Г. Псевдооснования.

Время, необходимое для создания ион­ного равновесия в растворе, настолько мало (например, 10_⁷ с), что ионные реакции можно считать мгновенными. Однако суще­ствуют немногочисленные виды катионов, которые медленно об­разуют ковалентную связь с гидроксилионами, давая неионизи- рованные вещества, известные под названием псевдооснований.

Образование псевдооснований может способствовать про­никновению вещества через мембраны, поэтому следует рас­смотреть химизм этого процесса. Катион 5-метилфенантридиния

(10.3) , такой как содержащийся в хлориде N-метилфенантриди- ния, может служить примером четвертичных аммониевых осно­ваний, у которых атом азота' гетероцикла имеет двойную связь

Таблица 10.5. Равновесие между четвертичными катионами и соответст­вующими псевдооснованиям и [Bunting, Meathrel, 1972]

(катионы соответствующих третичных аминов не образуют псев­дооснований). Азот не может иметь более четырех ковалентных связей и, следовательно, в соединении (10.3) он обладает мак­симальной валентностью; кроме того, метильная группа не так подвижна, как ион водорода, поэтому неионизированной моле­кулы, соответствующей иону (10.3), не существует.

(10.3) . Псевдооснования обладают гораздо большей раствори­мостью в липидах, чем соответствующие катионы, из которых они образованы, возможно, эти ионы проникают в клетки имен­но в форме псевдооснований. Трипаноцидное действие четвер­тичных гетероциклических соединений (разд. 10.3.5) можно, объяснить только с учетом равновесия, такого как, например,

(10.3) (10.4), и соответствующего времени полупревраще­ния (to,в).

Тенденция к образованию псевдооснований возрастает с ус­ложнением гетероциклического ядра. Так, если для катиона 1-метилпиридиния образование псевдооснований совершенно не характерно, а ионы 1-метилхинолиния и 2-метилизохинолиния превращаются в псевдооснования только при очень высоких значениях pH, то при дальнейшем аннелировании (например, как в 10-метилакридинии) реакция протекает значительно лег­че. Такое же действие оказывает и введение в цикл электроно­акцепторного заместителя (такого, как группа NO₂) или второ- ю атома азота с двойной связью, как в катионах хиноксалиния и хиназолиния. Некоторые примеры приведены в табл. 10.5, где рКцон обозначает то значение pH, при котором концентрации псевдооснования и четвертичного катиона равны. Формально, величина pKroh аналогична величине рКа, с той лишь разницей, что равновесие в этом случае устанавливается значительно медленнее.

Формулой (10.5) изображена структура катиона парафукси­на, типичного трифенилметанового красителя, медленно реаги­рующего с гидроксил-ионами с образованием псевдооснования (10.6). Псевдооснования обоих типов (10.4) и (10.6) быстро реагируют со спиртами, образуя бесцветные эфиры. Поэтому при количественном определении красителя (колориметричес­ким методом), поглощаемого биологическими объектами, сле­дует избегать экстракции спиртом.

Цв иттер ионы обычно довольно инертны с точки зрения фармаколога. Так, например, гистидин, представляющий собой цвиттерион, не обладает теми важными физиологическими свой­ствами, которые характерны для родственного ему катионного соединения гистамина. При окислении винильной группы хи­нина в молекуле появляются карбоксильная группа, придающая свойства цвиттериона, при этом соединение теряет противома­лярийную активность. При этерификации этой кислоты (ките- нин) соединение теряет цвиттерионную природу, становится положительно заряженным и вновь приобретает противомаля­рийную активность [Goodson, Henry, MacFie, 1930]. Аналогич­ные примеры встречаются и в серии производных акридина (разд. 10.3.1).

10.3.