Пурины: реакции и методы синтеза

24. Пурины: реакции и методы синтеза

Пурины представляют огромный интерес по ряду причин, но главная заключается в том, что совместно с некоторыми пиримидиновыми основаниями они входят в состав ДНК и РНК и, следовательно, имеют фундаментальное значение в процессах жизнедеятельности. Кроме того, нуклеозиды и нуклеотиды (см. ниже) действуют как гормоны, нейротрансмиттеры и присутствуют в некоторых коферментах. Взаимопревращение моно-, ди- и трифосфатных эфиров нуклеозидов лежит в основе переноса энергии во многих метаболических системах, а также включено во внутриклеточные связи. Их огромное биологическое значение наряду с исследованиями в области медицинской химии по поиску противоопухолевых и антивирусных (особенно анти-ВИЧ) препаратов привело к стремительному развитию химии пуринов в последние годы.

Рисунок 1. Раздел 24. Пурины: реакции и методы синтеза

Ценные уроки можно извлечь из изучения химии пуринов, так как их реакции служат примером взаимодействия их составных частей — имидазольного и пиримидинового циклов (подобно тому, как свойства индола представляют собой модифицированную химию пиррола и бензола). Так, пурины могут подвергаться как электрофильной, так и нуклеофильной атаке по атому углерода пятичленного цикла, но исключительно нуклеофильным реакциям по атому углерода шестичленного цикла.

Рисунок 2. Раздел 24. Пурины: реакции и методы синтеза

Нумерация пуринового ядра отличается от нумерации, принятой для конденсированных структур, и построена так, как будто пурин — производное пиримидина. В принципе для пурина возможны четыре таутомерные формы, отличающиеся друг от друга положением атома водорода, связанного с одним из четырёх кольцевых атомов азота; в кристаллическом состоянии пурин существует в виде 7Н-таутомера, однако в растворе 7Н- и 9Н-таутомеры представлены в примерно равных пропорциях; 1Н- и 3Н-таутомеры не обнаружены [1].

Рисунок 3. Раздел 24. Пурины: реакции и методы синтеза

Поскольку встречающиеся в природе пурины представляют собой амино-и/или кислородсодержащие производные, нет ничего удивительного в том, что большинство работ по химии пуринов имеет отношение к таким производным, и вследствие этого примерам простых реакций, таких, как в других главах, где они приведены как типичные, будет уделено ограниченное внимание. Изучение пуринов началось с интереса к встречающимся в природе производным, поэтому используется в основном «тривиальная» номенклатура. Нуклеозиды представляют собой производные сахаров [в основном 9-(рибозиды) или 9-(2’-дезоксирибозиды)] и пуриновых (или пиримидиновых) оснований. Например, аденозин представляет собой 9-(рибозид) аденина, который, в свою очередь, имеет тривиальное название 6-аминопурин, а нуклеотид — это 5’-фосфат (или ди-, или трифосфат) нуклеозида, например, аденозин-5’-трифосфат (АТФ).

Рисунок 4. Раздел 24. Пурины: реакции и методы синтеза

Кофеин (1,3,7-триметилксантин) — хорошо известный стимулятор, содержащийся в чае и кофе. В организмах млекопитающих конечным продуктом метаболического расщепления нуклеиновых кислот является мочевина, в то время как для птиц и рептилий — это мочевая кислота. Мочевая кислота была одним из первых гетероциклических соединений, выделенных в чистом виде, и была получена Шееле из желчных камней в 1776 году.

Рисунок 5. Раздел 24. Пурины: реакции и методы синтеза

6-Меркаптопурин используется для лечения лейкемии и других раковых заболеваний, ацикловир — антивирусное средство, используемое для лечения инфекционных заболеваний, вызываемых вирусом Herpes, а дидезоксиинозин (DDI) применяют против СПИДа.

Рисунок 6. Раздел 24. Пурины: реакции и методы синтеза

Изостеры (то есть молекулы с одинаковым составом, но различающиеся по строению) пуринов также имеют большое значение в медицине: аллопуринол используют для лечения подагры, а силденафил получил международную известность под торговым названием «Виагра» для лечения импотенции. Некоторые природные соединения можно рассматривать как изостеры пуринов: оксанозин и туберсидин, оба полученные из Streptomyces, имеют антимикробную и противораковую активность.

Рисунок 7. Раздел 24. Пурины: реакции и методы синтеза


24. Пурины: реакции и методы синтеза

Список литературы к главе 24

Упражнения к главе 24

Глава 24

Дополнительно:


Сегнетоэлектрические твёрдые растворы на основе оксидных соединений ниобия и тантала / В монографии изложены механизмы твердофазного взаимодействия при синтезе сегнетоэлектрических твёрдых растворов со структурами перовскита и псевдоильменита. Физическими методами исследованы концентрационные структурные перестройки и процессы структурного упорядочения в сегнетоэлектрических твёрдых рСегнетоэлектрические твёрдые растворы на основе оксидных соединений ниобия и тантала
В монографии изложены механизмы твердофазного взаимодействия при синтезе ...
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 ...
История великого закона / Москва, 1952 год. Издательство «Молодая гвардия». С иллюстрациями. Издательский переплёт. Сохранность хорошая. Книга посвящена Периодическому закону химических элементов Д. И. Менделева. Автор рассказывает многовековую историю изучения веществ, подчёркивает блестящее решение русского химика.История великого закона
Москва, 1952 год. Издательство «Молодая гвардия». С иллюстрациями. Издательский ...
ЛЕННИИХИММАШ. Труды том 8. Вопросы прочности химической аппаратуры / В сборнике освещены результаты работ по исследованию прочности, герметичности и динамики элементов и узлов химических аппаратов. Большинство статей посвящено расчёту напряжённо-деформированного состояния наиболее распространённых элементов и узлов сварных корпусов аппаратов, работающих под внутренниЛЕННИИХИММАШ. Труды том 8. Вопросы прочности химической аппаратуры
В сборнике освещены результаты работ по исследованию прочности, герметичности и ...