Лекция 13 Биологически важные ароматические и гетероциклические

Лекция № 13 Биологически важные ароматические и гетероциклические соединения

Формула Кекуле Бензол

Примеры ароматических и гетероциклических структур бензол фенилаланин Индол Триптофан имидазол Гистидин 3 2 1

Примеры ароматических структур, синтезируемых в организме Эстрол (эстроген) –женский половой гормон Тестостерон (андроген) – мужской половой гормон Тироксин –гормон щитовидной железы – определяет уровень метаболизма

Строение двойной связи, sp 2 - гибридные орбитали σ- связь Длина С-С – связи составляет 1, 34 Ао, а С-Н связи - 1, 10 Ао π-связь Стандартные энтальпии образования связей: С-Н - 415 к. Дж/моль, С-С – 348 к. Дж/моль, С=С- связи – 610 к. Дж/моль

Эффект сопряжения в структуре бензола Происходит сопряжение (объединение в общую систему ) 6 Pz электронов с одновременной делокализацией (выравниванием , усреднением) электронной плотности, Е сопряжения у бензола= 150, 6 к. Дж/моль

Эффект сопряжения в ароматических углеводородах

Признаки ароматичности 1. SP 2 - гибридизация углеродных атомов; n 2. Плоская структура молекулы; n 3. Наличие системы сопряжения и делокализации Р z -электронов с числом, равным (4 n + 2) (Правило Хюккеля) (6, 10, 14 -электронов); n 4. Склонность к реакциям электрофильного замещения SE (c положительно заряженными частицами); n

Ароматические гетероциклические структуры Пиррол (азол) SP 2 Pz атом азота пиррольного типа Основный центр SP 2 . . Пиридин (азин) Pz Атом азота пиридинового типа

Пятичленные одногетероатомные циклы и их производные Н Пиррол Индол Тиофен Фуран Пролин (пирролидин – 2 карбоновая кислота) Триптофан ( β-индолил- ά – аланин)

Тетрапиррольные соединения Дипиррилметен Порфирин

Структура гемоглобина Fe

Структура хлорофилла Mg

СТРУКТУРА ЦИАНОКОБАЛАМИНА (ВИТАМИНА В 12) Со

Окисление гема Биллирубинуровень биллирубина имеет диагностическое значение

Синтез мелатонина [o] Триптофан S-аденозил метионин алкилирование Триптамин Серотонин Ацетилкоэнзим А -Ко. А-SH Ацилирование Мелатонин

Нормальный путь метаболизма триптофана Триптофан Гетероауксин – фактор роста растений Бета-индолил пировиноградная кислота Скотол – определяет Запах фекалий

Патологический путь метаболизма триптофана Псилобицин – вызывает галюцинации ЛСД –диамид лизергиловой кислоты – антагонист серотонина Индопан –обладает психоактивирующим действием

Пятичленные гетероциклы с 2 гетероатомами Пиразол Имидазол декарбоксилаза Гистидин Гистамин

Конкурентный путь метаболизма гистидина Гистидинурия Гистидаза Гистидин [O] урокиназа Уроканат [o], N-формилиминоглутамат

Лекарственные препараты – производные пиразола Амидопирин Анальгин

Фуран и его производные фуран тиофен Фурфурол Синтез фурациллина фурфурол -н 2 О семикарбазон -Н 2 О фурациллин

Тиофен и его производные Остаток мочевины Витамин Н Остаток валерьяновой кислоты В витамине Н все атомы Н находятся в цис-форме

Перенос карбоксильных групп с участием биотина (витамина Н) фермент

Примеры биосинтезов с участием биотина Ацетилкоэнзим А Малонилкоэнзим А С участием кофермента биотина происходит удлинение углевородной цепи на 1 углеродный атом Потребность -0, 25 г/сутки, синтезируется кишечной микрофлорой

Шестичленные одногетероатомные циклы пиридин Никотиновая кислота Хинолин Синтез никотиновой кислоты и ее амида Никотинамид – витамин РР Коферментная форма витамина РР НАД+ НАДН

Биологически важные редокссистемы 1. Производные никотинамида НАД+ или НАДФ+ Окисленная форма НАДН или НАДФН Восстановленная форма

Никотинамидадениндинуклеотид – НАД+ Никотинамидадениндинуклеотидфосфат – НАДФ+

Витамин В 6 -пиридоксальфосфат Пиридоксальфосфат

Реакции с участием витамина В 6 1) Переаминирование и изомеризация аминокислот 2) Декарбоксилирование карбоновых кислот Глутаминовая кислота ГАМК Лечение оксалатурии витамином В 6 В 6 Щавелевая кислота Муравьиная кислота

Известные производные пиридина СН Никотиновая кислота Полимер (смола) Кониин Анабазин

Шестичленные двухгетероатомные циклы Пиримидин Лактим-лактамная таутомерия Урацил (фенольная форма) Цитозин Тимин Лактамная форма

Витамин В 1 (аневрин, тиамин) Болезнь бери-бери Кокарбоксилаза Бенфотиамин –В 1 витаминная активность

Производные птеридина – фолевая кислота

Производные птеридина Антиметаболиты фолевой кислоты Фолевая кислота

Производные пурина Кофеин Теофиллин Теобромин

Метаболиты пурина – продукты его окисления в организме Пурин Гипоксантин Ксантин Мочевая кислота

Окисление производных пурина с участием фермента ксантиноксидазы Н РР Кофеин Н Мочевая кислота Соли мочевой кислоты - ураты