Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie http://aplchem.upol.cz CZ..07/..00/5.047 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
eterocyklické sloučeniny Pětičlenné heterocykly S C C furan-,5-dikarboxylová kyselina furan thiofen pyrrol Aromatický charakter splňují ückelovo pravidlo (.systém planární. Cyklický a plně konjugovatelný. 4n e) Aromaticita: thiofen pyrrol furan Reaktivita: S E A A A
becná příprava: T C C C C P 4 S 0 R - S R
Průmyslová výroba: C C - Furan ox. T /kat. C C -C furfural kys. pyroslizová TF Reaktivita: E u I př. u I : E C C C C ízká aromaticita snadné otevírání furanového cyklu Zástupci: C C kyselina askorbová (vitamín C) kumaron (benzofuran)
Thiofen Zdroj: černouhelný dehet S 4 S S S Thiofen nejaromatičtější (nejstabilnější) C S biotin (vitamín )
Pyrrol Zdroj: černouhelný dehet Reaktivita: K K - E -X R-X E S E /kat R S -alkylpyrrol /kat pyrrolin A R pyrrolidin zástupci prolin C C 4-hydroxyprolin
* M = železo hem M hem globin (bílkovina) = hemoglobin (červené krevní barvivo) hemoglobin 4 oxyhemoglobin porfin Žlučová barviva (rozkladné produkty hemu v játerch): bilirubin, biliverdin urobilin (hnědá barva) * M = měď hemokyanin (měkkýši, korýši) * M = hořčík chlorofyl (zelené barvivo) *M = kobalt základ vitamínu B
Zástupce kondenzovaného derivátu pyrrolu: indol Příprava: Fisherova syntéza (P )n - fenylhydrazon Zástupci: C C -methylindol (skatol) tryptofan tryptamin serotonin (5-hydroxytryptamin)
Indigo modré barvivo C.. ox. indikan indigo
Pětičlenné heterocykly s více heteroatomy pyrazol imidazol isoxazol oxazol isothiazol thiazol S S Příprava pyrazolu: Zástupci: C C antipyrin C C C S penicilín CC -R S S sulfathizol
Šestičlenné heterocykly Příprava: antzschova syntéza pyridin C C C C Reaktivita: /Pt E E R-X Cl a (Čičibabinova reakce S!!!) X Cl R -alkylpyridiniová sůl pyridinium chlorid
zástupci C ox. C nikotin kyselina nikotinová nikotinamid (vitamin PP, niacin) C C C isoniazid C pyridoxin (vitamin B6) koniin
Zástupce kondenzovaného derivátu pyridinu chinolin isochinolin Příprava: C C C C C C papaverin C C chinin
Šestičlenné heterocykly s více heteroatomy pyridazin pyrimidin pyrazin Pyrimidinové nukleobáze: uracil (Ura) C thymin (Thy) C * * * Purinové nukleobáze * adenin (Ade) 6 5 4 purin guanin (Gua) 7 9 * 8 cytosin (Cyt)
ukleové kyseliny Primární struktura K báze báze báze DA deoxyribonukleová kyselina (uchování dědičných znaků) RA ribonukleová kyselina (přenos dědičnosti a proteosyntéza) cukr P cukr P cukr P báze cukr nukleosid 4 5 báze nukleosid v DA (cukr: -deoxy- D-ribosa) báze nukleosid v RA (cukr: -D- ribosa) Adenosin (A) Guanosin (G) Cytidin (C) Thymidin (T) Uridin (U) př. uridin (uracil--deoxyribosid [DA]) (uracil-ribosid [RA]) báze cukr P nukleotid P 4 5 báze nukleotid př. uridin-5 /- fosfát
Znázornění sekvence T-C-A v DA C P -glykosidická vazba,5 -diesterová vazba P 5 4 P
Seminární úkoly:. Srovnejte bazické vlastnosti těchto dusíkatých heterocyklických sloučenin: pyrrol, pyrrolin (,- dihydropyrrol, pyrrolidin (,,4,5-tetrahydropyrrol). Srovnejte bazicitu pyrrolu a pyridinu. A vysvětlete.. dhadněte a pokuste se vysvětlit, který atom dusíku v a) pyrazolu b) imidazolu se bude snadněji protonizovat v prostředí kyselin. 4. Který z heterocyklů bude snadněji podléhat aromatické elektrofilní substituci - pyridin nebo pyrrol? Co vznikne jejich nitrací? A vysvětlete 5. Sloučeniny obsahující furanový cyklus jsou náchylnější ke štěpení (otevírání) cyklu, než analogické sloučeniny obsahující thiofenový cyklus. Vysvětlete 6. Pomocí antzschovy syntézy navrhněte syntézu pyridinu, který bude obsahovat v poloze a 6 propylové skupiny. 7. Určete absolutní konfiguraci na chirálních centrech v a) nikotinu b) koniinu 8. akreslete strukturu těchto nukleosidů a) adenosin b) thymidin 9. akreslete strukturu tohoto nukleotidu: thymidin-5! -fosfátu 0. Jaké je párování nukleobazi v a) DA b) RA. Znázorněte tuto sloučeninu: -benzyl-9-methylpurin-6-amin