Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Топ:
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2018-01-14 | 1770 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
1)Ароматические свойства. Пиридин по электронному строению напоминает бензол. Все атомы углерода и атом азота находятся в состоянии sp2-гибридизации, и все σ-связи (C-C, C-N и C-H) лежат в одной плоскости. Из трех гибридных орбиталей атома азота две участвуют в образовании
Рис. 13.1. Пиридиновый атом азота (а), распределение электронов по орбиталям (б) и сопряженная система в молекуле пиридина (в) (связи С-Н для упрощения рисунка опущены)
σ-связей с атомами углерода, а третья орбиталь содержит неподеленную пару электронов и в образовании связи не участвует. Атом азота с такой электронной конфигурацией называют пиридиновым.
За счет электрона, находящегося на негибридизованной р-орбитали, атом азота участвует в образовании единого электронного облака с р -электронами пяти атомов углерода. Т. о, пиридин является π,π-сопряженной системой.
В результате большей электроотрицательности пиридиновый атом азота понижает электронную плотность на атомах углерода ароматического кольца, поэтому системы с пиридиновым атомом азота называют π-недостаточными.
Пиррол также относится к ароматическим соединениям. Атомы углерода и азота в немнаходятся sp2-гибридизации. Однако в отличие от пиридина атом азота в пирроле имеет другую электронную конфигурацию
Рис. Пиррольный атом азота (а), распределение электронов по орбиталям (б) и сопряженная система в молекуле пиррола (в) (связи С-Н для упрощения рисунка опущены)
Три sp2-гибридные орбитали образуют три σ-связи - две с атомами углерода, одну с атомом водорода. Атом азота в таком электронном состоянии получил название пиррольного.
Шестиэлектронное облако в пирроле благодаря р,п -сопряжению делокализовано на пяти атомах цикла, поэтому пиррол представляет собой π-избыточную систему.
|
В фуране и тиофене два атома азота вносят разный вклад в образование делокализованного электронного облака: пиррольный атом азота поставляет пару и-электронов, а пиридиновый - один p-электрон.
Ароматичностью обладает также пурин, представляет конденсированную систему двух гетероциклов - пиримидина и имидазола.
Делокализованное электронное облако в пурине включает 8 π-электронов двойных связей и неподеленную пару электронов атома N-9.
Гетероциклические ароматические соединения обладают высокой термодинамической устойчивостью.
2) Кислотно-основные и нуклеофильные свойства
Основные свойства гетероциклических соединений обусловлены неподеленной парой электронов гетероатома, способной присоединять протон. Пиридин является основанием и с сильными кислотами образует пиридиниевые соли.
Имидазол и пиразол могут проявлять как основные, так и кислотные свойства, т. е. являются амфотерными соединениями.
3) Особенности реакций электрофильного замещения
Пиррол и фуран относятся к π-избыточным системам. У них легче протекают реакции электрофильного замещения по сравнению с бензолом. Способность гетероциклических соединений подвергаться глубоким превращениям под действием кислот называют ацидофобностью (боязнью кислот), а сами гетероциклы - ацидофобными.
Пиридин является электронодефицитными. Они гораздо труднее, чем бензол, вступают в реакции электрофильного замещения.
Пятичленные 1)Гетероциклы с одним гетероатомом. Важнейшим представителем пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом является пиррол.
Индол является структурным фрагментом белковой аминокислоты триптофана и продуктов его метаболических превращений - триптамина и серотонина
Фуран. Соединения фуранового ряда встречаются в растительном мире:
2)Гетероциклы с двумя гетероатомами. Имеют общее название азолы. Важнейшими из них являются имидазол, пиразол и тиазол. В отличие от гетероциклов с одним гетероатомом, не разрушаются при действии кислот, а образуют с ними соли.
|
Имидазол. Этот гетероцикл является структурным фрагментом белковой аминокислоты гистидина и продукта ее декарбоксилирования - биогенного амина гистамина.
Имидазол, конденсированный с бензольным кольцом - бензимидазол - входит в состав ряда природных веществ, в частности витамина В12, а также вазодилатирующего средства дибазола.
Пиразол. В природе не обнаружены. Наиболее известным производным пиразолон. На основе пиразолона созданы - анальгин, бутадион.
Тиазол. В цикле содержатся два разных гетероатома. Структура тиазола встречается в составе важных биологически активных веществ - тиамина и ряде сульфаниламидных препаратов (противомикробного средства фталазола )
Шестичленные гетероциклы.
1) Гетероциклы с одним гетероатомом
Пиридин. представитель ароматических гетероциклов - легко вступает в реакции замещения, чем присоединения; его атомы углерода устойчивы к действию окислителей. Он термодинамически устойчив.
Пиридин проявляет основные свойства; Структура полностью насыщенного пиридина - пиперидина - лежит в основе анальгетика промедола.
Важными производными пиридина являются некоторые витамины группы В, выступающие в роли структурных элементов кофер- ментов.
2) Гетероциклы с двумя гетероатомами
В этой группе наиболее важными являются гетероциклы, содержащие два атома азота. Они имеют общее название диазины и различаются взаимным расположением атомов азота.
Эти гетероциклы содержат атомы азота пиридинового типа, поэтому каждый из диазинов представляет собой шестиэлектронную ароматическую систему.
Три пиримидиновых основания - урацил,тимин и цитозин - компоненты нуклеотидов и нуклеиновых кислот.
К производным пиримидина относится барбитуровая кислота.
Барбитуровая кислота легко образует соли при действии щелочей.
Представителем шестичленных гетероциклических соединений с двумя различными гетероатомами служит фенотиазин.
Конденсированные гетероциклы. Из систем с двумя конденсированными гетероциклами важное значение имеют соединения пуринового ряда, в частности гидроксипурины и аминопурины, принимающие активное участие в процессах жизнедеятельности.
|
Гидроксипурины. Гипоксантин,ксантин и мочевая кислота образуются в организме при метаболизме нуклеиновых кислот.
Из аминопуринов наиболее важны аденин и гуанин, являющиеся структурными фрагментами нуклеиновых кислот.
Алкалоиды -основные азотсодержащие вещества природного (растительного) происхождения.
Алкалоиды группы пирролидина, пиридина и пиперидина. Никотин- токсичный алкалоид, содержание в листьях табака до 8%. Включает связанные простой связью
ядра пиридина и пирролидина. Воздействует на вегетативную нервную систему, сужает кровеносные сосуды.
Никотиновая кислота - одним из продуктов окисления никотина и используется для синтеза других препаратов.
Алкалоиды группы тропана. является бициклическим соединением, в состав которого входят пирролидино- вое и пиперидиновое кольца. К тропановым алкалоидам относятся атропин и кокаин.
Атропин содержится в растениях семейства пасленовых; расширяет зрачок. Кокаин - основной алкалоид южноамериканского кустарника; анестезирующие и наркотическое средство.
Алкалоиды группы хинолина и изохинолина .Хинин выделенн из коры хинного дерева. В состав хинина входят две гетероциклические системы - хинолиновая и хинуклидиновая. ( противомалярийное средства)
морфин - обладает сильным обезболивающим свойством. эфир морфина - кодеин - оказывает противокашлевое действие, а производное - героин - наркотик.
Другим алкалоидом группы изохинолина служит папаверин, (спазмолитическое средство). Синтетический аналог папаверина ношпа
Протоалкалоиды
В эту группу алкалоидов входят растительные основания, не имеющие в своей структуре какого-либо гетероцикла. Важнейшим их представителем является эфедрин:
29. Нуклеотиды. Структура нуклеиновых кислот. В химии нуклеиновых кислот входящие в их состав гетероциклические соединения пиримидинового и пуринового рядов обычно называют нуклеиновыми основаниями. Нуклеотид - фосфаты нуклеозидов.
Общий принцип строения нуклеотидов рассмотрим на примере фосфатов аденозина. Для связывания трех компонентов в молекуле нуклеотида используются сложноэфирная и N-гликозидная связи.
|
Циклофосфаты:
Структура нуклеиновых кислот. Первичная структура нуклеиновых кислот определяется последовательностью нуклеотидных звеньев, связанных ковалентными связями в непрерывную цепь полинуклеотида. (Важной характеристикой нуклеиновых кислот служит нуклеотидный состав, т. е. набор и количественное отношение нуклеотидных компонентов. Нуклеотидный состав устанавливают, как правило, путем исследования продуктов гидролитического расщепления нуклеиновых кислот)
Вторичная структура ДНК - пространственная организация полинуклеотидной цепи. молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей. Пуриновые и пиримидиновые основания направлены внутрь спирали. Между пуриновым основанием одной цепи и пиримидиновым основанием другой цепи возникают водородные связи. Эти основа- ния составляют комплементарные пары. Водородные связи образуются между аминогруппой одного основания и карбонильной группой другого (-NH...O=C-), а также между амидным и иминным атомами азота (-NH...N-). Например, как показано ниже, между аденином и тимином образуются две водородные связи, и эти основания составляют комплементарную пару, т. е. аденину в одной цепи будет соответствовать тимин в другой цепи. Другую пару комплементарных оснований составляют гуанин и цитозин, между которыми возникают три водородные связи.
30. Низкомолекулярные биорегуляторы. К низкомолекулярным биорегуляторам относится большая группа природных веществ с относительно небольшой молекулярной массой и высокой биологической активностью, выполняющих разнообразные функции в живых организмах.
Каротиноиды. Большинство каротиноидов относится к тетратерпенам. Они содержат значительное число сопряженных двойных связей и имеют желто-красный цвет. Содержатся в моркови, а также в томатах и сливочном масле. Наиболее известны три изомера - α-, β- и γ-каротины, различающиеся числом циклов и положением двойных связей. Все они являются предшественниками витаминов группы А. Молекула β-каротина:
Стероиды. Стероиды широко распространены в природе и выполняют в организме человека разнообразные функции. В основе структуры стероидов лежит скелет гонана, состоящий из конденсированных, нелинейно сочлененных циклогексановых колец А, В и С и циклопентанового кольца D. Формула холестана (холестерин):
Жирорастворимые витамины. К ним относятся витамины групп А, Е, K и убихиноны. Витамины группы А считаются факторами роста:
Витамины Е - в растительных маслах:
Витамины К- для нормальной свертываемости крови:
|
Флавоноиды. Флавоноиды являются продуктами жизнедеятельности растений. Они участвуют в клеточном обмене, выполняют функции регуляторов роста, развития и репродукции растений. Кверцетин:
Реакция Коновалова RH + HNO3 → RNO2 + H2O.
Реакция Вюрца 2R—Br + 2Na = R—R + 2NaBr.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!