HETEROCYKLYHETEROCYKLYHETEROCYKLYHETEROCYKLY

organické látky, obsahující kromě uhlíku ještě jiný atom (atomy), vázané do kruhu (cyklu) atom tohoto jiného prvku se nazývá heteroatom nejčastější heteroatomy: kyslík

síra dusík

HETEROCYKLYHETEROCYKLY

sirnésirné

kyslíkatékyslíkaté

dusíkatédusíkaté

kombinované

podle počtu atomů vázaných v cyklu

3,4,5,6,7,8 a vícečlenné

nenasycenéobs. nekonjugované dvojné vazby

obs. konjugované dvojné vazby

nasycené

2.2.

3.3.

DDělení ělení

1.1.

• furan ve vodě málo rozpustná kapalina

• tetrahydrofuran (oxolan) výborné rozpouštědlo, protože se mísí s vodou a zároveň rozpouští mnohé organické látky jeho kruh je základem furanosových forem sacharidů 2- furankarbaldehyd vzniká působením minerálních kyselin na aldopentosy, s fenoly barevné reakce

O

O

PPětičlenné heterocykly kyslíkatéětičlenné heterocykly kyslíkaté

úplná redukce

• thiofen podobný benzenu v černouhelném dehu

• thiofan (thiolan) součástí struktury biotinu (účast v karboxylačních reakcích)

• thiazol součástí molekuly vit B1

součástí molekuly sulfonamidu sulfathiazolu

SS

N

S

H

PPětičlenné heterocykly sirnéětičlenné heterocykly sirnéúplná

redukce

úplná redukce

N

S

H• thiazolidin

základ struktury penicilinu

• 2-pyrrolin

• pyrrolidin prolin hydroxyprolin

NH

NH

NH

PPětičlenné heterocykly dusíkatéětičlenné heterocykly dusíkaté

redukce

redukce

NH

COOH

• pyrrol v černouhelném dehtu tetrapyrroly – 4 pyrrolová jádra propojená methinovými můstky, hemoglobin, chlorofyl, žlučová barviva, vit. B 12

PPětičlenné heterocykly dusíkatéětičlenné heterocykly dusíkaté• pyrazol

1,2-diazol součást některých antipyretik (fenazon, aminofenazon – dnes málo používané pro relativně vyší toxicitu)

• imidazol 1,3-diazol základ struktury histidinu (bazická aminokyselina) a histaminu (biogenní amin, zvýšená hladina je příčinou alergických stavů) základ struktury biotinu (vit.H)

N

N

H

NN

H

• pyrazolidinsoučást některých antirevmatik (fenylbutazon, ketofenylbutazon )

NNH

H

úplná redukce

Šestičlenné heterocykly kyslíkatéŠestičlenné heterocykly kyslíkaté

4H-pyran

tetrahydropyran• součást pyranosových forem sacharidů

O

O O2H-pyran

úplná redukce

Heterocykly v sacharidechHeterocykly v sacharidechněkteré reakce nejsou v souladu

s acyklickou strukturouve vodných roztocích se vyskytují

cyklické poloacetálové formy

C

CH2OHO

H OHC

CH2OHO

OH H**

- -anomery

: stejný směr poloacetálového hydroxylu jako na referenčním C

: opačný směr poloacetálového hydroxylu než na referenčním C

C

CH2OH

OH

OHOH

HO

OH

a anomery mají různou specifickou otáčivost ustanovování rovnováhy mezi nimi je provázeno

změnou optické otáčivosti roztoku. Tento jev se nazývá mutarotace.

nejstabilnější jsou kruhy 5- a 6-ti člennévyskytují se nejčastěji

podle kyslíkatých heterocyklů se označují monosacharidy

O

Os 5-tičlenným kruhem jako furanosy

s 6-tičlenným kruhem jako pyranosy

Šestičlenné heterocykly dusíkatéŠestičlenné heterocykly dusíkaté

piperidin• součást struktury Dolsinu

NH

pyridin• v černouhelném dehtu• jedovatý (požitím nebo vdechováním par) • rozpouštědlo• součást kys. nikotinové a alkaloidu nikotinu• součást vit. B6 (pyridoxin)

N

úplná redukce

pyridin a pyrrolidin základem struktury• hlavní alkaloid tabáku• smrtelná dávka pro člověka cca 50 mg• extremně rychlá resorpce• stimuluje nikotinové receptory pro acetylcholin v CNS => stimulace, euforie

NikotinNikotin

pyridazin1,2-diazin pyrimidinpyrimidin

• 1,3-diazin• součást pyrimidinových bazí

cytosin uracil thymin

• součást vit. B1 (aneurin)• součást barbiturátů

pyrazin1,4-diazin

N

N

N

N

NN

Šestičlenné heterocykly dusíkaté - Šestičlenné heterocykly dusíkaté - diazinydiaziny

Pyrimidinové bázePyrimidinové báze

(RNA)

(DNA)

Dusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhyDusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhy

chinolin• základ struktury chinolinových alkaloidů, např. chinin (antimalarikum a antipyretikum)

isochinolin • základ struktury isochinolinových alkaloidů

• papaverin (tlumí křeče hladké svaloviny)• morfin, kodein (analgetikum,

antitussikum)•kurarové alkaloidy

N

N

Isochinolinové alkaloidyIsochinolinové alkaloidy Morfin

10% extraktu z opiových makovic (Papaver somniferum) Vazba na opioidní receptory v CNS Efektivní analgetikum, stále užívané u nesnesitelných

bolestí Inhibuje dýchání methyl derivát - kodein (antitussikum) acetyl derivát - heroin (vyvolává pocit klidu a pohody) závislost!

Papaverin 1% opia spasmolytikum, analgetikum

Mescalin, kolchicin, tubokurarin

purinpurin• součást purinových bazí

adenin guanin

• součást kyseliny močové • součást methylxantinů

kofein theofylin, theobromin

indol vzniká bakteriálním rozkladem AK tryptofanu ve stolici, součást struktury:

• modrého barviva indiga• indolových alkaloidů

• strychnin• námelové alkaloidy (LSD, ergotamin, ergometrin)

NH

N

NN

N

H

Dusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhyDusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhy

Purinové bázePurinové báze

KofeinKofein Trimethylxantin Káva Farmakologické vlastnosti:

Stimulační vliv na CNS, psychotropní účinky Stimulace dýchání Zvyšuje srdeční frekvenci Diuretický účinek

Inhibice fosfodiesterasy => cAMP Blokuje adenosinové receptory => adrenalin 1 šálek kávy - 75 až 250 mg kofeinu

TheofylinTheofylin

Mírný, déletrvající stimulační účinek, zlepšuje náladu Kakao, čokoláda

TheobrominTheobromin

Hlavní účinky Relaxace bronchiální hladké svaloviny Pozitivní inotropní efekt Pozitivní chronotropní efekt Snižuje krevní tlak Zvyšuje průtok krve ledvinami Protizánětlivý účinek

Terapie chronické obstrukční choroby plic Inhibice fosfodiesterasy

Dusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhyDusíkaté heterocykly s kondenzovanými kruhy

NN

N N

pteridin• jeho deriváty se označují pteriny• nejrozšířenější biopterin (moč, mateří kašička)• nejvýznamnějšími deriváty jsou kyseliny listové (přenos jednouhlíkatých fragmentů)

N

N N

N

benzopteridin• jeho dioxoderivát isoalloxazin je základem struktury riboflavinu, vitamínu B2

silné účinky na organismus, ve vyšších dávkách jedovaté

přírodní dusíkaté látky zásaditého charakteru

výskyt: zejména rostliny méně živočišná říše

dusík většinou vázán v heterocyklu, podle jehož typu se třídí ve vodě většinou nerozpustné hořké až palčivé chuti

ALKALOIDYALKALOIDY - vlastnosti

Tropanové alkaloidyTropanové alkaloidy hyoscyamin a atropin

• obsažený v rulíku, durmanu a blínu• anticholinergní, kompetitivní inhibice

muskarinových receptorů• relaxace svalů (včetně mydriasy)• léčba intoxikace organofosfáty/nervovými plyny• oftalmologie

kokain• blokuje přenos signálu v neuronech • nepřímé symatomimetikum (stimulace)• euforie následovaná depresí, která je způsobená

nedostatkem katecholaminů• lokální anestetikum• psychická závislost

skopolamin