Кофеин вступает во все реакции, свойственные пуриновым соединениям. Известны два структурных аналога кофеина — теобромин и теофиллин, имеющие также важное биологическое значение:
Биологическое и медицинское значение синтетических природных пуринов.Особый интерес вызвали пуриновые соединения в связи с их возможной противоопухолевой активностью после того, как была выявленная первостепенная важность нуклеиновых кислот в процессе воспроизведения роста клеток. Если раковая опухоль есть результат патологического, ненормального роста «искаженных» клеток какой-либо биологической ткани, то естественно сделать вывод, что «главный конструктор» новых клеток – нуклеиновая кислота – сама претерпела в своей конфигурации какие-либо микроизменения, отразившиеся потом в белковом синтезе. Изменения в структуре нуклеиновой кислоты одна из основных причин возникновения злокачественных опухолей. Возможно, если измененная структура нуклеиновой кислоты вызывает нарушения в белковом синтезе, ведущие к росту необычных, возможно упрощенных клеток, то другое направленное изменение в структуре нуклеиновой кислоты может вызвать прекращение воспроизводства таких клеток. Эта мысль и привела к исследованию на противоопухолевую активность так называемых пуриновых антиметаболитов.
Пуриновые антиметаболиты – соединения со структурой похожей на структуру природных пуриновых оснований в нуклеиновых кислотах. Они могут конкурировать с последними по своей функциональной направленности и в участии в белковом синтезе. Различия в структуре природных пуринов и антиметаболитов должны быть незначительными.
Степень противоопухолевой активности сильно зависит от некоторых определенных структурных узлов в молекуле антиметаболитов. Известно также, что адениновая структура антиметаболитов придает им особо активные свойства. Люстиг и Вахтель обнаружили, что различные пурины, содержащие метальную группу в положении 7, обладают способностью продлевать жизнь подопытных животных, пораженных раковой опухолью.
Наибольшее число работ посвящено изучению противоопухолевой активности 6-меркаптопурина. Предполагается, что это соединение взаимодействует с никотинамидадениннуклеотидной коферментной системой и контролирует нормальный биосинтез пуринов. Однако более конкретные сведения о механизме действия 6-меркаптопурина на раковые опухоли пока отсутствуют. К антиметаболитам, обладающим противоопухолевой активностью, следует также отнести 6-хлор-9-метилпурин, 2-амино-6-меркаптопурин, 2-амино-6-меркапто-9-π-пропил-пурин, 9-(2'-тетрагидрофурфурил)-6-меркаптопурин. Другие производные этого соединения применялись для лечения лейкемии.
Шестичленные гетероциклы с атомом кислорода.С точки зрения обычных валентных представлений шестичленный цикл, содержащий атом кислорода, может быть представлен в виде пирановых структур или их производных – пиронов:
γ-Пиран является также очень неустойчивым соединением:
Кроме упомянутых структур известна катионная форма шестичленного гетероцикла с одним атомом кислорода – катион пирилия который входит в состав пирилиевых солей. Вывод о существовании таких солей сделали Колли и Тикле еще в 1899 г.
Кумарин (α-бензопирон)и его производные широко распространены в природе. Кумарин имеет запах сена, он – пахучее начало цветов донника. В растениях он находится в виде гликозида и запах кумарина появляется лишь при высыхании растений, которое сопровождается гидролизом:
В промышленности кумарин получают по реакции Перкина – конденсацией салицилового альдегида с уксусным ангидридом в присутствии ацетата натрия:
Кумарин применяется в качестве отдушки для печенья, лимонадов, мыла и табака, а также компонента фруктовых эссенций. Оксипроизводные кумарина – 7-оксикумарин и 7,8-диоксикумарин также широко распространены в растительном мире.
Хромон (γ-бензопирон).Скелет хромона лежит в основе витаминов Е (токоферолов), необходимых для размножения животных.
Известно семь веществ, обладающих действием изомерных друг другу.
Биологическая активность витамина Е проявляется в способности образовывать устойчивые свободные радикалы в результате отделения атома водорода от гидроксильной группы. Эти радикалы могут вступать во взаимодействие со свободными радикалами, образующимися при распаде органических пероксидов и гидропероксидов. Тем самым витамин Е предотвращает окисление ненасыщенных липидов и предохраняет биологические мембраны от разрушения. В качестве антиоксиданта он добавляется в пищевые жировые продукты, предохраняя их от окислительного прогоркания. Из пищевых продуктов витамином Е наиболее богаты растительные масла, содержится он также в масле из пшеничных зародышей.
Флавоныокрашивают в желтый, красный и синий цвет цветки, почки и ягоды:
Например, природные оксипроизводные флавона лутеолин и кверцетин – это природные красители, окрашенные в желтый цвет, содержащиеся в желтых цветах:
В растениях они находятся в виде гликозидов. Один из гликозидов кверцетина с дисахаридом, состоящим из рамнозы и глюкозы, называется рутином. Это – одно из веществ, относящихся к группе витаминов Р (бифлаваноидов), при отсутствии которых в пище увеличивается проницаемость кровеносных сосудов, что ведет к «пурпуровой болезни» – множественным точечным кровоизлияниям.
Следует указать на тесную функциональную связь витаминов С (аскорбиновая кислота) и Р (рутин) в окислительно-восстановительных процессах организма, образующих единую систему. Об этом свидетельствует лечебный эффект, оказываемый комплексом аскорбиновой кислоты и бифлаваноидов, названный аскорутином. Основные источники витамина Р для человека – это растительные продукты питания (в частности, овощи и фрукты), в которых также содержится много витамина С.
При восстановлении оксифлавонов можно получить антоцианидины, содержащие оксониевый кислород, входящий в ароматический цикл. так, кверцетин дает при этом цианидин, дальнейшее гидрирование которго приводит к катехину (дубители), содержащемуся в чае и обладающем Р-витаминной активностью.
Антоцианидины – относительно прочные твердые соли, интенсивно окрашенные. В виде гликозидов они являются антоциановыми красителями, окрашивающими цветы, ягоды и овощи (по-гречески антоциан – краска цветов). Все антоцианы – кислотно-основные индикаторы, т. е. их окраска зависит от рН среды. В кислой среде их окраска сдвигается в сторону красной, в щелочной – в сторону синей (или сине-зеленой), в нейтральной она фиолетовая. Так, краситель цианидин окрашивает васильки в синий цвет (щелочная среда в лепестках), а розу – в красный цвет (кислая среда). Другие представители антоцианидинов – пеларгонидин (лежит в основе окраски цветов пеларгонии), дельфинидин (окраска синих цветов дельфиниума, а также красного винограда и вина). Первый содержит в фенильном ядре на один гидроксил меньше, а второй – на один гидрокисл больше, чем цианидин.
На этих трех антоцианидинах построено великое множество оттенков сине-красной гаммы. Отдельные антоциановые красители отличаются тем, что один или два гидроксила в фенильном ядре метилированы, а гликозиды образованы разнообразными сахарами.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Химические свойства
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ПРОГРАММА БЛОКА ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ.
Углеводы. Моносахариды.Определение, общая формула. Классификация. Номенклатура, изомерия. Структурные и проекционные формулы, антиподы, диастереомеры. D- и L-ряды. Фо
УГЛЕВОДЫ
Углеводы являются важным классом природных органических соединений. Значение углеводов определяется той доминирующей ролью, которая отводится им в живых организмах, и сложностью выполняемых ими фун
МОНОУГЛЕВОДЫ
Классификация. Моносахариды (монозы) классифицируют по количеству атомов углерода и по характеру карбонильной группы.
По количеству атомов углерода:
Химическое строение моносахаридов
Карбонильные формы моносахаридов.Для выяснения строения и стереохимии моносахаридов химикам потребовалось более ста лет. В результате многолетних исследований было установлено,
Способы получения моносахаридов
1. Гидролиз ди- и полисахаридов, который происходит под действием кислот или ферментов, водные растворы щелочей не способствуют гидролизу:
Реакции карбонильных форм моносахаридов
1.1 Окисление. Реакции окисления используют в структурных исследованиях и биохимических анализах для обнаружения моносахаридов. Монозы легко окисляются, причем в зависимости от
Реакции с участием всех гидроксильных групп
2.2.1 Алкилирование. При действии на моносахариды более сильных алкилирующих агентов, например алкилгалогенидов, наряду с гликозидным гидроксилом в реакцию вступают все спиртов
ОЛИГОСАХАРИДЫ
Олигосахариды – сахароподобные сложные углеводы, характеризую-щиеся сравнительно невысокой (несколько сотен) молекулярной массой, хорошей растворимостью в воде, легкой кристаллизацией и, как правил
ДИСАХАРИДЫ
Строение дисахаридов.В зависимости от моносахаридных компонентов олигосахариды (подобно полисахаридам) делятся на:
· гомоолигосахариды, построенные из молекул одного монос
Получение дисахаридов
Практически дисахариды извлекают из природных источников в виде гликозидов. Некоторые из них могут быть получены путем неполного гидролиза полисахаридов. Природные источники являются в настоящее вр
Номенклатура олигосахаридов
Большинство встречающих в природе олигосахаридов имеют тривиальные, общеупотребимые названия (целлобиоза, лактоза, мальтоза, трегалоза, стахиоза, сахароза, рафиноза и целлотриоза), которые им были
Свойства дисахаридов
Дисахариды представляют собой твердые вещества или некристаллизующиеся сиропы, которые растворимы в воде. Как аморфные, так и кристаллические дисахариды плавятся в некотором интервале температур и,
Отдельные представители дисахаридов
Мальтоза, солодовый сахар.Дисахарид получается из крахмала при действии солода, содержащего фермент b-амилазу. Солод (от лат. maltum) – это проросшие, а затем высушенные
Отдельные представители трисахаридов
Принципы построения трисахаридов такие же, как и дисахаридов, т. е. трисахариды могут быть как восстанавливающие, так и невосстанавливающие. Многие из трисахаридов содержатся в растениях. Из трисах
Природные гликозиды
Гликозиды – это простые или сложные эфиры моносахаридов и олигосахаридов, образованные с участием полуацетального гидроксила. Гликозиды чрезвычайно распространены в животном и особенно в растительн
Строение высших полиоз
Несахароподобные полиозы – высокомолекулярные соединения, содержащие сотни и тысячи остатков моносахаридов. Остатки моноз связаны между собой кислородными мостиками, образованными за счет полуацета
ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ
Крахмал представляет собой не однородное вещество, а смесь полисахаридов, отличающихся не только степенью полимеризации, но и строением. Изучение химических превращений крахмала бы
ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ
Пектиновые вещества – широко распространенные в природе соединения. Различают растворимые пектиновые вещества и нерастворимые (протопектин). Растворимые пектиновые вещества содержа
Получение α-аминокислот
1.1 Из природных веществ. Белки при гидролизе в водных растворах в присутствии кислоты дают смесь α-аминокислот, которые можно выделить и разделить. Все они оптичес
Кислотно-основные свойства аминокислот
Аминокислоты – амфотерные вещества, которые могут существовать в виде катионов или анионов. Это свойство объясняется наличием как кислотной (–СО2Н), так и основной (–NH2
Изоэлектрическая точка аминокислот
Если раствор аминокислоты поместить в электрическое поле, то в зависимости от кислотности или основности раствора будет наблюдаться различная картина. В сильнощелочном растворе концентрация анионов
Комплексные соли с ионами меди
Аминокислоты с ионами переходных металлов (Сu, Zn, Co, Pb, Ag, Hg) образуют прочные хелатные комплексы (от греч. сhele – клешня). Малорастворимые хелаты меди (II) имеют глубокую синюю
Образование сложных эфиров (этерификация).
Карбоксильная группа аминокислоты легко этерифицируется обычными методами. Например, метиловые эфиры получают, пропуская сухой газообразный хлористый водород через раствор аминокислоты в метаноле.
Качественные реакции аминокислот
Особенностью химии аминокислот является многочисленность качественных (цветных) реакций, которые необходимы при исследовании их физико-химическими методами (хроматография, электрофорез).
Практическое применение аминокислот
Аминокислоты широко используются в современной медицине в качестве лекарственных средств. К таким аминокислотам относится глутаминовая кислота, метионин, гистидин, глицин, цистеин.
Глут
ОКСИКИСЛОТЫ
Оксикислотами называются карбоновые кислоты, в которых на ряду с карбонильной группой содержится гидроксильная группа.
Классификация оксикислот, как и других бифункциональ
Химические свойства оксикарбоновых кислот.
Оксикислоты, благодаря наличию спиртовой группы, реагируют не только, как кислоты, но и как спирты; гидроксильная группа в этих соединениях может быть замещена галогеном или ацилирована. Некоторые
Оксикислоты
Характерным отличием β-оксикислот от -оксикислот является легкость, с кото
Б) Реакции гидроксильной группы
1. Реакция ацилирования.При ацилировании гидроксикарбоновых кислот галогенангидридами получаются сложные эфиры. Для ацилирования можно использовать и ангидриды кислот:
ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Гетероциклическими соединениями называют соединения, содержащие циклы, в которых имеется один или несколько гетероатомов – N, О, S или другие атомы, способные образовывать не м
ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ
Общая характеристика пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом.К простейшим ароматическим пятичленным гетеро-циклическим соединениям с одним гетероатомом относятся фуран, пирро
Производные фурана
Тетрагидрофуран.Тетрагидрофуран получается гидрированием фурана в присутствии никелевого катализатора.
Химические свойства
1. Реакция галогенирования. Для галогенирования тиофена можно использовать бром или хлор при низкой температуре, при этом могут образовываться как моно-, так и полигалогентиофе
Практическое применение тиофена и его производных
Циклическая система тиофена встречается в природе в некоторых продуктах растительного происхождения, но гораздо большее значение имеет это соединение в составе синтетических лекарственных препарато
Основные способы получения
1. Сухой перегонкой аммонийной соли слизевой кислоты или действием аммиака на фуран в присутствии оксида алюминия:
Химические свойства
1.Галогенирование. Осуществляется с помощью хлористого сульфурила, брома в спиртовом растворе и триодид-иона (йод в растворе иодида калия), причем в результате иодирования обра
Применение пиррола и его производных
Пиррол содержится в каменноугольной смоле. Цикл пиррола – структурный фрагмент природных пигментов (например, гема, хлорофиллов, желчи, витамина В12, некоторых антибиотиков), а та
Гемоглобин
Строение и функции гемоглобина.Гемоглобин вляется переносчиком кислорода от легких к тканям тела, представляет собою белок глобин, координационно связанный с гемом (гем – по
Химические свойства
Реакции индола и его простых производных сходны с реакциями пиррола.
1. Индол обладает слабоосновными свойствами и в то же время слабокислыми, образует металлические производные –
Триптофан.
Триптофан [2-амино-3-(3'-индолил)-пропионовая кислота] — бесцветное кристаллическое вещество, Тш = 283–285 °С, растворим в воде, плохо растворим в этаноле и не растворим в
ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С НЕСКОЛЬКИМИ ГЕТЕРОАТОМАМИ
Среди гетероциклических соединений наиболее многочисленна и разнообразна группа пятичленных гетероциклов, содержащих более одного гетероатома. Большинство этих циклических систем можно формально по
Оксазол
Электронное строение.Ароматические свойства оксазола связаны с наличием циклической сопряженной π-электронной системы, построенной из двух π-электронов связ
Пиридин
Способы получения пиридина и пиридиновых оснований. В небольших количествах пиридини его метил- и этилпроизводные получают из каменноугольной смолы, которая содержит около 0,2 % см
Химические свойства
1. Восстановление водородом. При восстановлении водородом в момент выделения (действуя натрием на спиртовой раствор пиридина А.Н. Вешнеградский) или над катализатором пиридин п
ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С НЕСКОЛЬКИМИ ГЕТЕРОАТОМАМИ
Пиримидин. Является важнейшим из шестичленных гетероциклов с двумя атомами азота. Пиримидиновый цикл входит в многочисленные природные соединения: нуклеиновые кислоты, витамины, коферменты, являетс
ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ДВУМЯ РАЗНЫМИ ГЕТЕРОАТОМАМИ
Оксазины. Оксазиновое кольцо входит в состав многих органических веществ, имеющих большое практическое значение. Среди последних – широко распространенные красители, лекарст
Новости и инфо для студентов