Pteridine

Als Pteridine bezeichnet man Derivate des Stammheterocyclus Pteridin. Darunter fallen biologisch wichtige Moleküle, so Folsäure und Biopterin. In den Flavinen findet man eine benzo-anellierte Pteridin-Struktur vor, z. B. in Riboflavin (Vitamin B₂), Flavinmononukleotid (FMN), Flavin-Adenin-Dinukleotid (FAD).

Pteridin, die Stammverbindung der Pteridine

Vorkommen

Kleiner Kohlweißling (Pieris rapae L.), ein Schmetterling dessen Flügel Pteridine enthalten^[1]

Die Pigmente der Flügel einiger Schmetterlinge (Pterine)^[2][3] sowie mit hoher Wahrscheinlichkeit Farbstoffe im Gefieder von Pinguinen (Spheniscidae, Spheniscine)^[4][5] enthalten ebenfalls das Pteridin-Gerüst.

Synthesen

Pteridine können aus Pyrimidinen durch Angliederung des Pyrazin-Rings oder – umgekehrt – aus Pyrazinen hergestellt werden. Eine retrosynthetische Betrachtung zeigt, dass 5,6-Diaminopyrimidine (siehe linke Formel; korrekte Bezifferung: 4,5-Diaminopyrimidine) logische Vorstufen sind. Die meisten Pteridinsynthesen folgen diesem Prinzip, da sich die Diaminopyrimidine leicht herstellen lassen. Neben der Stammsubstanz Pteridin konnten so zahlreiche 2-, 4-, 6- und 7-substituierte Derivate erhalten werden.^[6] Als erster synthetisierte Oskar Isay aus 1,2-Diphenylethandion (Benzil) und 4,5-Diaminopyrimidin 6,7-Diphenylpteridin (in der Formel für R² = R⁴ = H, R⁶ = R⁷ = C₆H₅).^[7] Heterocyclen-Chemiker nennen dieses Reaktionsprinzip deshalb Isay-Reaktion, eigentlich ist es aber nichts Anderes als die zweimalige Bildung einer „Schiffschen Base“ (Azomethin). Auch die historisch erste Synthese eines Pterins, Leukopterin, basiert auf diesem Prinzip.^[8]

Retrosynthese substituierter Pteridine

Das zweite Syntheseprinzip (rechte Formel) wurde bei der Synthese von 2-Amino-4-hydroxypteridin (Pterin) benutzt (R⁴ = OCH₃, X = Cl, Y = O).^[9]

Einige 4,5-Diaminopyrimidine lassen sich durch Reduktion aus 4-Amino-5-nitroso-pyrimidinen herstellen. Diese können durch Kondensation mit Ketonen in Gegenwart einer Base direkt substituierte Pteridine liefern.^[10] Diese Synthese wird oft als Timmis-Reaktion bezeichnet, nach dem Entdecker.^[11]

Substituierte Pteridine aus Amino-nitrosopyrimidinen

Weitere Synthesen werden bei den Pterinen und den einzelnen Verbindungen angegeben.

Literatur

• Theophil Eicher, Siegfried Hauptmann: Chemie der Heterocyclen. Struktur, Reaktionen und Synthesen. Thieme, Stuttgart 1994, ISBN 3-13-135401-1, S. 425–430.
• Theophil Eicher, Siegfried Hauptmann: The Chemistry of Heterocycles: Structure, Reactions, Syntheses, and Applications: Structure, Reactions, Synthesis, and Applications. 2. Auflage. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2003, ISBN 3-527-30720-6, S. 426–427.
• Wolfgang Pfleiderer: Neuere Entwicklungen in der Pteridin-Chemie. In: Angew. Chem. 75 (1963), S. 993–1014. doi:10.1002/ange.19630752102.