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:


Новые воззрения в органической химии. Органическая химия для углублённого изучения / Москва, 1960 год. Государственное издательство иностранной литературы. Издательский переплёт. Сохранность хорошая. Книга посвящена теоретическим проблемам органической химии. Подробно рассматриваются с точки зрения электронной теории многие реакции органических соединений. Книга состоит из трёх главНовые воззрения в органической химии. Органическая химия для углублённого изучения
Москва, 1960 год. Государственное издательство иностранной литературы. ...
Молекулы и модели. Молекулярная структура соединений элементов главных групп / Настоящая монография посвящена анализу теоретических моделей, от простых до сложных (от льюисовой валентности и ионной модели до аномерного эффекта и эффекта Яна-Теллера), использующихся в стереохимии, а также систематическому анализу особенностей и установлению закономерностей молекулярного строениМолекулы и модели. Молекулярная структура соединений элементов главных групп
Настоящая монография посвящена анализу теоретических моделей, от простых до ...
Успехи химии и технологии полимеров / Сборник составлен по материалам XVII конференции по высокомолекулярным соединениям. В него включены статьи, освещающие основные современные проблемы химии и физико-химии полимеров, а также состояние и перспективы развития полимерной индустрии в СССР. Большое внимание уделено применению полимерных маУспехи химии и технологии полимеров
Сборник составлен по материалам XVII конференции по высокомолекулярным ...
Пластификаторы / Монография содержит весьма обширный материал о пластификаторах — веществах, дающих возможность изменять свойства полимерных композиций в желаемом направлении. В ней подробно рассмотрены различные группы пластификаторов, их химические, физические и физико-химические свойства, механизм их действия приПластификаторы
Монография содержит весьма обширный материал о пластификаторах — веществах, ...