Наглядная химия. Гетероциклические соединения (pdf)
.pdf
1
Особенности строения, реакционной способности и методы синтеза гетероциклических соединений
• Гетероциклические соединения — это соединения циклического строения, содержащие в цикле не только атомы углерода, но и атомы других элементов (гетероатомы), чаще всего азота, кислорода или серы.
Строение и общие свойства важнейших гетероциклов
Классификациям номенклатура
ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ
4 |
3 |
4 |
3 |
4 |
3 |
|
|
|
|||||
5 |
2 |
5 |
2 |
5 |
2 |
|
|
N1 |
|||||
|
H |
O1 |
|
|
S 1 |
|
|
|
|
|
|
||
пиррол |
фуран |
|
тиофен |
|||
|
||||||
ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ДВУМЯ ГЕТЕРОАТОМАМИ |
||||||
|
|
|
|
|
||
4 |
N3 |
4 3 |
4 |
N3 |
||
5 |
2 |
5 |
N2 |
|||
5 |
2 |
|||||
|
N1 |
N1 |
|
|||
|
H |
H |
|
|
S 1 |
|
|
|
|
|
|||
2
ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ И ДВУМЯ ГЕТЕРОАТОМАМИ
γ |
|
|
4 |
|
4 |
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|||
|
5 |
3 |
5 |
N |
5 |
N |
|
|
|
3 |
|||||
β 5 |
3 β |
3 |
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
α 6 |
2α |
6 |
N2 |
6 |
2 |
6 |
2 |
|
N |
|
N |
|
|||
N |
|
|
|
|
N |
||
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Пиридин |
|
|
Пиридазин |
Пиримидин |
|
Пиразин |
|
КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ГЕТЕРОЦИКЛОВ
4 3
5
2
6
N1
7
H
Индол
N CH3
2-метилпиридин
5 |
4 |
|
|
6 |
|
H |
|
|
|
|
|||
6 |
|
3 |
|
5 |
N7 |
|
|
1N |
|
||||
|
|
|
|
|
8 |
|
7 |
|
2 |
2 |
|
|
|
N |
|
4 |
N |
|||
8 |
|
N |
||||
|
|
|||||
1 |
|
|
|
9 |
||
|
|
|
3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Хинолин |
|
|
Пурин |
|
||
COOH
O
C
O H
N
фуран-2-карбальдегид
пиридин-4-карбоновая кислота
3
Ароматичность
N 
N
H
а) б)
Рис. Образование сопряженной системы в молекулах пиридина и пиррола.
N
Пиридин |
Пиридиновый атом азота |
N
H
Пиррол |
Пиррольный атом азота |
4
O |
S |
фуран |
тиофен |
Пиридиновые атомы азота
|
|
N |
N |
|
N |
|
|
N |
|
|
|
N |
|
N |
|
H |
|
|
|
H |
|
|
Пиррольные атомы азота
Кислотно-основные свойства
+ |
HBr |
N |
N |
|
Br- |
|
H |
пиридин пиридинийбромид
5
N |
NH Cl- |
|
+ HCl |
N |
N |
H |
H |
имидазол имидазолийхлорид
+ Na+NH2- |
H2O |
+ NaOH |
NH3 |
||
N |
N |
N |
H |
Na+ |
H |
пирролнатрий |
Центры основности
N
N
N N
H 
центры кислотности 
H
6
Пятичленные гетероциклические соединения Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом
β 4 |
3 β |
|
α 5 |
2α |
X = NH, O, S |
X
Пиррол
N
H
пиррол
N
H
пиррол
O
+ CH3C |
-CH COOH |
NO2 |
|
3 |
N |
|
ONO2 |
H
2-нитропиррол
+ C5H5N SO3 -C H N |
SO3H |
|
5 |
5 |
N |
|
|
|
пиридинсуль- |
|
H |
фокислота |
|
пиррол-2-сульфокислот |
N
H
пиррол
|
7 |
|
O |
+ (CH3CO)2O -CH COOH |
CCH3 |
3 |
|
N |
|
H |
|
2-ацетилпиррол |
|
[H] |
|
[H] |
N |
N |
N |
H |
H |
H |
пиррол |
3-пирролин |
пирролидин |
Индол
|
4 |
δ - 3 |
CH3 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
2 |
|
|
N 1 |
|
|
|
7 |
|
|
|
H |
N |
|
|
|
||
|
индол |
|
|
|
скатол |
H |
|
|
|
|
8 |
CH2CHCOOH |
CH2CH2NH2 |
NH2 |
HO |
|
N |
N |
H |
H |
триптофан |
серотонин |
Фуран
[H]
O O
фуран тетрагидрофуран
9
C |
O |
(CH3CO)2O |
|
O |
||
+ HNO3 |
O2N |
C |
||||
|
|
|||||
O |
H |
|
|
O |
H |
|
фурфурол |
|
|
|
5-нитрофурфурол |
||
-H2O NH2R
NR
O2N |
C |
O H
замещенный имин
O
CH N NH C NH2
O
фурфцилин
Тиофен
+ H2SO4 |
|
SO3H |
-H2O |
||
S |
|
S |
тиофен |
|
тиофен-2-сульфокислота |
10
Шестичленные гетероциклические соединения
|
4 |
|
5 |
4 |
|
5 |
4 |
5 |
3 |
6 |
|
3 |
6 |
|
3 |
6 |
2 |
7 |
|
2 |
7 |
|
N2 |
|
|
|
|
||||
|
N |
|
8 |
N |
|
8 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
изохинолин |
||
|
пиридин |
|
хинолин |
|
|
||
O |
O |
O |
α -пиран |
γ -пиран |
тетрагидропиран |
|
|
Пиридин
|
+ HCl |
|
N |
N |
Cl- |
пиридин |
|
|
H |
|
|
|
|
пиридинийхлорид