Пирролы: реакции и методы синтеза

13. Пирролы: реакции и методы синтеза

Пиррол [1] и простые алкилпирролы представляют собой бесцветные жидкости с относительно слабым запахом, напоминающим запах анилина, которые так же, как и анилины, темнеют в результате самопроизвольного окисления. Пиррол сам по себе коммерчески доступен и получается в промышленности газофазной реакцией фурана и аммиака, катализируемой оксидом алюминия.

Впервые пиррол был выделен из каменноугольной смолы в 1834 году и затем в 1857 году получен в результате сухой перегонки костной муки; последний процесс аналогичен используемому ранее лабораторному методу синтеза пиррола, основанному на сухой перегонке аммонийной соли слизевой кислоты. Само слово «пиррол» происходит от греческого «красный», это связано с тем, что пиррол придаёт яркую красную окраску сосновым стружкам, смоченным в концентрированной соляной кислоте.

Рисунок 1. Раздел 13. Пирролы: реакции и методы синтеза

Первоначальные исследования в области химии пиррола были связаны с деградацией двух важных пигментов: гема — пигмента крови, обеспечивающего процесс дыхания, и хлорофилла — зелёного пигмента растений, ответственного за процесс фотосинтеза [2] Разложение этих пигментов привело к получению смеси алкилпирролов. Хлорофилл и гем синтезируются в живой клетке из порфобилиногена, причём только ароматические пирролы играют чрезвычайно важную роль в основном метаболизме [3] [4].

Рисунок 2. Раздел 13. Пирролы: реакции и методы синтеза

В конечном итоге все жизненные процессы на земле связаны с процессом включения атмосферного диоксида углерода в углеводы. Этот процесс, называемый фотосинтезом, требует больших энергетических затрат и источником энергии для него служит солнечный свет. На первой стадии этого сложного процесса происходит поглощение фотона пигментами, причём в многоклеточных растениях ключевую роль на этой стадии играет хлорофилл-α.

Энергия фотонов впоследствии превращается в химическую энергию, которая используется для связывания атомов углерода, включённых в молекулы диоксида углерода, что в конце концов сопровождается высвобождением кислорода Таким образом в качестве побочного продукта в этом процессе выделяется молекулярный кислород, обеспечивающий эволюцию всех аэробных организмов, в том числе и человека.

Рисунок 3. Раздел 13. Пирролы: реакции и методы синтеза

Гемоглобин переносит кислород от лёгких в сеть артериальных кровеносных сосудов млекопитающих и состоит из белка глобина, связанного с простетической группой — пигментом гемом. Чрезвычайно близкое структурное родство гема и хлорофилла поразительно и даёт возможность предположить их общее эволюционное происхождение. В окисленном гемоглобине присутствует шестикоординированное железо(II), которое связано с атомом азота имидазольного фрагмента белка гистидина, расположенного с одной стороны плоскости макроцикла, и молекулярным кислородом, находящимся с другой стороны. Гем без железа(II) называется протопорфирином IX, а незамещённый макроцикл называется порфирином. Гем также входит в состав цитохромов [5] — ферментов, обеспечивающих перенос электронов.

Рисунок 4. Раздел 13. Пирролы: реакции и методы синтеза

Витамин В12 [6] также представляет собой производное порфобилиногена, однако, хотя его строение родственно хлорофиллу и гему, существуют определённые отличия. Соответствующий незамещённый макроцикл называется коррином.

Рисунок 5. Раздел 13. Пирролы: реакции и методы синтеза

Кеторолак обладает анальгетическим и противовоспалительным действием и эквивалентен сульфату морфина по своей способности облегчать послеоперационные боли. Аторвастатин используется для понижения уровня холестерина.


13. Пирролы: реакции и методы синтеза

Список литературы к главе 13

Упражнения к главе 13

Глава 13

Дополнительно:


Хроматография полимеров / В книге изложены современные представления об адсорбции и хроматографии синтетических высокомолекулярных веществ; рассмотрены теоретические и методические основы гель-проникающей и тонкослойной хроматографии полимеров; показана возможность применения этих методов для разделения олигомеров и полимероХроматография полимеров
В книге изложены современные представления об адсорбции и хроматографии ...
Химическая информация. Что, где и как искать химику в литературе / Книга является практическим пособием по пользованию химической литературой. В ней описаны основные справочники, реферативные журналы и их указатели, каталоги библиотек, системы классификации, приведены конкретные примеры информационного поиска. Книга знакомит читателя с новыми средствами информации,Химическая информация. Что, где и как искать химику в литературе
Книга является практическим пособием по пользованию химической литературой. В ...
Стабилизация синтетических полимеров / В книге приводятся данные о термо- и светостойкости различных полимеров, излагаются современные представления о процессах их разложения и механизме действия стабилизаторов. В ней обобщены экспериментальные данные по стабилизации полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида. Книга преднаСтабилизация синтетических полимеров
В книге приводятся данные о термо- и светостойкости различных полимеров, ...
Саморегулируемые волны химических реакций и биологических популяций / Монография посвящена математическому моделированию и исследованию нелинейных волн химических реакций и биологических популяций, существующих за счёт внутренних процессов в волнах. Впервые систематически излагаются разработанные автором методы бесконечной и полубесконечной зон реакции. Первый примениСаморегулируемые волны химических реакций и биологических популяций
Монография посвящена математическому моделированию и исследованию нелинейных ...