Pirimidina
Proprietà della pirimidina
La pirimidina, nota anche con il nome IUPAC di 1,3-diazabenzene, è un composto organico con formula bruta C4H4N2.
È un composto aromatico eterociclico ad anello a sei atomi ; la sua struttura molecolare è infatti costituita da un anello esatomico contenente - in posizione 1 e 3 - due atomi di azoto.
Presenta pertanto la seguente struttura:
Struttura chimica della pirimidina; essa deriva formalmente da quella del benzene ma in posizione 1 e 3 sono presenti due atomi di azoto.
Come vedremo più avanti, dall'anello della pirimidina derivano varie basi vegetali (derivati della purina e dell'acido urico) e alcuni prodotti di scissione degli acidi nucleici (uracile, timina, citosina).
La pirimidina ha massa molare di 80,09 g/mol, punto di fusione di 22°C, punto di ebollizione di 127°C e densità pari a 1,02 g/cm3.
È la più importante tra le diazine (classe di composti eterociclici costituiti da un anello esatomico contenente due atomi di azoto) e per questo è nota anche con il nome di 1,3-diazina o metadiazina.
Alla temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore dall'odore sgradevole; è solubile in acqua dando una soluzione neutra o leggermente basica.
Derivati della pirimidina
Gli acidi nucleici sono polimeri di un monomero che consiste in uno zucchero (ribosio o 2-desossiribosio) fosforilato unito con legame glucosidico a uno degli atomi d'azoto di una pirimidina o a una purina (in cui l'anello pirimidinico è condensato con un anello immidazolico).
In biochimica sono molto importanti alcuni derivati della pirimidina che sono tra le basi azotate costituenti gli acidi nucleici (DNA e RNA).
Tra essi ricordiamo:
- la citosina (2-idrossi-6-amminopirimidina);
- la timina (7-metiluracile);
- l'uracile (2,6-diidrossipirimidina).
Queste basi azotate appartengono alla categoria delle pirimidine, classe di composti che fanno riferimento - appunto - alla struttura della pirimidina.
Struttura chimica delle basi azotate derivanti dalla pirimidina: la citosina, la timina e l'uracile.
Negli acidi nucleici (DNA e RNA) la citosina, l'uracile e la timina formano - a seconda dei casi - due o tre legami a idrogeno con le loro purine complementari.
Le purine sono importanti non solo perché contenute negli acidi nucleici, ma anche perché entrano a far parte della molecola di almeno tre coenzimi: nicotinammide adenina dinucleotide (a cui ci si riferisce spesso con la formula NAD o NADH), l'adenosina trifosfato (indicata con la sigla ATP) e il coenzima A. Sono purine anche la caffeina (alcaloide naturale contenuto nelle piante di caffè), la teobromina (alcaloide contenuto nel cacao), la teofillina (alcaloide contenuto soprattutto nelle foglie del tè,) e l'acido urico (sottoprodotto nel metabolismo delle purine).
Proprietà chimiche della pirimidina
Le pirimidine sono più stabili agli acidi che agli alcali forti. Resistono all'ossidazione e possono essere ridotte a idropirimidine.
La pirimidina è una molecola stabilizzata dalla risonanza, strutturalmente simile al benzene. Tuttavia gli atomi di carbonio in posizione 2, 4 e 6 sono adiacenti all'azoto e quindi sono attaccati più facilmente dagli agenti nucleofili che da quelli elettrofili.
Un'altra conseguenza della posizione relativa degli atomi di carbonio e di azoto è la facilità di interconversione dei sostituenti in posizione 2, 4 e 6 e la reattività notevole dei gruppi metilici in tali posizioni. Solo la posizione 5 reagisce con i reagenti elettrofili caratteristici del benzene.
Sintesi della pirimidina
Un metodo per la preparazione della pirimidina consiste nel fare reagire la cloromalondialdeide (II) con la guanidina (III); si ottiene la 2-ammino-5-cloropirimidina (IV); per diazotazione si trasforma il gruppo amminico in un ossidrile e per trattamento con il cloruro di fosforile POCI3 si ottiene la 2,5-dicloropirimidina (V), che per idrogenazione catalitica fornisce la pirimidina:
Sintesi della pirimidina.
Nella maggior parte le sintesi delle pirimidine seguono un analogo procedimento e si ottengono in tal modo pirimidine sostituite in posizione 2, 4 o 6 con gruppi ossidrilici amminici o solfidrilici.
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