🗊Презентация Гетероциклдық қосылыстардың туындылары

Лекцияның жоспары Биологиялық белсенді гетероциклдық қосылыстардың жалпы сипаттамасы және жіктелуі Бес мүшелік бір гетероатомды циклдар Бес мүшелік екі және одан да көп гетероатомды циклдар Алты мүшелік бір гетероатомды циклдар Алты мүшелік екі гетероатомды циклдар Бициклдық конденсацияланған қосылыстар

Гетероциклдық қосылыстардың жалпы сипаттамасы және жіктелуі Гетероциклдық қосылыстар (ГЦҚ) – құрамында көміртегі атомдарынан басқа бір немесе бірнеше басқа элементтердің атомдары (гетероатомдар) болатын органикалық циклдық қосылыстар. ГЦҚ гетероатомның табиғатына байланысты жіктелуі: азотты – пиррол, пиридин, пиримидин; оттекті – фуран; күкіртті – тиофен. Барлық гетероциклдар қанығу дәрежесіне байланысты қаныққан, қанықпаған және ароматты болып жіктеледі. Қаныққан гетероциклдар: циклдық қарапайым эфирлер мен иминдер, лактондар мен лактамдар, циклдық ангидридтер. Қанықпаған гетероциклдар, мысалы 1,4-диоксен, пирролин (дигидропиррол) және пиразолин (дигидропиразол) сияқты қосылыстар, олар тұрақсыз болып келеді.

Гетероциклдық қосылыстардың жалпы сипаттамасы және жіктелуі ГЦҚ-дың ішінде биологиялық және медициналық маңыздылары: бес және алты мүшелік ароматты гетероциклдар. Aроматты гетероциклдардың құрамында ароматтылық шарттарына жауап беретін гетероатомды қабысқан жүйе болады. Осындай гетроциклдық қосылыстар табиғи физиологиялық белсенді заттардың және дәрілік қосылыстардың негізін құрайды. Мысалдары: пиррол, фуран, тиофен, пиразол, имидазол, тиазол, пиридин, хинолин, пиримидин, пурин және т.б. дәрілік туындылары.

БІР ГЕТЕРОАТОМДЫ БЕС МҮШЕЛІК ГЕТЕРОЦИКЛДАР Ароматты гетероциклдар: пиррол, фуран, тиофен.

ПИРРОЛ Пиррол – азотты гетроцикл, түссіз сұйық, суда ерімейді, ауада тез қараяды. Пирролдың ароматтылығы, бензолдікі сияқты, алты электрондық жайпақ жүйеге байланысты болады. Азоттың бөлінбеген электрон жұбы ароматты жүйенің бір бөлігі болып табылады, сол себепті протонды қосып алуға қабылетсіз болады да, негіздік қасиеттер көрсетпейді, қарама-қарсы қышқылдық сипатты болып келеді. Пиррол – ацидофобты, яғни қышқылдық ортаға төзімсіз қосылыс.

ПИРРОЛДЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ Азотты табиғи қосылыстардың маңызды тобын құрамында төрт пиррол сақинасы болатын тетрапирролдық қосылыстар құрайды. Көптеген тетрапирролдық қосылыстарда тұрақты ароматтық жүйеге жататын макроциклдық сақина – порфин түзіледі. Пирролдық циклдардағы толық немесе жартылай алмасқан порфиндер порфириндер деп аталады. Порфириндердің мысалына қан гемоглобинінің құрамына енетін протопорфирин жатады.

ПОРФИРИНДЕРДІҢ КОМПЛЕКСТЕРІ Порфириндер табиғатта металдармен түзілетін комплекстер түрінде кездеседі. Мысалы: Порфириннің магниймен түзетін комплексі хлорофилл молекуласының негізін құрайды. Темірмен түзетін комплекстері гемопротеидтердің қарапайым топшасын түзеді, оларға оттегі тасымалдаушы белоктар, мысалы, гемоглобин, цитохромдар және кейбір ферменттер (каталаза, пероксидаза) жатады. Порфириндердің құрамында екі валентті темір иондары болатын туындылары гемдер деп аталады. Мысалы протогем – гемоглобиннің қарапайымдалған топшасы. Қан өндіру үшін қажетті витамин В12 (цианкоболамин) құрылымы бойынша металдардың порфириндік комплекстеріне жуық.

ИНДОЛ (БЕНЗOПИРРОЛ) Оның табиғатта кездесетін көптеген туындылары әртүрлі биологиялық белсенділік көрсетеді. Мысалы, триптофан және одан түзілетін триптамин. Синтетикалық дәрілік заттарының үлкен тобы: триптофан; серотонин; индометацин, ибупрофен, ортофен, пироксикам, напроксен және басқалары; арбидол; алкалоидтар (физостигмин, неостигмин, винпоцетин)

Индолдың дәрілік туындылары

Индометацин ақтан сарыға дейін боялған кристалданған ұнтақ

трописетрон (навобан) сарғыш немесе крем реңдес ақ кристалданған ұнтақ

Индометацин Индометацин – дәрілік зат, стероидтыемес қабынуға қарсы препарат, индолилсірке қышқылының туындысы. Қабынуға қарсы, ауырсынуды басатын, ыстықты төмендететін препарат.

ФУРАН Фуран және оның туындылары пирролдық қосылыстарға ұқсас. Фуран ацидофобты. Оның туындылары: фуран-2-альдегид немесе фурфурол туындысы нитрофурфурол, ал одан бактерицидтік әсер жасайтын иминді туындылар алынады. Мысалы: фурацилин, фуразолидон, фурагин, фурадонин.

ТИОФЕН Тиофен және оның туындылары қабынуға қарсы, антисептикалық және жергілікті жансыздандырғыш әсер жасайтын ихтиол майының құрамында болады. Тиофеннен түзілетін тетрагидротиофеннің туындысына биотин жатады, оның ағзада жетіспеуі белоктар мен майлардың алмасуын бұзады және тері ауруларына әкеледі.

Ихтиол майы (сланц майы сульфоқышқылдарының аммонийлы тұзы) Терінің микробты және парзитарлық дерттерінде жақпа май және линименттер түрінде қолданылады; Жұқпалы жараларды, күйіктерді, ұзақ жатқан науқастардың денесінде пайда болатын жараларды, ойық жараларды, геморройды емдеу үшін қолданылады;

ЕКІ ЖӘНЕ ОДАН ДА КӨП ГЕТРОАТОМДЫ БЕС МҮШЕЛІК ЦИКЛДАР Имидазол – екі атом азотты, бес мүшелік гетероцикл, амфотерлік қосылыс. Имидазолдың көптеген туындылары табиғатта кездеседі және биологиялық маңызды болып есептеледі. Мысалы: гистидин және оның декарбоксилдену өнімі гистамин. Бензимидазол – имидазол сақинасы бензолмен конденсацияланған гетероцикл, көптеген табиғи заттардың, мысалы, В витаминінің, сол сияқты қан қысымын төмендететін дибазолдың құрамына енеді. Пиразол – имидазолдың изомері. Оның туындылары табиғатта анықталмаған, бірақ оның негізінде көптеген маңызды дәрілік препараттар алынған. Олардың көбісі пиразолон туындылары, мысалы, ыстықты төмендететін, ауырсынуды азайтатын және тыныштандыратын антипирин мен амидопирин. Амидопириннің сульфотуындысы анальгин.

Имидазолдың дәрілік туындылары

ОКСАЗОЛ ЖӘНЕ ТИАЗОЛ Оксазол және тиазол – екі түрлі гетероатомды бес мүшелік гетероциклдардың өкілдері. Оксазол және тиазол әлсіз негіздерге жатады. Тиазолдық тұйық тізбек В витаминінің (тиамин) және кокарбоксилаза ферментінің, сол сияқты кейбір дәрілік заттардың, мысалы норсульфазолдың құрамына енеді. Толық гидрленген тиазолдық цикл – тиазолидин – пенициллин антибиотиктерінің құрылымдық бөлігіне жатады.

Тиаминнің құрылысы

Вильямс 1934 жылы күріш кебегінен витамин В1 алды, ал 1936 жылы оның құрылысын дәлелдеді. Вильямс 1934 жылы күріш кебегінен витамин В1 алды, ал 1936 жылы оның құрылысын дәлелдеді. Жануарлар мен адамның ағзасы В1 витаминінің (тиамин) ағзадан тыс қорекпен түсуін қажет етеді. Тиамин нан дақылдарының кебегінде, ашытқының құрамында болады.

БІР ГЕТРОАТОМДЫ АЛТЫ МҮШЕЛІК ГЕТЕРОЦИКЛДАР Бұл топқа ароматталған азотты гетероциклдар жатады: пиридин, хинолин, изохинолин және акридин.

ПИРИДИН Пиридин - түссіз сұйық, сумен және органикалық еріткіштермен жақсы араласады, жағымсыз сипатты исі бар, өте улы. Пиридин – негіздік қасиеттер көрсететін ароматты гетероциклдық қосылыс. Пиридиннің гомологтары сәйкес келетін пиридинкарбон қышқылдарына дейін оңай тотығады және пиридин тұйық тізбегі бұзылмайды. Олардың ішіндегі маңыздысы – изомерлік метилпиридиндердің (пиколиндердің) тотығуы. Мысалы, бета-пиколин бета-пиридин қышқылы немесе никотин қышқылына айналады. Никотин қышқылы және оның амиді (никотинамид) – РР витаминінің екі формасы. Никотин қышқылының диэтиламиді – кордиамин орталық жүйке жүйесінің әсерлі стимуляторы.

ИЗОНИКОТИН ҚЫШҚЫЛЫ Гамма-пиколиндердің тотығуы нәтижесінде изоникотин қышқылы деп аталатын гамма- пиридинкарбон қышқылдары пайда болады. Изоникотин қышқылы туберкулезге қарсы қолданылатын тубазид (изониазид) және фтивазид алу үшін қолданылады. Пиридин тотықсызданғанда, пиперидин түзіледі, ал пиперидин сақинасы анестетик промедолдың құрамында болады.

ХИНОЛИН, ИЗОХИНОЛИН, АКРИДИН Хинолин пиридинге ұқсас, негіздік қасиеттер көрсетеді. Хинолин ядросы кейбір алкалоидтардың және дәрілік заттардың құрамына енеді. Мысалы, хинолиннің туындысы 8-гидроксихинолин сульфаттар (хинозол) түрінде антисептиктің ролін атқарады. 8-гидроксихинолиннің нитрленген туындысы – 8-гидроки-5-нитрохинолин (5-НОК) күшті бактерицидтік әсер жасайды. Изохинолин – хинолиннің изомері, морфин және папаверин алкалоидтарының құрамына енеді. Акридин және оның туындылары уытты заттар, олардың кейбіреулері күшті бактерицидтік қасиеттер көрсетеді. Мысалы, заласыздандыру үшін қолданылатын этакридин немесе риванол.

Изохинолин туындылары: 1-Бензилизохинолин Морфинан Апорфин

Бензилизохинолин туындылары

Бензилизохинолин туындылары

Морфинан туындылары Морфин гидрохлориді Кодеин (Codeinum) Кодеин фосфаты (Codeini phosphas) Этилморфин гидрохлориді (Aethylmorphini hydrochloridum) Апорфин туындылары Апоморфина гидрохлорид (Apomorphinihydrochloridum) Глауцина гидрохлорид (Glaucinihydrochloridum)

Кодеин (Codeimim) и кодеин фосфат (Codeini phosphas)

ПИРИМИДИННІҢ ТУЫНДЫЛАРЫ Пиримидин туындылары құрамындағы гидроксил тобына байланысты қышқылдық қасиеттер көрсетеді. Мысалы, 2,4,6-тригидроксипиримидин – барбитур қышқылы (малон қышқылының тұйықталған уреиді). Барбитур қышқылының 5,5-диалмасқан туындылары – барбитураттар ұйықтатқыш және күйзеліске қарсы препарат ретінде қолданылады. Тиамин витаминінің құрамында метилен тобы арқылы жалғасқан екі сақина – пиримидиндік және тиазолдық сақиналар болады. Тиамин витамині тиамин мен дифосфор (пирофосфор) қышқылының эфирі (тиаминдифосфат) болып есептелетін кокарбоксилаза коферментін түзу үшін қажет.

БИЦИКЛДЫҚ ГЕТЕРОЦИКЛДАР Бициклдық қосылыстардың жиі кездесетін табиғи өкілдері: пуриндік және птериндік қосылыстар. Пурин – пиримидин және имидазол ядроларының конденсациялануы нәтижесінде түзілген бициклды гетероциклдық қосылыс. Пурин – суда жақсы еритін амфотерлі ароматты жүйе, тотықтырғыштардың әсеріне төзімді. Маңызды дәрілік туындылары: кофеин, теобромин, эуфиллин, рибоксин, АТФ.

Пуриннің туындылары Пуриндік алкалоидтар; Нуклеин қышқылдарының құрылымдық фрагменттері болатын нуклеотидтер; Антибиотиктер (нуклеозидтік антибиотиктер); Витаминдер.

Пуриннің дәрілік заттарының фармакологиялық қасиеттері: Ынталандырушы әсер (кофеин); Бронхолиттік әсер (теобромин, теофиллин, эуфиллин); Ісікке қарсы Вирусқа қарсы Аллергиялық белсенділікке қарсы.

АМИНДІПУРИНДЕР 6-аминпурин немесе аденин 2-амин-6-гидроксипурин немесе гуанин. Аденин мен гуанинге азотты қышқылмен әсер ететін болса, дезаминделу процесі орындалып, сәйкес гипоксантин және ксантин түзіледі.

ГИДРОКСИПУРИНДЕР Ағзада нуклеин қышқылдарының метаболизмі нәтижесінде пайда болатын заттар: 6-гидроксипурин немесе гипоксантин 2,6-дигидроксипурин немесе ксантин 2,6,8-тригидроксипурин немесе несеп қышқылы. Несеп қышқылының тұздары ураттар деп аталады.

Ксантин туындылары Ксантин туындылары (N-метилалмасқан ксантиндер, 7Н пуриндар) - пуриндік алкалоидтар:

Птеридин тобы Птеридин – пиримидин мен пиразин ядроларының конденсациялануы нәтижесінде пайда болатын бициклдық гетероцикл. Птеридин жүйесі ароматты, тотықтырғыштардың әсеріне төзімді, негіздік қасиеттер көрсетеді. Табиғатта кең тарағандары: гидрокси және аминді птеридиндер. Мысалы, 2-амин-6-метил-4-оксоптеридин фоль қышқылының құрамына енеді, ал 2,4-диоксоптеридин жанды ағзалардың өсу факторына жататын маңызды витамин рибофлавиннің құрамында болады.

1,4-бензодиазепин туындылары Аталған топтың дәрілік заттарының құрамындағы С5 атомында фенилдық радикал болады және 5-фенил-3Н-1,4-бензодиазепин (хлозепид) және 1,2-дигидро-3Н-1,4-бензодиазепин-2-онның (сибазон, нитразепам, нозепам, феназепам) туындылары болып есептеледі. Бензодиазепин туындылары фармакологиялық әсері бойынша седативтік препараттарға, яғни қозғалу және ойлау қызметтеріне минимум әсер жасалғанда, тыныштандырғыш қабылет жасайды.

Құрылымдық формулалары

Дәрілік туындылары

Оқулықтар 1. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.М. Биоорганическая химия. Москва. Медицина. 1985. 480б. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.М. Практикум по биоорганической химии. Москва. Медицина. 1985. 120б. Шайқұтдінов Е.М., Төреханом Т.М., Шәріпханов А.Ш. Органикалық химия. Алматы. Білім. 1999. Патсаев Ә.Қ. Биоорганикалық химия. Алматы. 2004. Патсаев Ә.Қ., Дәуренбеков К.Н. Биоорганикалық химияның тәжірибелі - зертханалық сабақтарына қолданба. Шымкент. 2006.