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:


Пластические массы / В сборнике рассмотрены вопросы, связанные с технологией получения сырья и полупродуктов для производства пластических масс, синтезом фенольных, карбамидных, эпоксидных, фуриловых и фурфурольных смол, кремнийорганических полимеров, ионообменных смол и др., расширением ассортимента пластификаторов, наПластические массы
В сборнике рассмотрены вопросы, связанные с технологией получения сырья и ...
Химия подгруппы титана. Сульфаты, фториды, фторосульфаты из водных сред / В монографии рассмотрено фазообразование в сульфатно-фторидных водных системах соединений подгруппы титана с разграничением полей их существования, установлением химического состава и характеристик: рефрактометрических, рентгенометрических, термических и ИК-спектроскопических. Для ряда соединений опХимия подгруппы титана. Сульфаты, фториды, фторосульфаты из водных сред
В монографии рассмотрено фазообразование в сульфатно-фторидных водных системах ...
Основы количественной теории органических реакций / В данной книге обобщены и систематизированы некоторые аспекты современной количественной теории реакционной способности органических соединений и представлений о механизмах органических реакций. В книге рассмотрены важные теоретические проблемы, связанные с обоснованием и использованием корреляционнОсновы количественной теории органических реакций
В данной книге обобщены и систематизированы некоторые аспекты современной ...
Поливинилхлорид в промышленности / Книга инженеров X. Юнгникеля и X. Виппенхона «Поливинилхлорид в промышленности» освещает опыт производства и применения поливинилхлоридных материалов и изделий в различных отраслях промышленности и строительства ГДР. В книге подробно описаны основные свойства поливинилхлорида и методы их определенияПоливинилхлорид в промышленности
Книга инженеров X. Юнгникеля и X. Виппенхона «Поливинилхлорид в промышленности» ...