3) Сульфирование

4) Нитрование

Если температура выше 400°С, можно получить с невысоким выходом 2-нитропиридин.

Преимущественная атака в положение 3 связана с меньшим по величине положительным зарядом на атоме углерода, чем в положениях 2 и 4:

Кроме того, σ-комплекс при замещении в положение 3 может быть описан набором более выгодных резонансных структур, чем при замещении в положения 2 и 4 (отсутствует положительный заряд на атоме азота).

Атака в положение 3:

Атака в положение 2:

Реакции алкилирования и ацилирования пиридина невозможны.

2. Нуклеофильное замещение

Ароматическое кольцо молекулы пиридина обеднено электронной плотностью, это облегчает реакции нуклеофильного замещения. В отличие от бензола пиридин легко реагирует с нуклеофильными реагентами, причем атака идет по положениям 2 и 4.

1. Аминирование пиридина (реакция Чичибабина)

Механизм реакции Чичибабина:

σ-комплекс может быть описан набором резонансных структур:

2- и 4-аминопиридины способны к таутомерным превращениям:

2. реакция с гидроксидом калия

2-гидроксипиридин также способен к таутомерии:

3. реакция с литийорганическими соединениями протекает аналогично:

3. Реакции пиридина как основания

1) Взаимодействие с минеральными кислотами. Пиридин обладает слабыми основными свойствами, К = 1,7·10^-9. С минеральными кислотами дает соли:

2) Алкилирование по азоту. Пиридин легко алкилируется по азоту с образованием N-алкилпиридиновых оснований:

3) Образование N-окисей. При нагревании пиридина с уксусной кислотой и перекисью водорода образуется N-окись пиридина:

N-окись в отличие от пиридина значительно легче вступает в реакции электрофильного замещения.

Применение

Пиридин используют в качестве растворителя, для получения пестицидов, лекарственных веществ, пиперидина, аминопиридина.

ХИНОЛИН

Хинолин состоит из сконденсированных бензольного и пиридинового колец.

Хинолин входит в состав алкалоидов. Хинолиновые основания – бесцветные жидкости с характерным запахом. В воде растворимы меньше, чем пиридин и его гомологи.

Способы получения

Синтез Скраупа

На первой стадии происходит конденсация анилина с акролеином, затем дегидратация и дегидрированное окисление.

Если взять в качестве исходного соединения уксусный альдегид, то в результате реакции образуется 2-метилхинолин:

Строение хинолина

Влияние атома азота на бензольное кольцо выражено слабее, чем на пиридиновое кольцо. Реакции электрофильного замещения протекают легче, чем в пиридине. Также протекают реакции нуклеофильного замещения, и хинолин проявляет основные свойства, как пиридин.

Химические свойства

Основные свойства

1. Образование солей с минеральными кислотами

2. Образование N-окисей

Реакции электрофильного замещения

1. Нитрование

2. Сульфирование

Ацилирование и формилирование провести не удается, так как используемые агенты являются слабыми электрофилами.

Нуклеофильное замещение

1. Аминирование

2. Реакция с гидроксидом калия

3. Алкилирование

Окисление

Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами

Производные пиридазина используются для борьбы с вредителями сельского хозяйства. В природе они не найдены.

Производные пиразина встречаются в природе в виде антибиотика. Аспергилловая кислота входит в состав многих лекарственных препаратов.

Пиримидин играет исключительно важную роль в биологических процессах. Входит в состав нуклеиновых кислот, является составляющей многих витаминов, коферментов.

Способы получения пиримидина

Из барбитуровой кислоты

Пиримидин – бесцветное кристаллическое вещество, т. пл. 30°С, хорошо растворим в воде.

Химические свойства

Пиримидин по химическим свойствам сходен с пиридином, но еще больше отличается от бензола. Имеет пониженную электронную плотность в положениях 2, 4, 6. Менее обеднено электронной плотностью положение 5.

1. Нуклеофильное замещение протекает легко. Лучше реакция идет при наличии заместителя в пиримидиновом кольце

2. Электрофильное замещение в пиримидине происходит только при наличии сильного электронодонорного заместителя в кольце (ОН, NH₂)

3. Галогенирование

Применение пиримидина и его производных

На основе пиримидина получен лекарственный препарат сульфодиазин

Производные пиримидина

При гидролизе нуклеиновых кислот образуются следующие производные пиримидина:

22. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

    1. Основной

1. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1990. 751 с.

2. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. СПб.: Иван Федоров, 2002. 624 с.

3. Травень В.Ф. Органическая химия. М.: Академкнига, 2003. Т. I, II.

4. Веселовская Т.К., Мачинская И.В. и др. Вопросы и задачи по органической химии. М.: Высш. школа, 1988. 255 с.

1. Дополнительный

1. Терней А. Современная органическая химия. М.: Мир, 1981. Т. I. 678 с.

2. Терней А. Современная органическая химия. М.: Мир, 1981. Т. II. 651 с.

3. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия. М.: Мир, 1974. 1092 с.

4. Робертс Дж., Кассерио М. Основы органической химии. М.: Мир, 1974. Т. I. 842 с., Т. II. 888 с.

5. Днепровский А.С., Темникова Т.Н. Теоретические основы органической химии. М.: Химия, 1991. 600 с.

ЗЕМЦОВА Маргарита Николаевна

НЕЧАЕВА Ольга Николаевна

МОИСЕЕВ Игорь Константинович

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

Редактор С.И. Костерина

Технический редактор В.Ф. Елисеева

Компьютерная верстка О.Н. Нечаева

Подп. в печать

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная.

Усл. п. л. … Усл. кр.-отт. … Уч.-изд. л. …

Тираж 300 экз. С – …

_____________________________________________________________________________________________________

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

443100. г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус

163