Біологічне та медичне значення похідних імідазолу та тіазолу

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти РФ
Кафедра хімії та методи-
ки викладання хімії
Курсова робота з органічної хімії:
Біологічне та медичне значення
похідних імідазолу та тіазолу
Виконав:
Науковий керівник:
ОРЕНБУРГ, 2004
ЗМІСТ:
 
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.3
I. Похідні імідазолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.4
1) Хімія імідазолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... Стор.4
а) Отримання імідазолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор.4
в) Будова імідазолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... стор.4
з) Хімічні властивості імідазолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.5
2) неконденсованих похідні імідазолу ... ... ... ... ... ... .. стор.6
3) Конденсовані похідні імідазолу ... ... ... ... ... ... .... Стор.8
а) пуринові основи ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.9
II. Похідні тиазола ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.11
1) Хімія тиазола ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.11
а) Отримання тиазола ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.11
в) Будова тиазола ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.11
з) Хімічні властивості тиазола ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор.12
2) неконденсованих похідні тіазолу ... ... ... ... ... ... ... стор.12
3) Конденсовані похідні тіазолу ... ... ... ... ... ... ... ... стор.12
4) Похідні пеніциліну ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.13
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. стор.14
Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... стор.15

ВСТУП
Імідазол і тіазол - П'ятичленні гетероцикли з двома гетероатомами. У імідазолу два атоми азоту, а у тиазола - один атом азоту і один атом сірки. Значення похідних імідазолу та тіазолу дуже велике. На їх основі виготовлені препарати, що застосовуються для лікування багатьох захворювань, у тому числі й онкологічних. Імідазольного ядро ​​входить до складу таких важливих для людини речовин, як азотисті основи, вітаміни, ферменти, амінокислоти.
Мета даної курсової роботи - показати важливість цих двох з'єднань, узагальнивши матеріал з різних галузей науки (хімія, фармакологія, медицина), застосування похідних цих речовин в лікувальній практиці та повсякденному житті.
У цьому курсової були вирішені наступні завдання:
1) Розглянуто основні способи отримання імідазолу та тіазолу, а також їх похідних;
2) Проаналізовано будову імідазолу та тіазолу, і на основі будови були зроблені висновки про можливі хімічних властивостях цих сполук;
3) Проведено класифікацію похідних імідазолу та тіазолу;
4) Наведено основні похідні імідазолу та тіазолу та описані їх значення та застосування.
Дана тема може бути застосована на факультативних заняттях з гетероциклическим з'єднанням, для розширення знань з гетероциклическим з'єднанням і як науково-пізнавальний матеріал.

Похідні імідазолу
 
Хімія імідазолу
 
ОТРИМАННЯ імідазолу
Імідазол отримують конденсацією гліоксалю з аміаком у присутності формальдегіду:

Похідні імідазолу отримують аналогічно, дію аміаком і формальдегідів на похідні гліоксалю:

БУДОВА імідазолу:
У молекулі імідазолу є 2 сполучені подвійні зв'язки. Ці зв'язку з 4 π-електронами доповнюються несзязивающімі електронними парами атомів азоту, і виникає єдина 6π-електронна ароматична система. У π-електронному сполученні атоми азоту беруть неоднакове участь: один атом азоту (під номером 3) володіє вільної електронної парою і є нуклеофілів центром. Він називається імідазольним атомом азоту. Інший атом азоту (під номером 1) віддає 2 електрони і характеризується дефіцитом електронів. Він називається пиррольного атомом азоту. Подвійні зв'язку нерівномірно розподіляються по кільцю. Нижче наведені резонансні структури імідазолу:

Молекулярна діаграма імідазолу наочно показує все вищеперелічене:

Молекули імідазолу утворюють між собою водневі зв'язку:

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ імідазолу:
 
Імідазол - більш серйозна причина, ніж пірол. Амфотерность призводить до того, що його участь в тій чи іншій реакції залежить від середовища: у кислому середовищі кільце заряджається позитивно, в лужному - негативно.

Реакції електрофільного заміщення протікають або за атомам азоту, або за атомам вуглецю, але найбільш кращий перший варіант.
Такий механізм реакції вимагає найменші енергетичні витрати.
Похідні імідазолу можуть вступати в реакцію з галоїдних алкіл з утворенням солей:


Однак крім реакцій електрофільного заміщення молекула імідазолу може вступати і в реакції нуклеофільного заміщення:

Для імідазолу можливі і специфічні реакції: металювання і карбоксилювання:


Імідазол також може вступати в конденсацію з альдегідами:

ФЕНІЛМІМДАЗОЛІЛЕТІЛЕН
 
 
Неконденсованих Похідні імідазолу:
Природним похідним імідазолу є амінокислота гістидин, яка при декарбоксилюванні перетворюється на гістамін.

гістидин гістамін
Гістамін токсичний. Він викликає спазм гладкої мускулатури і розширення капілярів із збільшенням проникності їх стінок, викликає падіння кровного тиску.
Амінокислота гістидин входить до складу деяких препаратів: один з них - ріфотіроін.
Ріфатіроін або піроглутаміл-гістіділ-пролінамід (трипептид). Інша назва - тіроліберін. Це білий або злегка жовтуватий аморфний порошок, добре розчинний у воді. Є гіпоталамічним чинником, вивільняє тиреотропний гормон гіпофізу, потужний стимулятор секреції пролактин. Застосовують при діагностиці гіпотиреозу, для оцінки стану гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної системи при різних ендокринних захворюваннях.
До простих похідним імідазолу відносять:
1) 2-нітороімідазол. Це біла кристалічна речовина, розчиняється у воді і органічних розчинниках. Є дуже сильним антибіотиком, проте із-за своєї токсичності в даний час в медицині не застосовується.
2) Мерказоліл або 1-метил-2-меркаптоімідазолу. Інша назва цієї речовини - тіамазол. Це білий або жовтуватий кристалічний порошок зі слабким специфічним запахом і гірким смаком. Є синтетичним антитиреоїдних засобом, тобто викликає зменшення синтезу тироксину в щитовидній залозі, завдяки чому робить специфічний лікувальну дію при її гіперфункції. Застосовують при дифузному токсичному зобі.
До більш складних похідним імідазолу відносяться:

1) Нафтизин або 2 - (α-нафтілметіл)-імідазолін нітрат. Інша назва речовини - санорин. Це білий з жовтуватим відтінком кристалічний порошок, важко розчинний у воді. Нафтизин - прекрасне судинозвужувальний засіб, тому його в основному застосовують при гострих ринітах, при запаленні гайморових пазух, для зупинки носових кровотечах, при алергічних кон'юнктивітах.
2) Галазолін або 2 - (4'-третбутіл-2 ', 6'-диметилбензо)-імідазолін хлорид. Інша назва - отривин або ксілометазолін. За своєю дією близький до нафтизину. Застосовується при ринітах, ларингіті, синуситах, запаленнях гайморової пазухи, сінній нежиті і інших захворюваннях порожнини носа і горла.
3) Клофелін або 2 - (2,6-діхлорфеніламіно)-імідазолін гідрохлорид. Інші назви: гемитон, Катапресан. Це білий кристалічний порошок, розчинний у воді. Клофелін є гарним α-адреноблокирующим засобом, тому його призначають як антигіпертензивного засобу при різних формах гіпертонії, а в очній практиці - для лікування глаукоми.
4) Фентоламин або 2 - [N-пара-толіл-N-(мета-оксіфеніл)-амінометил]-імідзоліна гідрохлорид. Це білий або кремовий порошок, мало розчинний у воді. Фентоламин як і клофелін відноситься до групи α-адреноблокаторів, тобто блокує адренорецептори., Тому його застосовують при розладах периферичного кровообігу (хвороба Рейно, акроціаноз і ін), при лікуванні трофічних виразок кінцівок, пролежнів, відморожень і т.д. Фентоламин посилює секрецію інсуліну, внаслідок чого може бути корисний хворим на цукровий діабет.
5) Метіамід або 1-метил-2-[2 - (5-метілімідазол-4-лив)-метілтіоетіл] сечовина. Є першим з відомих Н 2-блокатор, запропонований в якості лікарського препарату. Однак він не знайшов застосування у зв'язку з великим числом побічних явищ (агранулоцітз та ін)
6) етимізол або біс-(метіламід)-1-етілімідазол-4 ,5-дикарбонової кислоти. Це білий кристалічний порошок, мало розчинний у воді. Виявляє стимулюючий вплив на дихальний центр і належить до групи дихальних аналептиків, активізує адренокортикотропний функцію гіпофіза, що призводить до підвищення рівня глюкокортикостероїдів в крові, покращує короткострокову пам'ять, сприяє підвищенню розумової працездатності. Застосовують при отруєнні наркотиками, після хірургічного наркозу, та ін
7) Міконазол або 1 - [2,4-дихлор-β-(2,4,-діхлорбензолоксі)-фенетіл]-імідазол. Інша назва - альбістат, гонофіт, дерманістат. Застосовують при ураженні шкіри і нігтів дерматофітами та грибками, що супроводжуються запаленнями. Ефективний при мікозах з суперінфекцією грампозитивними бактеріями.
8) Мазіндол або 5 - (4-хлорфеніл) -2,5,-дигідро-3Н-імідазол-[2,1-а]-ізоіндолію-5-ол. Інша назва - теренак, теронак. Володіє анорексигенну та антидепресивну дію, оскільки є ефективним α-адреноблокатором. Застосовують в комплексній терапії ожиріння.
До неконденсованих похідним імідазолу відноситься також і алкалоїд пілокарпін.
Пілокарпін - алкалоїд, що виділяється з рослини Pilocarpus Jobarandi, що росте в Бразилії. Це безбарвні кристали або білий кристалічний порошок без запаху. Він застосовується в офтальмології для зниження внутрішньоочного тиску, при гострій непрохідності артерії сітківки, при атрофії зорового нерва. Пілокарпін збуджує периферичні м-холінорецептори, викликають посилення секреції травних і бронхіальних залоз.
Конденсованих похідних імідазолу:
До одного з найважливіших конденсованих похідних імідазолу відноситься бензімідазол.
Бензімідазол - гетероцикл, в якому імідазольного кільця конденсованої з бензольні. Бензімідазольная система входить до складу ряду природних речовин, а також лікарських препаратів.

1) Вітамін В 12 або ціанокобаламін Соα-[α-(5,6-діметілбензімідазоліл)]-Соβ-кобамідціанід или α-(5,6 діметілбензімідазоліл)-кобамідціанід. Це кристалічний порошок темно-червоного кольору без запаху. Гігроскопічний. Важко розчинний у воді. Володіє високою біологічною активністю. Він є чинником росту, необхідний для нормального кровотворення і дозрівання еритроцитів, бере участь у синтезі лабільних метильних груп і в утворенні холіну, метіоніну, креатину нуклеїнових кислот; сприяє накопиченню в еритроцитах сполук, що містять сульфгідрильних групи; сприятливо впливає на печінку і нервову систему, активує систему згортання крові. Надає лікувальний ефект при хворобі Аддісона-Бірмера, при анемії, при дистрофії, захворюванні печінки (цироз, гепатит). Міститься в м'ясі, рибі, курячих яйцях, та інших продуктах, що містить тваринний білок.
2) Дибазол або 2-бензілбенімідазола гідрохлорид. Це білий зі злегка сіруватим відтінком кристалічний порошок з гірко-солоним смаком, важко розчинний у воді, легко - в спирті. Гігроскопічний. Має судинорозширювальну, спазмолітичну і гіпотензивну дію. Виявляє стимулюючий вплив на функції спинного мозку. Застосовують при спазмах кровоносних судин і гладкої мускулатури внутрішніх органів, при лікуванні нервових захворювань.
3) Мебендазол або метил-5-бензоїл-2-бензімідазол карбамат. Діє на різні види гельмінтів, найбільш ефективний при ентеробіозі.
 
Пуринових підстав
Пурин - біциклічні гетероциклічне з'єднання, утворене конденсованими ядрами піримідину та імідазолу. Пурин стійкий до дії окислювачів, добре розчинний у воді, амфотерами. Найбільш важливі гідроксіпуріни і амінопуріни, які беруть активну участь у процесах життєдіяльності.
1) Аденін або 6-амінопурін. Є обов'язковим компонентом нуклеїнових кислот, входить до складу деяких коферментів, наприклад, коферменту А.

2) гіпоксантин або 6-гідроксіпурін утворюється в організмі в ході метаболізму нуклеїнових кислот (при дезамінування аденіну).

3) ксантин або 2,6-диоксипурин. Як і ксантин, утворюється в ході метаболізму нуклеїнових кислот, зокрема при дезамінування гуаніну.
4) гуанін або 2-аміно-6-гідроксіпурін. Як і аденін є важливим компонентом нуклеїнових кислот.

Пуриновое ядро ​​входить до складу деяких алкалоїдів, таких як кофеїн, теофілін і теобромін і біологічно активних речовин, наприклад, сечова кислота
5) Кофеїн або 1,3,7-триметилксантин - алкалоїд, що міститься в листі чаю, бобах кави та інших рослинах. Це білі шовковисті голчасті кристали або білий кристалічний порошок гіркуватого смаку без запаху, погано розчинний у воді. Збуджує ЦНС, дихання, підвищує артеріальний тиск, стимулює серцеву діяльність, підвищує розумову працездатність, зменшує втому і сонливість, знижує агрегацію тромбоцитів, підвищує секрецію шлунка. Великі дози виснажують нервові клітини. Застосовується як стимулятор ЦНС, для підвищення рухової активності при інфекційних захворюваннях, що супроводжуються пригніченням ЦНС, при отруєнні наркотиками та іншими отрутами, при спазмах судин головного мозку.
6) Теобромін або 3,7-діметілксантін - алкалоїд, що добувається з лушпиння насіння какао. Це білий кристалічний порошок, гіркий на смак, мало розчинний у воді. Виявляє стимулюючий вплив на серцеву діяльність, дещо розширює вінцеві судини серця і мускулатуру бронхів, посилює сечовиділення. Застосовується при спазмах судин мозку, при набряках серцевого і ниркової природи.

7) Теофілін або 1,3-діметілксантін - це алкалоїд, що міститься в чайному листі і кава. Це білий кристалічний порошок, мало розчинний у воді. Він стимулює скорочення міокарда, розширює мускулатуру бронхів, збуджує ЦНС. Це один з найсильніших інгібіторів фосфодіестерази. Застосовується як бронхолітичну засіб, як сечогінний засіб при застійних явищах серцевого та ниркового походження.
8) Сечова кислота або 2,6,8-трігідроксіпурін - основний кінцевий продукт метаболізму азоту у птахів і рептилій. Звичайний проміжний продукт метаболізму у тварин. Сечова кислота піддається подальшому метаболізму в організмі більшості ссавців, але не в людини, присутня в сечі всіх м'ясоїдних тварин.
Пуриновое кільце входить до складу так званих антіпурінових підстав. Вони за своїм складом схожі з пуриновими підставами, але на відміну від них порушують обмін речовин і гальмують біосинтез білків.
Антиподом пурину є 6-меркаптопурин та препарати на його основі.
1) 6-меркаптопурин. Це жовтий кристалічний порошок, не розчинний у воді. Є антиметаболітів пуринів. Він активно втручається в пуриновий обмін викликає порушення синтезу нуклеїнових кислот. Застосовують при лікуванні гострого лейкозу, ретикульоз. Він має імунодепресивну активність і іноді застосовується для лікування аутоімунних захворювань - ревматоїдного артриту, гепатиту, вовчака.
2) Азатіоприн або 6 - (1-метил-4-нітроімідазолу-5)-меркаптопурин. Інша назва - имуран, імурел. Це світло-жовті з зеленкуватим відтінком кристалічний порошок. Практично не розчиняється у воді. Володіє цитостатичної активністю і надає імунодепресивний ефект. У великих дозах пригнічує функцію кісткового мозку, викликає лейкопенію. Застосовують для придушення реакцій тканинної несумісності при пересадки органів, при захворюваннях поліартритом, виразковим колітом, червоний вовчак.
3) Фопурін або 6-діетіленімідофосфамідо-2-диметиламіно-7-метілпурін. Це білий зі злегка зеленим відтінком порошок, розчинний у воді. Володіє потівоопухолевой активністю, що виражається у здатності пригнічувати розвиток лейкозу. У малих дозах препарат пригнічує кровотворення. Застосовують при гострому лейкозі, при шкірних ретікулітах і ретинобластомі.
ПОХІДНІ тіазол
 
Хімія тиазола
ОТРИМАННЯ тіазол
Хімія тиазола добре вивчена і методи синтезу тіазолу і його похідних ретельно розроблені. Загальний спосіб їх отримання є взаємодія α-галогензамещенних альдегідів і кетонів з амідами тіокислот:

БУДОВА тіазол
Тіазол - гетероцикл з добре вираженими ароматичними властивостями. Тіазол стійкіше імідазолу в енергетичному відношенні, про що говорить кількість резонансних структур:

 
Молекулярна діаграма тиазола:
 
На підставі цього можна зробити висновок про розподіл електронної щільності. Позитивний заряд на атомі сірки говорить про наявність екрануючого ефекту в електронній оболонки атома і сильною делокалізації його зовнішніх електронів. Негативний заряд на атомі азоту і позитивний - на атомі сірки узгоджуються з експериментальними фактами: електрофільного атома можлива по атому сірки, по атому азоту не йде; нуклеофільне заміщення легше за все йде по другому атому вуглецю з-за підвищеної електронної щільності.
 
 
 
 
ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ тіазол:
Тіазол - слабка основа, але він утворює стійкі солі:
Реакції нітрування, сульфування і галогенування протікають з працею. Але нітрування в положенні 5 йде легше при наявності у положенні 2 аміногрупи. Тіазол може окислюватися пероксидами з утворенням N-оксидів:

Неконденсованих ПОХІДНІ тіазол:
Серед неконденсованих похідних виділяють як лікарські препарати, так і біологічно активні речовини, такі як вітамін В1.
1) Норсульфазол або 2 - (пара-амінобензолсульфамідо)-тіазол. Інша назва - амідотіазол, асептоціл, азосептал та ін Це білий або злегка жовтуватий кристалічний порошок без запаху, мало розчинний у воді. Ефективний при інфекціях, викликаних гемолітичним стрептококом, пневмококом, гонококом, кишковою паличкою. Застосовують при пневмонії, церебральному менінгіт, сепсис та ін
2) Тіамін (вітамін B1) або 4-метил-5-β-оскіетіл-N-(2-метил-4-аміно-5-метілпіріміділ)-тіазоліл хлориду гідрохлорид. Це білий кристалічний порошок, що має слабкий запах дріжджів, легко розчинний у воді. Застосовують як специфічний засіб для попередження і лікування гіпо-та авітамінозу B1. У деяких випадках застосовують для лікування невриту, радикуліту, невралгії, периферичного паралічу, при виразці шлунка і 12-палої кишки, при атонії кишечника, захворюванні печінки, при дистрофії міокарда, дерматозах. Добова доза - близько 2 мг.
3) Фталазол або 2 - (пара-фталамінобензосульфамідо)-тіазол. Це білий з жовтуватим відтінком порошок, нерозчинний у воді. Застосовують при дизентерії, колітах, гарстроентерітах, при оперативних втручаннях на кишечнику, для попередження гнійних ускладнень.
Конденсованих похідних тіазол
 
1) 2-меркаптобензтіазол. Це світло-жовті моноклінні голки, розчинний у воді. Інгібує поліфенолоксидази шляхом освітою хелатних комплексів з міддю. Використовується з цистеїном або меркаптоетанолом при виділенні мітохондрій.
2) Аміказол або 2-диметиламіно-6-діетідаміноетоксі-бензтіазола дигідрохлорид. Інша назва - астерол, ателор, дімазол. Це білий або злегка жовтуватий кристалічний порошок, легко розчинний у воді, гігроскопічний. Є протигрибковим препаратом, ефективним щодо дерматофітів і дріжджоподібних грибів роду Кандіда. Застосовують при епідермофіте стоп і інших грибкових ураженнях гладкої шкіри.
3) Дітіазанін або 3-етил-2-[5'-(3 "-етил-2-бензотіазолініліден) -1 ', 3'-пентадіеніл]-бензотіазолій йоділ. Інша назва - делвес, нетоцід, телмецід. Відноситься до групи барвників (синій ціанінові). Застосовується для лікування тріхоцефаліза, стронгілоїдоз.
Пеніцилін
Пеніцилін - антибіотик, що виробляється зеленою цвіллю роду Pennicillium. Цілющі властивості цвілі було давно відомо в народній медицині, яка здавна використовувала цвіль при лікуванні ран. Вперше пеніцилін був отриманий Флемінгом. До групи пеніциліну відносять велике число антибіотиків, що мають єдине пеніцилінову основу.
Всі пеніциліни є кислотами і виходять з цвілевих культур у вигляді натрієвих або кальцієвих солей.
Пеніциліни дуже нестійкі. Вони легко руйнуються при нагріванні, при дії кислот, лугів, окисників, ферментів, солей важких металів, етилового спирту, сонячного світла. Найбільш стійкий бензилпеніцилін. Він перевершує за своїми властивостями бактериостатическим інші пеніциліни, тому й найбільш цінний.


R = - бензилпеніцилін R = - феноксіпеніціллін

R = - метицилін R = - оксацилін


R = діклоксаціллін R = - ампіцилін

R = - карбеніцилін
 
ВИСНОВОК
 
У цьому курсової вдалося узагальнити лише невелику частину складного і багатогранного матеріалу, класифікувати цей матеріал, показати на його основі значимість похідних імідазолу та тіазолу в житті людини, показати основні способи отримання імідазолу та тіазолу, зв'язати будова імідазолу та тіазолу з їх хімічними властивостями, описати найважливіші похідні імідазолу та тіазолу, привести їх формули і назвати за систематичною і раціональною номенклатурами, привести синоніми деяких лікарських засобів, їх основні фізичні властивості, значення та застосування.
Пройде час, і на основі цих речовин будуть синтезовані нові, більш складні препарати, які, можливо, переможуть рак, СНІД, нервові та серцево-судинні захворювання.

Список використаних джерел:
 
1) Анічков С. Біленький М. "Підручник фармакології" Медгиз: 1974р
2) Досон М. та інших "Довідник біохіміка" М.: "Світ" 1991
3) Іванський А. "Хімія гетероциклічних сполук" М.: 1977р
4) Машковский М. Д. "Лікарські засоби (в 2-х т.) М.: 1986
5) Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А. "Почала органічної хімії" т.2 М.: 1974р
6) Перекалін А., Зоніс Н. "Органічна хімія" М.: 1982р
7) Петров А. А., Балья Х. У, Трощенко А. Т. "Органічна хімія" М.: 1981р
8) Ресурси Інтернету:
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Курсова
48.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Механізм та біологічне значення запалення
Біологічне значення кільчастих хробаків
Мітоз Його фази і біологічне значення
Щеплення рослин та його біологічне значення
Медико біологічне значення рослин містять полісахариди
Медичне і ветеринарне значення вірусів
Щеплення рослин та його біологічне значення Основні засоби щеплення рослин
Смерть як біологічне явище
Біологічне забруднення харчових продуктів і продовольчої сировини
© Усі права захищені
написати до нас