Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ароматты қосылыс (C4H4N2)
Aromatic compound (C4H4N2)
Пиримидин (C4H4N2; /p//ɪ/'/ɹ//ɪ//.//m//ɪ/, /d//iː//n//, /p//aɪ/'/ɹ//ɪ//.//m//ɪ/, /d//iː//n/) – пиридинге (C5H5N) ұқсас ароматты, гетероциклді, органикалық қосылыс. Ол үш диазиннің (алты мүшелі гетероциклдер, сақинада екі азот атомы бар) бірі, онда азот атомдары сақинадағы 1 және 3 орындарында орналасқан. Басқа диазиндер – пиразин (1 және 4 орындарында азот атомдары) және пиридазин (1 және 2 орындарында азот атомдары). Нуклеин қышқылында нуклеобазалардың үш түрі пиримидин туындылары болып табылады: цитозин (C), тимин (T) және урацил (U).
Pyrimidine (|C4H4N2; /p//ɪ/'/ɹ//ɪ//.//m//ɪ/,/d//iː//n//, //p//aɪ/'/ɹ//ɪ//.//m//ɪ/,/d//iː//n/) is an aromatic, heterocyclic, organic compound similar to pyridine (|C5H5N). One of the three diazines (six membered heterocyclics with two nitrogen atoms in the ring), it has nitrogen atoms at positions 1 and 3 in the ring. The other diazines are pyrazine (nitrogen atoms at the 1 and 4 positions) and pyridazine (nitrogen atoms at the 1 and 2 positions). In nucleic acids, three types of nucleobases are pyrimidine derivatives: cytosine (C), thymine (T), and uracil (U).
Номенклатура
Пиримидиндердің номенклатурасы түсінікті. Дегенмен, басқа гетероциклдер сияқты, таутомерлі гидроксил топтары қиындықтар тудырады, себебі олар көбінесе циклді амид түрінде кездеседі. Мысалы, 2-гидроксипиримидинді 2-пиримидон деп атау дұрыс. Әртүрлі пиримидиндердің бұрыннан қолданылып жүрген атауларының ішінара тізімі бар.
The nomenclature of pyrimidines is straightforward. However, like other heterocyclics, tautomeric hydroxyl groups yield complications since they exist primarily in the cyclic amide form. For example, 2 hydroxypyrimidine is more properly named 2 pyrimidone. A partial list of trivial names of various pyrimidines exists.
Физикалық қасиеттері
Физикалық қасиеттер деректер қорабында көрсетілген. Спектрлерді қоса алғанда, толыққанды талқылау Brown және авторлар еңбегінде кездеседі. Алты мүшелі гетероциклдер π-электрон жетіспеушілігімен сипатталады. Электронегативтік топтармен немесе сақинадағы қосымша азот атомдарымен алмастыру π-электрон жетіспеушілігін күрт арттырады. Бұл әсерлер сондай-ақ негізділікті азайтады, ал керісінше – арттырады. Пиридинмен салыстырғанда электрондық жұптың қолжетімділігі (негізділік) төмендейді. Пиридинмен салыстырғанда N-алкилдеу және N-окистену қиынырақ. Протонталған пиримидиннің pKa мәні 1,23, ал пиридин үшін 5,30-ға тең. Протондау және басқа электрофильді қосылыстар екінші азоттың одан әрі деактивациялануына байланысты тек бір азот атомында ғана жүреді.
Physical properties are shown in the data box. A more extensive discussion, including spectra, can be found in Brown et al. six membered heterocycles can be described as π deficient. Substitution by electronegative groups or additional nitrogen atoms in the ring significantly increase the π deficiency. These effects also decrease the basicity. and its reverse. Electron lone pair availability (basicity) is decreased compared to pyridine. Compared to pyridine, N alkylation and N oxidation are more difficult. The pKa value for protonated pyrimidine is 1.23 compared to 5.30 for pyridine. Protonation and other electrophilic additions will occur at only one nitrogen due to further deactivation by the second nitrogen.
Реакциялар
Пиридинге қарағанда негізділігі төмен болғандықтан, пиримидинде электрофильдік алмастыру оңай жүрмейді. Протондау немесе алкилдеу әдетте сақинадағы азот атомдарының тек біреуінде ғана болады. Моно-N тотығу пероксикислоталармен реакция нәтижесінде жүзеге асады. Бұл сутекті байланыс түрлері классикалық Уотсон-Крик негіздік жұптасуы үшін тән. ДНК және РНК екеуінде де басқа сутекті байланыс түрлері ("қисайған жұптасулар") мүмкін, бірақ РНК-ның қосымша 2′ гидроксил тобы конфигурацияларды кеңейтеді, осы арқылы РНК сутекті байланыстар құруға қабілетті.
Because of the decreased basicity compared to pyridine, electrophilic substitution of pyrimidine is less facile. Protonation or alkylation typically takes place at only one of the ring nitrogen atoms. Mono N oxidation occurs by reaction with peracids. These hydrogen bonding modes are for classical Watson–Crick base pairing. Other hydrogen bonding modes ("wobble pairings") are available in both DNA and RNA, although the additional 2′ hydroxyl group of RNA expands the configurations, through which RNA can form hydrogen bonds.
Теориялық аспектілер
2015 жылдың наурыз айында NASA Ames ғалымдары алғаш рет ғарыш кеңістігінің жағдайларында лабораторияда, метеориттерде табылған пиримидин сияқты бастапқы химиялық заттар қолданылып, урацил, цитозин және тимин қоса алғанда, күрделі ДНҚ және РНК органикалық қосылыстарының пайда болғанын хабарлады. Пиримидин, ғаламдағы ең көміртегіге толы химиялық зат – полициклді ароматты көмірсутектер сияқты, қызыл алып жұлдыздарда немесе жұлдызаралық шаң мен газ бұлттарында қалыптасқан болуы мүмкін.
In March 2015, NASA Ames scientists reported that, for the first time, complex DNA and RNA organic compounds of life, including uracil, cytosine and thymine, have been formed in the laboratory under outer space conditions, using starting chemicals, such as pyrimidine, found in meteorites. Pyrimidine, like polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), the most carbon rich chemical found in the universe, may have been formed in red giants or in interstellar dust and gas clouds.
Пиримидин нуклеотидтерінің пребиотикалық синтезі
Өмірдің қалай пайда болғанын түсіну үшін, өмірдің негізгі құрылыс блоктарының пайда болуына мүмкіндік беретін химиялық жолдарды білу қажет, бұл жолдар ықтимал алғашқы жағдайларда болуы тиіс. РНК әлемі гипотезасы бойынша, бастапқы сорлада еркін қалқып жүзетін рибонуклеотидтер болған, бұл РНК құрамына түсетін негізгі молекулалар. РНК сияқты күрделі молекулалар, физикалық-химиялық процестермен басқарылатын реакциялық қабілеті бар салыстырмалы түрде кішкентай молекулалардан пайда болған болуы керек. РНК пиримидин және пурин нуклеотидтерінен тұрады, олардың екеуі де сенімді ақпарат беру үшін қажет, демек табиғи іріктеу және Дарвиннің эволюциясы үшін маңызды. Беккер және авторлар пиримидин нуклеозидтерін ылғалды-құрғақ циклдар арқылы ғана кішкентай молекулалар мен рибозадан синтездеуге болатынын көрсетті. Пурин нуклеозидтерін де ұқсас жолмен синтездеуге болады. 5’ моно- және дифосфаттар да фосфатты минералдардан іріктеп түзіледі, бұл пиримидин және пурин негіздері бар полирибонуклеотидтердің бір уақытта түзілуіне жағдай жасайды. Осылайша, қарапайым атмосфералық немесе жанартаулық молекулалардан басталатын пиримидин және пурин РНК құрылыс блоктарына қатысты реакциялық желі құруға болады.
In order to understand how life arose, knowledge is required of the chemical pathways that permit formation of the key building blocks of life under plausible prebiotic conditions. The RNA world hypothesis holds that in the primordial soup there existed free floating ribonucleotides, the fundamental molecules that combine in series to form RNA. Complex molecules such as RNA must have emerged from relatively small molecules whose reactivity was governed by physico chemical processes. RNA is composed of pyrimidine and purine nucleotides, both of which are necessary for reliable information transfer, and thus natural selection and Darwinian evolution. Becker et al. showed how pyrimidine nucleosides can be synthesized from small molecules and ribose, driven solely by wet dry cycles. Purine nucleosides can be synthesized by a similar pathway. 5’ mono and diphosphates also form selectively from phosphate containing minerals, allowing concurrent formation of polyribonucleotides with both the pyrimidine and purine bases. Thus a reaction network towards the pyrimidine and purine RNA building blocks can be established starting from simple atmospheric or volcanic molecules.