Лекция 12 «Гетероциклические соединения»

Вид материала

Лекция

Содержание 5-и членные гетероциклические соединения 6-и членные гетероциклические соединения

Подобный материал:

• Название факультета, 245.29kb.
• 1. Сварка, 51.43kb.
• Лекция 17. Свариваемость металлов и сплавов, 106.25kb.
• Лекция по военному делу Учебные вопросы, 207.29kb.
• А. Ю. Тимофеев Расписание занятий химико-биологического факультета, 65.37kb.
• Лекция №2, 83.74kb.
• Лекция Аналитическая химия воздуха, 75.29kb.
• Карбонильные соединения, 186.01kb.
• В. М. Крейтера рогова ольга юрьевна конспект, 1189.82kb.
• Лекции Лаборатории, 94.16kb.

Лекция 12 «Гетероциклические соединения»

Классификация:

Гетероциклические соединения различают по

1. размеру и количеству циклов;
   
2. ароматичности;
   
3. количеству и природе гетероатомов входящих в цикл.
   

(к гетероатомам относят любые не углеродные атомы встроенные в углеродную цепь)

В данном курсе мы рассмотрим химию 5-и и 6-и членных ароматических гетероциклических соединений содержащих один гетероатом.

Номенклатура производных гетероциклических соединений отличается тем, что нумерация атомов в цикле всегда начинается с гетероатома (с азота) и увеличивается по направлению к другим гетероатомам (если они есть), или как в производных бензола по направлению к наиболее старшей функциональной группе.

5-и членные гетероциклические соединения



Тиофен столь же устойчив и ароматичен как бензол. Пиррол гораздо менее устойчив, особенно в сильнокислой среде. Фуран скорее проявляет свойства сопряженного диена, чем ароматического соединения (вступает в реакцию диенвого синтеза; с большинством реагентов взаимодействует по механизму 1,4-присоединения с последующим отщеплением).

За счет участия неподеленной пары электронов гетероатома в ароматическом секстете электронов цикл получается электрон-избыточным и реакции электрофильного замещения, присущие ароматическим соединениям, идут с ними очень легко и гораздо быстрее, чем с бензолом. Наиболее реакционно-способным является пиррол, потом фуран и тиофен.

За счет наивысшей электронной плотности 2-е и 5-е положения в пятичленных гтероциклах является наиболее реакционно-способными. Если оба этих положения заняты, то электрофильная атака идет в оставшиеся положения.





Бензоаналоги фурана и тиофена в природе встречаются редко, зато производных индола великое множество. Большинство из них является производными триптофана и триптамина.




6-и членные гетероциклические соединения



В отличие от электрон-избыточных 5-и членных гетероциклов, производные пиридина и хинолина, в которых неподеленная пара азота не участвует в сопряжении, за счет высокой электро-отрицательности атома азота оказываются обедненными электронной плотностью. В связи с этим, Пиридин очень плохо и медленно в очень жестких условиях вступает в реакции электрофильного замещения, а хинолин реагирует с электрофилами только по бензольному кольцу. Так же как и в случае ароматических соединений сдержащих акцепторные группы, пиридин не алкилируется и не ацилируется по Фриделю-Крафтсу.

Пиридиновое ядро очень устойчиво. Это можно проиллюстрировать с помощью реакции окисления хинолина, в которой разрушается бензольное ядро и не затрагивается пиридиновое. В результате дальнейшего декарбоксилирования образуется никотиновая кислота.



При действии на пиридин или хинолин 30% перекиси водорода образуются N-оксиды.



В N-оксидах реализуется одна из резонансных форм, в которых отрицательный заряд расположен на 4-м атоме. И действительно, N-оксид пиридина и хинолина вступают в реакции электрофильного замещения по 4-му положению.