Гетероциклы. Гетероциклические соединения

1.

2.

3.

Гетероциклические соединения – это
органические соединения, в циклах
которых содержатся не только
атомы углерода, но и атомы других
элементов, называемые
гетероатомами (атомы азота, серы,
кислорода и некоторых других
элементов).

4.

1. ПО РАЗМЕРУ ЦИКЛА (ПЯТИ-, ШЕСТИЧЛЕННЫЕ И
Т.Д.)
2. ПО ЧИСЛУ ГЕТЕРОАТОМОВ В ЦИКЛЕ (С ОДНИМ,
ДВУМЯ И Т.Д.)
3. ПО ПРИРОДЕ ГЕТЕРОАТОМА (КИСЛОРОД-, АЗОТ-,
СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ)
4. ПО СТРОЕНИЮ ГЕТЕРОЦИКЛА (ПРЕДЕЛЬНЫЙ,
НЕПРЕДЕЛЬНЫЙ, АРОМАТИЧЕСКИЙ)
5. ПО ЧИСЛУ ЦИКЛОВ (МОНОЦИКЛИЧЕСКИЕ,
БИЦИКЛИЧЕСКИЕ)

5.

К пятичленным гетероциклическим соединениям
относятся фуран, тоифен, пиррол и их
производные. Наиболее важное биологическое
значение имеют азотсодержащие гетероциклы.

6.

7.

8.

9.

Бесцветная жидкость с температурой
кипения 131 С, с запахом хлороформа,
плохо растворимая в воде, на воздухе
быстро окисляется и темнеет.

10.

РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ КОЛЬЦА
(АРОМАТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА)
РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ
АМИНОГРУППЫ

11.

1. Реакции замещения. Подобно бензолу, пиррол
вступает в реакции замещения (пиррол более
реакционноспособен, чем бензол). При этом:
• преимущественно замещается водород,
находящийся в соседнем положении с
гетероатомом (2-е положение);
• необходимы мягкие специфические реагенты, не
содержащие протонов (Н+), так как в
сильнокислых средах происходит
полимеризация пиррола.

12.

• Нитрование

13.

• Галогенирование (бромирование или
иодирование)

14.

2. Реакции присоединения (гидрирования)

15.

3. Окисление.
Пиррол в отличие от бензола легко
окисляется азотной кислотой,
перманганатом калия и другими
окислителями

16.

Связывание неподеленной электронной
пары атома азота системой
сопряжения приводит к резкому
ослаблению основных и проявлению
кислотных свойств.

17.

Как слабая кислота пиррол вступает в реакцию с
металлическим калием, образуя соль – пиррол-калий

18.

Пиррольные структуры
содержатся в
гемоглобине,
хлорофилле,
витамине В12 и
некоторых других
природных соединениях.
В состав молекул этих
сложных веществ входит
тетрапиррольный
фрагмент (порфин) в виде
комплекса с металлом.

19.

Пиридин C5H5N

20.

21.

1. Пиридин выделяют из
каменноугольной смолы
2. Из костного масла, полученного при
пиролизе костей
3. В лабораторных условиях пиридин
можно синтезировать из синильной
кислоты и ацетилена: 2CH≡CH +HCN
→ C5H5N (катализатор HgCl2)

22.

Пиридин представляет собой
бесцветную жидкость с характерным
очень неприятным запахом температура
кипения 115°С. Его добавляют к
этиловому спирту при приготовлении
денатурата. С водой смешивается в
любых соотношениях, отличаясь этим от
бензола. Пиридин ядовит, вызывает
резкие головные боли и общие
отравления

23.

определяются наличием
ароматической системы и атома
азота с неподеленной электронной
парой
1. Основные свойства
2. Реакции с участием бензольного
кольца

24.

25.

26.

Реакции замещения. Пиридин как
ароматическое соединение вступает в реакции
электрофильного замещения, но его активность в
этих реакциях ниже, чем бензола, что связано с
влиянием более электроотрицательного атома
азота. Азот оттягивает электронную плотность и
уменьшает ее в положениях 2,4,6 (орто- и пара-),
поэтому электрофилъное замещение
происходит в положении 3 (мета-) и реакция
протекает в жестких условиях

27.

28.

29.

30.

31.

Пурин С5H4N4 – соединение, в молекуле которого
сочетаются структуры шести- и пятичленного
гетероциклов, содержащих по два атома азота.
Проявляет амфотерные свойства. Слабые основные
свойства связаны с атомами азота шестичленного
(пиримидинового) цикла. Слабые кислотные свойства
обусловлены группой N-H пятичленного цикла (по
аналогии с пирролом).

32.

33.

34.

35.

36.

В молекулах ДНК пуриновые и пиримидиновые основания
соединены водородными связями и располагаются по принципу
комплементарности.