Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

HETEROCYKLY.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "HETEROCYKLY."— Transkript prezentace:

1 HETEROCYKLY

2 HETEROCYKLY síra dusík
organické látky, obsahující kromě uhlíku ještě jiný atom (atomy), vázané do kruhu (cyklu) atom tohoto jiného prvku se nazývá heteroatom nejčastější heteroatomy: kyslík síra dusík Heretocykly jsou organické látky, které kromě atomů uhlíku obsahují ještě atomy jiného prvku (označujeme je jako heteroatomy), vázané vzájemě do kruhu. Heteroatomem bývá nejčastěji kyslík, síra nebo dusík. Heterocyklus může obsahovat i více než jeden heteroatom a jeden kruh může obsahovat různé heteroatomy. Podle toho heretocykly třídíme na kyslíkaté, sirné, dusíkaté a kombinované. Podle počtu atomů v kruhu rozlišujeme 3, 4, 5, 6, 7, 8 a vícečlenné heretocykly. Nejstálejší a nejčastější jsou 5-ti a 6-tičlenné cykly. Podle charakteru vazeb mohou být heterocykly nasycené - neobsahují dvojné vazby - nebo nenasycené. Nenasycené heretocykly mohou obsahovat buď nekonjugované dvojné vazby, nebo systém konjugovaných dvojných vazeb podobně jako v aromatických uhlovodících. Do aromatického systému se v heretocyklech mohou začlenit kromě p-elektronů dvojných vazeb i volné elektronové páry hereoatomů. Dusík má jeden, kyslík a síra dva volné elektronové páry.

3 1. 2. 3. Dělení kyslíkaté sirné dusíkaté kombinované nasycené
obs. nekonjugované dvojné vazby nenasycené obs. konjugované dvojné vazby 3. podle počtu atomů vázaných v cyklu 3,4,5,6,7,8 a vícečlenné

4 Pětičlenné heterocykly kyslíkaté
furan ve vodě málo rozpustná kapalina úplná redukce O tetrahydrofuran (oxolan) výborné rozpouštědlo, protože se mísí s vodou a zároveň rozpouští mnohé organické látky jeho kruh je základem furanosových forem sacharidů 2- furankarbaldehyd vzniká působením minerálních kyselin na aldopentosy, s fenoly barevné reakce V názvosloví heretocyklů se používá převážně triviálních názvů. Existuje sice scheme pro tvorbu názvů systematických (a to dokonce dvojí), ale jde o záležitost přesahující rámec středoškolské chemie. Příkladem systematického názvu jsou názvy oxolan, thiolan, 1,2-diazol a 1,3-diazol. 5-tičlenné heretocykly s jedním heteroatomem mohou být kyslíkaté, sirné a dusíkaté. Furan je ve vodě málorozpustná kapalina. Úplnou redukcí poskytuje tetrahydrofuran, který se používá jako výborné rozpouštědlo, protože se mísí s vodou a zároveň rozpouští mnohé organické látky. Jeho kruh je základem furanosových forem sacharidů.

5 Pětičlenné heterocykly sirné
úplná redukce S S thiofan (thiolan) součástí struktury biotinu (účast v karboxylačních reakcích) thiofen podobný benzenu v černouhelném dehu úplná redukce N S H N S H thiazolidin základ struktury penicilinu V názvosloví heretocyklů se používá převážně triviálních názvů. Existuje sice scheme pro tvorbu názvů systematických (a to dokonce dvojí), ale jde o záležitost přesahující rámec středoškolské chemie. Příkladem systematického názvu jsou názvy oxolan, thiolan, 1,2-diazol a 1,3-diazol. Thiofen redukcí poskytuje thiofan, který je součástí struktury biotinu - vit. H. Dusíkatým analogem je pyrrol, který redukcí poskytuje pyrrolin a pyrrolidin. Od pyrrolidinu odvozujeme aminokyselinu prolin. Důležitým deriváterm pyrrolu je porfin, kretý obsahuje 4 pyrrolová jádra cyklicky spojená methinovými můstky. Tato struktura je základem pyrrolových barviv - hemoglobin, chlorofyl, žlučová barviva, vit. B 12. Mezi 5-tičlenné cykly se dvěma heteroatomy patří thiazol, který je součástí molekuly vit B1, a jeho zcela hydrogenovaný derivát thiazolidin, který je základem struktury penicilinu. thiazol součástí molekuly vit B1 součástí molekuly sulfonamidu sulfathiazolu

6 Pětičlenné heterocykly dusíkaté
pyrrol v černouhelném dehtu tetrapyrroly – 4 pyrrolová jádra propojená methinovými můstky, hemoglobin, chlorofyl, žlučová barviva, vit. B 12 redukce N H 2-pyrrolin redukce V názvosloví heretocyklů se používá převážně triviálních názvů. Existuje sice schéma pro tvorbu názvů systematických (a to dokonce dvojí), ale jde o záležitost přesahující rámec středoškolské chemie. Příkladem systematického názvu jsou názvy oxolan, thiolan, 1,2-diazol a 1,3-diazol. Dusíkatým analogem je pyrrol, který redukcí poskytuje pyrrolin a pyrrolidin. Od pyrrolidinu odvozujeme aminokyselinu prolin. Důležitým derivátem pyrrolu je porfin, který obsahuje 4 pyrrolová jádra cyklicky spojená methinovými můstky. Tato struktura je základem pyrrolových barviv - hemoglobin, chlorofyl, žlučová barviva, vit. B 12. pyrrolidin prolin hydroxyprolin N H N H COOH

7 Pětičlenné heterocykly dusíkaté
pyrazol 1,2-diazol součást některých antipyretik (fenazon, aminofenazon – dnes málo používané pro relativně vyší toxicitu) N H úplná redukce N NH H pyrazolidin součást některých antirevmatik (fenylbutazon, ketofenylbutazon ) imidazol 1,3-diazol základ struktury histidinu (bazická aminokyselina) a histaminu (biogenní amin, zvýšená hladina je příčinou alergických stavů) základ struktury biotinu (vit.H) Mezi 5-ti členné cykly se dvěma heteroatomy patří pyrazol - součást některých antipyretik, imidazol - od něj odvozujeme aminokyselinu histidin a její dekarboxylační produkt histamin. Vysoká hladina histaminu je příčinou alergických stavů. N H

8 Šestičlenné heterocykly kyslíkaté
4H-pyran 2H-pyran úplná redukce O Z 6-tičlenných heretocyklů s jedním heteroatomem nás zajímá pyran , který tvoří dva izomery : 2H-pyran a 4H-pyran, a zejména jeho zcela hydrogenovaný derivát tetrahydropyran, jehož struktura je základem pyranosových forem sacharidů. tetrahydropyran součást pyranosových forem sacharidů

9 Heterocykly v sacharidech
některé reakce nejsou v souladu s acyklickou strukturou ve vodných roztocích se vyskytují cyklické poloacetálové formy C CH2OH OH HO O H H OH OH H * * C C O O CH2OH CH2OH - - anomery Dosud jsme hovořili pouze o lineárních formách monosacharidů. Některé reakce por monosacharidy typické nejsou ovšem v souladu s touto acyklickou formou. Bylo prokázáno, že ve vodných roztocích se vyskytují cyklické formy, které vzniknou vytvořením vnitřní poloacetálové vazby. Oxoskupina reaguje s jednou hydroxylovou skupinou, čímž vznikájí tyto cyklické formy. Touto reakcí se ovšem vytvořil další asymetrický uhlík, a to zde. Hydroxylovou skupinu, která se na něj váže, označujeme jako poloacetálový hydroxyl. Proto mohou touto reakcí vzniknout dva izomery -a  - ,které označujeme jako anomery. Jako  se označuje ten izomer, který má stejný směr poloacetálového hydroxylu jako na referenčním uhlíku, jako  ten, který ho má opačný. : stejný směr poloacetálového hydroxylu jako na referenčním C : opačný směr poloacetálového hydroxylu než na referenčním C 5

10 Tento jev se nazývá mutarotace.
a anomery mají různou specifickou otáčivost ustanovování rovnováhy mezi nimi je provázeno změnou optické otáčivosti roztoku. Tento jev se nazývá mutarotace. nejstabilnější jsou kruhy 5- a 6-ti členné vyskytují se nejčastěji podle kyslíkatých heterocyklů se označují monosacharidy s 5-tičlenným kruhem jako furanosy O  a anomery mají různou optickou otáčivost. V roztoku se mezi nimi ustanovuje rovnováha. Tento proces probíhá relativně pomalu a je provázen změnou optické otáčivosti roztoku. Tento jev se označuje mutarotace. Cyklicé formy se tvoří nejčastěji tak, aby obsahovaly 5-ti nebo 6-ti členné cykly, které jsou z energetického hlediska nejvýhodnější a tedy nejstabilnější. Cyklické formy pak označujeme podle kyslíkatých heterocyklů jako furanosy pro 5-ti členný kruh, a jako pyranosy pro 6-ti členný kruh. s 6-tičlenným kruhem jako pyranosy O 6

11 Šestičlenné heterocykly dusíkaté
pyridin v černouhelném dehtu jedovatý (požitím nebo vdechováním par) rozpouštědlo součást kys. nikotinové a alkaloidu nikotinu součást vit. B6 (pyridoxin) N úplná redukce N H piperidin součást struktury Dolsinu Dusíkatým analogem pyranu je pyridin, součást nikotinu a vit. B6. Jeho redukcí vzniká piperidin, jehož derivátem je silné analgetikum Dolsin (syntetický analog morfinu).

12 Nikotin pyridin a pyrrolidin základem struktury hlavní alkaloid tabáku
smrtelná dávka pro člověka cca 50 mg extremně rychlá resorpce stimuluje nikotinové receptory pro acetylcholin v CNS => stimulace, euforie Základem pro třídění alkaloidů je typ heterocyklu. K alkaloidům s jádrem pyridinovým patří nikotin, obsažený v tabáku. Smrtelná dávka pro člověka je přibližně 50 mg. Druhou skupinou jsou tzv. alkaloidy tropanové. Tropan je složitý heterocyklus, který není nutno znát. Do této skupiny patří hyoscyamin - levotočivý alkaloid obsažený v rulíku, durmanu a blínu. Opticky inaktivní racemická směs + a - hyoscyaminu je atropin. Oba tyto jedy ochromují parasympatikus. K tropanovým alkaloidům patří i dobře známý kokain. V medicíně se využíval pro své místně znacitlivující působení. Do třetí skupiny patří alkaloidy s chinolinovým jádrem. Jde o alkaloidy z kůry chinovníku, z nichž nejznámější je chinin. Užívá se jako antimalarikum a antipyretikum.

13 Šestičlenné heterocykly dusíkaté - diaziny
pyridazin 1,2-diazin pyrimidin 1,3-diazin součást pyrimidinových bazí cytosin uracil thymin součást vit. B1 (aneurin) součást barbiturátů N Heretocykly se dvěma atomy dusíku označujeme jako diaziny. Z nich nejvýznamější je pyrimidin, 1,3-diazin. Je součástí pyrimidinových bazí cytosinu, uracilu a thyminu, které jsou stavebními kameny nukleových kyselin. Pyrimidinový kruh se rovněž vyskytuje ve vit. B1 a v barbiturátech. pyrazin 1,4-diazin

14 Pyrimidinové báze (RNA) (DNA)

15 Dusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhy
chinolin základ struktury chinolinových alkaloidů, např. chinin (antimalarikum a antipyretikum) N isochinolin základ struktury isochinolinových alkaloidů papaverin (tlumí křeče hladké svaloviny) morfin, kodein (analgetikum, antitussikum) kurarové alkaloidy Chinolin a isochinolin jsou základem struktury některých alkaloidů.

16 Isochinolinové alkaloidy
Morfin 10% extraktu z opiových makovic (Papaver somniferum) Vazba na opioidní receptory v CNS Efektivní analgetikum, stále užívané u nesnesitelných bolestí Inhibuje dýchání methyl derivát - kodein (antitussikum) acetyl derivát - heroin (vyvolává pocit klidu a pohody) závislost! Papaverin 1% opia spasmolytikum, analgetikum Mescalin, kolchicin, tubokurarin Velice početnou skupinu tvoří alkaloidy s isochinolinovým jádrem. Z nich mají největší význam alkaloidy opiové. Řadíme sem papaverin, morfin a kodein. Morfin se užívá jako lék proti bolestem, kodein ke tlumení kašle a papaverin proti křečím hladkého svalstva. Pátou skupinu tvoří alkaloidy indolové. Z nich známější je strychnin - křečový jed , námelové alkaloidy - ergometrin a ergotamin se užívají v gynekologii a porodnictví - a LSD - droga, která se proslavila svými halucinogenními účinky. Předposlední skupinu tvoří alkaloidy diterpenové s poměrně složitou strukturou. Patří sem např. akonitin, jeden z nejjedovatějších alkaloidů vůbec. Vyskytuje se v oměji. Smrtelná dávka pro člověka jsou 3-4 mg. Konečně poslední skupinu tvoří alkaloidy s dusíkem v postranním řetězci. Řadíme sem efedrin - sympatomimetikum - a kolchicin - mitotický jed.

17 Dusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhy
indol vzniká bakteriálním rozkladem AK tryptofanu ve stolici, součást struktury: modrého barviva indiga indolových alkaloidů strychnin námelové alkaloidy (LSD, ergotamin, ergometrin) N H purin součást purinových bazí adenin guanin součást kyseliny močové součást methylxantinů kofein theofylin, theobromin N H Indol je zajímavá látka. Má odporný fekální zápach, zcela čistý však příjemně voní po jasmínu či po fialkách. Derivátem indolu je aminokyselina tryprofan a známé modré barvivo indigo. Indolový cyklus je rovněž součástí významných alkaloidů. Posledním heretocyklem je purin. Je součástí purinových bazí adeninu a guaninu, složek nukleových kyselin. Dále se vyskytuje v kyselině močové a v kofeinu.

18 Purinové báze

19 Kofein Trimethylxantin Káva Farmakologické vlastnosti:
Stimulační vliv na CNS, psychotropní účinky Stimulace dýchání Zvyšuje srdeční frekvenci Diuretický účinek Inhibice fosfodiesterasy =>  cAMP Blokuje adenosinové receptory =>  adrenalin 1 šálek kávy - 75 až 250 mg kofeinu

20 Theofylin Theobromin Hlavní účinky
Relaxace bronchiální hladké svaloviny Pozitivní inotropní efekt Pozitivní chronotropní efekt Snižuje krevní tlak Zvyšuje průtok krve ledvinami Protizánětlivý účinek Terapie chronické obstrukční choroby plic Inhibice fosfodiesterasy Theobromin Mírný, déletrvající stimulační účinek, zlepšuje náladu Kakao, čokoláda

21 Dusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhy
pteridin jeho deriváty se označují pteriny nejrozšířenější biopterin (moč, mateří kašička) nejvýznamnějšími deriváty jsou kyseliny listové (přenos jednouhlíkatých fragmentů) N N benzopteridin jeho dioxoderivát isoalloxazin je základem struktury riboflavinu, vitamínu B2

22 ALKALOIDY - vlastnosti
přírodní dusíkaté látky zásaditého charakteru výskyt: zejména rostliny méně živočišná říše dusík většinou vázán v heterocyklu, podle jehož typu se třídí ve vodě většinou nerozpustné hořké až palčivé chuti Alkaloidy jsou přírodní dusíkaté látky zásaditého charakteru, vyskytující se v některých rostlinách, řidčeji v živočiších. Dusík je vázán zpravidla v heterocyklu, podle jehož typu alkaloidy třídíme. Většinou jde o látky nerozpustné ve vodě, ale dobře rozpustné v alkoholu a jiných nepolárních rozpouštědlech. Jde o lékařsky velice důležitou skupinu látek, protože mají většinou silné účinky na organismus. Bývají účinnou součástí jedovatých rostlin. Některé patří k nejprudším známým jedům. Na druhou stranu mnohé z nich se využívají jako léčiva. silné účinky na organismus, ve vyšších dávkách jedovaté

23 Tropanové alkaloidy hyoscyamin a atropin kokain skopolamin
obsažený v rulíku, durmanu a blínu anticholinergní, kompetitivní inhibice muskarinových receptorů relaxace svalů (včetně mydriasy) léčba intoxikace organofosfáty/nervovými plyny oftalmologie kokain blokuje přenos signálu v neuronech nepřímé symatomimetikum (stimulace) euforie následovaná depresí, která je způsobená nedostatkem katecholaminů lokální anestetikum psychická závislost skopolamin


Stáhnout ppt "HETEROCYKLY."

Podobné prezentace


Reklamy Google