br nh2 nh3 r co h r co h 1. ho r - nsu.ru¾рганическая химия... · 3+...
TRANSCRIPT
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