химический каталог




Курс органической химии

Автор П.Каррер

ие.

1. Реакция Залковского: при прибавлении концентрированном H2SO4 к раствору стернпа в СНС13 появляется окрашивание иа границе раздела фаз (в случае холестерина— красное), а прн смешении — окрашиваются оба слоя.

2. Реакция Лнбермапа — Вурхарда: к раствору стернпа в СНС13 добавляют

уксусный ангидрид и несколько капель H2SO4; холестер.....i другие Д5-стерииы

медленно дают снне-зелепое окрашивание.

3. Реакция Златкнса: холестерин при смешении с концентрированной H2SO4, хлорным железом и ледяной уксусной кислотой дает красное окрашивание.

4. Реакция Розснгейма: эргостерин и другие стероиды, в которых имеется система сопряженных двойных углерод-углеродных связей пли в которых такая система может образоваться под действием реагента, дают с трн.хлоруксусноп кислотой в хлороформном растворе красное окрашивание.

5. Реакция Тортеллп — Жаффе: к раствору стерипа в СНС13 добавляют раствор брома в CHCI3 и уксусную кислоту. Появляющееся сине-зеленое окрашивание указывает па присутствие в кольцевой системе двутретпчной двойной связи; семпцнкличе-скпе н экзоцпкляческпе двойные связи такого окрашивания не дают. Положительная реакция может быть получена и в случае тех соединений, у которых двутретпчпые двойные связи появляются в результате изомеризация.

6. Реакция Петтепкофера: с фурфуролом и концентрированной H2SO4 некоторые стероиды (например, дегидроэпп^идростерон) дают синее пли красное окрашивание.

Стереохимия стероидов

При выяснении строения холестерина было необходимо установить, какая из 256 возможных для него конфигураций является правильной. Для этой цели применялись различные методы, которые ниже будут перечислены и иллюстрированы отдельными примерами.

1. Полный рентгеновский анализ позволил установить структуру н конфигурацию всех углеродных атомов холестерина (Карлайл и Кроу-фут). Сложность этого метода обусловливает возможность его применения лишь в редких случаях.

2. При расщеплении большого числа стероидов были получены те же продукты, что и при расщеплении холестерина. Это свидетельствует о том, что конфигурации углеродных атомов 8, 9, 10 и 13 во всех стероидах и конфигурации центров 14 и 17 почти во всех стероидах являются тождественными.

3. Указываемая в структурных формулах абсолютная конфигурация холестерина, а тем самым, и всех остальных стероидов, была доказана путем корреляции (установления соответствия) конфигураций С2о холестерина и глицеринового альдегида. В результате отщепления боковой цепи вместе с углеродными атомами 15—17 (причем конфигурация С2о не изменялась) был получен ненасыщенный альдегид (СН3)гСН(СН2)зСН(СН3)СН = СНСНО, который через промежуточные ступени ( + )-цнтронеллаля, (+)-р-метиладипиновой кислоты и (—)-2-метилбутанола был стереохнмнческп сведен к ( + )-глицериновому альдегиду (Корнфорс, Егер).

4. Относительная конфигурация ангулярных метильных групп и атомов водорода была установлена на основании данных об относительной стабильности цис- и гранс-сочлененных кольцевых систем, транс-Дскалины в общем более устойчивы, чем их ((ас-изомеры (стр. 506, 804). Таким образом, если 3, 6-диоксохолановая кислота (соответствующая по конфигурации природным желчным кислотам) при катализируемой ше"

Стереохимия стероидов

867

лочью снолизации превращается в 3,6-диоксо-5а-холановую кислоту, относящуюся к ряду холестана

СООН

СООН

3, б-дикетохолановэя кислота

3 ,С-диксто оа-холанозая кислота

то это показывает, что кольца А и В в желчных кислотах сочленены в ^КС-положении, а в производных холестана (и дигидрохолестерина) —¦ в гране-положении. Следовательно, желчные кислоты принадлежат к 53-(нормалыюму)-ряду, а производные холестана — к 5а-(алло)-ряду.

тронс-Сочлепенне колец В и С во всех стероидах следует из того факта, что 7-, а также 11-кетопроизводные не изомеризуются в присутствии щелочи:

н

В 7

Система колец С и D родственна гндриндану. В этом случае обычно более стабильным является г{ис-сочлененпе колец. Тот факт, что природный эквиленнн в присутствии палладия может быть гладко превращен в 14-изоэквиленин, свидетельствует о 7/;анг-сочлененпп колец С и D в природных стероидах, имеющих атом водорода при Сн.

эквиленнн

сн.

НО'

Ы-изоэквилспин

5. Относительные конфигурации многих заместителей при углеродном скелете стероидов были установлены с помощью реакций циклизации. Так, транс-расположение ЗОН-группы и 5Н-атома в дигидрохоле-•55*

868

Гл. 56. Сесквитерпены. Политерпены. Стероиды. Витамины

стернне (холестаноле) доказывается лактоннзацией оксидикарбоновой кислоты, образующейся при окислении холестам-З-ол-7-она:

НО

Н Н

холестан-З-ол-7-он

н/

НО

сн3

СООН н ¦ Н СООН

оксидиклрбоповаи кислота

/

СООН

Таким образом, 3-оксигруппа обладает ^-конфигурацией.

6. Метод инкрементов молекулярного вращения (Клайн) часто позволяет сделать заключения о конфигурации, а иногда и о положении заместителя. Этот метод основан на том, что различные асимметрические центры (если они достаточно удалены друг от друга), дают независимые инкременты, т. е. слагаемые суммарного оптического вращения молекулы, и что эти инкременты вследствие жесткости и сходства скелетов различных стероидов являются характерными для каждого положения и конфигурации заместителя. Таким образом, молярное вращение [М]д стероида можно представить как сумму различных инкрементов. В дополнение к инкременту основной системы (холестан, копростан, прегнан, андростан и т. д.) существуют инкременты функциональных групп, так называемые значения Д, которые сведены в таблицы. По ним можно, например, приблизительно вычислить молярное вращение холестерина (измеренное \Що равно —150°).

Вычислено по инкрементам вращения . + 9Г-— 298°

холестан 3—ОН

копростан

до: о

з —oi-i' ;

+ 97°

— 298° 1° *

+

Всего

— 209°

— 200й

7. Конформационный анализ позволяет определить конфигурации многих центров в стероидах по данным о реакционной способности и строении продуктов. Скелеты стероидов и тритерпенов идеально пригодны для конформацнонного анализа, так как они состоят из конденсированных циклогексановых колец. Поскольку всегда не менее двух из этих циклогексановых колец сочленены в транс-положении, то они могут существовать только в одной форме кресла (см. стр 797 803) Ниже приведены перспективные формулы холестана и копростана Заместители при углеродных атомах 1 — 14 должны быть либо экваториальными,

* Эти цифры взяты из монографии W. К 1 у n е «The Chemistry of the Steroids* и отвечают инкрементам ОН-групп в рядах холестана и копростана.

Стереохимия стероидов

869

^^е^™ Формулах ^-заместители (сплошные линии)

" Я;1ннпГ« с^ (аксиаяГГА'6 ЛИНИИ> об°3"ачепы буквами е (эквато-риальньп^ и а (аксиальный);

копростан

Оказывается, характеристика заместителя по принадлежности к S- и а-конфитурации имеет лишь формальный смысл; гораздо более важно, является ли заместитель экваториальным (е) или аксиальным (а). Так, восстановление циклогексанонов натрием в спирте (а часто и посредством LiAlH.() приводит к соединениям с экваториальными оксигруппами (см. стр. 806); отсюда можно заключить, что, например, полученный таким путем продукт восстановления холестанона-3 обладает 3?-оксиструктурой (экваториальной), в то время как спирт, полученный из копростанона-3, имеет За-конфигурацию (также экваториальную). Аналогичным образом может быть установлена конфигурация всех оксигрупп в положениях 1—14.

копростанон-З

копростанол-Зо

870

Гл. 56. Сесквитерпены. Политерпены. Стероиды. Витамины

Поскольку катализируемая кислотами дегидратация представляет собой T/Hwc-элимннпронапне (стр. 807, 808), она должна- протекать быстрее в тех случаях, когда отщепляемая оксигруппа расположена аксиально. Из двух эпимерных спиртов а и /;, образующихся при нос-становлении холестан-4-опа, первый, в отличие от второго, быстро превращается в холестен-4.

Легко дегидратируемая форма а содержит аксиальную оксигруппу и, следовательно, представляет собой холестан-43-ол.

Желчные кислоты

В желчи человека и многих животных наряду с холестерином содержатся так называемые желчные кислоты, которые близки к холестерину по строению и, вероятно, из него образуются. Так, в желчи человека содержатся:

холевая кислота С23Нз6(ОН)3СООН

дезоксихолевая кислота С2зН37(ОН)2СООН

антроподезоксихолевая кислота С2зН37(ОН)2СООН

литохолевая кислота C23H3s(OH) СООН

Восстанавливая эти кислоты, можно получить холановую кислоту СгзНмСООН, в молекуле которой нет ни одной спиртовой гидроксильной группы.

В желчи желчные кислоты почти всегда спарены с аминокислотами в псптидоподобные вещества; так, например, холаповая кислота спарена с гликоколем в гликохолевую кислоту, а с тауршюм — в таурохолевую кислоту.

Виндаусу удалось провести расщепление копростсрпна и копро-стана до холановой кислоты (и ацетона) и тем самым доказать связь между строением стеринов и желчных кислот.

По своему строению (которое было выяснено главным образом Ви-ландом) желчные кислоты очень близки к холестешшу и особенно эпи-

Желчные кислоты

871

копросганолу; однако их боковая цепь укорочена до пяти С-атомов и кончается карбоксильной группой:

но-

СН—СН2—СН2—СООН

холеная кислота (За, То, 1;я-триоксн-53-холановая кислота) (т. пл. 198°)

НО сн—СН,—СН,—СООН

н

дезоксихолевэя кислота (За, 12!<-диокси-53-холановая кислота) (т. пл. 177")

Антроподезоксихолевая, или хенодезоксихолевая, кислота (т. пл. НО0) является За,7а-диокси-5|3-холановой кислотой, а литохолевая кислота (т, пл. 186°) — За-окси-5р-холановой кислотой.

Гидроксильиая группа в За-положении холевой кислоты этернфнин-руется легче, чем гидрокснльные группы в положениях 7а и 12а. Это объясняется тем, что первая находится в экваториальном, а две последние в аксиальном, более трудно доступном положении. Для выяснения строения желчных кислот большое значение имели реакции окисления, в особенности окислительного расщепления кольцевой системы. Из трех ОН холевой кислоты легче всего окисляется оксигруппа в положении 7 (аксиальная) и труднее всего в положении 3 (экваториальная). Благодаря этому гидроксильиая группа в положении 7 может быть избирательно окислена в кетогруппу и затем удалена по реакции Вольфа — Кижнера, причем образуется дезоксихолевая кислота, редко встречающаяся в природе. Если ее в свою очередь избирательно окислить в положении 12, затем пробромнровать в положении 11 и подвергнуть щелочному гидролизу, то образуется 11-оксп-12-кетон, который немедленно нзомернзуется в 12-окси-11-кетоп. У последнего можно удалить гидрофильную группу в положении 12 путем восстановления цинком и таким способом получить соединение с атомом кислорода при Сп, ко-

872 Гл. 56. Сесквитерпены. Политерпены. Стероиды. Витамины

торое можно использовать для частичного синтеза гормонов коры

он он о

надпочечников.

ОН

ч

А

/

41/

•он

/

/

/

ч/ч0 /

/\/"

/

/Ч|/

дезоксихолевая кислота

о он

--»• \ /ч/

/ иЧ/ч

/ Ч/\|/

ч'/ч/— —у ч!/ч/

/ч/ н

/ч/ н

Трикарбоновые кислоты, образующиеся прн окислительном расщеплении кольца А, называются б и л и а н о в ы м и кислотами. Недавние исследования, в особенности проведенные японскими учеными, показали, что в желчи рыб и других низших животных содержатся желчные кислоты с 26, 27 и 28 атомами углерода.

СН3

О СН—СНо—сн»—соон

II I /ч/ч

ноос | | ноос-"]4 /

дезоксиоплнановая кислота

Физиологическое действие желчных кислот заключается главным образом в том, что они облегчают расщепление и переваривание жиров. Свободные кислоты с трудом растворяются в воде, но их щелочные соли обладают хорошей водорастворимостыо. Соли желчных кислот сильно снижают поверхностное натяжение воды и поэтому способны эмульгировать жиры, тем самым переводя их в форму, более благоприятную для воздействия энзимов. С другой стороны, некоторые желчные кислоты, например дезоксихолевая и холевая, способны давать с нерастворимыми в воде веществами (высшими жирными кислотами, высшими кетонами, углеводородами и т. д.) высокомолекулярные продукты присоединения, образующие коллоидные растворы в воде н легче поддающиеся в этой форме ферментативному расщеплению. Например, холеиновая кислота, найденная в желчи человека, является таким продуктом присоединения, построенным из 8 молекул дезоксихолевоп и 1 молекулы пальмитиновой или стеариновой кислот.

Образование желчных кислот в организме связано с холестериновым обменом; они являются продуктами расщепления холестериновых соединений и получаются в результате их окисления.

Половые гормоны

873

Гормоны

Половые гормоны К К группе производных холестерина относятся вырабатываемые половыми железами, яичниками и семенниками, женские и мужские половые гормоны, вызывающие развитие специфических женских или мужских половых признаков. Эти соединения у человека и лошади выделяются с мочой [частично в спаренной форме, вероятно, с глюкуроновой или серной кислотами (эстронсульфат)], которая поэтому является ценным исходным материалом для их получения.

Первым половым гормоном, выделенным в чистом виде, явился эстрон (Бутенандт, 1929 г.). Спустя два года тот же исследователь получил первый мужской половой гормон — андростерон. Впоследствии в" различных лабораториях были открыты многие другие мужские и женские половые гормоны. Выяснению их строения значительно способствовало то обстоятельство, что незадолго до этого было установлено строение холестерина н других стероидов.

Фолликулярные г о р м о и ы. В качестве женских половых гормонов были выделены различные вещества. При исследовании их строения, выполненном главным образом Бутенандтом, Донзн, Жираром, Маррианом и др., было обнаружено близкое химическое родство этих соединений. Все они представляют собой Сш-стероиды с оксигруп-пой в положении 3 и содержат атом кислорода в положении 17. У всех у них по меньшей мере одно кольцо (А) является ароматическим. К важнейшим соединениям этой группы относятся:

н3с /\

I н I |й й

н0/^/\/

эстрон (ос-фолликулин); т. пл. 255°; [а] +158"

О

н3с /ч I н

он

он

||нн

н0/ч/\/

эстрпол (моногидрат о-фолликулпна); г. пл. 280°; [а] +30°

н3с°н

/ ч|/\ I н I |

I I! н | н

эстрадиол (днгпдро-а-фоллн-кулин); т. пл. ITS'1

но

/ч/\/

эквиленин; г. пл. 258э

эквилин; т. пл. 240°

Эстрон, эстриол и эквиленин были выделены из мочи кобыл. Больше всего в моче содержится эстрона (о-фолликулина). Установлен парадоксальный факт (Зон-Дек). что в наибольшем количестве фолликулярные гормоны содержатся в моче жеребцов.

1 Труды о гормонах- L F. F i е s с г, The Chemistry of Natural Products Related to Phenanthrene 3rd cel., N. Y., 1949 [Л. Ф и з e p п M. Ф и з e p, Химия природных соединений фепаитрепового ряда, Госхимиздаг, 1953]; A. Fernet, Les hormones, Paris, 1948- Ch Bomskov, Mcthodik der Hormonforschimg. Leipzig. 1939; H с II-mnl Bre'dereck und Robert M i 11 a g, Vitamine und Hormone, 3 Bde, 1938/1939; S. Harris and Kenneth V. T h i m а и и, Vitamins and Hormones, Vols. 1—VI, N. Y., 1943/1948- Gregory Pincus and Kenneth V. T h i m n n и, The Hormones, Vols' i and II. N. Y., 1948/1950; G. Pinrus, Recent Progress in Hormone Research, N. Y 1950- E S Gordon A Symposium on Steroid Hormones, Madison/Wise, 1950. '' ' ' '

874

Гл. 56. Сесквитерпены. Политерпены. Стероиды. Витамины

Эстрадное и эстроп тоже выделены нз семенников жеребцов. Из упомянутых выше пяти фатлнкулнрных гормонов наиболее активным оказался эстрадпол. Ои выделен в 1935 г. Дойзн нз вытяжки яичников. Его 17-OKCiirpyinia имеет Р-конфигурацию. Эстрадпол является главным продуктом при восстановлении 17-кетогруппы эстрона; ?нимернып 17*-эстрадиол, образующийся при этой реакции в меньшем количестве, физиологически мало активен.

Приведенные выше формулы строения некоторых фолликулярных t гормонов были подтверждены различными реакциями расщепления этих соединений. При перегонке с бисульфатом калия эстриол теряет воду и превращается в эстрон. Прн щелочном плавлении эстриола расщепляется цнклопентановое кольцо; продукт реакции (А) может быть дегидрирован селеном до 1,2-диметилфснантрола (Б), превращающегося при перегонке с цинковой пылью в 1,2-диметплфепаптрен (В): СН;,

СООН хч /СИ3 Хч ,CU3

| || _^ЫА% | |;

-снхоон ^\/^/ЧсНз j^YY4cH'

А Б В

При обработке всех фолликулярных гормонов (в виде их метиловых эфиров) палладием прн 350° с хорошим выходом получается 1-этил-2-метил-7-мстоксифенантрен (Г), в котором еще сохраняются все атомы углерода, за исключением С17 (Бахман):

/Ч/СНз

у хсн2сн3 г

В полном соответствии с предложенными для гормонов формулами строения протекают также дегидрирование селеном метиловых эфиров дезоксоэстрона и дезоксоэквиленина до 7-метокси-1, 2-циклопентенофен-аптрена (I), а также расщепление эстропа, эквилина и эквиленина до 6-метокси-З', З'-диметил-l, 2-цнклопентенофенантрена (II) (Кук):

I II I //\/\У— I II I

СНзО/^/\^ СН?>'

I II Эстрадпол, являющийся наиболее ценным нз всех природных фолликулярных гормонов, получают теперь путем частичного синтеза из других природных стероидов, например нз холестерина; последний превращают в Д''4-андростадиен-17р-ол-3-оп (III), который прн нагревании в тетралипе образует (с отщеплением метана) эстрадпол (IV):

ОН

//\/\/-

II I

ноА/\/

IV

Половые гормоны

875

Впервые полный синтез фолликулярного гормона, э к в и л е и и н а, удалось осуществить Ьахману. Длинный путь, приведший к этому соединению, виден из следующей схемы:

I l: I

О СН.,ООССО0СН3

СОСООСН,

СООСНз I

СН3

/\!/С00СНз

I I

/у j4CH2COOCH3

он

Ха, СНД

---! !

сн.

СН3

1 СООСНз

Zn

BrCHjCOOCHj СН,

-Н.,0

,СООН

+

чСНоСООН

/V

...СООН

"-¦сн2соон

н

т/гяяс-форма

н

цвг-форма

сн.

,СООСН,

Лрмла — Эйстерга '

СНоСООН

Н

Н,С о

сн.

/

COOR

сн4о/^/\/ к

СНз

| ...СООСНз

Г''

I

i^CHoCHoCOOCHg

н

Н3С о

N'aOCH3

соосн.

НС1

-СОа

/\/^/

I Ii I

СНзО/^/\^ н

метиловый эфнр экаилешша

Принципиально таким же путем впоследствии Ан-нер и Мишер осуществили синтез эстроиа, исходя из кетокислоты К. Для этого соединения теоретически возможны 4 рацемических изомера; один из них с т. пл. 133—135° послужил исходным веществом для синтеза эстрона, который протекал через такие же промежуточные этапы, как синтез эквиденнна по Бахмапу.

ОН

Благодаря работам Доддса, Робинсона и др. ¦стали известны различные просто построенные синтетические вещества, в полной мере обладающие физиологическим действием фолликулярных гормонов. Особый интерес представляет транс-фирма п, rt'-дц-оксидиэгилстильбепа которая даже превосходит эстрадиол по эстрогенному действию и применяется в терапии под названием «стильбэстрол». Эстроген-ным действием обладает также .иезо-форма дгфеинл-этаиового производного, получающегося при восстановлении двойной связи стнльбэстрола,

876

Гл. 56. Сесквитерпены. Политерпены. Стероиды. Витамины

НО

, /СНН Другим высокоактивным эстрогеном является так иэ-

' is зываемая дойзиноленая кислота, 7-окси-2-метил-1-этил-1, 2,

| * СООН 3,4,9, 10, II, 12-октагндрофенантрен-2-кар0оновая кислота'.

Мишер с сот рудниками осуществил синтез многих из Sp ,. Ifi теоретически возможных стерооизомеров этой кислоты. I - 5 Приведенная здесь формула выражает строение наиболее активного изомера.

Н.;С ОН Очень высокой эетрогепной активностью при

|...... пероральном применении обладает !7а-этинвл-

/\/\ ~ эстра-3.17 ^-дпол, который получают из эстрона и

I | ацетилен.!.

НО

/\/\/

Гормоны желтого тела. В желтом теле (Corpus luleitm)' яичника содержатся гормоны, которые, подобно гормонам фолликул, попадают в матку и изменяют ее таким образом, что она делается восприимчивой к оплодотворенному яйцу. Эти соединения называются гестогена ми. Их изучали Слотта, Бутенандт, Аллен и Винтерштен-нер, Хартман и Веттштейн и др.

Наиболее активным гестогеном является прогестерон, который существует в двух полиморфных модификациях с т. пл. 121 н 128°. Он представляет собой ненасыщенный дикетон, в котором двойная связь сопряжен

страница 107
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147

Скачать книгу "Курс органической химии" (20.0Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить букет несесты из лиловых цветов
Рекомендуем компанию Ренесанс - лестница лс-04 - оперативно, надежно и доступно!
кресло ch хром
Рекомендуем в КНС Нева 7559-1240 с доставкой в пределах Петербурга

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)