Гетероциклы. Нуклеиновые кислоты

ГЕТЕРОЦИКЛЫ, НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ [c.147]

Гетероциклы. Нуклеиновые кислоты [c.251]

Задачи по органической химии в целом расположены в соответствии с традиционной последовательностью изучения классов органических соединений (углеводороды, спирты, фенолы, карбонильные соединения, карбоновые кислоты, сложные эфиры, жиры, углеводы, амины, аминокислоты, белки, гетероциклы, нуклеиновые кислоты). Однако во многих задачах отражены многочисленные генетические связи между различными классами органических веществ, поэтому соответствие расположения задач традиционному курсу химии в значительной степени условно и относительно. [c.123]

Последний раздел органической химии — Азотсодержащие органические вещества , куда постоянно включены амины, аминокислоты и белки, но, кроме них, могут рассматриваться азотсодержащие гетероциклы, нуклеиновые кислоты, что зависит от числа часов в учебном плане. [c.37]

Гетероциклы входят в состав нуклеиновых кислот — высокомолекулярных полимеров, образующих при гидролизе эквимолекулярную смесь гетероциклических аминов, пентозы и фосфорной кислоты. [c.333]

Особое значение имеют некоторые производные этих гетероциклов, известные под названием пиримидиновых и пуриновых оснований и являющиеся составными частями нуклеиновых кислот [c.421]

Рассмотренное здесь равновесие кето-енольных форм и двойственная реакционная способность Р-дикарбонильных соединений — только один из примеров широко распространенного в органической химии явления. Так, например, мы уже раньше встречались с таутомерией у нитросоединений. Таутомерия проявляется также у углеводов, у некоторых азотсодержащих соединений (в частности, у азотсодержащих гетероциклов, входящих в состав нуклеиновых кислот). Исследование различных таутомерных соединений постоянно привлекало и привлекает внимание химиков. [c.275]

Гетероциклическими соединениями называются соединения, содержащие циклы (кольца), которые включают наряду с углеродными атомами атомы других элементов (гетероатомы). Чаще всего в составе гетероциклических соединений встречаются атомы азота, кислорода и серы. В гетероцикле может содержаться одновременно несколько одинаковых или разных гетероатомов. Гетероциклические соединения являются весьма важным классом органических соединений, так как гетероциклы входят в состав нуклеиновых кислот, алкалоидов, красителей, лекарственных и многих других веществ. [c.346]

Нуклеиновые кислоты или полинуклеотиды — высокомолекулярные соединения, построенные из четырех нуклеотидных звеньев в различных сочетаниях. Эти звенья отличаются друг от друга только тем, что они содержат разные гетероциклы — аденин, гуанин, тимин и цитозин. Связь между звеньями осуществляется за счет остатка фосфорной кислоты одного нуклеотида с Сз-гидроксилом рибозы или дезоксирибозы другого. Полимерная цепь состоит, таким образом, из чередующихся сахарных и фосфорных звеньев к ней через правильные интервалы присоединены глюкозидными [c.354]

Хотя эта глава входит в серию глав, посвященных органической химии, тот факт, что она появляется в разделе, озаглавленном Нуклеиновые кислоты , означает, что в основном материал в ней будет рассматриваться таким образом, что специальные синтезы и получение многих аналогов нуклеозидов упоминаться не будут, если они не представляют непосредственный интерес для читателя, работающего в области химии нуклеиновых кислот. Поскольку как предмет изучения нуклеиновые кислоты охватывают исключительно много отдельных дисциплин, то в настоящей главе важнее выделить те аспекты химии многих известных антибиотиков и других антиметаболитов, которые являются нуклеозидами, чем перечислять многочисленные соединения с гетероциклами, включающими все возможные положения атомов азота, и содержащие углеводные остатки различной конфигурации, получение которых зачастую было вызвано лишь научными интересами исследователей, и которые зачастую не имеют особо интересных биологических свойств. [c.68]

Таким образом, эта глава будет начинаться с широкого рассмотрения методов выделения и разделения смесей нуклеозидов (в основном из природных источников). Общие методы синтеза нуклеозидов будут рассмотрены достаточно подробно, вслед за чем будут описаны синтезы некоторых специфичных типов нуклеозидов, например, С-нуклеозидов, циклонуклеозидов и т. д. Будут лишь перечислены физические методы, используемые для определения структуры нуклеозидов, хотя основные литературные ссылки будут приведены. Будут рассмотрены лишь те химические реакции, которые представляют особый интерес для химика, работающего в области нуклеиновых кислот. Помимо того, общие реакции углеводного остатка и гетероциклов можно найти в главах, относящихся к этим вопросам. [c.70]

В то время как основные цепи белков и нуклеиновых кислот, не говоря уже о полисахаридах, не являются цепями сопряженных я-связей, большинство важнейших коферментов — л-электронные сопряженные системы, содержащие ароматические циклы или гетероциклы. Таковы, как мы уже видели, аденилаты. Во флавиновых коферментах — во флавинмононуклеотиде ФМН и флавинадениндинуклеотиде ФАД фигурирует сопряженный [c.48]

Важнейшими производными этих гетероциклов являются основания, входящие в состав нуклеиновых кислот. [c.360]

Интерес к таким радикалам обусловлен, во-первых, тем обстоятельством, что фосфорорганические соединения обладают широким спектром биологической активности (противоопухолевой, антихолинэстеразной, холинолитической и т. д.). Во-вторых, модификация фосфорорганических соединений нитроксильными радикалами может привести к радикалам, которые могут использоваться в качестве спиновых меток для изучения ферментов и нуклеиновых кислот [6—8] или как лекарственные вещества [9—161. Большинство этих радикалов представляет собой эфиры иЛи амиды кислот трех- и пятивалентного фосфора [2, 4,14]. Однако собственно фосфорорганическим радикалам, в частности с атомом фосфора при гетероцикле нитроксила, посвящено очень мало работ [17—19]. [c.93]

Ниже приведены пять главных гетероциклов, в.ходящих и состав нуклеиновых кислот, и нумерация атомов, принятая для этих гетероциклов [c.49]

Особенно широко распространены в природе производные пиримидина. Нуклеиновые кислоты (9 У = Н, ОН) являются важными составными частями всех клеточных ядер и, следовательно, всех живых организмов. Все они имеют в своем составе пиримидиновые и пуриновые основания [обозначено словом гетероцикл в фор-му.че (9)]. Рибонуклеиновые кислоты [РНК (9 V = ОН)] содержат [c.116]

Важнейшими природными соединениями, содержащими гетероциклы, несомненно являются нуклеиновые кислоты Биологическая роль нуклеиновых кислот, заключающаяся в хранении, реализации и передаче наследственных свойств организмов, обеспечении в клетках очень ответственной функции биосинтеза белков, рассматривается подробно в курсах биохимии [91, 92] Мы остановимся только на особенностях строения нуклеиновых кислот [c.923]

Гетероциклические соединения входят в состав многих веществ природного происхождения, таких, как хлорофилл, гем крови, нуклеиновые кислоты, пенициллины, многие витамины и почти все алкалоиды. Более половины всех лекарственных веществ содержит в своей структуре гетероциклы. [c.350]

Во всех рентгеноструктурных исследованиях пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот отмечается, что атомы, составляющие кольца, лежат приблизительно в одной плоскости (отклонения находятся в пределах ошибки эксперимента). На выход атомов из среднеквадратичной плоскости обычно влияет наличие заместителей в гетероциклических кольцах. Так, в молекуле аденозин-5 -фосфата [16]. плоскость амино-группы составляет 25° с основанием. Видимо, по этой причине атом С5 лежит на 0,043 А ниже, а атом N1 — на 0,051 А выше плоскости кольца. Во всех структурах отклонение атома С1 сахара от плоскости основания довольно велико (до 0,2 А), что приводит к тому, что угол гликозидной связи с гетероциклом достигает 5—8°. [c.174]

Органическими основаниями нуклеиновых кислот являются пурины либо пиримидины. Пири-мидины представляют собой производные ше-стичленного азотно-углеродного гетероцикла, а пурины—производные бициклического гетеросоединения. Эти основания принято обозначать буквенными символами, например цитозин — буквой Ц, а ТИМИН—буквой Т (рис. 28.4). Каждое из оснований имеет один атом водорода (изображенный на рис. 28.4 в кружке), который вступает в реакцию конденсации с группой — ОН у атома углерода (в положении 1) молекулы сахара (см. рис. 28.3), в результате чего образуется прочная связь С — N между сахаром и основанием. [c.484]

Из схемы 9.1 очевидно, что фундаментом всей органической химии являются углеводороды. От алканов происходят все остальные классы углеводородов. Из углеводородов в результате химических реакций замещения Н-атома С-Н-связи и присоединения реагентов по л-связям возникают основные классы функциональных производных углеводородов — галогенопроизводные, сульфопроиз-водные, нитросоединения, спирты, простые и сложные эфиры, альдегиды, кегоны и карбоновые кислоты. Дальнейшее химическое преобразование (химический дизайн) этих производных за счет замещения или химического видоизменения функциональных групп создает все труднообозримое многообразие полифунк-ционапьных органических соединений, в том числе аминокислоты, пептиды, и белки, жиры и углеводы, гетероциклы различной сложности, витамины, гормоны, нуклеотиды и нуклеиновые кислоты, ферменты. [c.317]

Больщая часть важнейших коферментов — я-электронные сопряженные системы, содержащие гетероциклы или ароматические циклы. Как мы видели, к той же группе органических соединений относятся азотистые основания, нуклеозиды и нуклеотиды, из которых строятся цепи нуклеиновых кислот. Низкомолекулярные нуклеозиды и нуклеотиды и их производные в ряде случаев являются коферментами. Вероятно, важнейшим из них следует считать аденозинтрифосфат (АТФ). Сюда же относятся основные участники окислительно-восстановительных процессов — никотинамидные коферменты НАД и НАДФ и фла-виновые коферменты ФАД и ФМН. Напишем структурную формулу первых двух соединений [c.95]

Большое влияние на курс органической химии оказывают межпредметные связи, особенно с биологией. Развитие биологии как науки и как учебного предмета оказало влияние на формирование школьного курса органической химии, в который в 1985 г. были введены гетероциклы и нуклеиновые кислоты. Они необходимы для понимания проблем молекулярной биологии, генетики, так как органическая химия формирует для биологии опорные понятия. Органическая химия широко пользуется понятиями физики представления об электрических явлениях в макромире способствуют пониманию микромира органических веществ. Межпредметные связи с историей позволяют ознакомить учащихся с историей органической химии как науки, показать успехи органического синтеза, раскрыть перспективы развития химической промышленности в нашей стране. Межпредметные связи органической химии с другими предметами школьного учебного плана четко определяют ее место в учебно-воспитательном процессе средней школы. [c.241]

В клетках, составляющих живое вещество, содержатся особые высокомолекулярные нуклеиновые кислоты, связанные с белком, видимо, водородными связями. В течение последних десятилетий были изучены состав и строение нуклеиновых кислот и установлена их роль в биосинтезе белка. Ядра клеток содерл<ат дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), анализ продуктов гидролитического расщепления которой показал, что это слол ное вещество, содерлощее 1>-дезоксирибозу, фосфорную кислоту и смесь веществ гетероциклической структуры — производных пурина — аденина и гуанина и производных пирами-дина — тимина и цитозина. В плазме же клеток содержатся рибонуклеиновые кислоты (РНК), в составе которых обнарул<ены /З-рибоза, фосфорная кислота и гетероциклы — аденин, гуанин, цитозин и урацил (вместо тимина). [c.264]

Лактим-лактамная таутомерия особенно важна для арома-Ических гетероциклов с гетероатомами азота — азотистых осно-йний, входящих в состав нуклеиновых кислот (см. главу 13). [c.259]

При отклонении pH на несколько единиц от нейтрального значения происходят ионизация групп N-11 в слабощелочной среде и протоиирование атомов азота пиридинового типа в кислой среде. В табл. 3.3. приведены значения рА для важнейших нуклеозидов. Однако надо иметь в виду, что в составе нуклеиновых кислот эти значения могут заметно отличаться от рА для свободных нуклеозидов. Следует подчеркнуть, что наиболее основными и нуклеофильными цeнтpa и в гетероциклах, как это следует из спектральных характеристик ионизованных форм этих гетероциклов и из квантово-химических расчетов, являются именно атомы азота пиридинового типа в составе цикла, а не экзоциклические аминогруппы, неподеленная пара электронов которых сопряжена с системой двойных связей кольца и групп С=0. В биологически значимом диапазоне pH уридин и тимидин не присоединяют протонов и не являются основаниями. В связи с этим широко используемый для гетероциклов, входящих в состав нуклеиновых кислот, собирательный термин <основания>, строго говоря, является некорректным. [c.72]

Нуклеотидные остатки н уклеиновых кислот буквально насыщены участками, способными к образованию водородных связей. Это и остатки фосфорной кислоты, и атом О фypaнoзнoгq цикла, и 2 -ОН-группы рибозы в составе РНК. Наибольшее значение для пространственной организации молекул нуклеиновых кислот и их межмолекул>1рных взаимодействий имеют гидрофильные фрагменты гетероциклов. Эти фрагменты сведены в табл. 3.4. Важной чертой всех приведен- [c.73]

В нуклеиновых кислотах остатки, участвующие в образовании водородных связей с комплементарными гетерощ1клами, имеют, как правило, резко сниженную реакционную способность но сравнению со свободными гетероциклами. Например, реакция (VII.2) остатков аденина и цитозина с галогенацетальдегидами проходит с участием экзоциклической аминогруппы и атома азота гетероцикла, которые являются непосредственными участниками уотсон-криковских взаимодействий (см. рис. 26). Поэтому в этенопроизводные легко превращаются остатки, находящиеся в однонитевых участках, и существенно труднее — остатки, образующие двуспиральную структуру. Реагенты, различающие одно- и двунитевые структуры полинуклеотидов, широко используются для детального изучения вторичной структуры нуклеиновых кислот, в частности для выявления шпилечных структур. В табл. 7.7 приведены некоторые реагенты, широко применяемые для изучения пространственной структуры белков и нуклеиновых кислот методом химической модификации. [c.324]

Эти равновесия особенно важны для производных пиримидина и пурина, так как эти гетероциклы входят в состав нуклеиновых кислот (см. гл. 7). Если один из таутомеров преобладает в растворе, его строение можно установить сравнением ИК-, УФ- н ЯМР-спектров со спектрами подходящих алкилированных производных. Например, УФ-спектр пиридона-2 (19) очень похож на спектр 1-ме-тилпиридона-2 (20) в различных растворителях, но существенно отличается от спектра 2-метоксипиридина (21). Таким образом, можно сделать вывод, что равновесие между пиридоном-2 и 2-гидрокси-пиридином сильно сдвинуто в сторону первого (соотношение 9 1). [c.45]

Существует также большое число шестичленных гетероциклов, содержащих атомы азота и кислорода или атомы азота и серы. Эти гетероциклические соединения не обладают ароматическим характером и по своим химическим свойствам напоминают ациклические соединения, содержащие аналогичные функциональные группы. Некоторые представители этого класса гетероциклических соединений кратко рассмотрены в разд. 7.6. Настоящая глава посвящена в основном ароматическим диазинам и трназинам. Пиримидин, важный фрагмент нуклеиновых кислот, и родственный ему пурин рассматриваются в разд. 7.3. [c.299]

Гликозидам родственны так называемые N-гликoзиды, т. е. производные моносахаридов, в которых аномерный центр связан не с атомом кислорода, а с атомом азота аминов или гетероциклов. К-Гликозидная связь характерна для нуклеозидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, где моносахариды О-рибоза и 2-дезокси-0-рибоза (аналог О-рибозы без гидроксильной группы в положении 2) связаны с нуклеиновыми основаниями. Такие К-гликозиды называются нуклеозидами, например аденозин Сложные эфиры нуклеозидов — нуклеотиды, например у р и д и н-5 -ф о с ф а т, являются, как известно, мономерными звеньями нуклеиновых кислот. В целом полимерная молекула нуклеиновой кислоты построена из нуклеотидов, связанных между собой остатками фосфорной кислоты. [c.396]