Эссе на тему: "Особенности строения и реакционная способность лекарственных средств, производных изоникотиновой кислоты"

На первый взгляд всех производных изоникотиновой кислоты (приридин-4-карбоновой кислоты) объединяет довольно средний размер молекул в мире фармацевтической химии. Лишь изониазид, он же родоначальник структуры гидразидов изоникотиновой кислоты, имеет сравнительно меньший размер. И только после более пристального изучения становится видно, как изониазид, салюзид, фтивазид, метазид – все до одного имеют сопряженную систему, что, надо признать, достаточно редко для химии лекарственных средств в пределах одной фармакологической группы (флурензид не имеет цельной сопряженной системы).
В молекуле пиридинав составе изиникотиновой кислоты атом азота помимо того, что находится в sp2-гибридизации, еще и предоставляет ароматической системе один p-электрон. Благодаря свойствам пары электронов на sp2-гибридной орбитали пиридин приобретает свойства основания, что и предопределяет реакционную способность всех производных. Атом азота с подобным строением заслуженно именуют пиридиновым. В результате большей электроотрицательности по сравнению с атомом углерода пиридиновый азот понижают электронную плотность на близлежащих атомах углерода ароматического ядра. Поэтому соединения с пиридиновым атомом азота являются электроно-дефицитными, а они значительно труднее бензола вступают в реакции электрофильного замещения, но важно учесть, что электрофил с высокой вероятностью займет положение строго бета-положении относительно атома азота в силу влияния амидной группы. Тогда родоначальная структура будет окисляться труднее, но легче гидратироваться.
Низкая реакционная способность производных изоникотиновой кислоты обусловлена и тем, что в сильно кислых средах, в которых происходит электрофильное замещение, производные существуют в протонной форме как катион – он-то и затрудняет электрофильную атаку.
Изониазид или изоникотиногидразид – первое производное, нашедшее свое широкое применение в медицинской практике. По сложности структуры далее следует фтивазид имея в структуре 3–метокси-4-оксибензил, присоединенный посредством двух углеродов к стерически более доступному азоту гидразида двойной связью. Салюзид же очень похож на фтивазид; отличие составляет только дополнительная карбоксильная группа при втором атоме углерода и метоксигруппа вместо гидроксильной в бензиловом радикале. Очевидно, что эта молекула будет обладать самыми кислыми свойствами среди остальных. Метазид же – это двойной (зеркальный) изониазид. Самый большой размер имеет N-(9-флуоренилиден)-N’-изоникотиногидразид имея тривиальное название флурензид.
Изониазид – амфотерное вещество. Основные свойства связаны с наличием в молекуле пиридинового атома азота и аминогруппы в остатке гидразина; кислотные – с наличием амидной группы. За счет остатка гидразина изониазид проявляет восстановительные свойства как с реактивом Толленса. На этих свойствах основаны его идентификация и количественного определения, реакция азосочетания и другие реакции, свойственные аминам (нуклеофильное замещение, проявление основных свойств, окисление). Только при участии пиридинового атома азота возможно ацедиметрическое титрование для всех производных. За счет имидольной формы изониазид образует комплексы с металлами (как правило, окрашенные осадки). Для него характерна самая высокая реакционная способность из представленных в эссе производных изоникотиновой кислоты. Фтивазиду и салюзиду свойственны реакции, присущие фенолу и бензойной кислоте соответсвенно. А самым не реакционно способным является метазид, где для реакций предоставлены только пиридиновые атомы азота. Фрагменту флурензида, отличающего его ото всех остальных, удовлетворяет правило Хюккеля, поэтому фрагмент обладает прежде всего склонностью к реакциям электрофильного ароматического замещения, реакциям нуклеофильного замещения.
Подытоживая, можно сделать вывод о достаточно высокой реакционной способности для гидразидов изоникотиновой кислоты, что вызвано, во-первых, наличием и разнообразием функциональных групп, а, во-вторых, сопряженной электронной системы (кроме флурензида).