Пурин

У этого термина существуют и другие значения, см. Пурин (значения).

Пури́н — простейший представитель имидазо[4,5-d]пиримидинов. При нормальных условиях — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, горячем этаноле и бензоле, плохо растворимые в диэтиловом эфире, ацетоне и хлороформе.

Пурин
Общие
Систематическое наименование	имидазо[4,5-​d]пиримидин
Традиционные названия	пурин
Хим. формула	C5N4H4
Физические свойства
Состояние	твёрдое, бесцветные кристаллы
Молярная масса	120,1121 ± 0,0051 г/моль
Термические свойства
Температура
• плавления	214 °C
Химические свойства
Растворимость
• в воде	50 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	120-73-0
PubChem	1044
Рег. номер EINECS	204-421-2
SMILES	C1(NC=N2)=C2C=NC=N1
InChI	InChI=1S/C5H4N4/c1-4-5(8-2-6-1)9-3-7-4/h1-3H,(H,6,7,8,9) KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	35584, 17258, 35586, 35588 и 35589
ChemSpider	1015
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Реакционная способность

Пурин проявляет амфотерные свойства (рКа 2,39 и 9,93), образуя соли с сильными минеральными кислотами и металлами (замещается водород имидазольного цикла).

Для пурина характерна прототропная таутомерия по имидазольному атому водорода, в водных растворах в таутомерном равновесии присутствует смесь 7H- и 9H-таутомеров:

Ацилирование и алкилирование пурина идёт по имидазольным атомам азота. Так, при ацилировании уксусным ангидридом образуется смесь 7- и 9-ацетилпуринов, при алкилировании метилйодидом серебряной соли пурина либо диметилсульфатом в щелочных условиях образуется 9-метилпурин, действие избытка йодистого метила в диметилформамиде ведёт к кватернизации с образованием йодида 7,9-диметилпуриния.

Пурин — электрондефицитная гетероциклическая система, поэтому реакции электрофильного замещения для него нехарактерны. При действии пероксида водорода, подобно пиридину, образует N-оксиды (смесь 1- и 3-оксидов при действии H₂O₂ в уксусном ангидриде).

При сплавлении с серой при 245 °С тионируется по имидазольному циклу с образованием 8-меркаптопурина.

Синтез

Впервые пурин был синтезирован Эмилем Фишером из мочевой кислоты 8 замещением кислорода на хлор действием пентахлорида фосфора и дальнейшим восстановлением образовавшегося 2,6,8-трихлорпурина 10:

Благодаря доступности мочевой кислоты метод Фишера сохранил некоторое значение и до настоящего времени, восстановление 2,6,8-трихлорпурина проводится цинковой пылью.

Другим исторически значимым методом является конденсация 3-гидрокси-4,5-диаминопиримидина с безводной муравьиной кислотой ${\displaystyle {\ce {HCO2H}}}$ или с формамидом в инертной атмосфере (вариант синтеза пурина по Траубе)^[1]. При этом образуется прекурсор пурина — гуанин:

На сегодняшний день, вероятно, наиболее простым и доступным лабораторным методом синтеза пурина является нагревание формамида при 170—190 °C в течение около 30 часов; в этих условиях в реакцию вступает ~30 % формамида, выход по расходу формамида составляет 71 %^[2]:

В 1961 году и затем в 1966—1967 годах было показано, что четыре молекулы синильной кислоты тетрамеризуются с образованием диаминомалеодинитрила (формула 12), производными которого являются все встречающиеся в природе биологические соединения пурина^{[3][4][5][6][7]}. Например, пять молекул сигнильной кислоты экзотермически конденсируются с образованием аденина, особенно в присутствии аммиака.

Биологическое значение

Производные пурина играют важную роль в химии природных соединений (пуриновые основания ДНК и РНК; является коферментом никотинамидадениндинуклеотида (NAD); входит в состав алкалоидов: кофеина, теофиллина и теобромина; в состав токсинов, сакситоксин и родственные к пурину соединения: мочевая кислота) и, благодаря этому, используется в фармацевтике.

Некоторые биохимические производные пурина приведены на рисунке.

Некоторые производные пурина

Нарушения метаболизма пуриновых оснований в организме могут вызывать заболевание подагрой^[8].