Биологически активные гетерофункциональные производные ароматического и гетероциклического рядов

Лекция 12 Биологически активные гетерофункциональные производные ароматического и гетероциклического рядов

План 12.1. Биологически активные производные ароматического ряда 12.2. Пятичленные гетероциклы с одним атомом азота 12.3. Шестичленные гетероциклы с одним атомом азота 12.4. Пятичленные гетероциклы с двумя атомами азота 12.5. Шестичленные гетероциклы с двумя атомами азота 12.6. Понятие об алкалоидах

12.1. Биологически активные производные ароматического ряда  Производные n-аминобензойной кислоты

ПАБК

Анестезин Этиловый эфир n-амино-бензойной кислоты

Новокаин β-диэтиламиноэтиловый эфир ПАБК

Производные сульфаниловой кислоты

Сульфаниловая кислота

Сульфаниламид стрептоцид

Общая формула сульфаниламидов

Производные сульфаниловой кислоты сульфаниламиды

Этазол (тиадиазол)

Производные сульфаниловой кислоты сульфаниламиды

Норсульфазол (тиазол)

Производные сульфаниловой кислоты сульфаниламиды

Сульфадиметоксин

Антибактериальное действие сульфаниламидов основано на том, что они являются антагонистами по отношению к n-аминобензойной кислоте, участвующей в биосинтезе фолиевой кислоты,которая является фактором роста для микроорганизмов

0.67 nm

0.69 nm

0.24 nm

0.23 nm

Производные салициловой кислоты

Салициловая Ацетилсалициловая Салицилат кислота кислота (Аспирин) натрия

Ацетилсалициловая кислота – один из наиболее крупнотоннажных препаратов, выпускаемых фармацевтической промышленностью. Аспирин обладает анальгетическим, жаропонижающим, противовоспалительным действием, улучшает реологические свойства крови

Производные салициловой кислоты

Метил- Фенилсалицилат n-аминосалициловая салицилат Салол кислота

Метилсалицилат – жаропонижающее средство, применяется наружно, в мазях Фенилсалицилат применяется как дезинфицирующее средство при кишечных заболеваниях n-аминосалициловая кислота обла-дает противотуберкулезным дей-ствием

12.2. Пятичленные гетероциклы с одним атомом азота Преимущественное положение среди биологически активных веществ занимают соединения, структурную основу которых составляют азотсодержащие гетероциклы

Пиррол Бензпиррол Индол

Пиррол ацидофобен, в присутствии сильных минеральных кислот легко протонируется в α-положение, что приводит к потере ароматичности, дальнейшему осмолению или полимеризации

Пиррол – π-избыточное ароматическое соединение, для него в большей степени характерны реакции SЕ, которые протекают легче, чем у бензола, заместитель направляется преимущественно в α-положение

Ацидофобность пиррола учитывается при выборе реагентов для SЕ , их проводят либо в щелочной среде, либо используют комплексы электрофильных реагентов с основаниями

Пиррол и его производные представляют интерес в виду того, что соединения, содержащие пиррольные ядра синтезируются в процессе жизнедеятельности животных и растений, применяются в медицине и фармацевтической промышленности

4 пиррольных кольца образуют циклическую сопряженную систему порфин, которая входит в состав хлорофилла, гемоглобина и цитохромов. Порфиновое кольцо обладает высокой термодинамической устойчивостью, его энергия сопряжения ≈ 840 кДж/моль. Порфиновый цикл может содержать различные заместители

ИНДОЛ

Индол – б/ц кристаллическое вещество, его циклическая система входит в состав многих природных веществ – аминокислот, алкалоидов Индол – ароматическое соединение, содержит 10 π-электронов, по химическим свойствам сходен с пирролом, но в отличие от него, реакции SЕ протекают по β-положению

Реакции SЕ для индола

Производные индола

Метилиндол Индолил-3-уксусная кислота Скатол Гетероауксин

Скатол образуется в живом организме как конечный продукт азотистого обмена веществ Гетероауксин - кристаллическое вещество – природный гормон, стимулятор роста растений, оказывает стимулирующий эффект в малых дозах

Триптофан  Незаменимая L - (-) – аминокислота, необходимая для синтеза белков

Продуктами биологического расщепления триптофана являются различные вещества: скатол, гетероауксин, триптамин – биогенный амин, серотонин – один из нейромедиаторов головного мозга, нарушение его обмена приводит к шизофрении и другим психическим заболеваниям

Пути метаболизма триптофана

12.3. Шестичленные гетероциклы с одним атомом азота

Пиридин является π-недостаточной ароматической системой, максимальная электронная плотность сосредоточена на атоме N, вследствие его высокой электроотрицательности. Электронная плотность в β-положениях выше, чем α-, это и объясняет его химические свойства

β

Реакции SЕ протекают намного тяжелее, чем для бензола и преимущественно в β-положение

Реакции SN для пиридина

Пиридин и его гомологи также проявляют слабые основные свойства (близки по основным свойствам к третичным аминам). Это связано с наличием атома азота как аммониевого центра. Он образует четвертичные соли с сильными кислотами

Пиридиний бромид

Пиридиний гидроксид

Пиридин легко взаимодействует с галогеналкилами

N-метилпиридиний

В соединениях типа N-метилпиридиний за счет положительно заряженного атома азота, гетероциклическое кольцо становится еще более электронодефицитным и поэтому чрезвычайно восприимчиво к нуклеофильной атаке

Действие сильного нуклеофила – гидрид иона (Н-) приводит к восстановлению

1,4-дигидро N-метилпиридин

Пиридин легко восстанавливается до пиперидина

Пиперидин

Пиперидиновое кольцо входит в состав одного из наиболее эффективных анальгетиков – промедола

Промедол

Пиридин и пиперидин входят в состав алкалоидов, пиридиновое кольцо