Курсовая работа по химии на тему Синтез и биологическая активность производных пиррола

Гетероциклическая химия - важный класс органической химии, который охватывает ряд фармакологически активных соединений, которые могут быть синтезированы в лаборатории, а также получены из природных источников. Среди новых гетероциклических соединений пиррол приобрел значительное внимание из-за его фармакологических свойств.
Пиррол впервые был упомянут как компонент каменноугольной смолы Ф.Ф. Рунге в 1834 году. Позже, в 1970 году, Байер предположил структуру пиррола, основываясь на его окислении хромовой кислотой в малеинимид и образовании при его перегонке сукцинимида с цинковой пылью. Название произошло от греческого слова «пирролс», что означает огненный, из-за реакции, придающей древесине красный цвет при увлажнении HCl. В 1929 году, немецкий химик Э. Фишер синтезировал одну из первых пирролсодержащих молекул – гемин (солянокислый гематин).
Пиррол является одним из основных строительных блоков в биохимии, поскольку его плоское кольцо, богатое электронами, очень восприимчиво к электрофильной атаке и может реагировать с многочисленными биомолекулами посредством водородных связей. В природе пирролы встречаются во многих организмах, от растений до животных.
Благодаря своим уникальным свойствам, пирролы и их производные широко используются в фармацевтической промышленности при создании новых лекарственных препаратов.
Целью курсовой работы было провести анализ современного состояния химии биологически активных производных пиррола. Для достижения указанной были поставлены следующие задачи:
Провести анализ свойств пиррола и способов его получения.
Рассмотреть различные методы синтеза биологически активных производных пиррола.

Обзор литературы
Пиррол представляет собой ароматическое пятичленное кольцо с молекулярной формулой C4H5N (рис. 1). Это плоский ароматический пятичленный гетероцикл, который обеспечивает фундаментальную структурную субъединицу для наиболее важных биологических молекул, таких как гем и хлорофилл. Обширная делокализация неподелённой пары электронов азота объясняет отсутствие основности и выраженный ароматический характер пиррольных систем.

Рис. 1. Строение пиррола
Неподелённая пара электронов азота является частью ароматического секстета электронов, поэтому пиррол практически лишен основных свойств. Сила пиррола как основания не может быть точно определена, так как он является ацидофобным соединением и полимеризуется под действием кислот. В то же время, наличие полярной связи N-H обуславливает слабые кислотные свойства пиррола. Он является слабой кислотой и реагирует с калием и щелочами, образуя соль пиррола (рис. 2).
Пиррол представляет собой бесцветную жидкость, напоминающую по запаху хлороформ, медленно темнеющую при стоянии на воздухе. Он слегка гигроскопичен, немного растворим в воде и хорошо растворим в большинстве органических растворителей.


Рис. 2. Кислотные свойства пиррола
Свойства пиррола и способы его получения
Сам пиррол не встречается в природе, но многие его производные встречаются в различных натуральных продуктах. Пирролы являются компонентами более сложных макроциклов, включая витамин B12, желчные пигменты (билирубин и биливердин), а также хлорины, бактериохлорины, порфирины и порфириногены.