1. Биологически активные соединения пиридинового ряда

Многие производные пиридина обладают ярко выраженной биологической активностью. Ядро пиридина содержится в молекуле витамина РР, являющегося амидом никотиновой (-пиридинкарбоновой) кислоты:

Витамин РР применяется для лечения пеллагры и других заболеваний, а также входит в состав никотинамидадениндинуклеотида (НАД⁺) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ⁺), являющихся коферментами большого числа ферментов оксидоредуктаз, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, лежащие в основе биологического окисления.

Пиридиновый цикл является также основным структурным элементом молекул многих алкалоидов. Алкалоиды – это группа азотистых соединений, обладающих основными свойствами и встречающихся в основном в растениях. Очень часто алкалоиды обладают сильным физиологическим или фармакологическим действием. Ряд известных алкалоидов содержит ядро пиридина и пиперидина. К ним относятся никотин, анабазин, кониин и др. Никотин в виде солей лимонной и яблочной кислот (является сильным основанием) в большом количестве (до 3%) содержится в листьях и корнях табака. Это один из наиболее ядовитых алкалоидов, 40 мг никотина является смертельной дозой для человека. В небольших дозах он возбуждает центральную и периферическую нервные системы, повышает кровяное давление.

где R=H, PO₃H₂

НАД⁺ (R=H)

НАДФ⁺ (R=РО₃Н₂)

Рисунок 1 – Структурные формулы никотинамидадениндинуклеотида (НАД⁺) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ⁺)

Анабазин – изомер никотина, содержится в листьях табака:

Являясь сильным ядом для насекомых, анабазин вместе с никотином применяется в сельском хозяйстве в качестве инсектицида.

Кониин – сильный яд, содержащийся в соке болиголова, вызывающий паралич двигательных центров, а в больших дозах – паралич дыхательного центра.

Витамин В₆ представляет собой смесь трех веществ – пиридоксаля I, пиродоксола II и пиродоксамина III, которые являются производными 3-гидроксипи-ридина и отличаются друг от друга природой замещающей группы в положении 4 пиридинового кольца:

Эти витамины входят в структуру ферментов, регулирующих белковый обмен и катализирующих, в частности, реакции переаминирования и декарбоксилирования аминокислот. Оказалось, что коферментные функции выполняют только фосфорилированные производные пиродоксаля и пиридоксамина.

Доказано, что пиридоксальфосфат является простетической группой ферментов аминотрансфераз, катализирующих обратимый перенос аминогруппы от аминокислот на -кетокислоту, и декарбоксилаз аминокислот, осуществляющих необратимое отщепление СО₂ от карбоксильной группы аминокислот с образованием биогенных аминов.

2. Понятие о хинолине, изохинолине, акридине

Хинолин, изохинолин и акридин относятся к бензо- или дибензопроизводным пиридина (акридин). В зависимости от того, как бензольное кольцо сконденсировано с пиридиновым циклом, существует два бензопроизводных пиридина: хинолин и изохинолин:

Подобно тому, как пиридин является гетероаналогом бензола, хинолин и изохинолин – гетероаналоги нафталина.

1. Хинолин

Хинолин и его гомологи содержатся в каменноугольной смоле, а также в некоторых нефтях, откуда их и получают. Кроме этого, разработаны синтетические методы получения этих соединений. Из них наиболее широко используется синтез Скраупа, который заключается в нагревании анилина с глицерином и концентрированной серной кислотой в присутствии нитробензола в качестве окислителя. В результате дегидратации серной кислотой глицерин превращается в акролеин, который конденсируется с анилином в дигидрохинолин, окисляющийся в хинолин нитробензолом:

Хинолин подобен пиридину как по физическим свойствам, так и по химическим превращениям. Основные свойства у хинолина менее выражены, что является результатом влияния бензольного кольца, в сторону которого и смещена электронная плотность. Но как и пиридин, хинолин образует соли хинолиния с кислотами: соляной, серной, азотной; легко оксиляется в N-окись:

Являясь ароматической системой, содержащей децет -электронов, хинолин вступает в реакции электрофильного и нуклеофильного замещения.

Электрофильные реагенты атакуют бензольную половину молекулы хинолина в положения 5 и 8, причем реакции протекают легче, чем для пиридина:

Реакции нуклеофильного замещения протекают по пиридиновому кольцу в положения 2 и 4, причем для 2- и 4-оксихинолинов возможна окси-оксо-таутомерия (оксо-форма более устойчива):

При оксилении хинолина образуется 2,3-пиридиндикарбоновая (хинолиновая) кислота, т.е. окисляется бензольное кольцо. Восстановлению, наоборот, поддается пиридиновый цикл:

Ряд замещенных хинолина используется в синтезе лекарственных препаратов и красителей. 8-оксихинолин (оксин) широко применяется в качестве реагента в аналитической химии. В природе хинолиновое и изохинолиновое ядра встречаются в молекулах алкалоидов (хинин, папаверин), наркотиков (морфин, кодеин, героин и т.д.).