Практичне заняття №18

Тема. П’ятичленні та шестичленні гетероцикли. Конденсовані системи гетероциклів.

Мета. Сформувати знання про особливості будови і основні хімічні перетворення п’яти- та шестичленних гетероциклів, про біологічну роль систем, що вміщують дані гетероцикли і про їх застосування як лікарських препаратів.

Актуальність. П’ятичленні гетероцикли широко розповсюджені в природі. Наприклад, вони входять до складу проліну, гістидину, триптофану – гетероциклічних амінокислот, які утворюють білки. Тетрапірольні системи є складовою частиною гемоглобіну, цитохромів, хлорофілу, В₁₂(ціанокобаламіну). Похідні п’ятичленних гетероциклів використовуються як лікарські засоби - фурацилін, амідопірин, анальгін, пеніциліни. До найбільш важливих шестичленних гетероциклів, що лежать в основі природних фізіологічно активних сполук і лікарських речовин, належать піридин, який є основою структури вітамінів В₆, РР, а також протитуберкульозних лікарських засобів тубазиду і фтивазиду; хінолін, ядро якого є основою структури протимікробних препаратів 5-НОК, ентеросептолу та хінозолу. Похідним ізохіноліну є алкалоїд хінін; похідним акридину є антисептик риванол, протималярійний засіб акрихін та нейролептик аміназин. Піримідин є структурним фрагментом вітаміну В₁ та барбірурової кислоти (її похідні – заспокійливі та снодійні засоби). До шестичленних гетероциклів відносяться також такі сполуки як урацил, тимін, цитозин – складові нуклеїнових кислот. До найважливіших конденсованих гетероциклічних сполук належать пурин та птеридин. Вони містяться у клітинах людини, рослин та тварин як у вільному вигляді, так і у вигляді різноманітних похідних. До похідних пурину належать аденін, гуанін, сечова кислота, алкалоїди теофілін, теобромін та кофеїн та ін. біологічно важливі сполуки. Тому знання будови та властивостей сполук, що є предметом вивчення даної теми, необхідні для пізнання багатьох біологічних процесів і розуміння дії лікарських препаратів.

Форма роботи. Практичне заняття.

Теоретичні питання

1. Гетероциклічні сполуки, їх класифікація та номенклатура.

2. П’ятичленні гетероцикли з одним гетероатомом: пірол, фуран, тіофен. Ароматичний характер. Будова пірольного атома Нітрогену.

3. Хімічні властивості п’ятичленних гетероциклів з одним гетероатомом:

- ацидофобність піролу та фурану; особливості реакцій галогенування, нітрування та сульфування ацидофобних гетероциклів;

- реакції приєднання;

- NH-кислотність піролу.

4. Похідні п’ятичленних гетероциклів з одним гетероатомом: фурфурол, фурацилін, гем крові, хлорофіл, пролін, оксипролін.

5. П’ятичленні гетероцикли з двома гетероатомами (азоли): піразол, імідазол, тіазол, тіазолідин, оксазол, ізоксазол. Будова. Кислотно-основні властивості.

6. Піразолон-5 і лікарські засоби на його основі: антипірин, амідопірин та анальгін.

7. Тіазолідин – структурний фрагмент пеніцілінових антибіотиків.

8. Шестичленні гетероцикли з одним гетероатомом (азини): піридин, хінолін, ізохінолін, акридин. Будова піридинового атома Нітрогену.

9. Хімічні властивості піридину: реакції заміщення (S_E і S_N). Основні властивості. Реакції відновлення (піперидин). Піридинкарбонові кислоти та їх функціональні похідні. Нітотинова кислота та її амід (вітамін РР), ізонікотинова кислота. Ізоніазид. Фтивазид.

10. Застосування в медицині похідних хіноліну (5-НОК, ентеросептол, хінозол), ізохіноліну (хінін), акридину (риванол, акрихін, аміназин).

11. Шестичленні гетероцикли з двома гетероатомами (діазини): піримідин, піразин, піридазин. Основні властивості. Реакції нуклеофільного замішення S_N. Особливості проходження реакцій електрофільнго заміщення S_E. Барбітурова кислота. Використання в медицині похідних барбітурової кислоти.

12. Конденсовані системи гетероциклів. Пурин: будова, ароматичність, азольна таутомерія. Амфотерний характер. Оксопурини: сечова кислота, ксантин, гіпоксантин. Аденін, гуанін – структурні фрагменти нуклеїнових кислот. Метильні похідні ксантину: теофілін, теобромін, кофеїн; застосування їх в медицині.