Тема 6. Гетероциклы, нуклеотиды

Введение. Заполучите и научитесь распознавать формулы гетероциклов, их куча в методичке. Важно узнавать аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил «в лицо». Следует помнить, что нуклеозиды это:

Аденозин=аденин+рибоза

Дезоксиаденозин=аденин+дезоксирибоза

Гуанозин=гуанин+рибоза

Дезоксигуанозин=гуанин+дезоксирибоза

Цитидин=цитозин+рибоза

Дезоксицитидин=цитозин+дезоксирибоза

Уридин=урацил+рибоза

Дезоксиуридин – не существует (урацила нет в ДНК)

Тимидин=тимин + дезоксирибоза (!!!)

Тимин+рибоза – не встречается, тимина нет в РНК.

Нуклеотид = нуклеозид + фосфат.

Азотистое основание связано с углеводом гликозидной связью, углевод с фосфатом – сложноэфирной, фосфат с фосфатом – ангидридной (макроэргической).

Из биологии неплохо вспомнить, что чему комплементарно в ДНК и РНК

Типичные вопросы:

1. Как выглядит урацил (гуанин, хинолин…)?

Пример:

Как с этим бороться:

Найти эти формулы в методичке\шпорах\своей памяти.

2. Что такое нуклеотиды (нуклеозиды)?.

Пример:

Как с этим бороться:

Найти определения в методичке. Расшифровки сокращений типа УМФ и АТФ. Первая буква означает азотистое основание – аденин, гуанин, тимин, ураци или цитозин Вторая буква – количество фосфатов, моно, ди или три, третья буква – сокращение слова фосфат.

3. Свойства гетероциклов: основания-кислоты, амфотерность.

Пример:

Как с этим бороться:

Самый сложный вопрос в этом разделе, требует включать интуицию.

1) Ароматичность. Критерий Хюккеля про 4N+2 π-электрона мало что дает. В такой суете их будет просто некогда считать. Поэтому – если видите 2 и больше двойных связи, можете смело предполагать, что оно ароматично, с 95% вероятностью не ошибетесь.

2) Основность. Основными являются любые вещества, содержащие N, кроме N, входящих в цикл, если рядом с ним еще есть двойная связь и Н

3) Кислотность. Любой ОН, СООН, и даже NH в цикле – кислоты.

4) Амфотерность – сочетание основность+кислтность

Примеры:

КИСЛОТА, ОСНОВАНИЕ, АМФОТЕРНЫЙ

ВСЕ –АРОМАТИЧНЫ

ОСНОВАНИЕ, НЕАРОМАТИКА

АМФОТЕРНОСТЬ, ВО ВТОРОМ СЛУЧАЕ НЕОЧЕВИДНА, ТАК КАК ПРОЯВЛЯЕТСЯ В ДРУГОЙ ТАУТОМЕРНОЙ ФОРМЕ. АРОМАТИЧНЫ

4. Связи по номерам.

Пример:

1 (один).

Как с этим бороться:

Правило: связь между азотистым основанием и рибозой – гликозидная связь. В примере это 1, но это будет не везде 1 могут быть и другие цифры. Между рибозой и фосфатом – сложноэфирная, тут это 3, а между несколькими фосфатами – ангидридная (макроэргическая), здесь таких нет, потому что фосфат один.

5. Комплементарность и прочая биологически важная лабуда.

Пример:

Нет изображения

Как бороться:

Напоминаем вам, любители химии, что РНК составляют пары Аденин-Урацил, Гуанин-Цитозин. ДНК составляют пары Аденин-Тимин и Гуанин-Урацил. Все пары, естественно, комплементарные.

6. Дезаминирование азотистой кислотой HNO2.

Пример:

А.

Как бороться:

См. описание дезаминирования в первом разделе. Дезаминирование замен амина на ОН. Мысленно меняем обратно на амин и находим соответствие..

7. Таутомерия азотистых оснований.

Пример:

Нет изображения

Как бороться:

Довольно сложный вопрос. Если вы еще помните таутомерию, то понимаете, что это перекидывание двойных связей. Их много в азотистых основаниях. Кратко – оксо форма это где есть =О, гидроксо форма где есть –ОН. Суть – как всегда в учебнике.

Приложение 1.

Функциональные группы органических соединений

Спирт	Дисульфид
амин
Альдегид	Сложный эфир
Кетон	Имин
Карбоновая кислота	амид

Приложение 2.

Неполный список используемых формул

КОЛАМИН	ХОЛИН	АЦЕТИЛХОЛИН
ГИДРОХИНОН Пирокатехин	Пара-ХИНОН (бензохинон-1,4)	ПАРА-АМИНОФЕНОЛ
ПЕНТАДИОН-2,4 (ацетилацетон)	ГЛИЦЕРИН	ГЛИЦЕРИНОВЫЙ АЛЬДЕГИД
2-ГЛИЦЕРОФОСФАТ	АЦЕТИЛФОСФАТ	АЦЕТИЛКОА
УКСУСНАЯ КИСЛОТА	АМИНОУКСУСНАЯ КИСЛОТА, ГЛИЦИН	ЩАВЕЛЕВАЯ КИСЛОТА
ПРОПИОНОВАЯ КИСЛОТА	АКРИЛОВАЯ КИСЛОТА	МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА
ПИРОВИНОГРАДНАЯ КИСЛОТА	МАЛОНОВАЯ КИСЛОТА	МАСЛЯНАЯ КИСЛОТА
γ-АМИНОМАСЛЯНАЯ КИСЛОТА	β-ГИДРОКСИМАСЛЯНАЯ КИСЛОТА	АЦЕТОУКСУСНАЯ КИСЛОТА
ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА	ЯБЛОЧНАЯ КИСЛОТА	ЩАВЕЛЕВОУКСУСНАЯ КИСЛОТА
ПАРААМИНОБЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА, ПАБК	АНЕСТЕЗИН	СУЛЬФАНИЛОВАЯ КИСЛОТА
СТРЕПТОЦИД	МОЧЕВИНА	АЦЕТИЛМОЧЕВИНА
Липоева/дигидролипоевая кислоты	ДИГИДРОКСИАЦЕТОН	АЦЕТОН
ПРОПИОНОВАЯ КИСЛОТА	КРОТОНОВАЯ КИСЛОТА (БУТЕН-2-ОВАЯ)	ЦИСТИН
ВИННАЯ КИСЛОТА	СЕРИН	ЦИСТЕИН
БУТАНДИОВАЯ (ЯНТАРНАЯ) КИСЛОТА	ФУМАРОВАЯ КИСЛОТА (ТРАНС-ИЗОМЕР)	МАЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА (ЦИС-ИЗОМЕР)
ЭТИЛЕНОКСИД	ЭТИЛЕНИМИН	….