Pirimidina - Compusi Heterociclici [PDF]

Zitiervorschau

Universitataea de Stat Tiraspol Facultatea: Biologie-Chimie Specialitatea : Chimie

Lucrul individual: Compuși heterociclici Tema: Grupa Pirimidine

A elaborat: Carp Alina Crudu Alina Lupu Tatiana

A coordonat: Grigore Filip

Chișinău,2018

Cuprins 1. 2. 3. 4. 5.

Structura. Răspândirea Metode de prepararea pirimidinei si derivaților Proprietăți Comportarae hidroxi și amino-pirimidinelor Acidul borbituric și derivații săi

2

 Structura și răspândirea Pyrimidina este un compus organic heterociclic aromatic similar cu piridina . [3] Una dintre cele trei diazine (heterociclici cu șase membri cu doi atomi de azot în ciclu), are atomii de azot la pozițiile 1 și 3 din inel. [2] Celelalte diazine sunt pirazina (atomii de azot la pozițiile 1 și 4) și piridazina (atomii de azot la pozițiile 1 și 2). În acizii nucleici , trei tipuri de nucleobaze sunt derivați de pirimidină: citozina (C), timina (T) și uracil (U).

Pirimidina

Citozină

Tiamina

Uracil

Sistemul inelar de pirimidină are o natură largă în natură [3] ca compuși și derivați condensați sub formă de inele, inclusiv nucleotidele citozină , timină și uracil , tiamină (vitamina B1) și alloxan . Se găsește, de asemenea, în numeroși compuși sintetici, cum ar fi barbituricele și medicamentul HIV, zidovudina . Deși derivații de pirimidină cum ar fi acidul uric și aloxan au fost cunoscuți la începutul secolului al XIX-lea, o sinteză de laborator a unei pirimidine nu a fost efectuată decât în 1879 [3], când Grimaux a raportat prepararea acidului barbituric din uree și acid malonic în prezența oxiclorurii de fosfor. [4] Studiul sistematic al pirimidinei a început [4] în 1884 cu Pinner , [5]care a sintetizat derivații prin condensarea acetoacetatului de etil cu amidine . Pinner a propus pentru prima dată denumirea de "pirimidină" în 1885. [6] Compusul părinte a fost pregătit mai întâi de Gabriel și Colman în 3

1900, [7] prin transformarea acidului barbituric în 2,4,6-tricloropirimidină, praf de zinc în apă fierbinte.  Nomenclatură Nomenclatorul de pirimidine este simplu. Totuși, ca și alte heterociclici, grupările hidroxil tautomerice dau complicații, deoarece există în principal în forma amidică ciclică . De exemplu, 2-hidroxipirimidina este mai bine denumită 2-pirimidonă. Există o listă parțială a numelor triviale ale diferitelor pirimidine. [8]

Metodele de preparare:  Condensarea ureei cu esterul malonic în soluție etanolică și în prezența etoxidului de sodium



4

5

6

7

8

9

Proprietățile Ca și piridinele, în pirimidine, densitatea electronilor π este scăzută într-o măsură mult mai mare. Prin urmare, substituția aromatică electrofilă este mai dificilă, în timp ce substituția aromatică nucleofilă este facilitată. Un exemplu al ultimului tip de reacție este deplasarea grupării amino în 2-aminopirimidină cu clor [10] și invers. [11] Disponibilitatea perechilor de electroni ( bazicitate ) este scăzută în comparație cu piridina. În comparație cu piridina, N -alchilarea și N- oxidarea sunt mai dificile. Protonarea și alte adiții electrofile vor avea loc la un singur azot datorită dezactivării ulterioare a celui de-al doilea azot. [2] Pozițiile 2-, 4- și 6- din inelul de pirimidină sunt deficitare cu electroni, analoage celor din piridină și nitro10

și dinitrobenzen. Poziția 5 este mai puțin defectuoasă cu electroni, iar substituenții sunt destul de stabili. Totuși, substituția electrofilă este relativ ușoară la poziția 5, incluzând nitrarea și halogenarea. [8] Reducerea stabilizării prin rezonanță a pirimidinei poate duce mai degrabă la reacții de adiție și la inel de scindare decât la substituții. O astfel de manifestare este observată în rearanjarea lui Dimroth . Pyrimidina se găsește, de asemenea, în meteoriți , dar oamenii de știință încă nu își cunosc originea. De asemenea, pirimidina se descompune fotolitic în uracil sub lumină ultravioletă . Așa cum se întâmplă adesea în cazul sistemelor de inel heterociclic mamă, sinteza pirimidinei nu este obișnuită și se realizează de obicei prin îndepărtarea grupărilor funcționale din derivați. Sinteze primare în cantitate care implică formamidă au fost raportate. [8]

Datorită scăderii bazicității în comparație cu piridina, substituția electrofilă a pirimidinei este mai puțin ușoară. Protonarea sau alchilarea are în mod obișnuit loc

11

numai la unul dintre atomii de azot din inel. Mono- N- oxidarea are loc prin reacția cu peracide. [2] C- substituția electrofilă a pirimidinei are loc în poziția 5, cel puțin lipsit de electroni. S-substituția nucleotidică C trebuie să fie facilitată la pozițiile 2-, 4 și 6, dar există doar câteva exemple. Aminarea și hidroxilarea au fost observate pentru pirimidinele substituite. Reacțiile cu reactivi Grignard sau alchillitiu conduc la 4alchil- sau 4-arilpirimidină după aromatizare. [8] S-au observat atacuri cu radicali liberi pentru pirimidină și s-au observat reacții fotochimice pentru pirimidinele substituite. [8] Pirimidina poate fi hidrogenată pentru a se obține tetrahidropirimidina. [8] Trei nucleobaze găsite în acizii nucleici , citozina (C), timina (T) și uracilul (U), sunt derivați de pirimidină:

12

Citozina ( C ) Thymine ( T )

Uracil ( U )

În ADN și ARN , aceste baze formează legături de hidrogen cu purinele complementare . Astfel, în ADN, purinii adenina (A) și guanina(G) se împerechează cu pirimidinele timina (T) și, respectiv, citozina (C). În ARN , complementul adeninei (A) este uracil (U) în loc de timină (T), astfel încât perechile care formează sunt adenină : uracil și guanină : citozină . Foarte rar, timina poate apărea în ARN sau uracil în ADN, dar când sunt reprezentate celelalte trei baze principale de pirimidină, pot apărea și unele baze minore de pirimidină în acizii nucleici . Aceste pirimidine minore sunt, de obicei, versiuni metilate ale celor majore și sunt postulate ca având funcții de reglementare. [12] Modurile de legare la hidrogen sunt pentru perechea de bază clasică WatsonCrick . Alte moduri de legare la hidrogen ("perechi de vânturi") sunt disponibile atât în ADN, cât și în ARN, deși grupa 2'-hidroxil suplimentară a ARN-ului extinde configurațiile prin care ARN poate forma legături de hidrogen.

13

Bibliografie 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Gilchrist, Thomas Lonsdale (1997). Chimie heterociclică . New York: Longman. ISBN 0-582-278430. ^ Salt până la:a b c Joule, John A .; Mills, Keith, eds. (2010). Heterocyclic Chemistry (ed. 5). Oxford: Wiley. ISBN 978-1-405-13300-5 . ^ Salt până la:a b Lagoja, Irene M. (2005). "Pirimidina ca constituent al compușilor naturali biologic activi"(PDF) . Chimie și biodiversitate . 2 (1): 1-50. doi : 10.1002 / cbdv.200490173 . PMID 17191918 . ^ Grimaux, E. (1879). " Sinteza derivatelor de uree din seria alloxan". Computează rapoartele științifice ale Academiei de Științe . 88 : 85-87. Pinner, A. (1884). "Ueber die Einwirkung von Acetessigäther auf die Amidine" [Cu privire la efectul esterului acetilacetonat asupra amidinelor]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . A17 : 2519-2520. doi : 10.1002 / cber.188401702173 . ^ Pinner, A. (1885). " Efectul esterului acetilacetonat asupra amidinelor". Pirimidina]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . A18 : 759-760. doi : 10.1002 / cber.188501801161 . ^ Gabriel, S. (1900). "Pyrimidin aus Barbitursäure" [Pyrimidina din acidul barbituric]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . A33 : 3666. doi : 10.1002 / cber.190003303173 . Albert, Adrien (1968). Chimie heterociclică, o introducere . Londra: Athlone Press. ^ Kogon, Irving C .; Minin, Ronald; Overberger, CG "2-clorpirimidină" . Sinteze organice . 35 : 34. doi : 10.15227 / orgsyn.035.0034 .; Volum colectiv , 4 , p. 182 ^ Overberger, CG; Kogon, Irving C .; Minin, Ronald. "2- (dimetilamino) pirimidină" . Sinteze organice . 35 : 58. doi : 10.15227 / orgsyn.035.0058 .; Volum colectiv , 4 , p. 336 Movassaghi, Mohammad; Hill, Matei D. (2006). "Sinteza în un singur pas a derivaților de pirimidină". J. Am. Chem. Soc. 128 (44): 14254-14255. doi : 10.1021 / ja066405m . Nelson, David L .; Cox, Michael M. (2008). Principiile de biochimie (ediția a 5-a). WH Freeman. pp. 272-274. ISBN 1429208929 .

14