प्यूरिने

प्यूरिने : नायट्रोजनयुक्त कार्बनी संयुगांचा एक महत्त्वाचा वर्ग. यांच्या संरचनेत (घटक अणू एकमेकांस जोडण्याच्या पद्धतीत) पिरिमिडीन (सूत्र १)व इमिडॅझोल (सूत्र २)ही विषमवलये (ज्या वलयांत कार्बनेतर अणूही घटक असतात ती) एकमेकांस जोडलेली आहेत. या वर्गाचे आद्य संयुग प्यूरीन (सूत्र ३)हे होय. त्यातील २,६,८ व ७ किंवा ९ या स्थानी असलेल्या हायड्रोजन अणूंचे हायड्रॉक्सी (OH),ॲमिनो (NH₂) व मिथिल (CH₃) या अणुगटांनी प्रतिष्ठापन (एका प्रकारचे अणु–या ठिकाणी हायड्रोजनाचे—जाऊन त्यांच्या जागी दुसरे अणू अथवा अणुगट येणे) होऊन या वर्गाची इतर संयुगे बनलेली आहेत.

उपस्थिती : ॲडेनीन (६-ॲमिनोप्यूरीन),ग्वानीन (२–ॲमिनो–६–हायड्रॉक्सिप्यूरीन) व हायपोझँथीन (२–हायड्रॉक्सिप्यूरीन) ही प्यूरिने सजीवांच्या कोशिकांमधील (पेशींमधील) ⇨ न्यूक्लिइक अम्लांच्या संरचनांत समाविष्ट असतात. कोशिकांमध्ये प्रथिने तयार करणे,त्यांवर नियंत्रण ठेवणे व आनुवंशिक गुणधर्मांचे वहन या कार्यांत न्यूक्लिइक अम्ले महत्त्वाची आहेत. थिओफायलीन, थिओब्रोमीन व कॅफीन ही प्यूरिने चहा, कॉफी, कोको व कोलानट यांमध्ये आहेत.

सामान्य गुणधर्म : ही पांढरी व घनरूप असून अम्ले व क्षारक (अम्लाशी विक्रिया झाल्यास लवण बनविणारे पदार्थ) यांपासून लवणे बनवितात. यांच्या संरचनांमध्ये एकांतरित द्विबंध (एक द्विबंध व एक एकबंध अशी आलटून पालटून रचना) असल्यामुळे ही स्थिर असून ॲरोमॅटिक गुणधर्माची [→ॲरोमॅटिक संयुगे]आहेत. ती जंबुपार प्रारणाचे (वर्णपटातील जांभळ्या रंगाच्या पलीकडील अदृश्य प्रारणाचे) शोषण करतात. पाणी व कार्बनी विद्रावकांत ती विघरळत नाहीत. प्यूरीन हे मात्र याबाबतीत अपवाद आहे.

अनेक प्यूरीने बनविण्यासाठी उपयोगी पडणारी एक सामान्य संश्लेषण (रासायनिक विक्रियांनी साध्या संयुगांपासून किंवा अणूंपासून बनविणे) प्रक्रिया सूत्र ४ मध्ये दर्शविली आहे. ती ट्राउबे पद्धत म्हणून (डब्ल्यू.ट्राउबे या शास्त्रज्ञांच्या नावावरून) ओळखली जाते.

योग्य ते ४, ५–डॉयॲमिनो पिरिमिडीन वापरून २ व ६ या ठिकाणी प्रतिष्ठापित प्यूरीन अनुजात बनविता येतात. ८-हायड्रॉक्सिप्यूरिने बनवावयाची असल्यास आवश्यक त्या ४,५–डायॲमिनो पिरिमिडिनाची फॉर्मिक अम्लाऐवजी एथिल क्लोरोफॉर्मेट किंवा पोटॅशियम सायनेट याच्याबरोबर विक्रिया करून मिळणारी मध्यस्थ संयुगे तापवितात अथवा मूळ पिरिमिडीन यूरिया मिसळून वितळवितात (सूत्र ५). याकरिता लागणारी डायॲमिनो पिरिमिडिने मिळविण्यासाठी फॉर्मामिडीन आणि फिनिलॲझोमॅलोनोनायट्राइल यांची विक्रिया घडवितात व मिळणाऱ्या संयुगाचे ⇨ क्षपण करतात.

प्यूरीन वर्गातील महत्त्वाची संयुगे : प्यूरीन :C₅H₄N₄. (सूत्र ३).हे निसर्गात आढळत नाही. एमील फिशर (१८५२—१९१९)यांनी यूरिक अम्लापासून याचे संश्लेषण केले.यातील ७ व ९ या ठिकाणचे नायट्रोजन अणू एका हायड्रोजन अणूची आपापसात अदलाबदल करतात आणि त्यामुळे त्याच्या संरचनेची दोन चलसम घटकी रूपे [एकमेकांत सहज बदलू शकणारी रूपे→ समघटकता]समतोलावस्थेत राहतात. अशी स्थिती उलटसुलट वाणांच्या उपयोगाने दाखवितात (सूत्र ३). हा वर्णहीन स्फटिकी पदार्थ असून २१६° से.ला वितळतो. पाणी व कार्बनी विद्रावके यांत हा विरघळतो. संश्लेषणात व चयापचयासंबंधीच्या [→चयापचय]अभ्यासासाठी हा वापरतात.

हायपोझँथीन : C₅H₄ON₄.(२ – हायड्रॉक्सिप्यूरीन). चहाच्या पानांत तसेच प्राण्यांच्या ऊतकांत (समान रचना व कार्य असलेल्या कोशिकांच्या समूहांत) हे संयुक्तावस्थेत असते. न्यूक्लिइक अम्लांच्या जलीय विच्छेदनाने (पाण्याच्या विक्रियेने रेणूचे तुकडे करण्याच्या क्रियेने) हे बनते.

हा एक पांढरा घनरूप पदार्थ असून १५०° से.ला अपघटनासह (रेणूचे तुकडे पडून) वितळतो. हे उभयधर्मी असून अम्ले व क्षारक यांच्याशी विक्रिया होऊन याची लवणे बनतात. थायोयूरिया आणि सायनॅसिटिक अम्ल यांपासून हे बनविता येते.

झँथीन : C₅H₄O₂N₄. (२,६–हायहायड्रॉक्सिप्यूरीन). चहाची पाने,बीटकंदाचा रस,तसेच मूत्र,रक्त, प्लीहा (पानथरी) व मूत्राश्मरी (मुतखडा) यांत हे असते.  

यूरीया आणि सायनॅसिटिक एस्टर यांपासून हे बनविता येते. १५०° से.च्या पेक्षा उच्च तापमानास हे अपघटनासह वितळते.

यूरिक अम्ल :C₅H₄O₃N₄.(२,६, ८–ट्रायहायड्रॉक्सिप्यूरीन). पक्षी व सरपटणारे प्राणी (उदा.,सर्प) यांच्यातील शारीरिक विक्रियांत अखेरीस प्रथिने व प्यूरिने यांचे यूरिक अम्लात रूपांतर होते. खत म्हणून वापरले जाणारे ⇨ ग्वानो या पदार्थाचे साठे मुख्यतः पक्ष्यांच्या विष्ठेतील यूरिक अम्लाचे बनलेले आहेत. निरोगी माणसाचे मूत्र, रक्त, लाळ व पाठीच्या कण्यातील द्रव यांमध्ये हे थोड्या प्रमाणात असते. विकृतीमुळे शरीरात याचे प्रमाण वाढले म्हणजे याचे स्फटिक सांध्यांमध्ये साठतात व त्यामुळे ⇨ गाऊट हा रोग होतो.मूत्राशय व मूत्रपिंड यांमध्ये याचे सोडियम किंवा अमोनियन लवण जमून मूत्राश्मरी बनतो.

के. डब्ल्यू. शेले या शास्त्रज्ञांनी १७७६ मध्ये हे मूत्राश्मरीपासून वेगळे केले. निसर्गातून वेगळे काढलेले प्यूरीन वर्गाचे हे पहिले संयुग होय. बार्‌बिच्युरिक अम्लापासून फिशर यांनी याचे संश्लेषण केले.

याच्या संरचनेतील २,६ व ८ व्या ठिकाणच्या OHगटांतील हायड्रोजन अणू शेजारच्या नायट्रोजन अणूकडे स्थलांतर करू शकतात व त्यामुळे याचीही समतोलावस्थेत असलेली दोन चलतसमघटकी रूपे बनतात (सूत्र ६). या चलसमघटकतेला लॅक्टाम-लॅक्टिम समघटकता म्हणतात [→ समघटकता]. समतोलात लॅक्टाम रूपाचे प्रमाण जास्त असते.

याचे वर्णहीन स्फटिक असतात२५०° से.पेक्षा जास्त तापविल्यास न वितळता याचे अपघटन होते. हे दुर्बल अम्लधर्मी असून यापासून एका हायड्रोजनाच्या प्रतिष्ठापनाने अम्ल लवण व दोन हायड्रोजनाच्या प्रतिष्ठापनाने उदासीन लवणे मिळतात. क्षार धातूंची (लिथियम,सोडियम,पोटॅशियम इ.) अम्ल लवणे उदासीन लवणांपेक्षा कमी विरघळणारी असतात.

ॲडेनीन :C₅H₅N₅·3H₂O. (६–ॲमिनोप्यूरीन). चहाची पाने, बीटकंदाचा रस यांमध्ये हे असते. न्यूक्लिइक अम्लांच्या जलीय विच्छेदनानेही हे बनते. ३६५° से.ला हे अपघटनासह वितळते. नायट्रस अम्लाच्या विक्रियेने याच्यापासून हायपोझँथीन बनते.

ग्वानीन :C₅H₅ON₅. (२–ॲमिनो ६–हायड्रॉक्सिप्यूरीन).हे ग्वानोमध्ये,तसेच काही माशांच्या खवल्यांत असणाऱ्या रुपेरी रंगाच्या पदार्थांत आणि काही ऊतकांत असते. न्यूक्लिइक अम्लांच्या जलीय विच्छेदनाने हे बनते. याच्या स्फटिकांना रुपेरी झाक असून ते ३६०° से. तापमानास अपघटन होऊन वितळतात. नायट्रस अम्लांच्या विक्रियेने यापासून झँथीन बनते. कृत्रिम मोती बनविण्यासाठी हे वापरतात.

थिओफायलीन :C₇H₈O₂N₄. (१, ३ – डायमिथिल २, ६ –डाय-हायड्रॉक्सिप्यूरीन १, ३–डायमिथिल झँथीन). हे चहाच्या पानांत असते.याचा वितळबिंदू २६९°—२७२° से. आहे. औषधात मूत्रल (मूत्राची निर्मिती वाढविणारे) म्हणून याचा उपयोग होतो. त्यासाठी सममित डायमिथिल यूरिया व सायनोॲसिटिक अम्ल यांपासून ते बनविले जाते.

थिओब्रोमीन : C₇H₈O₂N₄.(३, ७–डायमिथिल २,६–डाय-हायड्रॉक्सिप्यूरीन३, ७–डायमिथिल झँथीन). हे कोकोच्या बियांतील मुख्य द्रव्य आहे. चहाची पाने व कोलानट यांतही हे अल्प प्रमाणात असते. हे ३३७° से. तापमानास वितळते. केंद्रीय तंत्रिका तंत्रावर [→तंत्रिका तंत्र]याचा परिणाम कॅफिनापेक्षा कमी होतो. याचा उपयोग औषधात होतो. त्यासाठी झँथिनापासून हे बनवितात.

कॅफीन :C₈H₁₀O₂N₄. (१, ३, ७–ट्रायमिथिल २, ६–डायहायड्राक्सिप्यूरीन १, ३, ७–ट्रायमिथिल झँथीन). कॉफीच्या बियांत (१, ते २·४%), चहाच्या पानांत (१, ते ४·८%) व कोलानट (२·७ ते ३·६%)यांत व अल्प प्रमाणात कोकोच्या बियांत हे असते. केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, हृदय व स्नायूंची हालचाल यांना हे उत्तेजित करतेहे मूत्रलही आहे. थिओफायलीन बनवून व त्याचे मिथिलीकरण करून (मिथिल गटाचा समावेश करून) हे बनविले जाते. [→ कॅफीन].

जैव संश्लेषण : उच्च श्रेणीच्या प्राण्यांत यकृत, प्लीहा व अस्थिमज्‍जा (हाडांच्या पोकळ भागात असणारे संयोजी ऊतक) यांमध्ये प्यूरिने तयार होतात.

औषधी उपयोग : ६-मरकॅप्टो प्यूरीन (सूत्र ७)हे न्यूक्लिओसाइड फॉस्फेटाच्या [→ न्यूक्लिइक अम्ले]रूपांत अर्बुदाची (नवीन कोशिकांच्या अत्यधिक वाढीमुळे निर्माण होणाऱ्या गाठीची) वाढ रोखणारे म्हणून उपयोगी पडते.

पायरॅझोलो पिरिमिडिनाने (सूत्र ८)यूरिक अम्लाची निर्मिती नियंत्रित होते व त्यामुळे गाऊट रोग बरा होतो.

संदर्भ : 1. Beyer, H. Organic Chemistry, Bombay, 1963.

            2. Rafelson, M. E. Binkley, S. B. Basic Biochemistry, New York, 1965.

           3. Richter, G. H. Textbook of Organic Chemistry, London, 1959.

खटावकर, श्री. ब. केळकर,गो. रा. 

“