Pteridine

Pteridin, die Stammverbindung der 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).

Vorkommen

Kleiner Kohlweißling (Pieris rapae L.), ein Schmetterling dessen Flügel Pteridine enthalten

Die Pigmente der Flügel einiger Schmetterlinge (Pterine) sowie mit hoher Wahrscheinlichkeit Farbstoffe im Gefieder von Pinguinen (Spheniscidae, Spheniscine) 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. 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). 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.

Retrosynthese substituierter Pteridine
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).

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. Diese Synthese wird oft als Timmis-Reaktion bezeichnet, nach dem Entdecker.

Substituierte Pteridine aus Amino-nitrosopyrimidinen
Substituierte Pteridine aus Amino-nitrosopyrimidinen

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

Literatur

Einzelnachweise

  1. ↑ Peter Nuhn: Naturstoffchemie. S. Hirzel Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1990, ISBN 3-7776-0473-9, S. 361.
  2. ↑ Robert Purrmann: Über die Flügelpigmente der Schmetterlinge. VII. Synthese des Leukopterins und Natur des Guanopterins. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. 544 (1940), S. 182–190, doi:10.1002/jlac.19405440111.
  3. ↑ Robert Purrmann: Konstitution und Synthese des sogenannten Anhydroleukopterins. Über die Flügelpigmente der Schmetterlinge XII. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. 548 (1941), S. 284–292, doi:10.1002/jlac.19415480121.
  4. ↑ Antje Findeklee: Einzigartig gelb. Meldung bei Spektrum.de vom 20. März 2013.
  5. ↑ Daniel B. Thomas, Cushla M. McGoverin, Kevin J. McGraw, Helen F. James, Odile Madden: Vibrational spectroscopic analyses of unique yellow feather pigments (spheniscins) in penguins (Abstract). In: J. R. Soc. Interface. 6, 20. März 2013, Vol. 10(83), doi:10.1098/rsif.2012.1065.
  6. ↑ Adrien Albert, D. J. Brown, Gordon Cheeseman: Pteridine studies. Part I. Pteridine, and 2- and 4-amino- and 2- and 4-hydroxy-pteridines. In: J. Chem. Soc. 1951, S. 474–485, doi:10.1039/JR9510000474.
  7. ↑ O. Isay: Eine Synthese des Purins. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 39 (1906), S. 250–265, doi:10.1002/cber.19060390149.
  8. ↑ Theophil Eicher, Siegfried Hauptmann: Chemie der Heterocyclen. Struktur, Reaktionen und Synthesen. Thieme, Stuttgart 1994, ISBN 3-13-135401-1, S. 425–430.
  9. ↑ G. P. G. Dick, H. C. S. Wood: Pteridine derivatives. Part I. A new synthesis of 2-amino-4-hydroxypteridines. In: Journal of the Chemical Society (Resumed). 1955, S. 1379, doi:10.1039/JR9550001379.
  10. ↑ Theophil Eicher, Siegfried Hauptmann: Chemie der Heterocyclen. Struktur, Reaktionen und Synthesen. Thieme, Stuttgart 1994, ISBN 3-13-135401-1, S. 425–430.
  11. ↑ G. M. Timmis: A New Synthesis of Pteridines. In: Nature. 164 (1949), S. 139, doi:10.1038/164139a0.