
- •Лекция 26. Шестичленные гетероциклические соединения с одним гетероатомом
- •Пиридин
- •Конденсация ацетальдегида и формальдегида с аммиаком:
- •I. Реакции, протекающие с участием гетероатома
- •Взаимодействие с алкил- и ацилгалогенидами. В этих реакциях пиридин образует четвертичные соли n-алкил- и n-ацилпиридиния соответственно.
- •Важнейшие производные пиридина пиколины
- •Гидроксипиридины
- •Аминопиридины
- •Пиридинкарбоновые кислоты
- •Пиперидин
- •Кислородсодержащие шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом
- •Кумарин
Гидроксипиридины
В зависимости от положения гидроксильной группы различают три изомера:
Гидроксипиридины представляют собой кристаллические вещества, хорошо растворимые в этаноле, ацетоне, малорастворимые в диэтиловом эфире и бензоле.
Особенностью α- и γ-изомеров является то, что они существуют в двух таутомерных формах:
В молекуле β-гидроксипиридина отсутствуют сопряжение неподеленной пары электронов атома кислорода гидроксильной группы с гетероатомом, что делает невозможным таутомерию.
β-Гидроксипиридины в водных растворах существуют в нейтральной и биполярной формах в соотношении 1:1.
Гидроксипиридины являются бифункциональными соединениями, они проявляют свойства пиридина и фенола. Так, с водным раствором FeCl3 все они образуют пурпурное окрашивание различной интенсивности. Свойства фенола в большей степени проявляет 3-гидроксипиридин, гидроксильная группа которого не сопряжена с гетероатомом.
С алкилгалогенидами 2- и 4-гидроксипиридины образуют N-ал- килпиридоны, а 3-гидроксипиридин дает соли N-алкилпиридиния:
Из производных гидроксипиридинов отметим пиридоксин (витамин В6).
Применяется пиридоксин в виде соли с хлороводородной кислотой при В6-гиповитаминозе, токсикозе, анемиях, лейкопениях и заболеваниях нервной системы.
Аминопиридины
В зависимости от положения аминогруппы различают:
Аминопиридины — белые кристаллические вещества, легко растворимые в воде, этаноле и других органических растворителях.
Аминопроизводные пиридина обладают более сильными основными свойствами, чем пиридин и анилин. Они содержат в своем составе два ониевых основных центра — атом азота пиридинового типа и атом азота аминогруппы.
В молекулах α- и γ-аминопиридинов аминогруппа находится в сопряжении с гетероатомом, что приводит к понижению основных свойств аминогруппы. Поэтому 2- и 4-аминопиридины образуют соли только с одним эквивалентом кислоты:
В молекуле β-аминопиридина аминогруппа не сопряжена с гетероатомом, поэтому он образует соли с двумя эквивалентами кислоты:
α- и γ-Аминопиридины являются таутомерными веществами и существуют в аминной и иминной формах:
Химические свойства аминопиридинов зависят от положения аминогруппы. Так, 3-аминопиридин проявляет свойства ароматических аминов, легко вступая в реакции алкилирования, ацилирования, диазотирования по аминогруппе с образованием устойчивых солей диазония.
2 и 4-Аминопиридины алкилируются по циклическому атому азота, а ацилируются по атому азота аминогруппы:
Пиридинкарбоновые кислоты
В зависимости от положения карбоксильной группы в молекуле различают α-, β- и γ-пиридинкарбоновые кислоты:
Пиридинкарбоновые кислоты представляют собой белые кристаллические вещества, способные возгоняться, растворимые в горячей воде. Их получают окислением соответствующих пиколинов.
По карбоксильной группе они образуют соли, сложные эфиры, галогенангидриды, амиды, гидразиды и другие функциональные производные. Для них характерны реакции декарбоксилирования, причем α-кислоты декарбоксилируются легко, а γ— только при нагревании со щелочью. Вследствие наличия кислотного и основного центров пиридинкарбоновые кислоты проявляют амфотерные свойства и реагируют с кислотами и щелочами:
В кристаллическом состоянии и частично в растворах они существуют в виде внутримолекулярных солей (цвиттер-ионы).
Пиридинкарбоновые кислоты в результате электроноакцепторного влияния атома азота являются более сильными кислотами, чем бензойная.
Кислотность α- и γ-пиридинкарбоновых кислот выше, чем β-кислоты, так как в α- и γ-пиридинкарбоновых кислотах карбоксильная группа находится в сопряжении с атомом азота, что приводит к усилению ее депротонизации.
Никотиновая кислота и ее амид (никотинамид) известны в медицине как провитамин витамина PP. При недостатке витамина РР развивается заболевание кожи — пеллагра, поэтому его называют антипелларгическим.
N,N-Диэтиламид никотиновой кислоты под названием кордиамин (25% — водный раствор) применяется как средство, стимулирующее центральную нервную систему.
Схема синтеза амида и N,N-диэтиламида никотиновой кислоты:
Производные изоникотиновой кислоты применяются в медицине как противотуберкулезные средства:
Изониазид и фтивазид применяют в медицине для лечения различных форм туберкулеза.