- •М.И. Антонова, а.С. Берлянд
- •Гетероциклические соединения
- •1. Общая характеристика.
- •2. Классификация и номенклатура гетероциклических соединений.
- •2.1. Классификация.
- •2.2. Номенклатура моноциклических гетероциклов.
- •2.2.1. Тривиальные названия.
- •2.2.2. Систематическая номенклатура.
- •3. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом.
- •3.1. Строение и общая характеристика реакционной способности.
- •3.1.1. Ароматичность.
- •3.1.2. Реакции электрофильного замещения.
- •3.2. Группа пиррола.
- •3.2.1. Кислотные и основные свойства.
- •3.2.2.6. Карбоксилирование.
- •3.3. Индол.
- •3.4.Фуран.
- •3.4.1. Реакция электрофильного замещения.
- •3.4.2. Реакция восстановления.
- •3.5.Тиофен.
- •3.5.1. Реакция электрофильного замещения.
- •3.6. Взаимные каталитические превращения пятичленных гетероароматических соединений.
- •4. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом.
- •4.1 .Группа пиридина.
- •4.1.1. Строение и общая характеристика реакционной способности.
- •4.1.2. Основные свойства
- •4.1.3. Реакции с электрофильными реагентами.
- •4.1.3.1. Присоединение к атому азота.
- •4.1.3.2. Замещение по атомам углерода.
- •4.1.4. Реакции с нуклеофильными реагентами.
- •4.1.5. Окисление и восстановление.
- •5. Гетероциклы с двумя гетероатомами.
- •5.1. Азолы.
- •5.1.1. Строение и общая характеристика реакционной способности.
- •5.1.2. Реакции электрофильного замещения.
- •5.1.3. Таутомерия диазолов.
- •5.1.4. Имидазол.
- •5.1.4.1. Алкилирование и ацилирование по атому азота.
- •5.1.4.2. Замещение по атомам углерода.
- •5.2. Азины.
- •5.2.1 Общая характеристика реакционной способности.
- •5.3. Производные азинов.
- •5.3.1 Пиримидиновые нуклеиновые основания.
- •5.3.2 Барбитуровая кислота и барбитураты.
- •5.3.3 Лекарственные средства – производные пиримидина.
- •5.4.. Пурины.
- •5.4.1 Общая характеристика реакционной способности.
- •5.4.2. Гидрокси- и аминопроизводные пурина.
- •5.4.2.1. Мочевая кислота.
- •5.4.2.2. Ксантин и гипоксантин.
- •5.4.2.3. Аденин и гуанин.
- •6. Характеристики ароматичности, кислотных и основных свойств гетероциклов.
- •Эталонное решение тестовых задач.
- •1. Выберите один правильный ответ
- •2. Выберите один правильный ответ
- •3. Установите соответствие
- •4. Установите соответствие
- •5. Установите соответствие
- •6.Утверждения, которые согласуются со структурой или свойствами птеридина.
- •7. Утверждения, которые согласуются со структурой или свойствами хинолина.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Литература
- •Содержание
2.2. Номенклатура моноциклических гетероциклов.
Главную сложность в номенклатуре гетероциклических соединений представляет огромное разнообразие гетероциклических структурных типов. Хотя еще в начале ХХ в. для моноциклических соединений была предложена стройная логическая система названий, для многих гетероциклов в номенклатуре ИЮПАК разрешается применять тривиальные и полутривиальные названия.
2.2.1. Тривиальные названия.
Тривиальные названия гетероциклов, число которых приближается к 100, чаще используются в химической литературе, чем систематические названия. Некоторые наиболее часто встречающиеся тривиальные названия пяти- и шестичленных гетероциклов с одним и двумя гетероатомами приведены ниже:




!!! Нумерация атомов в моноциклических соединениях всегда начинается от гетероатома.
Если гетероцикл содержит различные гетероатомы (чаще всего это – азот, кислород и сера), то соблюдают следующий порядок падения старшинства атомов O > S > N. Затем нумерацию продолжают так, чтобы другой гетероатом получил наименьший локант. При наличии в молекуле неравноценных атомов азота (═N─ и ─N─) нумерация начинается от более насыщенного.
2.2.2. Систематическая номенклатура.
В систематической номенклатуре моноциклических соединений, содержащих один или несколько гетероатомов в цикле, используется метод Ганча-Видмана. Согласно этому методу, название гетероцикла образуют путем сочетания соответствующего префикса: окса- для атома кислорода, тиа- для атома серы, аза- для атома азота – с корнями, отражающими размер цикла (число атомов в цикле) и степень его насыщенности (табл. 1). Для удобства произношения буква «а» в префиксах опускается, так как корень начинается обычно с гласной буквы.
Таблица №1. Корни, соответствующие гетероциклам по системе Ганча-Видмана
|
Число атомов в цикле |
Циклы, содержащие азот |
Циклы, не содержащие азота | ||
|
ненасыщенные |
насыщенные |
ненасыщенные |
насыщенные | |
|
3 |
-ирин |
-иридин |
-ирен |
-иран |
|
4 |
-ет |
-етидин |
-ет |
етан |
|
5 |
-ол |
-олиин |
-ол |
-олан |
|
6 |
-ин |
|
-ин |
-ан |
|
7 |
-епин |
|
-епин |
-епан |
|
8 |
-опин |
|
-оцин |
-окан |
Название гетероциклов по методу Ганча-Видмана.

Наличие нескольких одинаковых гетероатомов обозначается умножающими префиксами ди-, три-, и т.д.
Названия одновалентных радикалов гетероциклических соединений получают добавлением суффикса –ил к тривиальному или систематическому названию исходного соединения. Имеются исключения: фурил (для фурана), тиенил (для тиофена). Во всех случаях положение свободной валентности обозначается локантом исходя из нумерации в гетероцикле.

3. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом.
3.1. Строение и общая характеристика реакционной способности.
Пиррол, фуран и тиофен – главные представители этой группы гетероциклических соединений. Наибольшее распространение в растительном и животном мире имеют производные пиррола, являющиеся структурными фрагментами гема и хлорофиллов, пигментов желчи, ряда антибиотиков и алкалоидов. Значительно реже встречаются в природе производные фурана и тиофена, если не считать пятичленные циклические формы моносахаридов, содержащих насыщенное кольцо фурана.
