Биологический каталог




Биоорганическая химия

Автор Ю.А.Овчинников

нт глауколид А (высокотоксичный для совки Spodop era ormthogallii) В масле ириса обнаружен бициклический дикетон — а корон обладающий парфюмерными свойствами и использующийся для создания редких композиций французских духов.

В эту же группу терпенов входят высокоактивные соединения, такие, как фитоалексины, защищающие растения от болезней, ихтиотоксины, обладающие высокой токсичностью для рыб, а также многочисленные сесквитерпе новые лактоны, сходные, например, с глауколидом или сантонином (см. с. 663), проявляющие широ

697 Терпены

Арбузов Борис Александрович

(р. 1903), советский к ми академик АН СССР (1953) Окончил Казанский институт сельского хозяйства и лесоводства (1926), в 1965—1977 гг.—директор Института органической и физической химии АН СССР. Основные работы посвящены химии терпенов, диеновых и фосфорорганических соединений. Совместно с А. Е. Арбузовым открыл реакцию образования свободных радикалов триарилметано вого ряда из триарилбромметане (1929). Герой Социалистического Труда (1969), лауреат Ленинской (197В) и Государственной (19S1) премий СССР.

Рис. 358. Вредитель хвойных пород деревьев короед-типограф; в древесине под корой профьиает ходы и брачные камеры.

698 кий спектр биологической активности. Некоторые из сесквитерпенов

-- (аналогично ди- и тритерпенам) в качестве биохимических марке

Низкомолекулярные ров нефти используются для прогнозирования нефтяных запасов

биорегуляторы в недрах Земли.

О

Г ла ум о лид А А корой

Дитерпены

Дитер пены широко распространены в природе и выделяются обычно из высококипящих фракций эфирных масел растений. Ди терпенами являются: фитол входящий в состав молекул хлорофилла и токоферолов (см. с. 686), витамин А (см. с. 669), смоляные кислоты (например, абиетиновая кислота), гибберелловые кислоты (см. с. 717), инсектицид цис озовая кислота и другие соединения.

Берн (Birch| Артур (р. 1915) австралийский мимик-органик иностранный член АН СССР (1976). Образование получил в Сиднейском и Оксфордском университетах, с 1970 г.— профессор Австралийского национального университета в Канберре. В 1976— 1966 гг.— президент Австралийской Академии наук. Основные научные исследования посвящены синтезу природных соединений. Открыл реакцию селективного восстановления ароматических соединений действием натрия и спирта в жидком аммиаке (1949, восстановление по Берчу).

СНз

н С" ^н

Hjl- соон

цмс-Оэовея кислота

В 1975 г. К. Наканиси (США) из африканского растения A/.odirachla indica выделил дитерпеноид азодирахтин, защищающий растение от пустынной саранчи Schistocerce gregaria.

699

Терпены

Природные дитерпеноиды — ценные лекарственные препараты, например противовирусный препарат — маноол; некоторые из них, как и сесквитерпеиы. являются ихтиотоксинами (флексибилид).

Недавно установлено (Дж. Колль, Австралия. 1984). что дитер-пен FN-45, продуцируемый мягким кораллом Gambusia offinis, высокотоксичен в малых концентрациях для других видов кораллов, что позволяет ему вытеснять их из зоны обитания.

К группе дитерпеноидов относятся и некоторые природные алкалоиды аконита (аконитин, атизин и др.).

Назаров Иван Николаевич (1906—1957), советский химик органик академик АН СССР (1953). Окончил Сельскохозяйственную академию им. К. А. Тимирязева (1931), с 1935 г-—заведующий лабораторией Института органической химии им. Н. Д. Зелинского АН СССР. Основные работы посвящены химии ацетилена « его производных, а также синтезу ряда физиологически активных соединении (стероидные гормоны, промедол, витамин А и другие). Лауреат Государственных премий СССР (1942, 1946).

Комппа (Котрра) Густав (1867—1949) финский химик-Органик. Окончил Политехнический институт в Хельсинки (1В90), с 1892 г. работал в Цюрихе с Л. Гольдшмидтом. Занимался исследованиями в области синтетической органической и аналитической химии, внес значительный вклад в изучение кислородсодержащих производных терпенов, в частности осуществил синтез камфоры (18В9)

700__Тритерпены

Низко молекулярные

биорегуляторы Зти довольно сложные в структурном отношении природные

терпены построены из 6 изопреновых единиц. Тритерпены содержатся в большинстве растений как в свободном виде, так и в виде гликозидов (сапонины). Среди тритерпенов обнаруженных в животных организмах, в первую очередь следует упомянуть сквален и л а но терин а также тритерпены морских беспозвоночных. Строение многих тритерпенов было установлено благодаря исследованиям Л. Ружички, О. Егера (Швейцария), К. Блоха, К. Лжерасси (США) и др.

р-Амирин

Широко распространенные природные тритерпены представляют собой производные класса амиринов, или олеананов. Гликозиды амиринов входят в состав тонизирующего активного начала женьшеня и лимонника китайского. Бахчевые культуры содержат большую группу (до 50 соединений) тритерпенов (известных под общим названием кукурбитацины), обладающих горьким, неприятным вкусом.

Тетратерпены

701

Желтые и красные пигменты растений и животных представляют собой в основном тетратерпены. Благодаря работам швейцарских ученых Л. Цехмайстера, О. Ислера, П. Каррера оии были подробно изучены и некоторые из иих синтезированы. Среди тетра-терпенов наиболее известны каротины (провитамины А) (см. с. 670), ксантофиллы, ликопины и ксантины, используемые в качестве красителей в пищевой промышленности.

Ликокса«1-н R ОН

Политерпены

К терпенам этой группы относятся такие природные соединения, как каучук {цис I 4-полиизопрен), гуттаперча (гране-1, 4-по-лиизопрен) и полипренолы.

Терпены

Джерасси [Dj rai»| Карл (р. 1923), американский химик. Окончил Вискон синении университет (1945), с 1959 г.— профессор Стэнфордского университета. Основные работы посвящены химии природных соединений, изучению их строения с помощью .физических методов. Синтезировал гормон кортизон, разработал способы получения гормонов эстрона и эстрадиола.

Ружичка |Ruzicka) Леопольд Стефан

(1887—1976), швейцарский химик-органик, иностранный член АН СССР (1958). Окончил Высшую техническую школу в Карлсруэ (1910), в 1923— 1925 гг. и 1929—1957 гг.— профессор Высшей технической школы в Цюрихе. Основные работы — по изучению биосинтеза и строения терпенов. Предложил способ определения углеродного скелета сесквитерпеиов (1921). Осуществил синтез алициклических кетонов с числом углеродных атомов от 8 до 34 (1920—1934), гормонов андросте-рона и тестостерона (1934—1935); определил структуру сантонина (1930), абиетиновой кислоты (1932). Лауреат Нобелевской премии по химии (1939).

702 Практическая значимость природных каучуков общеизвестна.

~ Полипренолы же обнаружены и изучены сравнительно недавно.

Низкомолекулярные Оказалось, что они играют существенную роль в биосинтезе поли-

оиорегуляторы сахаридов клеточных стенок, являясь мембране активными участ-

никами транспорта углеводов.

Стероиды

К стероидам относится большая группа биологически важных соединений, в основе структуры которых лежит скелет пергидро-циклопентанофенантрена. Среди стероидов — половые гормоны, сердечные гликозиды, желчные кислоты, витамины, алкалоиды, регуляторы роста растений. Сотни физиологически активных соединений стероидного типа, нашедшие применение в медицинской практике, получены в настоящее время синтетически. Химия стероидов— одно из классических направлений биоорганической химии.

Свое начало стероиды берут от стеринов — алициклических липидоподобных веществ природного происхождения. Как правило, стерины представляют собой кристаллические одноатомные спирты, выделенные из неомыляемой фракции липидов. Различают зоосте-рины (из животных), фитостерины (из растений), микостерины (из грибов) и стерины микроорганизмов. Наиболее известный среди стеринов — холестерин, содержащийся почти во всех тканях животного организма. Особенно много холестерина в центральной и периферической нервных системах, кожном сале, почках и т. п.; так называемые желчные камни иногда на 90 °0 состоят из холестерина (от греч. xoAi| — желчь и ortptoX — твердый). Метаболизм холестерина играет важную роль в организме — при некоторых патологических отклонениях, например при атеросклерозе, холестерин откладывается на стенках кровеносных сосудов. Много холестерина содержится в молоке, сливочном масле, яичном желтке.

Эр ГО с тер и н

703

Стероиды

Полный синтез холестерине

704

Низко молекулярные биорегуляторы

Бутен ндт (Butenandt) Адольф Фридрих (р. 1903), немецкий химик и биохимик. Окончил Гёттингенский университет (1927); а 1956—1972 гг.— профессор Мюнхенского университета, в 1936—1966 гг.— директор Института биохимии Общества М. Планка. Основные работы посвящены химии половых гормонов и разработке методов их синтеза. Установил структуру и синтезировал эстрон (1929). андростерон [1931), прогестерон (1934) и тестостерон (1939). Выделил феромон тутового шелкопряда бомбикол, установил хн мическое строение и осуществил его синтез (1961). Разработал метод получения кортизона. Лауреат Нобелевской премии по химии [1939, совместно с Л. Ружичкой).

Среди других стеринов следует упомянуть стигмастерин, имеющий растительное происхождение (калвбарские соевые бобы), а также выделенный из дрожжей эргостерин — предшественник витамина D.

Холестерин открыт М. Э. Шеврёлем в 1815 г. Как установлено в настоящее время, биосинтез холестерина проходит теми же основными путями, что и биосинтез тритерпенов (см. с 693) Установление строения холестерина потребовало свыше столетия работы многих поколений химиков и было закончено лишь в 1934 г.; окончательно подтверждено химическим синтезом холестерина, явившимся одним из первых полных синтезов веществ стероидной природы, осуществленным Р. Б. Вудвордом в 1951 г.

Половые гормоны

Важнейшие среди стероидных гормонов — женские (эстрогены, гестагены) и мужские (андрогены) половые-гормоны, необходимые для нормального развития и функционирования половых органов, развития вторичных половых признаков и продолжения жизни.

Эстрогены объединяют группу производных циклопентаноокта-гидрофенантрена, имеющих ароматическое кольцо А. Впервые эстрогены обнаружены Б. Зондеком (Германия) в моче беременных женщин в 1927 г. Позднее в 1929—1932 гг. А. Бутенандт (Германия) выделил в кристаллическом состоянии гормон, названный им эстроном (от англ. oestrus — течка), и установил его строение. В этот же период Е. А. Дойзи (США) выделил два других эстрогена — эстриол и эстрадиол. Впоследствии было установлено, что наиболее активным из них является эстрадиол.

Эстрон и другие эстрогены используются для лечения половой недостаточности, при климактерических расстройствах, гипертонии, онкологических и других заболеваниях.

Интересно, что эстрогены содержатся и в растениях — кокосовых орехах, цветках ивы и т. п.

но

Эстрадиол

Первый полный синтез эстрона осуществлен в 1948 г. Г. Анне- 705

ром и К. Мишером (Швейцария). В настоящее время для медицин- -

ских целей эстрогены получают в промышленных условиях хими- Стероиды ческим синтезом. Простой синтез эстрона был предложен И. В. Торговым (СССР. 1962).

Стероидные гормоны, известные под названием андрогены (от греч. avopoL,— мужской, YNV'lv — образовывать), наряду с влиянием на эндокринную систему человека, обладают сильным анаболическим эффектом. Их недостаток приводит к нарушениям азотистого и фосфорного обменов атрофии скелетной мускулатуры и другим расстройствам.

В 1931 г. А. Бутенандт из мочи человека выделил первый андро-ген, названный им аидростероном. Позднее в 1935 г. Э. Лакье (Германия) показал, что это соединение является метаболитом, а истинный мужской половой гормон — тестостерон, содержащийся в те-стикулах.

Введение таких гормонов (или просто пересадка семенников) кастрированным петушкам приводит к восстановлению вторичных половых признаков отрастают гребешок и бородка, и они вновь начинают проявлять половую активность.

СН3 R

Тестостерон R н 17а-Метилтестостврон R=cHi

Торго Игорь Владимирович (р 1912), советский химик бноор аник член корреспондент АН СССР (1972) Окон чил Казанский химико-технологический институт (1937), с 1959 г. работает в Институте биоорганической химии им. М М- Шемякина АН СССР. Основ ные работы посвящены химии стероидов. Открыл реакцию конденсации винилкарбинолов с fj-дикетонлми (реакция Торгова), которая была положена в основу промышленного способа получения стероидных гормонов.

706

Низко мо лек у л я рн ы е биорегуляторы

Рейхштейн[Не1сгкге1п| Тадеуш (p. 1В97) швейцарский химик-органик. Окончил Высшую техническую школу в Цюрихе (1922), с 1934 г.— в Баэельсиом университете. Исследовал гормоны коры надпочечников. Выделил кортизон и установил его химическое строение (1936— 1940)- Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1950, совместно с Э. Кендаллом и Ф. Хенчем).

Прогестерон

5а — Прегнаидмол

Первые синтетические работы в области андрогенов выполнил в 1934 г. Л. Ружичка (Швейцария). Ему удалось получить высокоактивный 17а-метилтестостерон — первый искусственный гормон, широко используемый в настоящее время в качестве орального андрогена, не разрушаемого ферментами желудочно-кишечного тракта.

Промышленное получение андрогенов в качестве лекарственных препаратов осуществляется на основе частичного синтеза из природного стероидного алкалоида соласодина или агликона одного из сапонинов - диосгенина.

Гестагены — стероидные гормоны, связанные с функцией яичников, в которых находятся граафовы пузырьки, наполненные фол-ликулярной жидкостью. С наступлением половой зрелости эти пузырьки постепенно лопаются, освобождая яйцеклетку (овуляция). Оставшаяся часть фолликулы разрастается, образует так называемое желтое тело (corpus luteum), представляющее собой своего рода железу внутренней секреции, которая сохраняется на протяжении беременности и продуцирует гормон прогестерон. Этот гормон обнаружен в 1928 г. В. М. Аллеиом (США), а строение его установлено А. Бутенандтом в 1934 г. частичным синтезом из стигмастерина.

Прогестерон, а также его физиологически активный метаболит 5а-прегнандиол препятствуют созреванию новых яйцеклеток; они вызывают изменения слизистой оболочки матки, подготавливая ее к имплантации оплодотворенной яйцеклетки, и предупреждают преждевременные роды.

Известен ряд синтетических аналогов прогестерона, проявляющих аналогичную активность. Характерным свойством этих лекарственных препаратов является способность оказывать терапевтическое действие при пероральном применении. Среди них следует в первую очередь назвать прегнин (этистерон), применяемый для прекращения патологических маточных кровотечений, норэти-нодрел и местранол, входящие в состав пероральных контрацептивных средств и способные эффективно тормозить овуляцию.

Следует, однако, упомянуть, что бесконтрольное использование противозачаточных препаратов такого рода может вызвать ряд нежелательных последствий: заболевание диабетом, нарушения функций печени, изменение формулы крови.

Местранол

Гормоны коры надпочечников

Гормоны коры надпочечников (кортикоиды) — особая группа стероидных гормонов, имеющих прегнановый скелет. Факт их существования установлен в 1927 — 1930 гг. В п

страница 94
< 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

Скачать книгу "Биоорганическая химия" (11.1Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(23.11.2017)