ВУЗ: Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Химия
Добавлен: 09.02.2019
Просмотров: 13972
Скачиваний: 27
Конденсированные гетероциклы с четырьмя атомами азота – пурины
Пурин является ароматическим соединением (10р-ē, три атома азота –
пиридиновые, один атом азота - пиррольный), очень слабое основание, NH-
кислота. Для пурина характерны две таутомерные формы – 9Н- и 7Н-пурины.
Методы получения и реакционная способность пурина не рассматриваются.
Описывается строение пуриновых оснований (РНК, ДНК), пуриновых
алкалоидов и мочевой кислоты, а также их качественные реакции.
N
N
N
H
N
N
N
N
H
N
9Н-пурин
(преобладающий изомер)
7Н-пурин
1
2
3
4
5
6
7
8
9
таутомерия
Пуриновые основания
N
N
N
H
N
NH
2
NH
N
N
H
N
O
NH
2
N
N
N
H
N
OH
NH
2
6-аминопурин,
аденин
2-амино-6-гидроксипурин,
гуанин
Аденин и гуанин входят в состав ДНК и РНК.
Метаболиты РНК
NH
N
H
N
H
N
O
O
NH
N
N
H
N
O
ксантин
гипоксантин
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Пуриновые алкалоиды
Относятся к производным 7Н-ксантина. Качественной реакцией на
производные 7Н-ксантина является образование окрашенных солей Со
+2
(серо-
голубого, розового цвета).
335
Теофиллин (теоцин)
1,3-диметилксантин, алкалоид листьев чая
N
N
N
N
O
O
H
CH
3
CH
3
1) NaOH
2) CoCl
2
N
N
N
N
O
O
CH
3
CH
3
2
Co
+2
Теобромин
3,7-диметилксантин, алкалоид бобов какао
N
N
N
N
O
O
CH
3
CH
3
H
1) NaOH
2) CoCl
2
N
N
N
N
O
O
CH
3
2
Co
+2
CH
3
Кофеин
1,3,7-триметилксантин (солей Со
+2
не образует, так как отсутствуют
подвижные атомы водорода), алкалоид листьев чая и зерен кофе
N
N
N
N
O
O
CH
3
CH
3
CH
3
Все приведенные выше алкалоиды являются стимуляторами центральной
нервной системы, как и мочевая кислота – конечный продукт расщепления
нуклеиновых кислот и первое гетероциклическое соединение, полученное в
индивидуальном виде Шееле в 1776 г. Соли мочевой кислоты – ураты входят в
состав мочевых камней человека.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
N
N
N
N
O
O
мочевая кислота
рКа
∼ 5,75
H
H
H
NaOH
H
O
N
N
N
N
O
O
H
H
H
Na O
урат натрия
336
Мурексидная проба – качественная реакция для ксантинов и мочевой кислоты.
N
N
O
O
H
H
N
ксантины,
мочевая кислота
k. HNO
3
N
N
O
O
H
H
O
NH
4
O
аммонийная соль пурпурной кислоты,
мурексид (пурпурно-красный цвет)
Нуклеиновые кислоты (НК)
НК – макромолекулы кислотного характера, содержащиеся в ядрах
клетки. Отвечают за наследственные признаки, осуществляют контроль за
синтезом белка. Представляют собой белые волокнистые осадки, гидролиз
которых дает пуриновые (пиримидиновые) основания, рибозу (дезоксирибозу)
и фосфорную кислоту.
Условия гидролиза:
- кислотный, мягкий – 1н HCl, 100
0
С, 1 час;
- кислотный, жесткий – 70% HClO
4
, 100
0
С, 1 час;
- щелочной – 0,3н, КОН, 37
0
С, 20 ч.
Общая схема гидролитического расщепления НК:
НК
→ нуклеотиды → нуклеозиды + H
3
PO
4
→ В + пентоза
В – пуриновые и пиримидиновые основания:
РНК
пиримидиновые В
пуриновые В
цитозин, урацил
аденозин, гуанин
ДНК
пиримидиновые В
пуриновые В
цитозин, тимин
аденозин, гуанин
Пентозы:
O
CH
2
OH
H
H
OH
H
OH
OH
H
O
CH
2
OH
H
H
OH
H
H
OH
H
β-D-рибофураноза
РНК
β-D-2-дезоксирибофураноза
ДНК
337
H
3
PO
4
– фосфорная кислота
O
P
OH
OH
OH
Нуклеозиды – фрагмент РНК, ДНК, состоящий из пуринового
(пиримидинового) основания и соответствующей пентозы, относятся к N-
гликозидам.
Рибонуклеозиды: уридин (U)
цитидин (C)
аденозин (A)
гуанозин (G)
Общая формула: Пример: уридин (U)
1
/
2
/
3
/
4
/
5
/
NH
O
O
N
O
OH
OH
H
H
H
CH
2
H
HO
O
CH
2
OH
H
H
OH
H
OH
B
H
2
/
- Дезоксирибонуклеозиды: 2
/
- дезокситимидин (dT)
2
/
- дезоксицитидин (dC)
2
/
- дезоксиаденозин (dA)
2
/
- дезоксигуанозин (dG)
Общая формула: Пример: 2
/
- дезоксиаденозин (dA)
N
N
N
N
NH
2
O
H
OH
H
H
H
CH
2
H
HO
1
/
2
/
3
/
4
/
5
/
O
CH
2
OH
H
H
OH
H
OH
B
H
Нуклеотиды – это фосфаты нуклеозидов. В состав НК входят 3
/
и 5
/
-
монофосфаты.
338
Для обозначения фосфатов вводится малая латинская буква – р. Для 3
/
-
фосфатов “р” ставится после буквы, обозначающей нуклеозид. Для 5
/
-
фосфатов “р” ставится до буквы, обозначающей нуклеозид.
Рибонуклеотиды
1. Рибонуклеозид-5
/
-монофосфат
Общая формула: Пример: цитозин-5
′
-монофосфат (рС)
N
NH
2
O
N
O
OH
OH
H
H
H
CH
2
H
O
P
HO
OH
O
1
/
2
/
3
/
4
/
5
/
B
O
OH
OH
H
H
H
CH
2
H
O
P
HO
OH
O
По аналогии: уридин-5
/
-монофосфат (pU)
аденозин-5
/
-монофосфат (pA)
гуанозин-5
/
-монофосфат (pG)
2. Рибонуклеозид-3
/
-монофосфат
Общая формула:
B
O
OH
O
H
H
H
CH
2
H
P
O
OH
HO
1
/
2
/
3
/
4
/
5
/
OH
По аналогии с описанным выше: цитидин-3
/
-монофосфат (Cp)
уридин-3
/
-монофосфат (Up)
аденозин-3
/
-монофосфат (Ap)
гуанозин-3
/
-монофосфат (Gp)
339