Реакции замещения в ароматических гетероциклических соединениях
π- Избыточные гетероциклы имеют повышенную электронную плотность внутри кольца и высокую склонность к реакциям электрофильного замещения по сравнению с бензолом.
π- Недостаточные гетероциклы являются электронодефицитными. Они гораздо труднее, чем бензол, вступают в реакции электрофильного замещения SЕ.
В пиридине электрофильное замещение SЕ идет в β- положение.
Для пиридина возможны также реакции нуклеофильного замещения SN, не характерные для бензола. В таких реакциях атакуются α и γ-положения.
ЛАКТИМ-ЛАКТАМНАЯ ТАУТОМЕРИЯ
Этот вид таутомерии характерен для азотсодержащих гетероциклов с фрагментом N=C—ОН.
Взаимопревращение таутомерных форм связано с переносом протона от гидроксильной группы, напоминающей фенольную ОН-группу, к основному центру — пиридиновому атому азота и наоборот. Обычно лактамная форма в равновесии преобладает.
Биологически активные производные гетероциклов
1. Производные имидазола: гистидин - заменимая природная аминокислота и продукт его декарбоксилирования гистамин (стимулирует сокращения мускулатуры кишечника, бронхов, вызывает аллергические и иммунные реакции).
2. Производные пиридина:
А. Никотиновая (b-пиридинкарбоновая) кислота и ее амид – никотинамид или витамин РР (при недостатке возникает заболевание кожи – пеллагра).
Б. Изоникотиновая (g-пиридинкарбоновая) кислота и ее гидразид – лекарственный препарат тубазид –противотуберкулезное средство.
В. Никотинамидный фрагмент входит в состав кофермента НАД+ (никотинамидадениндинуклеотид) участвующего в окислительно-восстановительных реакциях в организме.
Реакция окисления этанола с участием кофермента НАД+
В ходе окисления, субстрат теряет два атома водорода, т.е. два протона и два электрона. Кофермент НАД+ , приняв два электрона и протон восстанавливается до НАДН при этом нарушается ароматичность. Эта реакция обратима.
При переходе окисленной формы кофермента в восстановленную происходит накопление энергии, выделяемой при окислении субстрата. Накопленная восстановленной формой энергия затем расходуется в других эндэргонических процессах с участием этих коферментов.
Производные пиримидина
Пиримидиновые нуклеиновые основания: тимин (2,4-дигидрокси-5-метилпиримидин), урацил (2,4-дигидроксипиримидин), цитозин (2-гидрокси –4-аминопиримидин). Входят в состав нуклеиновых кислот в лактамной форме.
Барбитуровая кислота 2,4,6-тригидроксипиримидини ее производные барбитураты (барбитал и фенобарбитал) – снотворные, противосудорожные средства.
Для барбитуровой кислоты характерно 2 вида таутомерии : лактим-лактамная и кето-енольная.
4. Производные индола:
Триптофан - незаменимая природная аминокислота и продукт его декарбоксилирования – триптамин. При окислительном декарбоксилировании образуется серотонин. Предполагается, что серотонин нейромедиатор головного мозга. Нарушение его нормального обмена ведет к шизофрении.
5. Производные пурина:
пуриновые основания аденин (6-аминопурин), гуанин (2-амино-6-гидроксипурин). Входят в состав нуклеиновых кислот.
гипоксантин (6-гидроксипурин), ксантин (2,6-дигидроксипурин), мочевая кислота (2,6,8-тригидроксипурин). Образуются в организме при метаболизме нуклеиновых кислот.
