Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

Все три диазина — пиридазин [1], пиримидин [2] и пиразин [3] — представляют собой устойчивые бесцветные соединения, растворимые в воде. Незамещённые диазины, в отличие от пиридина, трудно доступны и дороги, вследствие чего, редко используются в качестве исходных соединений для получения производных диазинов. Аннелирование бензольного кольца к диазиновому возможно лишь четырьмя способами, и существует лишь четыре бензодиазина: циннолин, фталазин, хиназолин и хиноксалин.

Рисунок 1. Раздел 11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

Пиридазин отличается от других диазинов поразительно высокой температурой кипения (207 °C), что на 80–90 °C выше температур кипения пиримидина (123 °C), пиразина (118 °C) и других азинов, включая 1,3,5-триазины, температуры кипения которых лежат в интервале 114-124 °C. Такая высокая температура кипения пиридазина связана со способностью связи N—N к поляризации, что обеспечивает высокую степень диполярной ассоциации молекул в жидкости.

Наиболее важные встречающиеся в природе диазины — это пиримидиновые основания: урацил, тимин и цитозин, которые входят в состав нуклеиновых кислот [4]. Среди некоторых аналогов пиримидиновых нуклеозидов были обнаружены антивирусные агенты, такие, как идоксуридин, применяемый для лечения глазных заболеваний, вызванных вирусом Herpes, AZT — препарат, наиболее часто используемый для лечения ВИЧ, ламивудин (3-ТС), используемый одновременно для лечения гепатита В и ВИЧ-инфекций, и ещё один препарат против ВИЧ-инфекций — ставудин (d4T). Пиримидиновый фрагмент содержится также в молекуле тиамина (витамин B1) (разд. 21.11.). Часто пиримидиновые циклы в нуклеиновых кислотах изображают иначе, чем в этой главе: при этом пиримидиновый цикл перемещают относительно горизонтальной оси таким образом, что атом N3 становится «направленным» на северо-запад. Такой приём используется главным образом для того, чтобы подчеркнуть сходство пиримидинового цикла с пуринами нуклеиновых кислот (гл. 24.), которые традиционно представляют таким образом, чтобы пиримидиновая часть бициклической пуриновой системы была расположена слева.

Рисунок 2. Раздел 11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

Пиразиновый цикл обнаружен в аспергилловой кислоте — метаболите грибов — и в дигидроформе в люциферинах некоторых жуков, в том числе и светлячков Cypridina hilgendotfii, ответственных за хемилюминесценсию [5]. Простые метоксипиразины обусловливают аромат большинства фруктов и овощей, таких, как горох и стручковый перец, и вин [6]. Даже если эти соединения присутствуют в незначительных количествах, они обладают заметным запахом и могут быть обнаружены в концентрации 0,00001 миллионных долей. Родственные соединения, образующиеся в результате пиролиза аминокислот в процессе приготовления пищи, ответственны за аромат жареного мяса. Некоторые поли-алкилпиразины — феромоны насекомых; например, 2-этил-3,6-диметилпиразин, представляет собой главный компонент феромона южноамериканского муравья-листоеда.

Рисунок 3. Раздел 11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

Производные пиридазинов редко встречаются в природе; среди природных соединений, содержащих пиридазиновый цикл, следует упомянуть, например, метаболиты грибов Streptomyces, содержащие главным образом восстановленный цикл, и четвертичную соль — пиридазиномицин. Дивицин, присутствующий в качестве глюкозида в конских бобах и некоторых родственных растениях, представляет собой токсин, ответственный за «фавизм» — опасную гемолитическую реакцию у генетически предрасположенных людей (обычно проживающих в Средиземноморье). Пиперазин (гексагидропиразин) используется для лечения глистной инвазии.

Рисунок 4. Раздел 11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

Производные всех трёх диазинов широко исследовались на предмет их применения в качестве синтетических лекарственных препаратов (см. также выше). К числу наиболее широко используемых для этих целей соединений диазинового ряда относятся антибактериальный препарат триметоприм, антималярийный препарат пириметамин и антигипертензивное средство гидралазин, содержащий бициклическую фталазиновую систему.

Рисунок 5. Раздел 11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

Некоторые пиридазины представляют собой селективные регуляторы роста растений и используются в качестве гербицидов: например, пиридат [3-гидрокси-6(1Н)-пиразинон] применяют для уничтожения сорняков.


11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза

Список литературы к главе 11

Упражнения к главе 11

Глава 11

Дополнительно:


Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева / В книге освещены предыстория периодического закона и его развитие на протяжении более 100 лет после открытия. В ней отражены три основных этапа в эволюции периодического закона: периодический закон и элемент, периодический закон и строение атома, периодический закон и строение ядра атома. В книге прПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
В книге освещены предыстория периодического закона и его развитие на протяжении ...
Справочное руководство по химии / Руководство включает основные теоретические положения неорганической, органической, физической и аналитической химии, электрохимии, термодинамики, сведения по техническому анализу, общей химической технологии, примеры решений типовых задач. Приведён обширный справочный материал по продуктам основногСправочное руководство по химии
Руководство включает основные теоретические положения неорганической, ...
Электронные корреляции в молекулах / В книге автора из Великобритании излагаются современные методы теоретической химии, которые используются при уточнённых расчётах энергии молекул. Вычисление корреляционных поправок («корреляционных эффектов») к энергии молекул имеет большое значение при теоретическом рассмотрении механизмов химическЭлектронные корреляции в молекулах
В книге автора из Великобритании излагаются современные методы теоретической ...
Химические реакторы в примерах и задачах / В книге впервые собраны примеры и задачи по расчётам химических реакторов — основных аппаратов химической, нефтехимической, химико-фармацевтической, биохимической и других отраслей промышленности. В ней приведены важнейшие методы расчёта, необходимые для проектирования реакторов. На большом числе прХимические реакторы в примерах и задачах
В книге впервые собраны примеры и задачи по расчётам химических реакторов — ...