Heterosiklik Bileşikler - mustafaaltinisik.org.uk

ALİSİKLİK, AROMATİK VE
HETEROSİKLİK
BİLEŞİKLER II
Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK
ADÜTF Biyokimya AD
2006
1
Heterosiklik bileşikler
Heterosiklik bileşikler, halka içi atomlarından en az biri
hetero-atom [O, N, S) olan halkalı bileşiklerdir.
2
Heterosiklik bileşikler, 3’lü, 4’lü, 5’li, 6’lı veya daha
büyük halkalı yapıda olabilir.
3
Üçlü ve dörtlü halkalı heterosiklik bileşikler, açı
gerginliğinden dolayı fazla kararlı yapıya sahip değillerdir.
Epoksietan
(epoksit)
4
Beşli halkada tek hetero-atom içeren, iki hetero-atom
içeren, üç hetero-atom içeren, dört hetero-atom içeren
önemli bileşikler vardır.
5
Beşli halkada tek hetero-atom içeren bileşiklerden,
aromatik özellikler gösteren oldukça kararlı bileşikler olan
pirol, furan ve tiyofen önemlidirler.
6
Pirol halka sistemi, doğal bir halkadır. Birçok doğal
bileşikte bulunur.
7
Pirol halkasının benzen halkasıyla kondensasyonundan
indol halkası (benzopirol) oluşur.
8
İndol halkası (benzopirol), doğada birçok bileşikte
bulunur.
serotonin
9
Furan türevleri, hayvansal organizmada bulunmaz,
bitkilerde ise çok azdır.
10
Pentozlara sıcakta seyreltik mineral asitlerin etkisiyle
oluşan furfural ve bundan elde edilen tetrahidrofuran ile
heksozlara sıcakta seyreltik mineral asitlerin etkisiyle
oluşan 5-hidroksi metil furfural gibi bazı furan türevleri
önemlidir.
11
Beşli halkada iki hetero-atom bulunan bileşiklerde
hetero-atomlardan en az biri azottur. Diazoller denen
bu bileşikler 1,2-diazoller ve 1,3-diazoller olmak
üzere iki farklı şekilde olabilirler.
12
Beşli halkada hetero-atom olarak iki azot içeren
azollerden imidazol (1,3 diazol) ve pirazol (1,2
diazol) önemlidir.
İmidazol doğal halkadır. Doğada bulunan birçok
bileşikte imidazol halkası bulunur. İmidazol halkası
içeren birçok sentetik ilaç da yapılmıştır.
13
İmidazol, yarı-eksojen bir amino asit olan histidinde,
adenin ve guanin gibi pürin bazlarında, ürik asitte,
hidantoin gibi ilaçlarda, B grubu vitaminler arasında
yer alan biotinin yapısında bulunur.
Histidin kalıntısı içeren birçok enzim vardır; bunların
çoğu hidrolitik enzimlerdir ve imidazol kısmı
enzimin aktif merkezini oluşturur.
biotin
14
Beşli halkada hetero-atom olarak azotla birlikte
oksijen içeren diazollere oksazol, kükürt içerenlere
ise tiyazol denir.
Tiyazol doğal halkadır. Doğada bulunan birçok
bileşikte tiyazol halkası bulunur. Tiyazol halkası içeren
15
birçok sentetik ilaç da yapılmıştır.
Tiyazol halkası, vitamin B1 (tiyamin)’in etkin halkasını
oluşturur. Tiyamin pirofosfat (TPP), pirüvik asidi asetilCoA’ya dönüştüren pirüvat dehidrojenaz enzim
kompleksinin dekarboksilaz kısmının bir koenzimidir.
Bir sülfonamid olan sülfatiyazol ile antibiyotik olan
penisilinin yapısında da tiyazol halkası bulunmaktadır.
16
Altılı halkalı heterosiklik bileşiklerde, halkada tek veya
daha çok hetero-atom bulunabilir.
Altılı halkalı heterosiklik bileşiklerden “S” içerenler
kararsız olduğundan önemli değildir.
Altılı halkada tek hetero-atom olarak “N” içeren piridin,
“O” içeren pirilyum katyonudur.
17
Piridin, suda ve organik çözücülerde çözünen kötü
kokulu bir sıvıdır.
Organik kimyada ve endüstride çözücü olarak, bazik
katalizör olarak ve bazı piridin türevlerini sentezlemek
için kullanılır.
18
Önemli piridin türevlerinden bazıları: Piridoksin (vitamin
B6), nikotinik asit (niasin), nikotinamit adenin
dinükleotid (NAD+), nikotinamit adenin dinükleotid
fosfat (NADP+).
19
Piridin halkası bitişik benzen türevleri, benzopiridinler
olarak bilinirler.
İzokinolin halkası, doğal bileşiklerden morfin, papaverin
gibi haşhaş alkaloitlerinde ve emetin gibi diğer
alkaloitlerde bulunur.
Akridinin bazı türevleri ilaç ve boya olarak
kullanılmaktadır.
20
Altılı halkada tek hetero-atom olarak oksijen içeren
bileşikler, pirilyum katyonu türevleridirler.
21
Piran halkası bitişik benzen türevleri benzopiranlar
olarak bilinirler.
kromon
Kumarin türevleri ve kromon türevlerinden olan
flavonlar doğada, bitkilerde yaygın olarak bulunurlar.
22
Flavonoid bileşikler,
flavon (2fenilkromon)’un
bitkiler aleminde
yaygın olarak bulunan
türevleridirler.
Flavonoid bileşiklerin
bir kısmının fizyolojik
etkinliği vardır.
23
Altılı halkada hetero-atom olarak iki azot içeren
heterosiklik bileşikler, piridazin (1,2-diazin), pirimidin
(1,3-diazin), pirazin (1,4-diazin) ve bunların benzen
halkası ile bitişik türevleridir.
Piridazin (1,2-diazin) türevlerine doğada rastlanmaz.
24
Pirimidin (1,3-diazin) halka sistemi, doğada en yaygın bulunan
bir heterosiklik halka sistemidir.
Vitamin B1 (tiyamin)’de, riboflavinde ve folik asitte pirimidin
halkası vardır.
Yaşamın özünü oluşturan nükleik asitlerde bulunan urasil, timin ve
sitozin, pirimidin türevleridirler.
25
Pirimidinin imidazol bitişik halkalı türevleri pürinler olarak
bilinirler.
Yaşamın özünü oluşturan nükleik asitlerde bulunan adenin ve
guanin, pürin türevleridirler.
Kahve ve çayın etkin bileşiği olan kafein, çayda bulunan teofilin
ve teobromin de pürin türevidirler.
26
Yükseltgenme-indirgenme
tepkimelerinde görevli
enzimler için gerekli
koenzimler olan nikotinamit
adenin dinükleotid (NAD+)
ve nikotinamit adenin
dinükleotid fosfat (NADP+),
flavin adenin dinükleotid
(FAD), canlılarda enerjinin
moleküler taşıyıcısı olan
adenozin trifosfat (ATP)
yapısında pürin halka
sistemi bulunmaktadır.
27
Pirimidin(1,3-diazin) ve pirazin (1,4-diazin)
halkalarının kaynaşmış şekli pteridin halka sistemi
olarak bilinir.
28
Pteridin halkası, suda çözünen vitaminlerden olan folik
asidin ve riboflavinin yapısında bulunur. Yükseltgenmeindirgenme tepkimelerinde görevli enzimlerin koenzimi
olan flavin adenin mononükleotid (FMN) ve flavin
adenin dinükleotidin (FAD) yapısında pteridin halkası
bulunmaktadır.
29
Pirazin (1,4-diazin) türevleri doğada yaygın değildir,
yine de rastlanır.
Aspergilik asit ve ateş böceğinin salgıladığı, karanlıkta
ışıldayan madde olan lusiferin, pirazin türevleridirler.
30
İzoprenoidler
İzoprenoidler, 5 karbonlu bir alken olan izoprenden (2metil-1,3-butadien) türeyen bileşiklerdir.
Doğada yaygın olarak bulunan izoprenoidler, terpenler
ve steroidlerdir.
31
Terpenler
Terpenler, izopren (2-metil-1,3-butadien) oligomerleri
olarak tanımlanabilirler.
32
Terpenler, doğada yaygın olarak bulunan bileşiklerdir.
Genellikle bitkilerde bulunurlar ve küçük moleküllü
olanlar bitkilerin yaprakları, çiçekleri ve meyve
kabuklarının seçkin kokularını oluştururlar.
33
İzopren oligomerlerinden;
C10 olanlara monoterpenler denir.
C15 olanlara seskiterpenler denir.
C20 olanlara diterpenler denir.
C30 olanlara triterpenler denir.
C40 olanlara tetraterpenler denir.
34
Steroidler
Steroidler, siklik izoprenoidlerin yaygın bir grubunu
oluştururlar. Doymuş bitişik dört halka içeren ve gonan
(steran, perhidrosiklopentanofenantren) olarak bilinen
bir çekirdek yapı ile karakterizedirler.
35
Steroidlerin en önemli üç sınıfı; steroller, safra asitleri ve
steroid hormonlardır.
36
Steroller, steroidlerin bir sınıfı olup C3’te bir hidroksil
grubu ve C17’de bir hidrokarbon yan zincir içerirler.
Kolesterol, insan ve hayvan dokularının başlıca
sterolüdür ve steroid çekirdeğe eklenmiş sekiz
karbon atomlu bir hidrokarbon yan zincire sahiptir.
37
Safra asitleri, kolesterolün başlıca metabolik
ürünleridir.
38
Steroid hormonlar grubunda, glukokortikoidler,
mineralokortikoidler, ve gonadal steroidler vardır.
39