Гетероциклические соединения

Гетероциклические соединения –

циклические соединения, содержащие в цикле наряду с атомами С

Классификации гетероциклов

По числу атомов, входящих в цикл
Пятичленные
Шестичленные
Семичленные
По природе гетероатома
Азотсодержащие
Кислородсодержащие
Серусодержащие
По типу связи
Предельные
Непредельные
Ароматические

пиррол

пиридин

оксепин

пиррол

фуран

тиофен

пирролидин

пирролин

пиррол

По числу колец (ядер)
Одноядерные
Многоядерные
С конденсированными ядрами
По числу гетероатомов
С одним гетероатомом
С двумя

Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом

Фуран, тиофен, пиррол и их гидрированные производные
2, 5 – α-положения; 3,

Реакции SE

Преимущественное направление в α-положение объясняется динамическим фактором (устойчивостью σ-комплексов)

Реакции SE

алкилирование

галогенирование
Тиофен – с Hal2 при низкой Т

ацилирование

сульфирование
Тиофен – с H2SO4

Реакции азосочетания (пиррол)

Пиррол – азосоставляющая

Реакции восстановления

пиррол

Δ3-пирролин

пирролидин

фуран

дигидрофуран

тетрагидрофуран

тиофен

дигидротиофен

тиофан

Реакции окисления (фуран)

малеиновый ангидрид

Окисление фурана на воздухе сопровождается полимеризацией

Осмоляющее действие минеральных

Диеновый синтез

Фуран обладает свойствами, промежуточными между свойствами ароматического соединения и диена

малеиновый

Кислотные свойства

Пиррол обладает очень слабыми кислотными свойствами (как фенол)

Взаимопревращения гетероциклов

Цикл Ю. К. Юрьева – взаимопревращения пятичленных гетероциклов над дегидрирующим

Производные фурана

Фурфурол

Бесцветная жидкость с запахом свежеиспеченного хлеба

Окисление и восстановление:

пирослизевая кислота

фуриловый спирт

Конденсации

Порфин. Порфирины

Порфин

Гем

Хлорофилл а

Остаток фитола

В хлорофилле b – группа –СНО

Коррин. Витамин В12

Витамин В12 (цианкобаламин, антианемический)
Основа – коррин

Индол (бензпиррол)

Получение

Реакция Чичибабина

Пропускают смесь паров анилина и ацетилена через раскаленные трубки

Реакция Э.

Электронное строение

Ядра неравноценны
Повышенная электронная плотность на β-углеродном атоме
Реакции SE – в

Индоксил. Индиго

Индикан – гликозид индоксила, содержащийся в соке тропических растений рода

Индигокармин. Античный (тирский) пурпур

5,5'-индигосульфокислота

6,6'-диброминдиго

Производные индола – биологически активные вещества

Триптофан – незаменимая аминокислота

Триптамин – сосудосуживающее

Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Пиридин

Пиридин

Реакции SE

3-хлорпиридин

3-нитропиридин

3-пиридин-сульфокислота

Статический фактор

Динамический фактор

Пиридин

Реакции SN

2-оксипиридин

А. Е. Чичибабин

2-аминопиридин

Получение сульфидина

Пиридин

Восстановление

Основные свойства

пиперидин

Биологически активные вещества с ядром пиридина

Витамин РР – никотиновая кислота, никотинамид

Витамин

Биологически активные вещества с ядром пиридина

Алкалоиды группы никотина

Алкалоиды – азотсодержащие органические

Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами

фуран

тиофен

пиррол

оксазол

тиазол

имидазол

изоксазол

изотиазол

пиразол

Имидазол

Образование ассоциатов

Кислотно-основные свойства

Имидазол

Реакции SE

Идут в положения 4 или 5

Нитрование, галогенирование, сульфирование

Устойчив к действию

Производные имидазола – биологически активные вещества

Гистидин – белковая аминокислота

Гистамин – понижает

Производные тиазола – биологически активные вещества

Витамин В1 – тиамин

Антибиотики

Пенициллин G –

Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами

пиридазин

пиразин

пиримидин

Диазины

Азины

оксазин

тиазин

Пиримидиновые и пуриновые основания

Пиримидиновые основания

Производные пиримидина
Сопряжение π-электронов
Бесцветное кристаллическое вещество
Тпл 22°С, Ткип 124°С
Хорошо

Лактим-лактамная таутомерия

Пуриновые основания

Производные пурина
Высокая степень сопряжения π-электронов
Бесцветное кристаллическое вещество, растворимое

Таутомерия

Мочевая кислота

2,6,8-триоксипурин
Продукт обмена N у рептилий и птиц
Двухосновная кислота (положения 2,

Распад пуриновых оснований

Синтез мочевой кислоты

Распад пиримидиновых оснований