Шестичленные гетероциклические соединения

Содержание

Слайд 2

Шестичленные гетероциклы С одним гетероатомом С двумя и более гетероатомами

Шестичленные
гетероциклы

С одним
гетероатомом

С двумя и более гетероатомами

Слайд 3

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Слайд 4

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль Пиридин

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Пиридин является

шестичленным гетероциклическим соединением с атомом азота.
Слайд 5

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль Электронное

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль
Электронное строение

пиридина.
Аналогично бензолу, все атомы углерода и атом азота находятся в состоянии sр2-гибридизации. Атом азота с такой электронной конфигурацией называют пиридиновым. У атома азота из трех его гибридных орбиталей две образуют σ -связи с атомами углерода, а третья содержит неподеленную пару электронов.
Слайд 6

Молекула пиридина отвечает критериям ароматичности, сформулированным для ароматических углеводородов, а именно

Молекула пиридина отвечает критериям ароматичности, сформулированным для ароматических углеводородов, а именно

имеет плоский σ-скелет, сопряженную замкнутую электронную систему, охватывающую все атомы цикла и содержащую шесть π-электронов, удовлетворяя формуле Хюккеля (4n + 2=6; n = 1).

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Слайд 7

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль Основные свойства Нуклеофильные свойства атома азота

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Основные свойства

Нуклеофильные


свойства атома азота
Слайд 8

1. Основные свойства При взаимодействии пиридина с сильными кислотами (соляная, серная,

1. Основные свойства

При взаимодействии пиридина с сильными кислотами (соляная, серная, пикриновая,

бромоводородная) образуются пиридиниевые соли.

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

пиридиний хлорид

Слайд 9

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль Основность

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Основность пиридина

меньше, чем основность аммиака и алифатических аминов, в связи с тем, что ЭО(N sp2) > ЭО(N sp3).
Введение электроноакцепторных заместителей в кольцо (особенно в положения 2, 4 и 6) приводит к снижению основности пиридина, электронодонорных заместителей – к усилению основности.
Слайд 10

2. Реакции присоединения по атому азота: а) Алкилирование ведет к образованию

2. Реакции присоединения по атому азота:

а) Алкилирование ведет к образованию N-

алкилпиридиниевых солей, при этом ароматичность сохраняется

N-метилпиридиний бромид

Пиридин выступает в роли нуклеофила, который замещает атом брома в бромометане.

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Слайд 11

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль б)

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

б) Сульфирование

приводит к образованию комплексного соединения пиридинсульфотриоксида- пиридинийгидросульфата:
Слайд 12

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль 3.

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

3. Реакции

электрофильного замещения с участием π-электронной системы ароматического кольца.
Протекают в мета (3,5) –положения по отношению к атому азота (ЭА-заместитель).
Механизм реакции сходен с механизмом электрофильного замещения в аренах.
Слайд 13

Предпочтительная атака электррофилом β - положения не только распределением электронной плотности

Предпочтительная атака электррофилом β - положения не только распределением электронной

плотности в статическом состоянии, но и большей стабильностью образующегося Ϭ-комплекса.
При атаке α -положения одна из предельных структур Ϭ- комплекса предполагает локализацию положительного заряда на электроотрицательном атоме азота, что энергетически не выгодно и не приводит к образованию α-замещенного продукта.
Слайд 14

а) Нитрование: Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

а) Нитрование:

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Слайд 15

б) Сульфирование: Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

б) Сульфирование:

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Слайд 16

в) галогенирование: Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

в) галогенирование:

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая

роль
Слайд 17

4. Реакции нуклеофильного замещения с участием π-электронной системы ароматического кольца Пиридин:

4. Реакции нуклеофильного замещения с участием π-электронной системы ароматического кольца

Пиридин: строение

и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

анионный Ϭ-комплекс

Слайд 18

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль а)

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

а) Аминирование

(реакция Чичибабина): реакция с измельченным амидом натрия в инертном растворителе при 100оС

2-аминопиридин

Слайд 19

б) Гидроксилирование: Таутомеры представлены двумя формами — лактамной (от названия циклических

б) Гидроксилирование:

Таутомеры представлены двумя формами — лактамной (от названия циклических

амидов — лактамов) и лактимной.

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Слайд 20

в) Алкилирование и арилирование: Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

в) Алкилирование и арилирование:

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина,

их медико-биологическая роль
Слайд 21

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль 5.

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

5. Реакции

с разрушением ароматической системы

пиперидин

Слайд 22

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль Насыщенный

Пиридин: строение и реакционная способность. Производные пиридина, их медико-биологическая роль

Насыщенный шестичленный

гетероцикл с атомом азота — пиперидин — входит в состав болеутоляющих средств.
Слайд 23

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль

Слайд 24

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль Гетероциклы,

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль

Гетероциклы, содержащие

два атома азота имеют общее название диазины и различаются взаимным расположением атомов азота.
Слайд 25

Слайд 26

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль Пиридазин,

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль

Пиридазин, пиримидин

и пиразин относятся к ароматическим гетероциклам. Они содержат по два атома азота пиридинового типа и обладают основными свойствами. Однако основность диазинов значительно ниже, чем пиридина, поскольку второй атом азота выступает в роли электроноакцептора по отношению к первому.
Протонирование диазинов осуществляется только в очень сильных кислотах, и соли образуются с участием лишь одного атома азота.
Слайд 27

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль Нуклеофильный

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль

Нуклеофильный характер

диазинов проявляется в реакции с алкилгалогенидами, которая приводит к образованию четвертичных солей. Диазины вступают в эту реакцию труднее, чем пиридин.

N- метилпиридирий-
иодид

Слайд 28

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль Вследствие

Азины: строение и реакционная способность. Производные азинов, их медико-биологическая роль

Вследствие электроноакцепторного

характера атомов азота понижена реакционная способность диазинов и в реакциях электрофильного замещения. Незамещенные диазины еще менее активны, чем пиридин и не подвергаются сульфированию, нитрованию и многим другим реакциям замещения. Известны лишь некоторые реакции галогенирования, например бромирование: