Penam - Penam

Penam
Penam.svg
Ismlar
IUPAC nomi
(5R) -4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptan-7-one
Boshqa ismlar
1-Aza-7-okso-4-tiabitsiklo [3.2.0] heptan
Identifikatorlar
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Xususiyatlari
C5H7NOS
Molyar massa129.18 g · mol−1
Tegishli birikmalar
Tegishli birikmalar
klavam
Boshqacha ko'rsatilmagan hollar bundan mustasno, ulardagi materiallar uchun ma'lumotlar keltirilgan standart holat (25 ° C [77 ° F], 100 kPa da).
Infobox ma'lumotnomalari
Benzilpenitsillin, penamning misoli
Buni chalkashtirib yubormaslik kerak penem.

Penams ni belgilaydigan asosiy skelet tuzilmalari Penitsillin kengroq subklass b-laktam oilasi antibiotiklar va tegishli birikmalar. Ular besh a'zosi bilan birlashtirilgan b-laktam qismini o'z ichiga olgan bisiklik halqa tizimlari tiazolidin uzuk. [1] Halqa zo'riqishi va amid rezonansidagi cheklovlar tufayli tuzilish beqaror va amid bog'lanishida katalitik parchalanishga juda sezgir.[2] Benzilpenitsillin (Penitsillin G) penam tuzilishini o'z ichiga olgan tabiiy mahsulotdir.


Tuzilishi va yopishtirilishi

Penamlarning egiluvchan tuzilmalari yo'q, chunki ular qattiq halqalarning tarkibiga kiradi. To'rt a'zoli halqa va besh a'zoli halqa bir xil emas. Buning o'rniga, ko'prikli azotning piramidal geometriyasi tufayli struktura puckered (ya'ni egilgan) shaklida qulflangan. Piramidalizatsiya (ph = 54 °) va C-N bog'lanishining burilishi (ph = 18 °), yolg'iz juftlikning tsiklik halqalar bilan tekislikdan chiqarilishi va elektrostatik itarish effektlari tufayli yuzaga keladi. Natijada, buzilgan C-N aloqasi rezonansni qoplashga imkon beradigan karbonil uglerod va azotli yakka juftlik orbitallarini noto'g'ri joylashishiga olib keladi. Amidning C-N bog'lanish uzunligi 1,406Å ga teng bo'lib, u birlamchi bo'lmagan uchinchi amidlarga qaraganda kattaroq yagona bog'lanish xususiyatiga ega. C-O bog'lanish uzunligi 1,205Å dir, bu tsiklik bo'lmagan uchlamchi amidlardagi C-O bog'lanishlaridan qisqa.[3]

Xususiyatlari

Barqarorlik

Penamning umumiy termodinamik barqarorligi yig'indisiga asoslanadi halqa zo'riqishi beqarorlashtirish effektlari (RSE) va amide rezonans barqarorlashtirish effektlari (ARE). Stabilizatsiya effektlari stabilizatsiya ta'siridan ustun bo'lganligi sababli, penamlar termodinamik jihatdan beqaror va b-laktam halqasining parchalanishini ma'qullaydigan nukleofil reaktsiyalarga reaktivdir.[4]

Halqa kuchlanishining ta'siri

Penamalar, asosan, ichki bog'lanish burchaklari 90º bo'lgan to'rt a'zoli b-laktam halqasi bilan bog'langan katta burchak va burama shtammlar tufayli beqarorlashadi.[5] Penamalar va mustaqil b-laktam halqalarida kuzatilgan shunga o'xshash kuchlanish energiyasiga asoslanib, birlashtirilgan besh a'zoli halqa, oltita a'zodan farqli o'laroq, sefamlarda halqaning kuchlanishini kamaytirishga yordam bergan oltita a'zoli halqasidan farqli o'laroq, umumiy kuchlanish ta'siriga hissa qo'shmaydi.[4] Natijada, halqani ochish reaktsiyalari, masalan, gidroliz, halqaning kuchlanishini yumshatish uchun termodinamik jihatdan qulaydir.[5]

Amid rezonans effekti

Penam amid rezonansi ta'sirida barqarorlashadi. Azotli yakka juftlikni karbonil guruhining kislorodiga delokalizatsiya qiladigan va CN bog'lanishida er-xotin bog'lanish xususiyatiga olib keladigan an'anaviy uchlamchi amidlardan farqli o'laroq, penamdagi amid rezonansi asosan karbonilning induktiv ta'siri tufayli qisman ijobiy bo'lgan azot va karbonil uglerod o'rtasida bo'ladi. kislorod. Bu HOMO yakka juftligi bilan azot va uglerodning LUMO o'rtasidagi o'zaro ta'sirining natijasidir. Shu bilan birga, azotning piramidalizatsiyasi va buzilgan C-N bog'lanish tufayli amid rezonansining stabillashish darajasi, masalan, tekislikdagi amidlar, masalan, b-laktam qismi bilan bir-biriga mos tushgan orbitallarga nisbatan pasaytirilgan.[6][3]

Reaksiyalar

Penamalar karbonil uglerodning nukleofil hujumga moyilligi sababli gidroliz orqali katalitik bo'linishga nisbatan reaktivdir.[5] Bu uning karbonil kislorod atomi tomonidan elektron zichligi biroz tortib olinishi va natijada azot va karbonil guruhi o'rtasida konjugatsiyaning yo'qligi natijasida yuzaga keladigan qisman ijobiy (elektrofil) xarakteri bilan tushuniladi. Garchi amid bog'lari qisman er-xotin bog'lanish xususiyati tufayli parchalanish uchun reaktiv bo'lmasa-da, piramidalizatsiya va C-N bog'lanish buzilishi penamalardagi amid bog'lanishini bitta bog'lanish xususiyatiga ega qiladi, bu esa bo'linishga nisbatan ancha reaktivdir.[4][6][3] Bundan tashqari, C-N bog'lanishining ajralishi termodinamik jihatdan qulaydir, chunki b-laktam halqasining ochilishi halqa zo'riqishini kamaytiradi. [5]

Katalizlangan parchalanish

Penamlarning halqali ochilishi kislota yoki asosli katalizlanishi mumkin gidroliz. [4][6]Kislotali sharoitda suv karbonil guruhining elektrofil uglerodiga hujum qiladigan nukleofil vazifasini bajaradi. Asosiy sharoitlarda gidroksid nukleofil vazifasini bajaradi. Fermentlarda serin qoldig'ining gidroksil guruhi nukleofil vazifasini bajaradi.[5] Karbonil guruhining elektrofil uglerodiga hujum qiladigan nukleofil turlaridan qat'i nazar, nukleofil bog'lanib, uchinchi darajali uglerod oralig'ini hosil qiladi. Elektronlar C-N bog'lanishidan va chiquvchi guruh vazifasini bajaradigan azot atomiga o'tkaziladi. Natijada, C-N bogi ajralib, karboksilik kislota va ikkilamchi amin hosil qiladi.[5]

Adabiyotlar

  1. ^ Novak, Igor; Chua, Pei Xuan (2006-09-01). "Farmakoforlarni hisoblash yo'li bilan o'rganish: b-laktamlari". Jismoniy kimyo jurnali A. 110 (35): 10521–10524. doi:10.1021 / jp063162b. ISSN  1089-5639. PMID  16942059.
  2. ^ Patrik, Grem (2017-03-23), "5. Farmatsevtika va tibbiy kimyo", Organik kimyo: juda qisqa kirish, Oksford universiteti matbuoti, 71–89 betlar, doi:10.1093 / aktrade / 9780198759775.003.0005, ISBN  978-0-19-875977-5
  3. ^ a b v Glover, Stiven A.; Rosser, Adam A. (2012-06-14). "Asiklik amidlar va laktamlarda ishonchliligini ishonchli aniqlash". Organik kimyo jurnali. 77 (13): 5492–5502. doi:10.1021 / jo300347k. ISSN  0022-3263. PMID  22646836.
  4. ^ a b v d Novak, Igor; Chua, Pei Xuan (2006-09-01). "Farmakoforlarni hisoblash yo'li bilan o'rganish: b-laktamlari". Jismoniy kimyo jurnali A. 110 (35): 10521–10524. doi:10.1021 / jp063162b. ISSN  1089-5639. PMID  16942059.
  5. ^ a b v d e f Patrik, Grem (2017-03-23), "5. Farmatsevtika va dorivor kimyo", Organik kimyo: juda qisqa kirish, Oksford universiteti matbuoti, 71–89 betlar, doi:10.1093 / aktrade / 9780198759775.003.0005, ISBN  978-0-19-875977-5
  6. ^ a b v Xu, Fen; Lalancette, Rojer; Szostak, Mixal (2016-03-08). "N-alkillangan burmalangan amidlarning strukturaviy xarakteristikasi: Amid bog'lanish rezonansi va N-S dekolte uchun oqibatlari". Angewandte Chemie International Edition. 55 (16): 5062–5066. doi:10.1002 / anie.201600919. ISSN  1433-7851. PMID  26953809.