КЛАССИФИКАЦИЯ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

К.Э. Герман Зав кафедрой естественных наук ММИ РЕАВИЗ

2

КАКОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

ЯВЛЯЕТСЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПРЕДПОСЫЛКОЙ И ОСНОВОЙ ЖИЗНИ

В ОБОИХ ЦАРСТВАХ -( ЖИВОТНЫХ И РАСТЕНИЙ) ???

НАИБОЛЕЕ ЧАСТЫЙ ОТВЕТ =

ГЛЮКОЗА

ОНА ЛИШЬ ВСПОМАГАТЕЛЬНЫЙ

ИНСТРУМЕНТ

КЛЮЧ К ВОЗНИКНОВЕНИЮ ВСЕГО ЖИВОГО

–ПОРФИРИН

ЭРИТРОЦИТЫ.Белковая система гемоглобин-окси\

карбокси-гемоглобин : перенос O2

к тканям и органам и удалению из них метаболической СО2)

гемоглобин

Fe2+Mg2+

порфирин

гем

Хлорофилл способен обратимо

возбуждаться квантом света, передавая

энергию в цепочку фотохимического

синтеза углеводов.СO2 + H2O + hn

ПОНЯТИЕ О ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

1. Определение гетероциклических систем

2.Классификация гетероциклов

3. Ароматичность гетероциклов

Гетероциклические соединения (гетероциклы) — органические соединения, содержащие циклы, в состав которых наряду с углеродом входят и атомы других элементов.

ПОНЯТИЕ О ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

1. Определение гетероциклических систем

2.Классификация гетероциклов

3. Ароматичность гетероциклов

По числу атомов в цикле

По типу атомов в цикле

ПОНЯТИЕ О ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

1. Определение гетероциклических систем

2.Классификация гетероциклов

3. Ароматичность гетероциклов

Насыщенные – неароматичны

Ненасыщенные – могут быть ароматичными – более устойчивы

НАСЫЩЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ

НАСЫЩЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ

НЕНАСЫЩЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ

НЕНАСЫЩЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ

Пиридин и его производные

α-Пиран и его производные

γ-Пиран и его производные

•Пиридин-N-оксид и его производныеα-пиколин (2-метилпиридин)•β-пиколин (3-метилпиридин)•γ-пиколин (4-метилпиридин)•2-оксипиридин•4-оксипиридин•Пиридоксин•Пиколиновая кислота•Никотиновая кислота•Изоникотиновая кислота

•Хинолин•Оксин•Кинуреновая кислота•Изохинолин•Акридин•Пиперидин•Индолизин

•α-пиронα-хромен•Кумарин•Эскулетин•Псорален•Дикумарол•Варфарин

•γ-пирон Дегидрацетовая кислота•Мальтол•Хелидоновая кислота•Меконовая кислота•γ-хромен•Оксифлавоны•Ксантен•Ксантгидрол•Ксантон•2,3-дигидро-γ-пиран•Хроман•Токоферол•Катехины

С ДВУМЯ ГЕТЕРОАТОМАМИ

С ТРЕМЯ ГЕТЕРОАТОМАМИ

•1,3,5-триазин и производные•Цианурхлорид и Циануровая кислота

•МеламинЦианурхлорид применяют главным образом в производстве гербицидов триазинового ряда, оптических отбеливателей, активных триазиновых красителей и т.п..

Основным промышленным методом получения цианурхлорида является каталитическая тримеризация хлорциана

3CICN → C3N3CI3

Реакция проводится либо в газовой фазе при температуре 350—450 °C в присутствии активированного угля, либо в жидкой фазе в присутствии соляной кислоты или хлорида железа (III) (300 °C; 4 Мн/м², или 40 кгс/см²).

РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ• Особенности реакционной способности гетероциклических соединений по сравнению с их карбоциклическими аналогами обуславливаются именно такими гетерозаместителями.• В качестве гетероатомов чаще всего выступают элементы второго периода (N, O) и S, реже — Se, P, Si и др. элементы.• Как и в случае карбоциклических соединений, наиболее специфические свойства гетероциклических соединений проявляют ароматические гетероциклические соединения (гетероароматические соединения).• В отличие от атомов углерода карбоциклических ароматических соединений, гетероатомы могут отдавать в ароматическую систему не только один (гетероатомы пиридинового типа), но и два (гетероатомы пиррольного типа) электрона.• Гетероатомы пиррольного типа обычно входят в состав пятичленных циклов (пиррол, фуран, тиофен).

НУКЛЕОФИЛЬНОСТЬ

Так, для пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом (пиррольный тип), ароматический секстет электронов распределяется по пяти атомам цикла, что ведёт к высокой нуклеофильности этих соединений.

Для них характерны реакции электрофильного замещения, они весьма легко протонируются по пиридиновому азоту (предпочтительно, см. далее) или углероду цикла, галогенируются и сульфируются в мягких условиях.

Реакционная способность при электрофильном замещении убывает в ряду :

пиррол > фуран > селенофен > тиофен > бензол.

ВВЕДЕНИЕ ГЕТЕРОАТОМОВ ПИРИДИНОВОГО ТИПА В ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ ведёт к снижению электронной плотности,

нуклеофильности, и, соответственно, реакционной способности в

реакциях электрофильного замещения, то есть эффект аналогичен влиянию

электроноакцепторных заместителей для производных бензола.

Азолы реагируют с электрофилами подобно пирролам с одним или несколькими электроноакцепторными заместителями в кольце,

а для оксазолов и тиазолов становится возможным лишь при наличии активирующих заместителей с +M-эффектом (амино- и гидроксигруппы).

СИНТЕЗ ПИРРОЛА

ПОРФИРИН

2

1

ГЕОПОРФИРИН,

ТАКЖЕ ИЗВЕСТНЫЙ КАК ПЕТРОПОРФИРИН,

ИМЕЕТ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ

СИНТЕЗ ПОРФИРИНА

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !