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:


Реология полимеров / В книге в популярной форме рассказано об основных закономерностях и аномалиях, наблюдаемых при изучении реологических свойств полимеров для важнейших случаев их применения. В ней без сложного математического аппарата рассмотрены физико-химические основы деформации в расплавах, твёрдых полимерах, дисРеология полимеров
В книге в популярной форме рассказано об основных закономерностях и аномалиях, ...
Средства индивидуальной защиты. Справочник / Описаны современные средства индивидуальной защиты: спецодежда, спецобувь, средства защиты рук, глаз, лица, головы, органов дыхания, предназначенные для предупреждения воздействия на работающих различных вредных и опасных факторов химических производств. Даны научно обоснованные рекомендации по оценСредства индивидуальной защиты. Справочник
Описаны современные средства индивидуальной защиты: спецодежда, спецобувь, ...
Основные начала неорганической химии / Воспроизведено в оригинальной авторской орфографии издания 1912 года (издательство «Москва»).Основные начала неорганической химии
Воспроизведено в оригинальной авторской орфографии издания 1912 года ...
Свободные иминоксильные радикалы / Книга посвящена вопросам синтеза, строения, реакционной способности и применения нового класса свободных радикалов. В ней приводятся препаративные методы получения устойчивых на воздухе индивидуальных иминоксильных радикалов и рассматриваются их химические превращения. На примере большого числа разлСвободные иминоксильные радикалы
Книга посвящена вопросам синтеза, строения, реакционной способности и применения ...