3.9.3. Алоксазин та ізоалоксазин (флавін)

Алоксазин є конденсованою гетероциклічною системою, що скла­дається з трьох циклів бензольного, піразинового та гідрованого піримідинового, в якому два атоми вуглецю знаходяться у складі кар­бонільних груп.

Ізоалоксазин є таутомерною формою алоксазину, котра утво­рюється внаслідок азольної таутомерії:

Ізоалоксазин має жовте забарвлення і тому називається флавіном (від лат. flavus «жовтий»). Важливою властивістю флавіну є його здатність до відновлення з утворенням безбарвної речовини (лейкосполука), яка при окисленні перетворюється знову на вихідний флавін. В процесі відновлення водень приєднується до спряженої си­стеми, що включає атоми азоту в положеннях 1 і 10.

Ядро флавіну входить у структуру рибофлавіну (вітамін В₂):

Назва «рибофлавін» вказує на наявність у молекулі п'ятиатомного спирту рибіту та флавіну. Рибофлавін широко розповсюджений у природі, особливо багаті на нього дріжджі, бобові, м'ясо, яєчний жо­вток та ін. Вітамін В₂ входити у структуру окиснювальних фер­ментів – флавопротеїдів. Дія цих ферментів як перенощиків водню при окисно-відновних процесах у живих організмах зумовлена здатністю флавіну перетворюватись на лейкосполуку і навпаки. Відсутність або нестача вітаміну В₂ в їжі викликає затримку росту, запалення слизових оболонок рота та очей, порушення процесів нер­вової діяльності та ін.

3.10. Семичленні азотвм1сні гетероцикли

Семичленні гетероциклічні сполуки з одним атомом азоту, що містять максимальну кількість подвійних зв'язків у циклі, називають азепінами, аналогічні гетероцикли з двома атомами азоту діазепінами. Представниками азепінів і діазепінів є:

Жодного з наведених гетероциклів не було добуто у вільному вигляді, проте відомі їх численні похідні.

Азепіни та діазепіни мають неплоску будову, виявляють власти­вості полієнів. Внаслідок деформації валентних кутів семичленні цик­ли менш стійкі, ніж шестичленні.

Семичленні азагетероцикли рідко зустрічаються в природі. Підвищений інтерес до синтезу цих гетероциклічних систем зумовле­но виявленням у деяких з них транквілізуючої (знімаючої перезбудження ЦНС, страх, занепокоєння, напруження), антидепресивної, аналептичної (підвищуючої тонус ЦНС) і протисудорожної дії. В медичній практиці широко застосовуються для лікування захворювань центральної нервової системи похідні бензодіазепіну (конденсована система 1,4-діазепіну з бензолом). Ефективними лікарськими засоба­ми бензодіазепінового ряду є еленіум, нітразепам (радедорм), діазепам (седуксен) та ін.

Контрольні питання та вправи

1. Напишіть структурні формули таких сполук:

а) 2-бром-4-метилфурану; б) N-метил піролу;

в) α-тіофенсульфокислоти; г) N-оксиду піридину;

д) 3-метилізохіноліну; е) 9-хлоракридину; є) сечової кислоти.

2. Які гетероцикли називають азолами?

На прикладі 1,3-Діазоду поясніть явище азольної таутомерії.

3. Якими структурними особливостями зумовлений аромат характер фурану, піролу та тіофену?

4. Що таке ацидофобність? Які гетероцикли є ацидофобними? Напишіть схеми реакцій нітрування й сульфування фурану та індолу.

5. Напишіть схеми реакцій фурфуролу з такими реагентами: a)NaHSО₃; б)тідразином.

Якими реакціями можна довести наявність альдегідної групи в молекулі фурфуролу?

6. Поясніть, який вплив на хімічні властивості справляє атом азо­ту «піридинового» типу в молекулах піразолу та імідазолу 9 порівнянні з піролом.

7. Напишіть таутомерні форми піразолону-5. В основі яких лікарських препаратів лежить структура піразолону-5?

8. Відзначте схожість і відмінності в будові та властивостях піри­дину та бензолу. Наведіть приклади реакцій.

9. Наведіть схеми реакцій, що підтверджують амфотерний харак­тер імідазолу, піразолу та нікотинової кислоти.

10. Напишіть схему реакції нітрування піридину та піролу й по­ясніть умови проведення реакції в кожному випадку.

11. Напишіть схеми взаємодії піридину, хіноліну та ізохіноліну з амідом натрію. До якого типу реакцій відноситься ця реакція та який її механізм?

12. Розташуйте такі сполуки в порядку зменшення основності:

а) піридин;

б)піперидин;

в) хінолін;

г) акридин.

13. Розташуйте в порядку збільшення реакційної здатності в ре­акціях електрофільного заміщення: бензол, пірол, піридин, хінолін.

14. Охарактеризуйте відношення до дії окисників:

а) бензолу;

б)фурану;

в) піролу;

г) піридину;

д) хіноліну.

15. Наведіть схему синтезу 8-гідроксихіноліну за методом Скраупа.

16. Чим зумовлений кислотний характер барбітурової кислоти? Відповідь підтвердіть схемами відповідних реакцій.

17. Наведіть таутомерні форми сечової кислоти. За допомогою якої якісної реакції можна ідентифікувати сечову кислоту?