Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

30.6: Деякі азотовмісні натуральні продукти

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    105951

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Алкалоїди

    Основні сполуки азоту в рослині класифікуються як алкалоїди. Раніше було наведено кілька прикладів цього великого і дивно неоднорідного класу сполук, багато з яких мають дуже складні структури (Розділ 23-2). Важко дати послідовний звіт алкалоїдної хімії в обмеженому просторі, доступному нам тут.

    Біосинтез алкалоїдів широко вивчався, і хоча деякий час вважалося, що алкалоїди виникли в першу чергу з амінокислотних попередників, зараз є вагомі докази того, що етаноат також бере участь. Режим біосинтезу алкалоїдів ще не так добре зрозумілий, як у терпенів і стероїдів. Однією з експериментальних проблем є складність підживлення рослин відповідним чином маркованих попередників.

    Вітамін В\(_{12}\)

    Вітамін В\(_{12}\) є харчовим фактором, необхідним для профілактики згубної анемії. Його структура була визначена в 1956 році за допомогою хімічних досліджень Олександра Тодда (Нобелівська премія, 1957) та рентгенівських дифракційних досліджень Дороті Ходжкіна (Нобелівська премія, 1964). Це один з найскладніших природних продуктів, відомих, але він має особливості, які не незнайомі. Це пов'язано з розглянутими раніше металопорфіринами (Розділ 25-8B), але кільцева система, що оточує атом кобальту, має один менше вуглецю, що з'єднує два азотсодержащих кілець, ніж порфіринове кільце гема або хлорофілу. \(_{12}\)Кільцева система В називається кільцем корріна, а вітамін - кобальто-корріновим комплексом.

    Корринове кільце включає метильну, етанамідну та пропанамідну групи, і одна з них пов'язана через залишок нуклеотидів з атомом кобальту. Навколо кобальту є п'ять азотних лігандів, а шостий ліганд прикріплений через вуглець - тут ціано-група - так що альтернативна назва вітаміну В\(_{12}\) - ціанокобаламін:

    Загальний синтез вітаміну В\(_{12}\) був оголошений в 1972 році в результаті спільних зусиль між Р.Б. Вудвордом (Гарвард) і А.Ешенмозером (Цюріх). Синтез був завершений після 11 років зусиль за участю 100 колег з 19 країн. В ході роботи було розроблено низку важливих прийомів і реакцій синтетичної цінності, включаючи принцип збереження орбітальної симетрії (правила Вудворда-Гофмана, Розділ 21-10). Біохімічна дія вітаміну В\(_{12}\) розглядається в главі 31.

    Пеніциліни і цефалоспорини

    Перші антибіотики лікарської цінності були відкриті Олександром Флемінгом в 1929 році як метаболіти мікроорганізму Penicillium notatum. Вони стали називатися пеніцилінами, але їх розвиток як корисних препаратів повільно приходило. Однак нагальна потреба в нетоксичних антибіотиках була визнана під час Другої світової війни і призвела до командних зусиль англійських та американських вчених розробити ефективні методи отримання пеніциліну шляхом ферментації та проведення клінічних та хімічних досліджень. До 1943 року пеніцилін був доступний в кількості для лікування поранених у війні. До 1945 року основна структура та стереохімія були виведені за допомогою досліджень хімічної деградації та рентгенівської дифракції:

    Структура незвичайна тим, що має чотиричленне циклічне амідне кільце (\(\beta\)-лактам). Це був перший приклад, який був виявлений натуральний продукт з такою кільцевою структурою.

    Бродіння можуть виробляти пеніциліни, які відрізняються тільки характером групи бічних ланцюгів\(\ce{R}\). Поширеним природним пеніциліном є пеніцилін G, в якому\(\ce{R} \: =\) фенілметил (бензил):

    Цефалоспорини - це антибіотики, що виробляються штамом бактерій цефалоспорієм. Вони тісно пов'язані з пеніцилінами. Таким чином, цефалоспорин С має\(\beta\) -лактамне кільце, але шестичленне сірковмісне кільце:

    І цефалоспорини, і пеніциліни зобов'язані своєю антибактеріальною дією своєю здатністю блокувати бактеріальний біосинтез клітинної стінки. Цефалоспорин С менш активний, ніж пеніциліни, але менш схильний до ферментативного руйнування\(\beta\) -лактамазами, які є ферментами, що розщеплюють лактамне кільце. Насправді так звана стійкість стафілобактерій до пеніцилінів приписується розмноженню штамів, які продукують\(\beta\) -лактамазу. Численні напівсинтетичні пеніциліни та цефалоспорини були зроблені в надії знайти нові антибіотики широкого спектру дії з високою активністю, але з більшою стійкістю до\(\beta\) лактаму. Деякі з них знаходяться в клінічному застосуванні.

    Загальний синтез пеніциліну V був досягнутий Дж. Шиханом (1957) і цефалоспорину Р.Б. Вудвордом (1966). Біосинтетичні шляхи були розроблені частково, і попередниками обох кільцевих систем є\(L\) -цистеїн і\(D\) -валін:

    Автори та атрибуція

    Template:ContribRoberts