1 курс / Химия / Химия лекции

Конденсированными ГЦ наз-ся соединения, молекулы которых состоят из двух и более циклов, имеющих как минимум два общих атома углерода.

Номенклатура

Сложна. Поэтому широко используются тривиальные и полутривиальные названия. Некоторые закономерности можно отметить лишь для N-содержащих ГЦ.

5-членные ГЦ с двумя гетероатомами, содержащие N, наз-ся азолами. Вид второго гетероатома обозначается приставкой. Например, ОКСА – О- оксазол, тиа – S–тиазол.

6-членные ГЦ с атомом N имеют окончание -ИН. Например, пиридИН, пиримидИН.

Производные ГЦ наз-ся и по МН, и рациональной номенклатуре. Нумерацию в кольце начинают с наиболее электроотрицательного гете-

роатома и продолжают в сторону наименьших номеров, обозначающих другой гетероатом, либо двойную связь, либо функциональную группу.

Если второй гетероатом располагается слева в кольце, то нумерацию ведут по часовой стрелке:

По рациональной номенклатуре атомы, стоящие рядом с гетероатомом,

-пиколин

При нумерации конденсированных ГЦ важно определить главный цикл и атомы, участвующие в конденсации, т.к. они, как правило, не нумеруются. В конденсированных циклах с бензолом главным является ГЦ. В других конденсированных ГЦ главным является ГЦ с большим числом гетероатомов, либо больший ГЦ, если они одинаковы, то главным будет цикл, содержащий азот:

связи по донорно-акцепторному механизму. Пиррол не обладает оснóвными св-вами. Он ацидофобен, т.е. способен прото-

нироваться сильными к-тами, затем полимеризуется и осмоляется.

Атом азота отдает два электрона в -электронную систему кольца, являясь ЭД заместителем I-го рода. Т.о., пиррол – электронноизбыточная система: на 5 атомов цикла приходится 6 электронов, поэтому для него наиболее характер-

ны р-ции SE, они протекают довольно легко.

Смещение электронной плотности от атома N в цикл увеличивает полярность связи N H. Пиррол – слабая к-та.

Химические св-ва

Р-ции замещения в цикле

1) Р-ции SE идут, в первую очередь, в положения 2, 5, а затем 3, 4. Это р- ции галоидирования, нитрования, сульфирования, ацилирования, алкилирования:

Р-ции SE протекают с трудом в - положения, р-ции SN протекают легче и преимущественно в – положения.

Химические свойства

I Р-ции замещения в цикле

1) Р-ции SЕ (нитрование, сульфирование, галоидирование)

–NO2, –SO3H, –Br группы входят в 3,5 – положения, как и для бензола с ЭА заместителем.

II. Кислотно-оснóвные св-ва

Атом азота имеет неподеленную электронную пару на гибридной орбитали, поэтому подобно аминам пиридин проявляет оснóвные св-ва, образуя соли с к-тами, и нуклеофильные св-ва, присоединяя другую положительную частицу:

Шестичленные ГЦ с двумя гетероатомами

Из этой группы ГЦС наиболее важным являются ГЦ, содержащие два атома N. Они имеют общее название диазины и различаются взаимным расположением атомов N:

Все эти изомеры содержат сопряженную шестиэлектронную систему, ароматичны. Наличие двух атомов N в кольце еще больше, чем в пиридине, понижает электронную плотность на атомах углерода. Это приводит к снижению реакционной активности диазинов в р-циях SE и, напротив, облегчает р-ции SN по сравнению с пиридином. При этом уменьшаются и оснóвные св-ва диазинов. Они являются очень слабыми основаниями и образуют соли только с одним эквивалентом сильной к-ты, несмотря на наличие двух центров основности.

Среди производных диазинов, имеющих биологическое значение и применяемых в медицине, наиболее важными являются гидрокси- и аминопроизводные пиримидина. К ним, в первую очередь, относятся нуклеиновые основания и барбитуровая к-та.

Пиримидиновые нуклеиновые основания

Производные пиримидина – урацил, тимин и цитозин – наз-ся нуклеиновыми основаниями, т.к. являются компонентами нуклеиновых к-т (НК). Эти производные существуют в лактимной и лактамной таутомерных формах, причем в равновесной системе преобладают лактамные формы:

Барбитуровая к-та

Она может существовать в нескольких таутомерных формах, из которых изобразим только три:

женная система, состоящая из 10 р–электронов, включая неподеленную пару электронов у атома N-9, что отвечает правилу Хюккеля (4n+2=10, n=2).

Hазота и с основаниями за счет –NH кислотного центра имидазола.

Пуриновая система входит в состав многих биологически важных соединений: HK, витаминов, алкалоидов, лекарственных средств. К наиболее значимым производным пурина относятся гидрокси- и –аминопурины.

Пуриновые нуклеиновые основания

В состав НК входят нуклеиновые основания аденин и гуанин. Из двух таутомерных форм гуанина (лактимная и лактамная) более устойчивой является

Аденин, Аденин, 6-аминопурин 6-аминопурин

Следует отметить, чтолактимнаяв отличиеформаот самого пуриналактамнаяатом водородаформа в аде-

лактимная форма лактамная форма

нине и гуанине зафиксирован в положении 9. В такой форме эти основания связаны с остатком углевода в нуклеозидах и НК.

Гидроксипроизводные пурина

Это гипоксантин, ксантин и мочевая к-та – продукты превращения в организме НК.