Биологично и медицинско значение на производните на имидазол и тиазол
Биологично и медицинско значение на производните на имидазол и тиазол
Имидазолът и тиазолът са петчленни хетероцикли с два хетероатома. Имидазолът има два азотни атома, докато тиазолът има един азотен атом и един серен атом. Стойността на производните на имидазол и тиазол е много висока. На тяхна основа се правят препарати, които се използват за лечение на много заболявания, включително рак. Имидазоловото ядро е част от такива важни за хората вещества като азотни основи, витамини, ензими, аминокиселини.
Целта на тази курсова работа е да покаже значението на тези две съединения, обобщавайки материала от различни клонове на науката (химия, фармакология, медицина), използването на производни на тези вещества в медицинската практика и ежедневието.
В този курс бяха решени следните задачи:
1) Разглеждат се основните методи за получаване на имидазол и тиазол, както и техните производни;
2) Анализирана е структурата на имидазола и тиазола и въз основа на структурата са направени заключения за възможните химични свойства на тези съединения;
3) Извършена е класификация на имидазолови и тиазолови производни;
4) Дадени са основните производни на имидазола и тиазола и са описани тяхното значение и употреба.
Тази тема може да се прилага във факултативни часове по хетероциклични съединения, за разширяване на знанията за хетероцикличните съединения и като научен и образователен материал.
Имидазолът се получава чрез кондензация на глиоксал с амоняк в присъствието на формалдехид:
Производните на имидазол се получават по подобен начин чрез действие с амоняк и формалдехид върху производни на глиоксал:
Молекулата на имидазола има 2 спрегнати двойни връзки. Тези връзки с 4 π-електрона се допълват от несвързващи електронни двойки от азотни атоми и единичен6π-електронна ароматна система. Азотните атоми участват в π-електронното конюгиране неравномерно: един азотен атом (под номер 3) има свободна електронна двойка и е нуклеофилен център. Нарича се имидазолов азотен атом. Друг азотен атом (номериран с 1) отдава 2 електрона и се характеризира с дефицит на електрони. Нарича се пиролов азотен атом. Двойните връзки са неравномерно разпределени около пръстена. Следните са резонансните структури на имидазола:
Молекулярната диаграма на имидазола ясно показва всичко по-горе:
Молекулите на имидазол образуват водородни връзки една с друга:
Химични свойства на имидазола:
Имидазолът е по-силна основа от пирола. Амфотерността води до факта, че участието му в определена реакция зависи от околната среда: в кисела среда пръстенът се зарежда положително, в алкална - отрицателно.
Реакциите на електрофилно заместване протичат или при азотни атоми, или при въглеродни атоми, но първият вариант е най-предпочитан.
Този механизъм на реакция изисква най-малко разходи за енергия.
Имидазоловите производни могат да реагират с алкил халид, за да образуват соли:
Въпреки това, в допълнение към реакциите на електрофилно заместване, имидазоловата молекула може също да влезе в реакции на нуклеофилно заместване:
За имидазола са възможни и специфични реакции: металиране и карбоксилиране:
Имидазолът може също да кондензира с алдехиди:
НЕКОНДЕЗИРАНИ ПРОИЗВОДНИ НА ИМИДАЗОЛ:
Естественото производно на имидазола е аминокиселината хистидин, която при декарбоксилиране се превръща в хистамин.
Хистаминът е токсичен. Предизвиква спазъм на гладката мускулатура и разширяване на капилярите с повишаване на тяхната пропускливост.стени, което води до спад на кръвното налягане.
Аминокиселината хистидин е част от някои лекарства: едно от тях е рифотироин.
Рифатироин или пироглутамил-хистидил-пролинамид (трипептид). Друго име е тиролиберин. Представлява бял или леко жълтеникав аморфен прах, силно разтворим във вода. Това е хипоталамичен фактор, който освобождава тироид-стимулиращ хормон от хипофизната жлеза, мощен стимулатор на секрецията на пролактин. Използва се при диагностициране на хипотиреоидизъм, за оценка на състоянието на хипоталамо-хипофизно-щитовидната система при различни ендокринни заболявания.
Най-простите имидазолови производни включват:
1) 2-нитроимидазол. Това е бяло кристално вещество, което се разтваря във вода и органични разтворители. Той е много силен антибиотик, но поради своята токсичност в момента не се използва в медицината.
2) Мерказолил или 1-метил-2-меркаптоимидазол. Друго име за това вещество е тиамазол. Представлява бял или жълтеникав кристален прах с лека специфична миризма и горчив вкус. Той е синтетичен антитиреоиден агент, т.е. предизвиква намаляване на синтеза на тироксин в щитовидната жлеза, поради което има специфичен терапевтичен ефект при нейната хиперфункция. Нанесете с дифузна токсична гуша.
По-сложните имидазолови производни включват:
1) Нафтизин или 2-(α-нафтилметил)-имидазолин нитрат. Друго име на веществото е санорин. Представлява бял кристален прах с жълтеникав оттенък, трудно се разтваря във вода. Нафтизинът е отличен вазоконстриктор, така че се използва главно при остър ринит, възпаление на максиларните синуси, за спиране на кървене от носа и алергичен конюнктивит.
