порфириноген

В биохимии порфириноген является членом класса встречающихся в природе соединений с тетрапиррольным ядром, макроциклом из четырех пиррольных колец, соединенных четырьмя метиленовыми мостиками . ^{[ 1 ]} Их можно рассматривать как производные от исходного соединения гексагидропорфина путем замены атомов водорода различными во функциональными группами внешнем (20-углеродном) кольце.

Порфириногены являются промежуточными продуктами биосинтеза порфиринов ядром, которые , кофакторов с порфиновым встречаются во многих ферментах и белках, включая миоглобин , гемоглобин , цитохромы и хлорофиллы . ^{[ 2 ]}

Порфирины отличаются от порфириногенов наличием четырех пиррольных колец, связанных метиновыми мостиками. =CH- вместо метиленовых мостиков −CH ₂ − , а также из-за отсутствия атома водорода в двух из четырёх аминов. −NH- группы, превращая их в имины =N- . При биосинтезе порфиринов исходный порфириноген дегидрируется протопорфириногеноксидазой .

Из-за ограниченной делокализации порфириногены бесцветны. Потеря всех четырех центральных атомов водорода в ядре приводит к образованию четырехвалентного аниона, который может действовать как лиганд для катионов металлов, создавая координационное соединение . ^{[ 3 ]} Последующие промежуточные продукты биосинтеза на пути к порфиринам имеют яркую окраску и часто фитотоксичны .

Природные порфириногены

Порфирогены, встречающиеся в живых организмах, обычно имеют боковые цепи, заменяющие некоторые или все атомы водорода в двух крайних атомах углерода каждого пиррольного кольца (в отличие от атомов водорода в метиленовых мостиках).

Уропорфириноген III , предшественник копропорфириногена III.
копропорфириноген III , предшественник протопорфириногена IX.
Протопорфириноген IX , предшественник протопорфирина IX .

Неприродные порфириногены

В лабораториях были получены и изучены различные синтетические порфириногены. Они часто имеют боковые группы, которые не встречаются в природе, и, возможно, у атомов углерода в метиленовых мостиках ( мезоположениях ) вместо пиррольных колец. Мезозамещенные Линдси порфириногены являются промежуточными продуктами в так называемом . синтезе мезозамещенных порфиринов по Окисление превращает центральное гексагидропорфиновое ядро в порфиновое ядро, давая желаемый порфирин. ^{[ 4 ]}

При кислотном катализе пиррол и кетоны R-(C=O)-R' или альдегиды R-(C=O)-H конденсируются с образованием многих олигомеров, в том числе циклических. [−(CRR')−(C ₄ H ₂ NH)−] _n \ . желаемые порфириногены ( n = 4). Затем можно выделить ^{[ 4 ]} Мезозамещенные порфириногены с восемью неводородными боковыми цепями также называют каликс[4]пирролами . Эти продукты противостоят дегидрированию внешнего кольца лучше, чем природные порфириногены. ^{[ 3 ]}

Например, конденсация с бензальдегидом C ₆ H ₅ -(C=O)-H дает мезо-тетрафенилпорфириноген , который может быть окислен до мезо-тетрафенилпорфирина . ^{[ 4 ]} Конденсат с ацетоном H ₃ C-(C=O)-CH ₃ дает мезо -октаметипорфириноген . ^{[ 3 ]}

Альтернативно, пиррол с боковыми цепями, замещенными у атомов углерода 3 и 4 (не прилегающих к азоту), можно конденсировать с формальдегидом. H-(C=O)-H с образованием порфириногенов, более близких к природным. Например, с 3,4-диэтилпирролом получают октаэтилпорфириноген , родительский элемент октаэтилпорфирина . ^{[ нужна ссылка ]}

мезо -октаметилпорфириноген.

Ссылки

^ порфириногены - ИЮПАК Золотая книга
^ Пол Р. Ортис де Монтеллано (2008). «Гемы в биологии». Энциклопедия химической биологии Wiley . Джон Уайли и сыновья. дои : 10.1002/9780470048672.wecb221 . ISBN 978-0470048672 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Сесслер, Джонатан Л.; Анценбахер Павел младший; Миядзи, Хидекадзу; Юрсикова, Каролина; Блисдейл, Эллен Р.; Гейл, Филип А. (2000). «Модифицированные каликс[4]пирролы». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 39 (10): 3471–3478. дои : 10.1021/ie000102y .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Линдси, Джонатан С. (2000). «Синтез мезозамещенных порфиринов». В Кадише Карл М.; Смит, Кевин М.; Гилард, Роджер (ред.). Справочник по порфиринам . Том. 1. С. 45–118. ISBN 0-12-393200-9 .

[1] порфириногены - ИЮПАК Золотая книга

[Hemes-2] Пол Р. Ортис де Монтеллано (2008). «Гемы в биологии». Энциклопедия химической биологии Wiley . Джон Уайли и сыновья. дои : 10.1002/9780470048672.wecb221 . ISBN 978-0470048672 .

[sessler-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Сесслер, Джонатан Л.; Анценбахер Павел младший; Миядзи, Хидекадзу; Юрсикова, Каролина; Блисдейл, Эллен Р.; Гейл, Филип А. (2000). «Модифицированные каликс[4]пирролы». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 39 (10): 3471–3478. дои : 10.1021/ie000102y .

[kadish-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Линдси, Джонатан С. (2000). «Синтез мезозамещенных порфиринов». В Кадише Карл М.; Смит, Кевин М.; Гилард, Роджер (ред.). Справочник по порфиринам . Том. 1. С. 45–118. ISBN 0-12-393200-9 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]