орг. химия / lex. 13
.pdfм
а
ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ |
|
|
Гетероциклічними називають органічні сполуки |
із замкненим у кільцеву |
систему |
|
|
и |
ланцюгом атомів, які містять у складі кільця, крім атомів вуглецю, атоми інших елементів |
||
(наприклад, кисню, сірки, азоту та ін.) – так звані |
гетероатоми. Зараз можна |
вважати |
|
м |
|
встановленим, що в утворенні циклів беруть участь усі багатовалентні атоми, але найбільше |
||
значення мають гетероциклічні сполуки, до циклів яких входять атоми азоту, кисню та сірки. |
|||
|
|
|
а |
Із деякими сполуками, які містять цикли з різних атомів, ми вже зустрічалися. До них |
|||
|
|
т |
|
належать лактони, лактами, циклічні ангідриди двохосновних кислот, циклічні прості ефіри, |
|||
е |
н |
|
|
циклічні форми вуглеводів та ін. У цих сполуках цикл дуже легко розщеплюється, генетично |
|||
і хімічно вони близькі до класів сполук аліфатичного ряду (оксикислот, амінокислот і т. д.), і |
|||
тому їх не вважають гетероциклічними. Звичайно типовими гетероциклічними є такі, в яких
цикл досить стійкий і зберігається при багатьох хімічних перетвореннях. |
Гетероциклічні |
|||
|
|
|
д |
|
сполуки можуть мати в циклі 3, 4, 5, 6 і більше гетероатомів. Проте найбільше значення |
||||
мають п’яти- і шестичленні гетероцикли зі спряженими подвійнимиу |
зв’язками. У гетероциклі |
|||
може міститися один, два і більше гетероатомів. |
|
т |
|
собою числом |
Гетероциклічні сполуки дуже різноманітні. Вони |
відрізняються між |
|||
|
с |
|
|
|
атомів у циклі, природою і кількістю гетероатомів, наявністю або відсутністю подвійних |
||||
зв’язків між атомами в кільцях. Крім того, гетероциклічні сполуки можуть містити різні |
|||
замісники. |
|
|
я |
Відомо дуже багато сполук, в яких гетероциклічні кільця конденсовані з ароматичними |
|||
|
н |
н |
|
ядрами, їх класифікують залежно від розміру циклу (три-, чотири-, п’яти-, шестита
семичленні гетероцикли), природи і числа гетероатомів (кисне-, азот-, сірковмісні),
конденсовані, а також за ступенем насиченості циклу (насичені, ненасичені та ароматичні). |
||||||||
|
|
|
|
|
|
с |
|
(хлорофіл рослин, гемін крові та ін.); |
Гетероциклічні сполуки дуже поширені в природіа |
||||||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
їх застосовують як лікарські речовини (пеніцилінт |
, сульфідин, сульфазол, атофан, акрихін), |
|||||||
барвники (індиго), пластичні маси (полівінілкарбазол), прискорювачі вулканізації каучуку |
||||||||
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
(каптакс) та ін. Найбільше значення в біології, медицині і техніці мають п’ятита |
||||||||
шестичленні гетероциклічні сполуки із спряженими подвійними зв’язками. |
||||||||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
Номенклатура. Номенклатура для гетероциклічних сполук до цього часу не розроблена, |
||||||||
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
в назвах немає єдиної номенклатурної основи, а для деяких гетероциклічних сполук назви |
||||||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
надзвичайно складні. Як правило для них застосовують тривіальні та систематичні назви. |
||||||||
Тривіальні назви визначені номенклатурою IUPAC і переважно є більш вживаними. При |
||||||||
в |
|
|
|
|
|
|
номенклатурними правилами IUPAC |
|
побудові систематичних назв гетероциклів |
||||||||
враховуються природа та число гетероатомів, розмір циклу та ступінь його насиченості. Природу гетероатома відображають у префіксі, розмір циклу – в корені, міру
насиченості – у суфіксі назви. Для позначення гетероатомів використовують префікси – окса- (О), тіа- (S) і аза- (N).
Розмір циклу позначаютья |
коренями -ір- (три-), -ет-, -єт- (чотири-), -ол- (п’яти-), -ин- |
д |
|
(шести-), -еп- (семичленнийл ), ступінь насиченості – суфіксами -идин, -ідин (насичений цикл з атомом нітрогену), -ан (насичений цикл без атома нітрогену), -ин, -ін (ненасичений цикл).
У назві гетероциклів із максимально можливою кількістю подвійних зв’язків у циклі суфікс
не вказують. |
|
||
Для |
а |
частково гідрованих сполук використовують префікси дигідро-, тетрагідро- з |
|
позначеннямлномерів атомів, до яких приєднаний гідроген. Якщо атом гідрогену приєднаний |
|||
тільки до одного атома, то в назві позначається літера Н і номер гідрованого атома. У шести- |
|||
і семичленнихі |
азотовмісних гетероциклах повна насиченість циклу позначається префіксом |
||
е |
|
|
|
пергідро-. Число однакових гетероатомів позначають у назві множинними префіксами ди-, |
|||
т |
|
|
|
три-,ртетра- і т.д. Якщо гетероцикл містить кілька різних гетероатомів, то називають їх у |
|||
певній послідовності: окса-, тіа-, аза-. |
|||
Приклади |
тривіальних* та систематичних назв деяких гетероциклів: етиленоксид* |
||
(оксиран) (І), етиленімін* (азиридин) (ІІ), етиленсульфід* (тіїран) (ІІІ), оксетан (IV), азетидин (V), тієтан (VI), фуран* (оксол) (VII), пірол* (азол) (VIII), тіофен* (тіол) (IX), піразол* (1,2-
м
а
діазол) (X), імідазол* (1,3-діазол) (XI), тіазол* (1,3-тіазол) (XII), оксазол* (1,3-оксазол) (XIII), піридин* (азин) (XIV), піридазин* (1,2-діазин) (XV), піримідин* (1,3-діазин) (XVІ), піразин*
гетероциклах з одним гетероатомом атоми карбону іноді позначають грецькими літерамиα,
(1,4-діазин) (XVІІ), азепін (XVІІІ): |
|
|
|
|
|
а |
м |
и |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
н |
т |
|
|||
|
|
|
е |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
д |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Нумерацію атомів у гетероциклах починають з гетероатома |
і проводять у такому |
||||||||
|
|||||||||
напрямку, щоб замісники отримали менші номери. У п’ятичленниху |
і шестичленних |
||||||||
с |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
β, т а γ. У гетероциклах із кількома рівноцінними гетероатомами нумерацію здійснюють
таким чином, щоб гетероатоми отримали найменші номери. Для деяких гетероциклів існує |
|
|
н |
окремий порядок нумерації. Для конденсованих гетероциклів застосовують тривіальні* та |
|
н |
|
систематичні назви. За систематичною номенклатуроюяназви конденсованих гетероциклів |
|
утворюють, використовуючи як родоначальні структури тривіальні назви гетероциклів. |
|
При побудові назв конденсованих систем, які складаються з одного гетероциклічного та одного або двох бензольних ядер, до назви гетероциклу приєднують префікс бенз-(бензо-)
або дибенз-(дибензо-) з позначенням буквами а, b, c, d тощо зв’язку гетероциклу, вздовж |
||
|
с |
|
якого відбувається конденсація. Позначення азв’язків починають від гетероатома. Якщо |
||
и |
|
|
конденсована система складається з двох гетероциклівт |
, за основу назви беруть назву циклу, |
|
більшого за розміром; при однакових розмірах – циклу з більшою кількістю гетероатомів. |
||
Якщо за першими двома критеріями цикли рівнозначні, то азотовмісний цикл має перевагу над кисневмісним, а останній – перед сірковмісним. За допомогою літер позначають зв’язок
основного циклу, який є спільним для обох циклів, а за допомогою цифр – спільний зв’язок |
|
другого циклу з основним. Наприкладр |
, індол* (бензо[b]пірол) (ІХХ), хінолін* |
|
(бензо[b]піридин) (ХХ), акридин* (дибензо[b,e]піридин) (ХХІ), піроло[2,3-b]піридин (XXIІ), |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
піридо[2,3-d]піримідин (XXІІІ): |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
и |
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
За раціональною номенклатурою гетероциклічні сполуки називають за тим же |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
принципом,лщо й ароматичні. За основу беруть назву основних гетероциклічних структур: |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
фуран, |
тіофен, пірол, піразол, імідазол, піран, піридин, |
піримідин, піразин, пірадазин; |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
а |
замісників позначають літерами грецького алфавіту або цифрами, причому |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
положенняі |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
рахунок атомів починають з гетероатома: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
т |
е |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
HC |
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
4 3 |
|
HC |
4 3 |
|
C C2H5 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
4 |
3 CH |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
C5 2C |
|
CH3 |
HC5 2C |
|
CH3 |
H C |
|
C6 |
|
|
|
2 |
|
|
CH |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
C |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
N |
3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
2,5-диметилфуран |
2-метил-3-етилтіофен |
2,4,6-триметил-піридин |
||||||||||||||||||||||||||
м
а
Для метильованих похідних тіофену та піридину існують поширені назви – тіотолен і тіоксен для похідних тіофену, піколін і лутидин – для похідних піридину:
сполуки (вплив кутового та торсійного напруження циклів, наявність полярних зв’язків).
HC |
|
|
CH |
|
|
H3C |
|
HC |
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
а |
м |
и |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
HC C |
|
|
|
|
CH3 |
|
|
C C |
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2-метилтіофен, або 2-тіотолен |
2,5-диметилтіофен, або 2,5-тіоксен |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
HC CH CH |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
н |
т |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
HC C |
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
|
|
|
C |
|
CH3 |
HC |
|
C |
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2-піколін, або 2-метилпіриднн |
2,4-лутидин, або 2,4-диметилпіридине |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Якщо в сполуці є кілька |
гетероатомів, |
нумерацію |
починають |
|
із |
|
старшого. По |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
старшинству гетероатоми розміщують у такому порядку: О, S, N і далі за латинським |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
алфавітом. |
три- |
та чотиричленні |
|
|
|
|
|
|
у |
|
– |
реакційноздатні |
|||||||||||||||||||||||||
За хімічними властивостями |
|
|
гетеро цикли |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
При дії електрофільних |
і нуклеофільних |
реагентів відбувається |
розрив |
гетероатом- |
||||||||||||||
вуглецевого |
зв’язку та |
приєднання |
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
циклу. |
Для |
||||
молекули реагенту за місцем розриву |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
азотовмісних трита чотиричленних гетероциклів характернія |
властивості вторинних амінів. |
|||||||||||||||||
Реакційна здатність п’ятичленних гетероциклів з одним гетероатомом визначається |
||||||||||||||||||
наявністю |
в |
їх структурі |
циклуπ з |
-електрононадлишковою |
ароматичною |
системою |
(у |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
спряження з π-електронами подвійних зв’язків вступає неподілена пара електронів |
||||||||||||||||||
гетероатома, |
утворюється |
замкнена |
кон’югована |
|
система, |
в |
якій число |
узагальненихπ |
- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
(4n+2)а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
електронів |
відповідає |
правилу |
Гюккеля |
|
. Вони |
вступають |
у |
характерні |
для |
|||||||||
ароматичних |
сполук |
реакції |
|
и |
|
|
|
|
заміщення |
(нітрування, |
сульфування, |
|||||||
електрофільного |
|
|||||||||||||||||
ацилювання, галогенування). Враховуючи ацидофобність фурану, піролу та індолу, реакції проводять у лужному середовищі або використовують комплекси електрофільних реагентів з
лугами. |
|
о |
|
|
Електронна густина |
п’ятичленних |
гетероциклів |
з двома гетероатомами (азоли) |
|
|
к |
|
|
|
розподілена нерівномірно, |
це визначаєр |
напрямок дії |
електрофільних та нуклеофільних |
|
реагентів. Азоли – стабільні сполуки, виявляють здатність до таутомерних перетворень та утворення міжмолекулярнихиводневих зв’язків.
Шестичленні гетероцикли з одним гетероатомом – π-дефіцитні ароматичні системи. За
участю гетероатома утворюють солі |
та |
донорно-акцепторні |
комплекси. Реакції |
|
я |
|
|
|
|
електрофільного заміщення відбуваються за жорстких умов. З нуклеофільними реагентами |
||||
легко утворюють продуктив |
заміщення |
(аміно- |
та гідроксипохідні). |
Для шестичленних |
гетероциклів з двома гетероатомами реакції електрофільного заміщення можливі при
наявності електродонорного замісника, реакції нуклеофільного заміщення проходять легко. |
|
|
д |
Гетероциклічні сполуки проявляють різноманітну реакційну здатність Ароматичні |
|
гетероцикли здатнілвступати в реакції типові для звичайних ароматичних вуглеводів. При |
|
л |
|
цьому їх реакційна здатність сильно варіює з типом гетероциклу. Скажімо піридин вступає в |
|
|
реакції електрофільного |
заміщення набагато важче ніж бензол. Атом азоту (нітрогену) |
|||
|
|
|
а |
|
|
|
відтягує електронну густину з кільця приблизно так само, як і нітрогрупа. П'ятичленні |
||||
|
гетероцикли мають за |
звичай доволі високу реакційну здатність, наприклад, реакції |
|||
|
|
р |
|
|
|
|
електрофільного заміщення в гетероциклах (синя стрілка – основна позиція, червона – |
||||
|
наступнаі |
за активністю): |
|
||
т |
е |
|
|
|
|
м
а
|
|
|
|
П’ятичленні гетероциклічні сполуки |
|
|
|
|
|
|
и |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
До п’ятичленних гетероциклів з |
одним |
гетероатомом |
належать такі найважливіші |
|||||||||||||||||||||||
сполуки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
м |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
HC |
|
CH |
HC |
|
|
CH |
HC |
|
|
CH |
т |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
CH |
HC |
|
CH |
HC |
CH |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
O |
|
|
|
|
S |
|
|
NH |
|
|
н |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
фуран |
|
|
тіофен |
|
|
пірол |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Ядра фурану, тіофену та піролу часто зображують простими символами, випускаючи в
формулах позначення метинових груп. Фуран, тіофен і пірол мають систему спряжених |
||||
|
|
|
д |
|
подвійних зв’язків і в деяких реакціях виявляють характер дієнів зі спряженими подвійними |
||||
зв’язками (осмолення при дії кислот, полімеризація і т. ін.). Крім тогое |
, вони виявляють |
|||
ароматичний характер: здатні заміщувати атоми водню при галогенуванні, сульфуванні та |
||||
ацилуванні. |
с |
т |
|
|
|
|
|
||
Ароматичний характер цих сполук визначається наявністю вуних секстету π-електронів:
чотирьох π-електронів від чотирьох атомів вуглецю і двох електронів неподіленої пари гетероатома, подібно до бензолу, який має секстет π-електронів, що утворюють замкнену
електронну систему. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зараз розроблені різні синтетичні методи одержання фурану, тіофену та піролу, а також |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
різних їх похідних. Так, Ю.К. Юр’єв встановив, щоя |
при пропусканні пари фурану з |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
надлишком NH3 над А12О3 при 450° утворюється пірол. Далі від піролу дією H2S можна |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
перейти до тіофену, а від останнього дією парів води до фурану: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
HC |
CH |
|
H |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
3 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
2 |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
|
|
|
CH |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
CH |
|||||||||||||
|
|
|
|
HC |
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
о |
O |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH . |
|||||||||||||||||||
Група фурану. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
З |
п’ятичленних кисневих |
|
гетероциклічних сполук велике значення |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мають фуран та його похідне фурфурол. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Фуран |
л |
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
та його найближчі гомологи – 1-метилфуран (сильван) і 1,5-диметилфуран – |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
містяться |
в легких |
фракціях сухої |
|
перегонки |
|
дерева. |
Чистий фуран добувають сухою |
|||||||||||||||||||||||||||
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перегонкою пірослизової кислоти. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Фуран – безбарвнад |
рідина із своєрідним неприємним запахом, що нагадує хлороформ. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Подібно до бензолу, він має ароматичні властивості. Незважаючи на два подвійних зв’язки, |
||||
|
і |
реакції з |
галогенами |
відбувається не |
фуран гідрогенізується надзвичайно важко; при |
||||
р |
|
|
|
|
приєднання за місцем подвійних зв’язків, а заміщення атомів водню. Але фуран не стійкий |
||||
до впливуакислот; він осмолюється під впливом сірчаної кислоти, азотна кислота перетворює |
||||
е |
|
|
|
|
його в малеїнову, тому фуран не можна сульфувати або нітрувати в звичайних умовах. |
||||
Чутливою якісною реакцією на фуран є фарбування соснової тріски в зелений колір при |
||||
змочуванні її соляною кислотою. |
|
|
|
|
Завдяки своїй ароматичності, поведінка фурану досить |
різноманітна, на відміну від |
|||
тбільшості типових гетероциклічних ефірів, наприклад тетрагідрофурану. |
електрофільного |
|||
Він більш реакційноздатний ніж бензол та |
тіофен |
в реакціях |
||
м
а
заміщення, це пов'язано з електронно-донорним впливом гетероароматичного икисню. Вивчення резонансних структур показує збільшення електронної густини в кільці, що призводить до зростання ймовірності електрофільного заміщення:
Разом з тим практично здійснити електрофільне заміщення в ядрі фурану дуже важко,
оскільки він легко полімеризується (осмолюється) в присутності кислот. Так, для нітрування |
|
т |
|
фурану застосовують такі нетривіальні реагенти як тетранітрометан. Похідні, що містять |
|
акцепторні замісники (особливо положенні 2) набагато стійкіші у кисломун |
середовищі, |
зокрема фурфурол (2-форміл-фуран) може бути пробромований напряму. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
у |
д |
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
а |
н |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фурфурол добувають при нагріванні з розведеними кислотами речовин, які містять |
||||||||||||
пентозани, такі, як висівки, соняшникова лузгат , тирса, солома та ін. Фурфурол – безбарвна |
||||||||||||
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рідина, яка швидко темнішає і осмолюється від світла, під дією тепла, повітря і мінеральних |
||||||||||||
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислот. За своїми хімічними властивостями фурфурол дуже подібний до ароматичних |
||||||||||||
альдегідів, наприклад до бензальдегіду.иЯк і останній, він під дією ціаністого калію зазнає |
||||||||||||
“бензоїнової конденсації”, утворюючи фуроїн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При окисленні фурфуролу утворюється пірослизова кислота. Під впливом |
||||||||||||
концентрованих лугів фурфурол оперетворюється за реакцією Канніццаро-Тищенка в сіль |
||||||||||||
пірослизової кислоти і фуриловий спирт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фурфурол використовують в органічному синтезі хімічних продуктів: фурилового |
||||||||||||
спирту, тетрагідрофурану, малеїновогои |
ангідриду, ендоталю і багатьох інших. З фурфуролу |
|||||||||||
виробляють пластичні маси, синтетичні смоли і волокно найлон, а також цінні лікарські |
||||||||||||
препарати і антибіотики. Фурфурол як розчинник широко застосовують для відокремлення і |
||||
|
|
|
л |
|
очищення продуктів крекінгу, гасу, рослинних олій, каніфолі. |
||||
|
|
д |
|
яНайпростішими п’ятичленними сульфурвмісними гетероциклічними |
Група |
тіофену. |
|||
сполуками є тіофен та його похідні. |
||||
іа |
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
та його |
похідні містяться в кам’яновугільному дьогті, сірчистих нафтах і |
|
Тіофен |
|
|||
особливо в сланцевій смолі. Синтетично тіофен можна добути різними способами. Із
значним виходом його добувають пропусканням ацетилену або пари фурану з сірководнем |
|
наде |
оксидом алюмінію при 400 – 450°. Його можна також синтезувати пропусканням |
ацетилену над нагрітим піритом та іншими способами. Гомологи тіофену, як і гомологи |
|
т |
|
бензолу, можна синтезувати звичайними для ароматичних сполук способами.
Тіофен – безбарвна легкорухома рідина з характерним запахом. Багатьма властивостями
м
а
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
він подібний до бензолу: легко хлорується і сульфується в α-положенні, стійкий по |
|||||||||||
відношенню |
до відновників, |
а також |
до |
перманганату |
калію. |
Нітрування |
|
тіофену |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
кислоти з |
|
відбувається важко; найкраще воно провадиться при дії на тіофен суміші азотної |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
оцтовим ангідридом або при пропусканні пари тіофену над димлячою азотною кислотою. |
|||||||||||
Тіофен |
вважається |
ароматичним, хоча теоретичні розрахунки |
вказують на |
меншу |
|||||||
ступінь ароматичності |
ніж у |
4 |
але |
участь однієї |
з пар |
т |
|
|
|
сірки в |
|
бензолу, |
електронів |
|
|||||||||
делокалізованому зв'язку π-системи значний, і як наслідок реакційна здатність тіофену вища
ніж у бензолу (наприклад в реакціях галогенування, нітрування, формілування та |
|||
|
|
е |
|
дейтрування швидкість реакції в 10 разів більша). Як наслідок його ароматичності, тіофен |
|||
|
д |
|
|
не проявляє звичайних властивостей тіоефірів. Наприклад атом сіркин |
не алкілюється |
||
метилйодидом. Зазвичай реакції проходять (а інколи виключно) в α-положення циклу (на 2-3 |
|||
у |
|
|
|
порядки швидше, ніж у інші положення). Для похідних тіофену, які містять в 2-му положенні орієнтанти II роду, реакції проходять із утворенням 2,5-дизаміщених. 2,4-ізомери добувають
при умові, що вихідні сполуки беруть у вигляді комплексів із сильними протонними чи |
|||||
|
|
|
|
с |
|
апротонними кислотами, що зумовлюється різким збільшенням електроноакцепторної |
|||||
властивості замісника після комплесоутворення: |
|
я |
|
т |
|
|
а |
н |
|
|
|
т |
|
|
|
||
|
|
, ніж їхні бензольні аналоги, тому |
|||
Тіофен та його похідні являються менш стабільнимин |
|||||
багато реакцій в ряду тіофену супроводжуються поліконденсацією (смолоутворенням) та |
|||||
більш активних третинних та вториннихи(алес аж ніяк не первинних) алкілгалогенідів. Тіофен за наявності замісників орієнтантів I роду досить легко ацилюються в присутності SnCl4 чи SnCl2 в бензолі, який за даних умов не ацилюється. Формілування тіофену відбувається під дією ДМФА чи N-метилформаніліду в присутності РОCl3, а при наявності альдегідів та
деструкцією. Тіофен досить добре алкілюється в досить м'яких умовах та при використанні
кетонів в присутності апротонних чи протонних кислот призводить до утворення сполук |
|||
ряду ди(2-тієніл)метану. |
|
р |
|
Тіофен та його похідні здатніо |
до прямого метилювання під дією літійорганічних |
||
реагентів по механізму так званогок |
протофільного заміщення. Реакція протікає досить |
||
|
в |
|
|
швидко та практично кількісно при кімнатній температурі в більшості випадків з високою |
|||
регіоселективністю та утвореннями |
α-літієвих похідних. За дуже м'яких умов (-70 °C) під дією |
||
я |
|
|
|
C4H9Li протікає також реакція обміну атому галогену на метал в циклі тіофену, при чому |
|||
обмін галогену вα -положенні переважаючий надβ -положенням, а обмін I на Li йде легше, ніж Вr. Реакції нуклеофільного заміщення краще проходять із заміщенними тіофенами, які
містять орієнтанти I роду в кільці. |
|
||||
Ненасичені властивості |
тіофену виражені слабко. |
Наприклад в дієновий синтез |
|||
|
|
л |
|
|
|
вступають тільки конденсовані тіофени, такі як заміщені бензо[с]тіофену. Гідрування в ряду |
|||||
тіофенів відбуваєтьсяд |
дуже важко, це пов'язано із отравляючою дією сірки на більшість |
||||
каталізаторів. Але все ж тіофен в присутності Pd/C, MoS перетворюється в тетрагідротіофен |
|||||
іа |
л |
|
|
|
|
(тіофан). Гомологи тіофену та більшість його похідних перетворюються у відповідні похідні |
|||||
тіофану за умов йонного |
гідрування, наприклад при |
дії трифтороцтової кислоти та |
|||
триетилсилану. Дигідротіофен утворюється при відновленні тіофену Na в рідкому NH3. При аналогічному відновленні гомологів тіофену та його похідних процес зазвичай не
|
зупиняється на стадії утворення дигідропохідного, а відбувається розщеплення циклу з |
|
|
|
р |
|
утворенням відповідних сполук аліфатичного ряду. |
|
т |
е |
Тіофен, його гомологи та деякі похідні здатні вступати в реакції радикального |
заміщення, наприклад арилювання за реакцією Гомберга-Бахмана-Хея. Іншою важливою |
||
реакцією арилювання є УФ-опромінення йодтіофену в ароматичному розчиннику чи ароматичної йодпохідної в тіофені.
м
а
Група піролу. З п’ятичленних азотистих гетероциклічних сполук найбільш поширений пірол. Він лежить в основі структури гему крові, зеленого рослинного пігменту – хлорофілу,
багатьох алкалоїдів (нікотину, кокаїну, атропіну) та ін. |
|
|
|
|
|
а |
м |
и |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
т |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пірол міститься в кістковому маслі, яке добувають сухою перегонкою свіжих кісток, та в |
||||||||
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
кам’яновугільній смолі. Синтетично його можна добути за методом Юр’єва дією аміаку на |
||||||||
фуран, а також дією аміаку на ацетилен. |
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пірол – безбарвна рідина з температурою кипіння 131°С. Пари піролу та його нижчих |
||||||||
гомологів мають властивість забарвлювати в яскраво-червонийдколір соснову тріску, |
||||||||
змочену концентрованою соляною кислотою. Незважаючи на присутність NH-групи, основні |
||||||||
|
т |
у |
|
|
|
|
|
|
можна пояснити взаємодією вільної пари електронів атомас азоту з π-електронами двох спряжених подвійних зв’язків, що містяться в молекулія , внаслідок чого спостерігається ароматичний характер кільця і ускладнюється приєднання протона до атома азоту.
властивості піролу виражені дуже слабо, з кислотами він не утворює стійких солей. Це
Ароматичний характер піролу виявляється в тому, що за рядом властивостей він нагадує |
|||
|
|
н |
|
фенол. Пірол легко окислюється. У звичайних умовах він не сульфується і не нітрується |
|||
|
а |
|
|
концентрована сірчана кислота викликає інтенсивне осмолюваннян |
. При дії на пірол продукту |
||
приєднання сірчаного ангідриду до піридину утворюється 1-піросульфонова кислота. |
|||
т |
|
|
|
Обидва N- і C- протони піролу являються помірно кислотними і можуть бути депротонованими сильними основами, такими як гідриди металів та літійорганічними
сполуками. Утворені "піроліди" |
являються нуклеофілами. Захоплюючи спряжені основи |
|||
електрофілами (такими як алкіл- |
|
и |
|
|
чи ацилгалогенідами) можна дослідити які положення |
||||
|
|
р |
|
|
кільця були депротоновані основами , тобтос |
фактично які позиції кільця є актуальними в |
|||
реакціях як нуклеофіли. Розподіл продуктів таких реакцій часто досить складний і залежить |
||||
від використовуваних основ (Li |
+1 |
|
|
+1 |
|
бутиллітію чи Na гідриду натрію), заміна радикалів у |
|||
піролі, та електрофілів. |
|
|
|
|
Резонансна структура піролу дає можливість прогнозувати реакційну здатність сполуки. |
|||
|
и |
|
|
Подібно до фурану та тіофену, піроло |
більш реакційно здатніший, ніж бензол в реакціях |
||
в |
|
|
|
нуклеофільного ароматичного заміщенняк |
, тому що здатний стабілізувати позитивний заряд в |
||
інтермедіаті. Це відбувається через можливість нітрогену передати вільну електронну пару в резонансне кільце:
Електрофільне заміщення піролу переважно проходить в 2-ге та 5-те положення, хоча
можливе отримання 3- і 4- заміщених похідних із меншими виходами. Дві такі реакції, які |
||
|
|
л |
мають особливедзначення при добуванні пірольних функціоналізованих похідних: реакція |
||
і |
а |
та реакція Вільсмаєра-Хаака, причому обидва є сумісними із різноманітними |
Манніха |
|
|
пірольними похідними. При взаємодії піролу із формальдегідом утворюються порфіринові
|
|
р |
|
похідні: |
|
т |
е |
|
|
Порфірини – природні і синтетичні тетрапірольні сполуки, формально – похідні |
|
|
|
|
порфіну, азотовмісні пігменти, входять до складу небілкової частини молекули гемоглобіну,
м
а
хлорофілу, ряду ферментів. Відносяться до вищих гетероциклів. Завдяки унікальному набору фізичних і хімічних властивостей порфірини та їх аналоги привертають інтерес дослідників у
галузі хімії, біології, медицини, оптики і матеріалознавства. На основі порфіринів створені |
||||
|
|
|
|
и |
каталізатори, сенсори, лікарські засоби, органічні напівпровідники, рідкі кристали та |
||||
|
|
а |
м |
|
матеріали для нелінійної оптики. Гем, один з представників порфіринів, є простетичною |
||||
|
т |
|
|
|
групою гемоглобіну, міоглобіну, цитохрому c, цитохрому Р450 та ін. Порфіриновий скелет |
||||
н |
|
|
|
|
також лежить в основі структур рослинних пігментів (хлорофілу, феофітину, феоборбіду) |
||||
внаслідок чого порфірини можна широко використовувати при дослідженні та моделюванні деяких стадій фотосинтезу.
Гемоглобін – червона речовина крові, яка виконує в організмі вищихе тварин і людини функцію перенощика кисню з органів дихання до тканин. За своєю хімічною природою
Особливо важливими похідними піролу є гемоглобін і хлорофіл.
гемоглобін є хромопротеїдом, який складається з білкової частини – глобіну та простетичної |
|||
групи небілкової природи – гему: |
т |
у |
д |
|
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
т |
а |
Молекула гему містить чотири пірольних ядра, зв’язаних між собою метиновими |
||
групами (СН=), а також з атомом заліза. |
|
|
Гем – небілкова простетична група гемоглобіну та цитохромів, що містить двовалентний |
||
|
и |
|
атом заліза, закріплений в центрі великого гетерициклічного органічного кільця – порфірину. |
||
р |
|
|
Не всі порфірини містять залізо, проте значнас |
доля металопротеїнів, що містять порфірин, |
|
мають гем в якості своєї простетичної групи. Ця група білків називається гемопротеїнами. |
||
Хребетні тварини синтезують гем з найбільш простих азотистих сполук (гліцину та сукцинату) та з резервного залізобілкового комплексу – феритину, який знаходиться в
селезінці, печінці та червоному кістковому мозку. Гем, виділений з крові різних хребетних |
||||||
|
|
|
|
и |
|
|
тварин, має однаковий хімічний складо . |
|
|
||||
|
|
|
в |
|
|
|
Вільний гем легко окиснюєтьсяк |
на повітрі до гематину, в якому атом заліза |
|||||
тривалентний. Багаторічні дослідження структури гема закінчились синтезом геміна – |
||||||
солянокислого гематину (Герман Фішер, 1929 рік). |
||||||
Хлорофіл |
|
я |
|
|
|
необхідний у процесі фотосинтезу, тобто |
– зелений пігмент рослин, |
||||||
|
л |
|
|
|
|
|
поглинання енергії світла і перетворення CO2 |
повітря в органічні речовини. |
|||||
Колір листя фотосинтезуючих рослин обумовлений високою концентрацією хлорофілу. |
||||||
Хлорофіл присутній у всіх фотосинтезуючих організмах – вищих рослинах, водоростях, синьо-зелених водоростях (ціанобактеріях), фотоавтотрофних найпростіших (інша назва –
найпростіші; |
систематична |
група перетинається |
з водоростями) і |
фотоавтотрофних |
||
|
л |
|
|
|
|
|
бактеріях. Деякідвищі рослини, навпаки, позбавлені хлорофілу (Петрів хрест). |
||||||
Хоча максимум безперервного спектру сонячного випромінювання розташований в |
||||||
і |
|
|
|
(де знаходиться і максимум чутливості |
ока), поглинається |
|
«зеленій» області 550 нм |
||||||
р |
|
|
|
|
|
|
хлорофілом переважно синє, частково – червоне світло із сонячного спектра (чим і |
||||||
обумовлюєтьсяа |
зелений колір відбитого світла). |
тими довжинами |
хвиль, які слабо |
|||
Рослини |
можуть використовувати і світло з |
|||||
т |
|
|
|
Енергію фотонів при цьому вловлюють інші фотосинтетичні |
||
поглинаються хлорофілом. |
||||||
пігменти, які потім передають енергію хлорофілу. Цим пояснюється різноманітність |
|
забарвленняе |
рослин (та інших фотосинтезуючих організмів) і її залежність від спектрального |
складу падаючого світла.
Хлорофіли можна розглядати як похідні протопорфірину – порфірину з двома карбоксильними групами (вільними або етерифікованими). Так, хлорофіл А має
м
а
карбоксиметилову групу на 10С, фітоловий ефір пропіонової кислоти – на 7С: |
|
|
м |
и |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
т |
а |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
т |
добробкою, |
|
при |
цьому |
||||
Видалення магнію, легко досягається м'якою кислотною |
|
||||||||||||
утворюється продукт, відомий як феофітин. |
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всі ці сполуки інтенсивно забарвлені і сильно флуоресціюють, крім тих випадків, коли |
|||||||||||||
вони розчинені в органічних |
розчинниках в суворо безводних умовах. |
|
Вони |
мають |
|||||||||
характерні спектри поглинання, |
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
придатні для якісного та кількісного визначення складу |
|||||||||||||
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пігментів. Хлорофіли нестійкі на світлі, вони можуть окиснюватися до аломерних хлорофілів |
|||||||||||||
на повітрі в розчині метанолу або етанолу. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хлорофіли утворюють комплекси з білками in vivo і можуть бути виділені в такому
вигляді. У складі комплексів їх спектри поглинання значно відрізняються від спектрів |
||
вільних хлорофілів в органічних розчинниках. |
а |
|
|
т |
|
П'ятичленні гетероцикли зндвома гетероатомами |
||
с |
|
|
З п'ятичленних гетероциклів з двома гетероатомами розглянемо такі, в яких обидва або хоч один гетероатом є атомом азоту. Ці гетероцикли називають азолами. Найважливішими з них є тіазол, піразол, імідазол і оксазол.
Піразол та його похідні. Піразол у природних продуктах не знайдений, його можна |
||||
|
|
|
р |
|
добути конденсацією гідразину з епіхлоргідрином. |
||||
|
|
ко |
|
плавлення 70°С. |
Піразол – безбарвні кристали з температуроюи |
||||
|
и |
|
|
|
Він має ароматичний характер: легко сульфується, нітрується і стійкий до окислення. |
||||
Похідні тіазолу, як правило, не вступають в реакції електрофільного заміщення, що |
||||
я |
|
|
|
|
обумовлено N-протонуванням або комплексоутворенням з кислотами Льюїса в умовах |
||||
реакції. В умовах, що виключаютьв |
ці реакції, бромування Вr2 в бензолі і нітрування в |
|||
оцтовому ангідриді або тетрафтороборатом N-нітропіколінію в ацетонітрилі відбуваються в |
||||
|
положення 5. Реакційна здатність різних положень тіазольного циклу при електрофільному |
|||||
|
|
|
|
д |
|
|
|
заміщенні, що протікає через катіонний S-комплекс, зменшується в ряді: 5 → 4 → 2- |
|||||
|
положення. Важливул |
роль в хімії тіазолу відіграють реакції електрофільного заміщення, що |
||||
|
|
|
л |
|
|
|
|
йдуть за так званим ілідним механізмом, наприклад реакція ізотопного обміну: |
|||||
|
р |
і |
|
|
|
|
|
У реакціях нуклеофільного заміщення найбільш активне 2 положення, за яким |
|||||
|
протікаютьа |
пряме нуклеофільне заміщення атома H на аміногрупу по реакції Чичибабіна і |
||||
т |
метилювання. |
|
|
|||
Під дією окислювачів (надкислот) тіазол і його заміщені окислюються до відповідних N- |
||||||
|
||||||
оксидів, які здатні до 1,3-диполярного приєднання. Тіазол і його похідні стійкі до дії водню в |
|
моменте |
виділення, а також у присутності каталізаторів, проте під дією NaBH4 |
перетворюється в тетрагідротіазоли (тіазолідіни). При дії Ni-Ренея зазнають десульфуризації з утворенням аліфатичних сполук.
Важливе синтетичне значення має рухливість атома водню метильної групи в положенні
м
а
2 тіазоліевих солей, яка використовується в синтезі ціанінових барвників. |
|
|
|
|
|||||
Деякі синтетичні похідні піразолу (атипірин, пірамідон, анальгін) широко застосовують |
|||||||||
у медицині як жарознижуючі і болезаспокійливі засоби. |
|
|
|
|
|
|
а |
м |
и |
Імідазол (гліоксалін) та його похідні. Імідазол – ізомер піразолу. |
|
|
|
||||||
|
|
т |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ядро імідазолу має π-електронний секстет, який обумовлює ароматичність, хоча і |
|||||||||
незрівняно меншу, ніж у бензолу. В зв’язку з тим, що π-електронна пара одного з азотів не |
|||||||||
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
бере участі в утворенні “бензоїдної електронної системи”. Імідазол, на відміну від піролу, |
|||||||||
має основні властивості. |
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
Похідні імідазолу часто зустрічаються в природі і мають важливе біологічне значення |
|||||||||
(гістидин, гісталін, пілокарпін і т. ін.). |
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
Гістидин – складова частина більшості білків. Утворюєтьсяу |
|
при гідролітичному |
|||||||
розщепленні білків. |
с |
т |
|
|
|
|
|
|
|
Тіазол та його похідні – надзвичайно стійкі сполуки. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тіазоловий цикл міститься в багатьох природних продуктах (пеніциліні, |
|
вітаміні В1); |
|||||||
похідним тіазолу є сульфаніламідний препарат норсульфазол. З тіазолів найбільший інтерес |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
становить бензотіазол до похідних якого належать тіоціанові барвники, прискорювачі |
|||||||||||||||||||||||
вулканізації каучуку (каптакс) і т.д. |
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Всі азоли виявляють ароматичні і слабколужні властивості. Вони входять до складу |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
багатьох лікарських речовин, вітамінів, антибіотиків. Так, ядро тіазолу входить до складу |
|||||||||||||||||||||||
вітаміну В1, антибіотика пеніциліну, сульфамідногос |
препарату норсульфазолу: |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
норсульфазол |
|
вітамін В1 |
|
|
бензпеніцилін |
|||||||||||||
|
Імідазольне ядро входить до складу пуринових основ нуклеїнових кислот, деяких |
||||||||||||||||||||||
алкалоїдів, наприклад пілокарпінуи , вітаміну H (біотину), а також ряду синтетичних |
|||||||||||||||||||||||
фармацевтичних препаратів (дибазолу), |
які застосовуються |
при лікуванні гіпертонії, |
|||||||||||||||||||||
нервових захворювань: |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
д |
л |
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C6H5 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
HCl |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вітамін Н (біотин) |
|
|
|
|
|
дибазол |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Шестичленні гетероцикли з одним гетероатомом |
|||||||||||||||
|
Група піридину. Найважливішим представником шестичленних гетеро циклів з одним |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гетеро атомом є піридин – шестичленний гетероцикл з одним атомом азоту. |
|||||||||||||||||||||||
е |
р |
і |
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Безбарвна рідина з характерним неприємним запахом. Без обмежень змішується з водою |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
та практично з усіма органічними розчинниками. З водою (41,3 мас%) утворює азеотропну |
|||||||||||||||||||||||
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
суміш з температурою кипіння 93,6 °C. Піридин вперше був виділений з кісткової олії |
|||||||||||||||||||||||
(Т. Андерсон, 1849 р.), яка утворюється при піролізі кісток. У 1854 р. його виділили з
