3 - Kyslíkaté deriváty

Heterocyklické sloučeniny

• samy nebo jejich deriváty jsou součástí:
  • alkaloidů
  • bílkovin, aminokyselin
  • vitamínů
  • nekleových kyselin
  • léčiva, barviva, drogy
• charakter
  • aromatický

    1. pětičlenné [pyrrol]
    - volný pár na dusíku se zapojuje do konjugace s pí e
    → chová se jako benzen

• reakce
  • S_e = elektrofylní substituce
    • probíhají do polohy 2 (alfa)
    • tím rychlejší, čím větší je e hustota kolem jádra
  • nukleofylní substituce
    • probíhá do polohy 2, 4
    • pouze u pyridinu
  • hydrogenace = adice H
• specifické syntetické postupy

2. izolace z přírodních zdrojů
- černouhelný dehet, smrkové dřevo, kukuřičná sláma
- pevné
- s více heteroatomy nebo cykly
- rozpustné v org. rozp., některé H2O rozp.
- vysoké Tv (benzen 80, pyridin 115)
- některé toxické [oxiran, pyridin]
- alkaloidy odvozené od heterocyklů [morfin, LSD, kokain]
- některé deriváty s vůní kakaa, ořechů, kávy, jiné proti TBC

• furan
  • kapalina
  • dřevo smrku
  • furanoidy
    • sacharidy s pětičlenným cyklem
• thiofen
  • dehet
• pyrol
  • dehet
  • deriváty
    • prolin
      • aminokyselina
    • základem porfinový skelet:
      • 4 navzájem spojená pyrolová jádra
    • chlorofyl
    • hem
      • Fe s ox. číslem 2+
    • urobilin
    • bilirubin
      • žlučové barvivo
      • při zvýšeném množství žloutenka
    • kobalamin = B12
      • Co 3+
      • nedostatek ~ způsobuje chudokrevnost
    • různé alkaloidy
  • benzoderiváty
    • k pyrolu je připojený benzen
    • indol = benzopyrol
      • dehet (páchnoucí), pomerančové a jasmínové květy (voní)
      • deriváty
        • tryptofan
          • bílkovinná aminokyselina
          • připojí se CH2 – CH – COOH
            • NH2
        • serotonin
          • neurotransmitter
          • z tryptofanu
          • způsobujů stáhnutí cév
          • reguluje náladu
          • nedostatek (nejvíce v zimě) může způsobovat poruchy spánku

          → antidepresiva regulují jeho hladinu

        • heteroauxin
          • růstový hormon u rostlin
        • různé alkaloidy

          [lejsergová, diethyl je LSD, strychnin]

        • indigo
          • modré barvivo
          • vyrábí se uměle, dříve z rostlin

          -> barvení bavlny

• imidazol
  • deriváty
    • histidin
      • bílkovinná aminokyselina
    • histamin
      • z histidinu

      -> při alergických reakcích se uvolňuje, antihistaminika

      • při nadměrném uvolňování způsobuje
        • zúžení průdušek (= astma)
        • kopřivku
        • pokles krevního tlaku
• thiazol
  • deriváty
    • B1 = thiamin
    • penicilin

      → antibiotikum

    • sulfothiazol

      → sulfanoamidy = podobné jako antibiotika

    • tetrahydropyran
      • základ sacharidů (pyranózy)
    • vitamin E
      • nedostatek způsobuje neplodnost, potraty
• pyridin
  • páchnoucí jedovatá kapalina
  • páry poškozují mozek, játra, ledviny
  • deriváty
    • kyselina nikotinová a nikotinamid
      • tvoří vitamin PP
    • piperidin
      • alkaloid piperinu
    • různé alkaloidy

      [nikotin]

    • B6
    • chinolin
    • izochinolin
• pyrimidin
• purin
  • deriváty
    • adenin
    • guanin
      • dusíkaté báze v nukleových kyselinách
    • různé alkaloidy

      [kofein]

    • kyselina močová
      • odpadní produkt dusíkatých látek
      • u savců a ptáků
      • krystalky jsou ledvinové kameny
      • usazená v kloubech způsobuje nemoc dna
    • B10 = kyselina listová
      • nedostatek způsobuje chudokrevnost

Alkaloidy

• dusíkaté organické látky
• většinou heterocyklické a zásadité

→ produkt metabolismu rostlin pro obranu

• návykové, jedovaté
• volně nebo vázané na karboxylové kyseliny
• krystalické, opticky aktivní, špatně H2O rozp.

→ léčiva, zneužití jako drogy

• lilkovité
• liliovité
• účinky alkaloidů na člověka
  • způsobuje bezstarostnost, agresivitu, halucinace
  • po opakovaném užívání se vytváří silná závislost
  • při požití větší jednorázové dávky hrozí otrava a může nastat až smrt (stačí pár mg)

Rozdělení

1. opiové alkaloidy (opiáty)
   • získávají se z nezralých makovic (opium – ztuhlá šťáva z nezralých makovic)
     • opium obsahuje směs těchto alkaloidů
       1. papaverin
          • struktura je odvozena od isochinolinu
          • název podle latinského názvu máku setého
          • užívá se v lékárenství jako lék proti křeči
       2. morfin, heroin, kodein, thebain
          • odvozeny od fenanthrenu
          • morfin
            • lék proti bolesti
            • zneužití jako droga, je silně návykový
            • působí ospalost, ve větší dávce vyvolává euforii
          • heroin
            • zneužívá se jako droga, nemá žádné jiné využití
            • podobné účinky jako morfin, ale mnohem silnější
            • velmi nebezpečná droga
          • kodein
            • lék proti kašli (tlumí kašel, nezpůsobuje odkašlávání)
            • návykový, zneužívá se jako droga
          • thebain
            • bez využití
2. tropanové alkaloidy
   • odvozeny od tropanu [obr. 2/5]
   • obsaženy v lilkovitých rostlinách [lilek, brambor, lilek černý, durman, rulík zlomocný]
   • atropin
     • užití v očním lékařství
       • rozšiřuje zornice
     • užití také proti křečím a tišení bolesti při ledvinových a žlučníkových kolikách
     • obsažen v Rulíku zlomocném
   • skopulamin
     • podobné účinky jako atropin
     • obsažen v Rulíku a Blínu černém
     • užití v lékařství (zklidnění)
     • vyvolává zklidnění, útlum, netečnost
   • kokain
     • vyskytuje se v listech rostliny Koky pravé
     • zneužití jako droga
     • vyvolává euforii, tlumí únavu, potlačuje pocit hladu, zvyšuje výkonnost, způsobuje halucinace
     • účinek je krátkodobý, po pominutí dochází velký propad, který nutí člověka vzít si další dávku
       • způsobuje silnou závislost
     • silná dávka způsobuje třes až křeče a smrt
     • lokální anestetikum
3. námelové alkaloidy
   • odvozeny od indolu?
   • obsaženy v námelu (klidové stádium paličkovice nachové – výskyt na obilí na klasu)
     • ve středověku byly obrovské epidemie po požití pečiva z tohoto obilí, příznaky byly označovány za projev čarodějnictví
     • ve skutečnosti otrava
     • v dnešní době se otravy vyskytují pouze v Asii a Africe
   • výskyt zejména na žitě
4. tropanové alkaloidy
   • odvozeny od tropanu [obr. 2/5]
   • obsaženy v lilkovitých rostlinách [lilek, brambor, lilek černý, durman, rulík zlomocný]
   • atropin
     • užití v očním lékařství
       • rozšiřuje zornice
     • užití také proti křečím a tišení bolesti při ledvinových a žlučníkových kolikách
     • obsažen v Rulíku zlomocném
   • skopulamin
     • podobné účinky jako atropin
     • obsažen v Rulíku a Blínu černém
     • užití v lékařství (zklidnění)
     • vyvolává zklidnění, útlum, netečnost
   • kokain
     • vyskytuje se v listech rostliny Koky pravé
     • zneužití jako droga
     • vyvolává euforii, tlumí únavu, potlačuje pocit hladu, zvyšuje výkonnost, způsobuje halucinace
     • účinek je krátkodobý, po pominutí dochází velký propad, který nutí člověka vzít si další dávku
       • způsobuje silnou závislost
     • silná dávka způsobuje třes až křeče a smrt
     • lokální anestetikum
5. námelové alkaloidy
   • odvozeny od indolu?
   • obsaženy v námelu (klidové stádium paličkovice nachové – výskyt na obilí na klasu)
     • ve středověku byly obrovské epidemie po požití pečiva z tohoto obilí, příznaky byly označovány za projev čarodějnictví
     • ve skutečnosti otrava
     • v dnešní době se otravy vyskytují pouze
   • struktura se odvozuje od kyseliny lysergové
   • ergotamin
     • je součástí léku proti migréně
     • zvyšuje stahy hladké svaloviny
   • LSD
     • diethylamid kyseliny lysergové
     • halucinogenní droga
       • velmi silné halucinace, které často končí smrtí
       • lidé po požití věří ve své nadpřirozené schopnosti
     • pocení, závratě, únava, zvracení
6. další alkaloidy
   • strychnin
     • používá se k hubení hlodavců
   • chinin
     • získává se z chinovníku (jeho kůry)
     • lék proti malárii
     • odvozen od chinolinu
   • nikotin [obr. 2/6]
     • obsažen v listech tabáku
7. – missin'