α-D-глюкофураноза β-D-глюкофураноза

α- и β-формы являются эпимерами,отличающимися конфигурациейтолько одного асимметрического атома- аномерного центра (аномерами)

Структуры Хеуорса

Аномерный атом углерода находится в правом углу, атом кислорода в цикле – вправом верхнем углу. У D-сахаров в циклической форме свободная гидрокси-метильная группа «смотрит» вверх.

39

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

поворот на 90о

CHO

OH

H

H

OH

OH

H

OH

H

HOH2C1

2345

6

вращениеотносительносвязи С4-С5

CHO

OH

H

H

OH

OH

H

H

HOH2C

HO1

2345

6

1

23

4

56

α-D-глюкопираноза β-D-глюкопираноза

H O

OH

H

OHH

OHH

OHH

OH

1

23

4

56

H O

OH

OH

HH

OHH

OHH

OH

+

образованиеполуацеталя

D-глюкоза

это не проекция Фишера!

α-аномер - аномерный атом кислорода "смотрит" вниз,β-аномер - аномерный атом кислорода "смотрит" вверх

Альдогексозы – пиранозы; тетрозы – фуранозы; пентозы – фуранозы + пиранозы 40CHO

OHH

HHO

CH2OHH

H

H

OH

OHH

HOHO

H

H

OH

H

OHH

HOHO

+

L-треоза β-L-треофураноза α-L-треофураноза

CHO

OHH

OHH

OHH

CH2OHD-рибоза

H

HO

HOH HO

H HO

HOH2C

OH

H

HHO OH

H HO

HOH2C

H O

OH

H

OHH

OHOH

H

H

HH O

OH

OH

HH

OHOH

H

H

H + +

+

β−D-рибопираноза α−D-рибопираноза

α−D-рибофуранозаβ−D-рибофураноза

(56%) (20%)

(18%) (6%)

Изменение удельной величины оптического вращения растворов углеводов - мутаротация

41CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

CH2OH

OH

CH2OH

HOH H

H HOO

HOH2C

β−D-фруктофураноза

CH2OH

OH

HOH H

H HOO

HOH2C

α−D-фруктофураноза

+

1

2

3

4

5

6

1

2

34

5

6

1

2

34

5

6

D-фруктоза

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

1

23

4

56

α-D-глюкопираноза β-D-глюкопираноза

H O

OH

H

OHH

OHH

OHH

OH

1

23

4

56

H O

OH

OH

HH

OHH

OHH

OH

+

D-глюкоза ~36% ~64%

~ 0.02% a20D +112o +19o

смесь +53o ( в воде)

42

1

23

4

56

H O

OH

H

OHH

OHH

OHH

OH

1

23

4

56

H O

OH

OH

HH

OHH

OHH

OH

HOO

H

H

HO

H

H

OHHOH

OH

HOO

H

H

HO

H

OH

OHHH

OH

β-D-глюкопиранозаα-D-глюкопираноза

β-форма более устойчива, поскольку все объемные заместители находятся вэкваториальном положении, но это справедливо не для всех пираноз

O

H

OO

O

H

более устойчиваяконформация

H

H

отталкивание

аномерный эффект

Реакции углеводов

Образование производных по гидроксильным группам

O ROH

H+ OH

ORH+

-H2O

ORROH

-H+ OR

OR

43

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

H O

OH

H

OHH

OHH

OHH

OH

H O

OH

OH

HH

OHH

OHH

OH

+

D-глюкоза

CH3OHH+

H O

OHHH

OHH

OHH

OH

H O

OHHH

OHH

OHH

OH

CH3OH

-H+

H O

OH

H

OCH3

H

OHH

OHH

OH

H O

OH

OCH3

HH

OHH

OHH

OH

+

α > βметил-α-D-глюкопиранозид

агликон

44

H O

OH

H

OHH

OHH

OHH

OH

H O

OH

OH

HH

OHH

OHH

OH

CH3OH / H+

H O

OH

H

OCH3

H

OHH

OHH

OH

H O

OH

OCH3

HH

OHH

OHH

OH

+

H3O+

HHOH OH

H HO

HOH2C N

NN

N

NH2

нуклеозид, построенныйиз рибозы и аденина

рибоаденозин

45

H O

OH

OCH3

HH

OHH

OHH

OH

(CH3O)2SO2

OH-

H O

H3CO

OCH3

HH

OCH3H

OCH3H

OCH3

метил-2,3,4,6-тетра-метил-β-D-глюкозид

метил-β-D-глюкозид

H3O+ H O

H3CO

OH

HH

OCH3H

OCH3H

OCH3

H

CHO

OCH3

HH3CO

OCH3H

OHH

CH2OCH3

HNO3

t

H

CO2H

OCH3

HH3CO

OCH3H

O

CH2OCH3

HNO3

t

H

CO2H

OCH3

HH3CO

OCH3H

CO2H

H

CO2H

OCH3

HH3CO

CO2H

+

производноеD-винной кислоты

оптически неактивнаятриметоксиглутаровая

кислота

Реакция ацилирования

Реакция является обратимой, гидролиз ацетатов может проходить и в кислой, и в щелочной среде; возможно протекание и реакции переэтерификации.

46

O

H

HO

H

HO

H

OHOHHH

OH

O

H

AcO

H

AcO

H

HOAcH

OAc

OAc

O

H

AcO

HAcO

H

OAcOHH

H

OAc

Ac2O +

катализатор:ZnCl2

соотношение продуктов19 : термодинамический

контрольAcO- 1 : 9 кинетический

контроль

Восстановление

Окисление

47

NaBH4

CH2OH

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OHD-глюцит(сорбит)

D-глюкоза

CHO

OHH

HHO

OHH

CH2OH

NaBH4

CH2OH

OHH

HHO

OHH

CH2OH

D-ксилитD-ксилоза

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

HNO3

D-глюкароваякислота

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CO2H

OHH

HHO

OHH

OHH

CO2H

Реакция «серебряного зеркала»

48CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CHO

HHO

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CHOH

OH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

Ag+

D-фруктоза

D-глюкоза

D-манноза

-Ago

CO2H

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CO2H

HHO

HHO

OHH

OHH

CH2OH

Ag+

-Ago

Восстанавливающие сахара - альдозы и кетозы

HO-D-глюконовая кислота

Окисление бромом в щелочной среде49

-OH

H2O

OH-

D-глюколактон

O

H

HO

H

HO

H

HOHH

OH

OH

O

H

HO

H

HO

H

HOH

HO

OHBr O

H

HO

H

HO

H

OHH

OH

O

Br2

CaCO3/H2O

E2-элиминированиеCO2H

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

D-глюконоваякислота

α-аномер реагирует значительно медленнее

O

H

HO

H

HO

H

O

OHHH

OH

Br

Окислительное расщепление

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

5HIO45HCOOH + H2CO

50

OH

OHIO4

-

O

IO O-

O

O-IO3

-

O

O

OH

NH2

IO4-

H2O

O

O-NH3

CHO

OHIO4

-

H2O

CO2H

O

CO2H

OHIO4

-

H2O-CO2

O

+ +

+

Реакция с фенилгидразином

OH

R

HO NH2NHPh

OH

R

NNHPhH

OHR

NHNHPhH

OR

NHNHPhH

H

H HNH2NHPh

51

NNHPhR

HN

H H

HN

Ph

NH2NHPh

NNHPhR

NHHNH2NHPh

-NH3 NNHPhR

NNHPhH

озазон

-PhNH2

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

NH2NHPh

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

CH2OH

NNHPh

HHO

OHH

OHH

CH2OH

NNHPh

NH2NHPh

D-маннозаили D-глюкоза D-фруктоза

Удлинение цепиКилиани-Фишер

52

NNHPhR

NNHPhH

OR

OH

озон

H3O+

CHO

HHO

OHH

OHH

CH2OH

HCN

HC

HHO

OHH

OHH

CH2OH

NC OH

H3O+

HC

HHO

OHH

OHH

CH2OH

HO2C OH

HHO

HHO

OH

OHH

CH2OH

O

-H2O

(NaBH4)

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

Na/Hg+

D-арабиноза

H OH

HHO

OH

OHH

CH2OH

OCHO

HO H

HHO

OHH

OHH

CH2OH

+

D-глюкоза D-манноза

Укорачивание цепи53

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

NH2OH

C

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

NOHH

Ac2O

CN

OAcH

HAcO

OAcH

OAcH

CH2OAc

CH3OHCH3O-

CN

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

-HCN

CHO

HHO

OHH

OHH

CH2OH

D-глюкоза

D-арабиноза

Воль

54Руфф

CO2Ca/2OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CHO

OHH

HHO

OHH

H

CH2OHглюконаткальция

D-глюкоза

OH

Br2

CaCO3/H2O -CO2

CHO

HHO

OHH

OHH

CH2OHD-арабиноза

H2O2/Fe3+

H OH

CO2-

-e(реактив Фентона

H2O2/Fe3+)

H OH

CO2

-CO2

H OH- H

H O

Олигосахариды

Дисахариды

HO

OC

H

O OC

H

O OC

H

O

55

OH

HO

H

HO

H

OOHH

H

OHOH

H

HO

H

HOHH

OH

OH

OH

HO

HHO

H

OOHH

H

OH

OH

H

HO

H

OHOHH

H

OH

OH

HO

H

HO

H

OOH

H

H

OH

OCHO

H

H

HO

H

OHH

OH H

β-мальтоза

α-мальтоза

О-α-D-глюкопиранозил-(1,4)-β-D-глюкопираноза

О-α-D-глюкопиранозил-(1,4)-α-D-глюкопираноза

восстановливающий сахар

восстанавливающие сахара

56

O

H

HO

HOH

OHH

H

O

OH

H

H

HO

HO

OHHH

OH

HO

H

гентиобиоза - О-β-D-глюкопиранозил(1,6)-β-D-глюкопираноза

OH

HO

HHO

H O

OHH H

HO

OH

H

HO

H

HOHH

OH

OH

β-целлобиозаО-β-D-глюкопиранозил-(1,4)-β-D-глюкопираноза

O

H

HO

HOCHC6H5

OHH

H

O

OH

H

H

HO

HO

OHHH

OH

амигдалин

HO

HCN H3O+ O

OH

H

H

HO

HOH

OHHH

OH

-PhCHO-HCN

57

O

H

H

HO

H

OHOHH

H

OHO

OH

H

H

HO

HO

OHHH

OH

α-лактоза - О-β-D-галактопиранозил-(1,4)-α-D-глюкопираноза

сахароза -

O

OH

HO

H

HO

H

OHH

HOH

HOH H

H HOOHO

OH

О-α-D-глюкопиранозил-(1,2)-β-D-фруктофуранозид - не восстанавливающийсахар, нет мутаротации

Гомополисахариды – крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин

Крахмал – 20% амилозы и 80% амилопектина

Гидролиз амилозы – единственный дисахарид мальтоза

Состоит из звеньев глюкозы, 1,4-сочленение альфа-гликозидной связью

58

O

H

HO

H

HO

H

OOHH

H

OH

O

H

H

HO

H

OOHH

H

OH

O

H

H

HO

H

OHOHH

H

OH

n

амилоза n ~ 200, M ~ 40 000

Установление длины амилозной цепи

O

H

H3CO

H

H3CO

H

OOCH3

HH

OCH3

O

H

H

H3CO

H

OOCH3

HH

OCH3

O

H

HH3CO

H

OCH3OCH3

HH

OCH3

n

H3O+

O

H

H3CO

H

H3CO

H

OHOCH3H

H

OCH3

O

H

HO

H

H3CO

H

OHOCH3H

H

OCH3

+

~~ 1 : 200

59

Реакция с иодом(фиолетовое окрашивание)

60

O

H

O

H

HO

H

OOHH H

OH

O

H

H

HO

H

OOHH H

O

O

H

H

HO

H

OHOHH

H

OH

OH

O

H

HO

H

OHHH

OH

n

1,6-гликозидная связь

амилопектин

HO

OH

HHO

H

OHOHH

HO

OH

HO

H

HO

H

OHH

H

OH

изомальтоза

молекулярная масса ~ 200000 (1000 ед.)

(α-D-глюкопиранозил-(1,6)-α-D-глюкопираноза)

гликоген – аналог амилопектина с более разветвленной цепью

гидролизамилопектин декстрины (олигосахариды)

61

Гомополимер, состоящий из глюкозных субъединиц, соединенных бета-гликозидной связью

O

H

HO

H

HO

H

HOHH

OH

O

H

O

H

HO

H

HOHH

O

OH

O

H

H

HO

H

HOHH

OH

OH

nцеллюлоза

62

O

H

AcO

H

AcO

H

HOAc

H

OAc

O

H

O

H

AcO

H

HOAc

HO

OAc

O

H

H

AcO

H

HOAcH

OAc

OAc

n

целлюлоза

Ac2O

ацетатный шелк

O

H

O2NO

H

O2NO

H

HONO2

H

ONO2

O

H

O

HO2NO

H

HONO2

HO

ONO2

O

H

HO2NO

H

HONO2

HONO2

ONO2

n

HNO3H2SO4

тринитрат целлюлозы (пироксилин, целлулоид)

63

OH

HO

H

HO

H

HOHH

O

OH

O

HHO

H

HOHH O

O

OH

H

HO

H

HOHH OH

O

n

целлюлозаCS2 / OH-

H3O+, - CS2

S

S-S

S-S

S-

вискоза

64O

H

HO

H

HO

H

HNHH

OH

OH

O

H

HO

H

HNHH O

OH

OH

H

HO

H

HNHH OH

OH

OOO

nхитин

HO- / H2Ot

OH

HO

H

HO

H

HNH2

H

OH

OH

O

H

HO

H

HNH2H O

OH

OH

H

HO

H

HNH2H OH

OH

nхитозан

H3O+

H

CHO

NH2

HOH

OHH

OHH

CH2OH

D-глюкозамин(2-амино-2-дезокси-

D-глюкоза)

Гетероциклические соединения

Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом

65

O

O O

O

Nоксиран тетрагидрофуран диоксан пиридин

NH O S1

2

34

5

пиррол фуран тиофен

α

β

α

β

O O O O O++ + +

ароматичность на примере фурана (6π-электронная система);π-избыточные гетероциклические соединения

Методы синтеза

S R

R

O

S

R

R

OH

S

R

+

H+H+

-H2O R

P2S5

R

O

O

R

R OH

NH2

ORNH

OHHO

R R NH

R R(NH4)2CO3

t

t±

66

O

R

HO

R

H+

O

ROH

R

O RR

полифосфорнаякислота

150

H+

-H2O

Пааль-Кнорр

Те же превращения возможны и для полностью гидрированных производных

67

O

SNH

NH3

H2O H2SH2O

H2S

NH3

Al2O3

Юрьев

400о

CO2H

CO2H

OH

HO

HO

OH

O CO2H Oпирослизеваякислота

слизеваякислота

CO2

-H2Ot

NH

NH3

-CO2, -H2O - CO2

Cu, хинолин

68CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

HCl, (разб.)

пентоза (отруби)

CHO

CHOH

CH

CHOH

CH2OH

CHO

C

CH2

CHOH

CH2OH

O

O

H

O

CHO

H+

O

OH

CHO

H+

-H2O O CHO

фурфурол

NH

каменноугольнаясмолакостяное масло

O

CH

CH2

H2S

S

H2S NH3

CuCl, 150oNH

tCuCl, t

NH3

NH

NH

O

O

NH

Zn-ZnO

69

-H2SS

S-H2S

S

-H2SS

S S

R

R

CO2Na

CO2Na S

R R

P2S3

NH

NH

O NH2

NH3tLiAlH4

Свойства

Реакции с электрофильными реагентами

NH

NH

H

H

NH

H

H

N

H

N

H

H

HH+

+

+

è ò.ä.H+

70

O RRR R

OOH3O+

разбавленная кислота

Повышенная реакционная способность в реакциях с электрофильными реагентами

Низкая устойчивость по отношению к кислотам: пиррол, фуран < тиофен

Ï ðåèì óù åñòâåí î å í àï ðàâëåí èå ýëåêòðî ô èëüí î é àòàêè - α-ï î ëî æåí èå

71

XX NO2

O

ONO2

X = S, NH X SO3H

N SO3-+

X = O, NH

X

X

E

H

+

X

E

H+

X

E

H+

E+

X

EH

+X

EH

+

E+

этот путь менеевыгоден!

72

O HH

O2N

O

ONO2 ï èðèäèí

O NO2O H

H

O2N

AcO- OAc

tO

Галоидирование

XX = O, NH

H2SO4смола

X = S

H2SO4

S SO3H

O O Br

O

H

OCH3

H

H3CO

Br2, CH3OH

OO . Br2Br2/CCl4смола

O

HH

Br

CH3OH

- H+ O

H

OCH3

H

BrSN1

или SN2

X

Hg(OAc)2

X HgOAcNaCl

X HgCl

X = O, S

I2

X I

ArN2+

X NN

Ar

NH(CH3)2/CH2O XN

73

S S Br

OO . Br2Br2/CCl4

S BrBr

S I

I2/HgO

NH

NH

BrBr

BrBrBr2/CCl4

OO

X SO

(CH3CO)2O/BF3

X =O

CH3COCl/SnCl4

X = S

NH O

NH N+Cl- N

H O

H

POCl3ÄÌ ÔÀ

X = NH

(CH3CO)2O

X = NH

H2O, OH-

74Реакции Фриделя-КрафтсаАлкилирование невозможно!

Ацилирование фурана – «обратный» порядок прибавления!

X NMgI

N

CH3

CH3MgIX = NH

NH

CH3

NH O

R1. RCOCl2. H2O

CH3I

t > 0o

и другиепродукты

CH3I

t < 0o

X Li

BuLiX = O, S X CO2H

1. CO22. H3O+

X = O, SX

75

NH

NH

CH2O

OH- OH

NHH+

NH N

Hдипиррилметан

NH N

FeCl3

пиррометан

HCO2H

76

NH

HCO2HCHO

порфин

N

HNNH

N

N

NN

N

Cl-

геминCO2H

CO2H

Fe

OCO2CH3

CO2CH3

CO2CH3

CO2CH3

O

O

O

O

O

OO

O

NH

OO O

NH

CO2H

CO2H

77

N

CH2Ph

CO2H

CO2H

N

CH2Ph

CO2H

CO2H

NCO2H

CO2H

Ph

+

78

X XX = O, NH

H2/Pt

S S S

X = S

Na/NH3

++

Ni-ReГидрирование

Индол (бензо[b]пиррол)

Методы получения

NH2

HC CH

NH

12

345

67индол

CH3

NH

OR

1. NaNH2, 300o

2. EtOH NH

R

Маделунг

79

NH

NNH

NHNH

H

NH

NH2NH N

HNH2

H

-NH3 NH

фенилгидразонциклогексанона

H+

Фишер

Свойства индола80

Повышенная реакционная способность в реакциях с электрофильными реагентами

Низкая устойчивость по отношению к кислотам

NH

NH

H E

NH

HE

++

E+

E+

N

H

+H

E NH

+

H

E

малозначимыерезонансные структуры

самая значимаярезонансная структура

преимущественоенаправление реакции

Индол - π-избыточный гетероцикл

Преимущественое направление электрофильной атаки - положение 3

81

N

RXt < 0o N

RNH

RMgX

- RHRX

t > 0oβ > α

NH N

H

N

грамин

EtO2C

EtO2CNHCOCH3

Na+

NH

RO2CNHCOCH3

CO2RH3O+

NH

NH2

CO2H

триптофан

1. POCl3/ДМФА

NH

CHO

CH2O(CH3)2.HCl

N+

2. H2O, HO-

82

ClCH2CO2-

NH

CO2H

индолилуксусная кислота(гетероауксин)

NH

AmONO

RONaNH

NOH

NH

NH2

триптамин

NH

скатол

NH

NH2

серотонин("эндорфины")

HO

Индиго

NH2

CO2Na

O

ONaCl

NaOH NH

CO2Na

ONa

O

NaOH

t

NH

O

CO2NaH3O+, t

- CO2 NH

O

[O]

NH

OHN

O

83

Индикан – метаболит триптофана в организме человека (наряду со скатолом)

O

H

HO

H

HO

H

HOHH O

OH

NH

индикан(встречается в растениях рода индигофера)

84

Иглянка – Murex brandaris

NH

OHN

ONH

ONaHN

NaO

Na2S2O4/OH-

O2

индиго

белое индиго"лейкооснование"

NH

OHN

Oиндигокармин

NaO3S

SO3NaNH

SHN

Sтиоиндиго

NH

OHN

O

Br

Br

пурпур

Цианиновые красители

O

O

O

NH3

tNH

O

O

CN

CN

Cu/Cu2+

N N

N

N

N N

NN

Cu2+

85

Àçî ëû – ï ÿòè÷ëåí í û å π-èçáû òî ÷í û å ãåòåðî öèêëû86

NNH

N

NH

NO

пиразол имидазол изоксазол

N

O

оксазол

NS

изотиазол

N

S

тиазол

N

NH

N

NH1

2

34

5

N

NH

N

NH

N

NH

атом N1 - донор электронов, атом N3 - акцептор

Методы получения

1,2-Азолы

O ONH2NH2 NH2OH

N ONH2

N NHOH

NNH

- H2O

O NHO

N OOH

NO

- H2O

87

- H2O

ORNHNH2

NH2OHO

HNNHR

OH

HN NR HN NR

OHNOH

OHHN O

- H2O

HN O

88

O NH2OHHN O

OHHN

O

OH- H2O N

H

O

H3CO

CO2Et

PhNHNH2HN

N

H3C

O

Ph

NN

H3C

OH

Ph

CH3IN

N

H3C

OH3C

Phантипирин

89

NN

H3C

OH3C

Phантипирин

HNO2N

N

H3C

OH3C

Ph

NO

Zn/H+N

N

H3C

OH3C

Ph

NH2

NN

H3C

OH3C

Ph

N

CH3

CH3

амидопирин

CH3I

NN

H3C

O

Ph

HN

SO3Na

NN

H3C

O

Ph

NSO3NaH3C

HOCH2SO3Na

анальгин

H3C H3C

CH3I

1,3-Азолы 90

Свойства азолов высокая температура плавлениявысокая растворимость в водеосновность, NH-кислотность

N NH H N NN N H N

N N

NH

H

RO

NH

OR

N

O RR

H2SO4N

N RR

H

CH3CO2NH4

CH3CO2H

Синтез, аналогичный синтезу Пааля-Кнорра

N

NH

NH

N

4(5)-метилимидазол

N

NH

H3C I

- I-

N

NH

N

NH

-H+

N

N

N

X

E+

- H+

N

X

E

XN

E+

- H+X

N

E

E+ = HNO3/H2SO4; H2SO4; Br2

91

Другие азолы

Два атома азота, обладающие акцепторными свойствами:1. Очень низкая реакционная способность в реакциях ароматического

электрофильного замещения2. Высокая NH-кислотность3. Основность

N

NH

N1

2

3

5

4N

NH

N1

2

3

5

4

1,2,3-триазол 1,2,4-триазол

HN NH

OORR

R1NH2

NN

N RR

R1

RCOClN2H4

N

NN

R

R

R

R

R

RN3PhN3

NN

N

Ph

92

NH2

NH2

HNO2

NH

NNN

NH2

N

-H+

Тетразолы

NN

NNH

RRCN HN3

тетразол

NN

NN R

± H

pK ~ 5

93NN

NN

N

Ph

PhN2+ N3

-

< - 70o > - 70o- N2 PhN3

Пентазол

Каменноугольная смола

CH CHHCN

t

N

C NR

N R

12

34

5

6N

α

β

γ

N~ 400o

Пиридин

Промышленные методы синтеза

2 CH3CHO + CH2ONH3

N

+ CH2ONH3

+ CH2ONH3

N

+

N

+

N

CH3CH=CHCHO

CH3CHO

Синтез Ганча

O

CO2EtNH3

- H2O

NH2

CO2Et

O

CO2EtCH2O

- H2OCH2

EtO2C

NH2

CH2

O

CO2Et CO2EtEtO2C

H2N -O+

CO2EtEtO2C

NH2O

94

NH2

EtO2C CO2Et

O+ NH

EtO2C CO2EtHNO3

H2SO4 N

EtO2C CO2Et

1. H2O, OH-

2. CaO, t, - CO2

дигидропиридин(85%)

N

2,6-диметилпиридин (лутидин)65%

- H2O

Свойства:Ароматичность (по Хюккелю)

N N N N- + -

+

N-+

Основность(нуклеофильность)

N N

E+

E

95

π-дефицитный гетероцикл - пониженная реакционная способность в реакцияхароматического электрофильного замещения

N

HCl

NH Cl-+

хлоридпиридиния

CH3I

N

CH3

+I-

иодидметилпиридиния

N

O

пиридинN-оксид

RCO3H E+

N

E

+

96

NN

BrBr3

-

+

пербромидпиридинийбромида

N

SO3

+

-

пиридинсульфотриоксид

Br2

20oSO320o

RCOCl

N N

COR+

-пиридинR1OH

RCO2R1

Реакции электрофильного ароматического замещения происходят в положение 3

Помимо акцепторного влияния гетероциклического атома азота,реакционная способность снижается в результате протонирования этого атома в условиях реакции

N

α

β

γ

NX

H

+

NX

H

+

NX

H+

N

X

H

+

N

X

H+

N

X

H

+

N

X H

+

N

X H

+

N

X H

+

X+

97

98

Дизамещение невозможно!

NN

SO3, H2SO4HO3S

70%

Br2, SO3

N

Br

50%KNO3/H2SO4

N

NO2

220o 200o

6%

N

OH

CH2OHO-

HO-

N

O

N

O

N

O

N

O

N

OH

HO OH направление реакции определяетсясильным донорным заместителем

Модификация реакционной способности N-оксидной группировкой 99

Использование в синтезе реакций N-окиси пиридина с электрофильными реагентами

N

O-

+SO3, H2SO4

N

O-

+

SO3H

N

O-

+HNO3/H2SO4

90o

NO2

N

O-

+N

O

+ -N

O

+

-

N

O-

+N

O-

+

N

O

+-

N

O-

+

N-оксид - донорили акцептор?

100

N

O-

+

NO2

PPh3

N

NO2

N

NH2

Fe

CH3CO2H

N

OH

+

NO2

HX

N

O-

+

X

PCl3

N

X

X = Cl, Br

X-

N

OH

O2N X

- NO2-- H+

Реакции с нуклеофильными реагентами

N

O-

+

Ar

t

N OHOH-

N

OH

OH

- H2OO2

N

O

OH

101

N

O-

+RMgX

N

OMgX

R

H2O

N R

N

CH3

I-+

CH3MgI

N CH3N

NaBH4

N CN N O

CN-

NaOH, H2OK3Fe(CN)6

+ N

102

N

NaNH2

N NH- N NH

-H2O

N NH2

N NH2N

NH2

+

1. KNH22. H2O

-OH-

Чичибабин

130o - H2

HH

γ > α

1. KOH, 400o

2. H2ONHO

NH

Na/EtOH

или H2/Pt

пиперидин

H2O

N

PhLi

110o, 8 ч. N PhO2 N Ph

Таутомерные равновесия гидрокси- и аминопиридинов

N OH N O-

H+

NH

O

N

OH

N

O-

H+

NH

O

± H+ ± H+

± H+ ± H+

N

OH

N

O-

H+

N

O-

H

+± H+ ± H+

103

Цвиттер-ион – высокая т.пл., низкая растворимость в орг. р-рителях

N NH2 NH

NH N

NH2

NH

NH

Реакции по боковой цепи

104

N

NH2NaNO2

H3O+, 0oN

OH

N

N2H2O

α, γ - изомеры

NaNO2

H3O+, 0oN

N2

устойчиваясоль диазония

0o

ароматическоенуклеофильное

замещение

N

KMnO4

OH-

Nпиколин

CO2Hα - пиколиновая кислотаβ - никотиновая кислотаγ - изоникотиновая кислота

105Повышенная СН-кислотность протонов

у α-углеродного атома заместителя в α- и γ-положениях пиридинового кольца

N CH2

_N CH2

_N CH2

_

N CH2

_

N

BuLi

N CH2-

1. RCHO

2. H2ON

OH

R

AmONO

NNOH

NCHR

RCHO OH-

или NaNH2

RCO2Et

N

O

R

106

N

O

p-TsCl

N

OSO2

Cl-

N

Cl

N

OCOCH3

Ac2O

N

Cl-

+

AmONO

H+N

Cl-+ NOH

PhCHOпиперидин

N

Cl-

+

OH

Ph

HO-

N CH2-+ N

2-ПАМ

Биологически активные производные пиридина107

N

N

N

N

HN

CONH2

N

CONHNH2

никотин анабазин никотинамид(витамин РР)

тубазид(изоанизид)

N

HO

CHO

CH2OH

N

HO

CH2OH

CH2OH

N

HO

CH2NH2

CH2OH

пиридоксаль пиридоксол пиридоксамин

Витамины группы В6

Хинолин и изохинолин

Методы получения

108

N

хинолин изохинолин1

2

345

6

78

N1

2

345

6

78

бензо[b]пиридин бензо[c]пиридин

Синтез Скраупа

HO

OH

OH H2SO4

NH2

CHONH

OH

H+

NH

OHH +

PhNH2 +

tPhNO2

NH+ t

NH

H OH

H+

- H2ONH

N

PhNO2

-PhNH2

OO

NH

O

H+

N

PhNH2 +

109

N

PhNH2O

H+

N

CH3CHO

H+

Модификация Дебнера-Миллера

PhNH2

O

110

NH

OR

H+

N

R

-H2

N

R

PtNH

OHR

Синтез Бишлера-Напиральского

H+ = P2O5 / H3PO4 или P2O5 / POCl3

NH2

HO

HOдопамин

HO

HOO

CO2H+

NH

HO

HO

HO

HO

NH

H3СO

H3СO

H3СO

H3СOпапаверинN

ORH3CO

OR

O

N

OCH3X-

OX-

тубокурарин (кураре)

111

N

H3CO

HO N

хинин

N

O

F

N

HN

CO2H

ципрофлоксацин

N

O

F

N

CO2H

OCH3

HN

H

H

моксифлоксацин

112Свойства:

Реакции по атому азота

NN N

CH3I RCO3H

+I-

OHCl

NH

Cl-

π-дефицитные ароматические гетероциклические соединения

N

KMnO4

N

CO2H

CO2H

хинолиновая кислота

N

KMnO4CO2H

CO2HN

CO2H

CO2Hцинхомероновая кислота

+

Реакции электрофильного замещения 113

N

O

HNO3

H2SO4 N

O

NO2

N

NO2

N

Cl

N

NH2

N

Br2

H2SO4N

Br

N

Br

+

51% 49%

N

H2SO4

SO3H

NaOH t

N

OH 8-оксихинолин

HNO3/H2SO4

0o, 30 минN

NO2

N

NO2

+9

1

114

HNO3

H2SO4NO

NO

NO2

NO

NO2

+

N

O

1. RMgX

2. H2ON R

N

NaBH4

N

1. RMgX

2. H2O N R

N

NaNH2

tN NH2

+

N

NH2Чичибабин

115

N

NaNH2

t N

NH2

N CH3

CH3

N

CH3

метильные группы,обладающие повышенной СН-кислотностью

N O

+OH-

N+

I-N

этиловый красный(цианиновый краситель)

N+

Br-

OH- [O]

N

N+

Br-

EtBr

Азины

116

N

O

Ac2O

NOAC

Синтез

O O NN [O] NN

N

N

CO2R

CO2R+

N

NCO2R

CO2R

H3O+

t NH

NH

N2H4

Pt

- 2H2 N

N

пиридазин

NN

1

2

34

5

6N

N

1

2

34

5

6N

N

1

2

3

45

6

пиридазин пиримидин пиразин

пиразин 117

пиримидин

N

NO

O

H2N

H2N+

RO

NH2

2N

N[O]

N

N

N

N1. KMnO4

2. t, -2CO2

Br

Br

NH3

HN

NH

пиперазин

CO2Et

CO2Et

H2NCONH2

EtONa NH

NH

O

O O

барбитуровая кислота

R

R1

барбитураты: R = R1 = Et - веронал (барбитал)R = Et, R1 = Ph (фенобарбитал,люминал)

R = R1 = H

R

R1

118

O

OEtEtO

NH

H2N NH2

N

N

NH2

CN

CN

H2N

H2NS+

NH

NHHN

S

HNN

NH2N

SH

H2N

OEt

OEtEtO

HCONH2

N

N

CO2Et

ONa

H2N

O

NH2

NH

NH

O

O

урацил

N

N

OH

OH

119Свойства:Ароматичность (по Хюккелю)

Пониженная основность и нуклеофильность – возможность протонирования, а также окисления и алкилирования только по одному атому азота из двух

N

NRCO3H

N NO

RCO3H

N

NO

O

H2SO4 (к.)

N

HN

NH

HN

N

N(CH3O)2SO2

N

N

Модификации, главным образом, строятся на реакциях нуклеофильного замещенияполучаемых в результате циклизации кислородсодержащих производных

N

N

OH

HO OH N

N

Cl

Cl Cl

PCl5 HI

N

N

NH

NH

O

O O

π-Дефицитный гетероцикл - пониженная реакционная способность в реакцияхароматического электрофильного замещения. Незамещенные азины не вступаютв реакции электрофильного ароматического замещения.

H

N

HHO OH

H HO

HO

NH

O

O

уридин (нуклеозид)

H

N

HHO OH

H HO

O

NH

O

OP

O

OH

HO 5'H

N

HO OH

H HO

HO

NH

O

O5'

P

O

OH

HO

3'

РНК

120

N

N

OH

OH N

N

OH

OH N

N

NH2

OH

урацил тимин цитозин

H

N

HHO OH

H HO

HO

β-D-рибофуранозид

H

N

HHO

HO

HO

2-дезокси-β-D-рибофуранозид

121

N

N

OH

OH

N

N

NH2

OHцитозинPCl5

N

N

Cl

Cl

NH3

N

N

NH2

Cl

N

N

Cl

NH2

+

H2O

H2O

N

N

OH

NH2изоцитозин

урацил

CO2Et

ONa

H2N NH2

SEt

Br-

H2N NH2

S

EtBr N

N

SEt

OH

N

N

SEt

Cl

PCl5 NH3

N

N

SEt

NH2

HO-

N

N

OH

NH2

направление реакции замещенияопределяется более хорошейуходящей группой

122

Пурины

N

N

N

O2S

NH2H

сульфадимезин

S

N

OH

N

N

NH2+

Cl-тиамин(витамин В1)

N

N NH

N1

2

34

56

78

9

пурин

HN

NH

NH

HN

O

O

O

мочевая кислота

N

N NH

N

OH

HO

OH

123

N

N N

N

H

HN

NH

O

OO

барбитуроваякислота

HNO2 HN

NH

O

OO

NOHHN

NH

O

OO

NH2 HNCO

N

N

O

OO

H

H

N

H

O

NH2

O

O

O

H

H

H

мочевая кислота

Фишер

Zn

H3O+

- H2O

124

CN

CO2EtH2N

O

NH2HN

CN

O

O NH2

HN

NH

O

NHO1. HNO2

2. [H]

HN

NH

O

NHO

NH2N

N

OH

NH2HO

NH2

H2N

O

NH2

HN

NH

O

O NH

HN

O

мочевая кислота

диаминоурацил

HN

NH

O

O NH

NR

ксантин (R = H)

RCO2Et

Траубе

125

Пуриновые алкалоиды – производные ксантина

Синтез кофеина

126

N

N

O

O N

N N

N

O

O NH

N N

NH

O

O N

N

кофеин(чай, кофе)

теофиллин(чай)

теобромин(какао)

HN

NH

O

O NH

HN

O(CH3CO)2O HN

NH

O

O NH

N(CH3O)2SO2

N

N

O

N

N

O

Cl2 N

N

O

N

NCCl3

O

OH-, t N

N

O

N

N

Oкофеин