Ароматические_и_биологически_важные_гетероциклические_соединения

1. Взаимное влияние атомов в молекулах. Электронные эффекты. Ароматические и биологически важные гетероциклические соединения.

Попова Екатерина
Александровна
кафедра общей и медицинской химии
им. проф. В.В. Хорунжего,
к х. н., доцент

2. Структура лекции

I.
Введение
обозначения, классификация механизмов
II. Взаимное влияние атомов в молекулах
Электронные эффекты заместителей
III. Ароматические соединения
ароматические углеводороды и
гетероциклы: строение, ароматичность,
реакционная способность
IV. Заключение
2

3. Структура лекции

I.
Введение
обозначения, классификация механизмов
II. Взаимное влияние атомов в молекулах
Электронные эффекты заместителей
III. Ароматические соединения
ароматические углеводороды и
гетероциклы: строение, ароматичность,
реакционная способность
IV. Заключение
3

4. Введение

Виды формул органических соединений
4
Молекула
Брутто
Этанол
C2H6O
Бензол
C₆H₆
Фенол
C₇H₈О
Пиридин
C₅H₅N
Структурная
Скелетная

5. Введение

Виды формул органических соединений
5
Молекула
Брутто
Структурная
Этанол
C2H6O
CH3-CH2-OH
Бензол
C₆H₆
Фенол
C₇H₈О
Пиридин
C₅H₅N
Скелетная

6. Введение

Виды формул органических соединений
6
Молекула
Брутто
Структурная
Этанол
C2H6O
CH3-CH2-OH
Бензол
C₆H₆
Фенол
C₇H₈О
Пиридин
C₅H₅N
Скелетная

7. Введение

Виды стрелок в органической химии
Стрелка
А→Б
реакция (необратимая)
А⇌Б
равновесие
А⇄Б
таутомерия, обратимые
реакции
[А
Б]≡ß
A:
.
A
7
Значение
резонанс, делокализация
механизм (движение
электронной пары)
механизм (движение
одного электрона)

8. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по механизму разрыва связи
Н.Н. Семенов
(1896-1986г.)
Лауреат Нобелевской
премии (1956 г.)
Создатель теории механизма
свободнорадикальных(цепных)
реакций
8

9. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по механизму разрыва связи
Н.Н. Семенов
(1896-1986г.)
Лауреат Нобелевской
премии (1956 г.)
Создатель теории механизма
свободнорадикальных(цепных)
реакций
9
Гомолитический разрыв
A–B → A• + B
→ радикальные реакции
Условия: газ, свет, неполярный растворитель
Гетеролитический разрыв
A–B → A⁺ + B⁻
→ ионные реакции
Условия: полярный растворитель
Электрофилы (δ+): H⁺, NO₂⁺, Br⁺, SO₃ и т.д.
Нуклеофилы (δ- или н.э.п.): OH⁻, NH3, H₂O и т.д.

10. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по типу превращения (type of
transformation)
10

11. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по типу превращения (type of
transformation)
S: реакции замещения, англ. Substitution
(NB – замена B на X в органической молекуле AB)
A—B + XZ
→ A—X + BZ
Ad: реакции присоединения, англ. Addition
• A=B + XZ
→ X—A—B—Z
• E: реакции отщепления, англ. Elimination.
11
X—A—B—Z → A=B + XZ

12. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по типу атакующей частицы
12

13. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по типу атакующей частицы
E: электрофильные
A—B + E+
N: нуклеофильные
A—B + Nu- / Nu•
• R: радикальные
13
A—B + R

14. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по числу частиц, принимающих участие в
скоростьопределяющей (самой
медленной) стадии
14

15. Введение

Классификация реакций в органической
химии:
• по числу частиц, принимающих участие в
скоростьопределяющей (самой
медленной) стадии
Мономолекулярные (пример SN1)
Бимолекулярные (пример SN2)
Тримолекулярные (пример AdE3)
NB – к настоящему времени НЕ ИЗВЕСТНЫ химические
реакции в элементарном акте которых участвовало бы
15
больше трех частиц одновременно

16. Введение

Что это за механизм?
S N1
16

17. Введение

Что это за механизм?
S N1
мономолекулярное нуклеофильное замещение
17

18. Введение

P.S. На сегодняшний день в органической химии
известно огромное количество различных
реакций. И такие реакции как каталитические
процессы с участием металлов, реакции
циклоприсоединения, окислительно-восстановительные
реакции,
фотохимические
процессы и т.д. классифицируются иначе, а
иногда и имеют собственную классификацию.
Механизмы далеко не всех известных реакций
изучены досконально, а для некоторых
реакций они попросту неизвестны.
18

19. Часть II

I.
Введение
обозначения, классификация механизмов
II. Взаимное влияние атомов в молекулах
Электронные эффекты заместителей
III. Ароматические соединения
ароматические углеводороды и
гетероциклы: строение, ароматичность,
реакционная способность
IV. Заключение
19

20.

III Электронные эффекты заместителей
Любой атом или группа атомов, замещающая H в исходном
соединении, называется заместителем.
Влияние природы заместителей на скорость
и
направление протекания реакции определяется
электронными эффектами:
индуктивным (I)
20
Индуктивный эффект (I)
–перераспределение
электронной плотности
по системе σ–связей,
вызванное
разной
электроотрицательность
ю (ЭО) атомов.
мезомерным (M).
Мезомерный эффект (М)
–
перераспределение
электронной
плотности
по системе –связей.
М эфф., возникает
лишь там, где появляется
сопряжение.

21.

Индуктивный эффект
+I эффект
−
CH3
−
CH2
+
x
- I эффект
+
CH3
+
CH2
−
Y
IH = 0
ЭОх < ЭОс (sp3)
ЭОу > ЭОс (sp3)
+I эфф
+ 1 > + 2
–I эфф.:
все R :
CH3 < C2H5 < (CH3)2CH < (CH3)3C
21
Hal, NH2, OH, OR, NO2,
COOH
Изображают I эффект стрелкой вдоль сигма-связи.
I эффект затухает через 3–4 атома углерода из-за
малой поляризуемости сигма-связи С–С.

22.

+М эффект
-
H2C
+
C
H
(p- сопряжение)
..
NH2
CH2 CH NH2
Виниламин (аминоэтен)
Неподеленная пара электронов (р) атома азота образует
единое π–делокализованное облако с π–связью, и на
дальнем углероде возникает отрицательный заряд.
+ М эфф.: NH2, OH, OR, Hal, SH, NR2 имеют
гетероатом, участвующий в
p-π сопряжении.
Заместитель не имеет двойной связи.
22

23.

- М эффект ( − сопряжение)
+
+
+
H2C
- +
C
C
H
пропеновая кислота
-
O
C C C
OH
O
OH
Две –связи С=С и С=О объединяются в единое делокализованное облако, оно смещается в сторону более
ЭО кислорода, происходит уменьшение электронной
плотности в -связи С=С.
- М эфф. – заместитель часто имеет в структуре –связь:
O
23
C
O
C
H
O
N
O-H
O
O
S O-H
O
C N

24. Электронные эффекты некоторых заместителей

Электрондонорный
Электрондонорный
Электронакцепторный
24

25. Часть II

I.
Введение
обозначения, классификация механизмов
II. Взаимное влияние атомов в молекулах
Электронные эффекты заместителей
III. Ароматические соединения
ароматические углеводороды и
гетероциклы: строение, ароматичность,
реакционная способность
IV. Заключение
25

26. Ароматические соединения

«Что не так с бензолом?»
26
при гидрировании бензола выделяется
меньше энергии, чем должно быть по
расчетам, исходя из энергии гидрирования
циклогексена и циклогеса-1,3-диена на 150
кДж/моль
в отличие от циклогексена и циклогекса-1,3диена, которые реагируют с бромом,
присоединяя, соответственно, одну и две
молекулы брома, бензол в обычных
условиях с бромом не взаимодействует.
Реакция идет только при нагреве в
присутствии катализатора и протекает как
реакция замещения.

27. Ароматические соединения

芳香烴
苯
27
Правило Хюккеля (современная
формулировка) – критерии
ароматичности
ненасыщенная
циклическая
или
полициклическая
диатропная
молекула
(имеющая диамагнитные π-электронные
кольцевые
токи)
или
ион
может
рассматриваться как ароматическая, если
все атомы цикла входят в полностью
сопряжённую систему таким образом, что в
основном состоянии все π-электроны
располагаются только на связывающих
молекулярных
орбиталях
аннулярной
(замкнутой) оболочки.

28. Ароматические соединения

Правило Хюккеля (опустим сложные
формулировки)
Молекула или ион считаются ароматическими,
если их структура:
28
циклическая
плоская (все атомы в sp2 гибридизации)
полностью сопряжённая (единая π-система)
число электронов в сопряжении 4n + 2, где
n=0,1,2,3…

29. Ароматические соединения

Примеры ароматических систем:
Бензол
Пиридин
6 π-электронов на 6 атомов
n=1
4·1 + 2 = 6
29
Нафталин
10 π-электронов на 10 атомов
n=2
4·2 + 2 = 10
Пиррол
Тиофен
Фуран
6 π-электронов (4+2 н.э.п.)
n=1
4·1 + 2 = 6
Индол
10 π-электронов на 9 атомов
n=2
4·2 + 2 = 10

30.

Особенности ароматических соединений
Повышенная термодинамическая устойчивость
(энергия сопряжения =150 кДж/моль для бензола)
обуславливает:
1. Устойчивость к окислению
2. Способность к реакциям SЕ (протекают с
сохранением ароматической системы)
3. Относительную устойчивость к реакциям
присоединения Аd (протекают в жестких условиях).
30
В настоящее время с помощью метода ЯМР
возможно экспериментально устанавливать наличие
ароматического
характера ( по способности
удерживать индуцированный кольцевой ток)

31. Бензол

Строение молекулы бензола
31

32. Химические свойства бензола

А. Реакции присоединения
1.
Гидрирование
–
присоединение
водорода,
сопровождающееся образованием циклогексана. Конверсия и
селективность ~100%
2. Галогенирование на свету по механизму – радикального
присоединения AdR. Гексахлоран является инсектицидом,
акарицидом и фумигантом. Впервые синтезирован М.
Фарадеем в 1825 г.
32

33.

Химические свойства бензола
Б. Реакции электрофильного замещения
Механизм электрофильных реакций замещения в общем виде
может быть представлен как
π-комплекс
σ-комплекс
σ-Комплекс – это катион, лишенный ароматической структуры, с 4мя π-электронами, делокализованными в сфере 5 углеродных
атомов; шестой атом находится в состоянии sp3. σ-Комплекс – это
не переходное состояние, а совершенно реальное промежуточное
соединение, в отличие от гипотетического π-комплекса.
33

34.

Химические свойства бензола
1. Галогенирование – протекает в присутствии катализатора ‒
кислоты Льюиса, например, хлоридов или бромидов алюминия или
железа(III).
Реакция начинается с взаимодействия Br2 с FeBr3 с образованием
комплекса Brδ+[FeBr4]δ-, при этом атом брома, находящийся во
внешней сфере, приобретает эффективный положительный заряд.
Нет каких-либо данных о диссоциации комплекса в среде
неполярных растворителей типа алканов или аренов, несмотря на
внутреннюю поляризацию молекулы. Более того, комплексы такого
типа в бензоле нерастворимы. Именно поэтому атаку на толуол
комплекса
Brδ+[FeBr4]δследует
рассматривать
в
недиссоциированной форме.
Br2 + FeBr3 → Brδ+[FeBr4]δ-
34

35.

2. Алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса) – введение
алкила в ароматическое кольцо ‒ протекает в присутствии
катализатора (кислоты Льюиса) по электрофильному
механизму. При метилировании (реагент ‒ хлорметан)
образуется толуол
CH3
+ CH3Cl
35
AlCl3
+ HCl
В данном случае образовавшийся σ-комплекс стабилен и
подлежит разрушению молекулами воды. В ходе реакции
из катализатора AlCl3 происходит образование Al(ОH)3,
который далее не может принимать участие в реакции, так
как не обладает каталитической активностью, поэтому
хлорид алюминия берется в количествах, близких
стехиометрическим к субстрату.

36.

3. Нитрование – взаимодействие с концентрированной азотной
кислотой в присутствии концентрированной серой кислоты.
HNO3 + 2H2SO4 ⇄ NO2+ + 2HSO4‾ + H3O+
Атакующим агентом в нитрующей смеси (HNO3 + H2SO4) является
нитроний (нитронил)-катион NO2+. При концентрации азотной
кислоты в серной кислоте 5‒15% она целиком существует в виде
катиона нитрония.
4. Сульфирование.
Здесь атакующей частицей выступает SO3, так как из-за низкой
концентрации +SO3H, образующегося в ходе самоионизации H2SO4,
даже в 100% серной кислоте ее роль ничтожна; в олеуме, напротив,
концентрация обеих частиц высока, причем у +SO3H более
выражены электрофильные свойства).
36

37. Правила ориентации в ароматическом ряду

При введении в бензольное кольцо второго и последующих
заместителей их преимущественная атака на тот или иной
атом углерода определяется природой уже присутствующей
группы или групп. Заместители в бензольном кольце
делятся на две группы.
Заместители
первого
рода
(электронодонорные
заместители, т.е. способные отдавать электроны, кроме
галогенов): OH, OR, SH, SR, NH2, NR2, N=N, CH3, CR3, F, Cl,
Br, I и др.
Заместители
второго
рода
(электроноакцепторные
заместители, т.е. способные принимать электроны): SO3H,
NO2, CHO, COR, COOH, COOR, CN, CCl3 и т.д.
37

38.

Эмпирическое правило ориентации можно сформулировать так: в
реакциях электрофильного замещения заместители первого рода
направляют входящий электрофильный реагент в орто- и параположения. Заместитель второго рода – в мета-положение.
В случае атаки нуклеофила на замещенное ароматическое ядро,
если заместитель второго рода, то наблюдается орто- и параориентация или протекает реакция замещения. Взаимодействие с
соединениями, содержащими донорный заместитель затруднено.
38

39. Ароматические конденсированные системы

8
1
7
2
6
3
5
8
С10Н8 - нафталин,
4 х 2 + 2 = 10 ē
С - sp2
4
1
9
2
7
С14Н10 - антрацен, С - sp2
3 4 х 3 + 2 = 14 ē
6
5
4
10
2
3
1
С14Н10 - фенантрен, С - sp2,
4 4 х 3 + 2 = 14 ē
π– электронное облако
охватывает все атомы цикла
8
7
39
6
10
5
9

40.

Многие
биоактивные
вещества
имеют
аналогичную структуру, поэтому конденсированные
углеводороды используют в синтезе лекарственных
препаратов.
Структура
фенантрена
лежит в основе
стероидов
и алкалоидов
ряда морфина.
40

41.

Структура тетрацена –
в тетрациклиновых антибиотиках.
Эти антибиотики представляют собой производные
частично гидрированного нафтацена.
Тетрацен (нафтацен)
Тетрациклины обладают широким спектром
антимикробного действия и могут быть
использованы даже при вирусных заболеваниях.
41
Биомицин

42.

3, 4 – бензпирен содержится в табачнoм
дыме, легко окисляется по связям (1,2 и 3,4). Вступает
во взаимодействие с NH2- группами гуанина (в ДНК), что
приводит к необратимым изменениям в
ДНК
и
возникновению раковых заболеваний клеток.
42

43.

Химические свойства
конденсированных систем
Химические свойства подобны свойствам бензола, но в
связи с неполной
выравненностью электронной
плотности имеют
особенности:
а) SЕ протекают легче, чем в бензоле
б) достаточно активны в реакциях присоединения и
окисления
1. SЕ
- нафталинсульфокислота
(преимущественно)
43
- нафталинсульфокислота

44.

2.Реакции присоединения протекают легче
в фенантрене и антрацене, чем в нафталине
(в положениях 9, 10).
C6H6 < нафталин < фенантрен, антрацен (пол. 9, 10)
C10H18 – декалин
(декагидронафталин)
44
9, 10 – дибром- 9,10– дигидрофенантрен

45.

3. Менее устойчивы к окислению
орто-фталевая кислота
45
1,4-нафтохинон

46. Биологически важные гетероциклические соединения

Гетероциклическими
называются
циклические
органические соединения, в состав цикла которых,
помимо атомов углерода, входят один или несколько
атомов других элементов ( N,O,S - гетероатомов).
N
46

47. Биологически важные гетероциклические соединения

Гетероциклические
соединения
Пятичленные гетероциклы
С одним гетероатомом
С двумя гетероатомами
Шестичленные гетероциклы
С одним гетероатомом
С двумя гетероатомами
Конденсированные системы гетероциклов:
пурин ,производные пурина
47

48. Шестичленные гетероциклы. (π – недостаточные)

I. Пиридин C5H5N
N
Соединение ароматично,так как:
1) Плоский скелет из -связей, N – в sp2 - гао
2) π– ē облако замкнуто, содержит 4 х 1 + 2 = 6 ē
Соединение является π – недостаточным:
48
N вступает в π - π– сопряжение и оттягивает электронную
плотность на себя (ЭОN > ЭОC).
В результате в кольце пиридина электронная плотность
становится меньше, чем в С6Н6

49.

Атом N называют пиридиновым
– на внешней sp2-гибридной атомной орбитали
располагается неподеленная электронная
которая придаёт основные свойства С5Н5N.
пара,
N
•
•,
49
Неподелённая электронная пара ,
отвечает за основные свойства пиридина

50.

Химические свойства π-недостаточных
систем
1)
Реакции SЕ. Меньшая реакционная способность,
новый заместитель встает в β-положение. (как
заместитель 2 рода)
50
2)
Основные свойства (у атома N).
3)
Реакции SN (в -положение)

51.

Основные свойства проявляются
при присоединении Н+, образуется
катион пиридиния
гидроксид пиридиния
51
хлорид пиридиния

52. никотиновая к-та (витамин РР)

Никотиновая кислота, никотинамид
При окислении гомологов пиридина (β – метилпиридин)
образуется β – пиридинкарбоновая кислота
β - пиколин
(β – метилпиридин)
никотиновая к-та
(витамин РР)
Никотинамид – вторая форма витамина PP
Никотинамид
является
составной частью ферментных
систем, ответственных за ОВ
процессы в организме
52
Диэтиламид никотиновой кислоты кордиамин
стимулятор центральной нервной системы
–

53.

Реакции присоединения
(гидрирование)
Пиперидин
входит в состав
промедола
промедол
53
Пиперидин и пиридин встречаются во
многих алкалоидах: никотин, кониин

54.

Алкалоиды – гетероциклические азотсодержащие
основания растительного происхождения, обладающие
выраженным физиологическим действием.
Никотин
Кониин - производное пиперидина
54
яд, выделенный из болиголова: этим веществом был
отравлен Сократ

55.

II. Хинолин (бензопиридин) –
ароматическое соединение, содержит пиридиновое
и бензольное кольцо, относится к πнедостаточных системам.
Имеет плоский σ-скелет и единую сопряженную
систему из десяти p – электронов.
5
4
3
6
7
8
2
N
1
III. Изохинолин
55
N
Входит в состав
алкалоидов ряда
морфина

56. Особенности химического поведения хинолина

1) В реакциях SE атаке подвергается
бензольное кольцо (кольцо пиридина
является π– недостаточным).
Замещение происходит в положении 5
или 8.
2) В реакции SN может вступать только π –
недостаточное
пиридиновое
кольцо
(положения 2 и 4).
56
56

57.

8- гидроксихинолин и его
производные
хинолин-8-сульфокислота
Энтеросептол
57
(8 – гидрокси – 7 иод
– 5-хлорхинолин)
8-гидрокси-хинолин
Нитроксолин
5 – НОК

58.

Бактерицидное действие
средств на основе 8 – гидроксихинолина
заключается в их способности связывать в
прочные комплексы ионы Ме (Со2+, Сu2+,
Bi3+ и другие). Таким путем происходит
выведение микроэлементов, необходимых
для жизнедеятельности кишечных бактерий.
58
хелат 8-гидроксихинолина

59.

Шестичленные гетероциклы с двумя
гетероатомами
Гетероциклы, содержащие два атома азота
называются диазины и различаются взаимным
расположением атомов азота.
пиридазин
пиримидин
пиразин
IV. Пиримидин
1) менее основное соединение,чем
пиридин
(2N конкурируют)
59
2) Почти не вступает в реакцию SE

60. Биологическое значение пиримидина

Входит в состав:
а) нуклеиновых кислот в форме NH2 – и ОН –
производных пиримидина (урацил,тимин,цитозин)
б) витамина В1 – тиамина, одного из важнейших
витаминов.
60

61.

Гидрокси- и аминопроизводные
пиримидина –
пиримидиновые основания, компоненты нуклеозидов.
Урацил
(2,4-диоксопиримидин)
Тимин
Цитозин
(5-метил-2,4(4-амино-2диоксопиримидин оксопиримидин
Для всех азотистых оснований характерна таутомерия.
Н+ переходит от кислотного центра (ОН , NH2) к основному
(:N :О).
61
Лактамная форма
Лактимная форм цитозина

62.

Пятичленные гетероциклические
π – избыточные системы
пиррол
фуран
тиофен
Соединения ароматичны, так как:
1) Замкнутые плоские скелеты (атомы С и N в sp2
гибридизации
2) π - электронное облако содержит 6 (ē ) :(4n +2)
62
Соединения являются π избыточными, так как:
:N вступает в р- π сопряжение, электронная
плотность в кольце увеличивается, кроме того
6 ē приходится на 5 атомов цикла.
В результате электронная плотность в пирроле больше,
чем в C6H6

63. Цикл Юрьева

Взаимопревращения гетероциклов. Важное значение
имеют реакции, связанные с заменой гетероатома. Цикл Ю.К.
Юрьева – взаимопревращения пятичленных гетероциклов
над катализатором Al2O3 при 400 С в токе H2S, NH3 или Н2О.
63

64.

Пиррольный атом азота
имеет неподеленную электронную пару и
участвует в р-π сопряжении.
Связь N–Н ослабляется, и пиррол проявляет кислотные
свойства.
N
H
Слабокислые свойства: Н замещается на Ме,
образуются соли.
+ NaNH2
64
+ NH3
Пиррол-натрий

65.

Химические свойства
π-избыточных систем
1.Реакции SЕ
Большая реакционная способность, чем у С6Н6,
заместитель встает в α –положение, где
сосредоточена большая электронная плотность:
а) алкилирование
б) галогенирование
в) ацилирование
г) сульфирование
д) нитрование
2. Слабокислые свойства - образование солей
65

66. Реакции SE

1.Сульфирование
+ С5Н5N · SO3
+ С 5H 5N
пиридинсульфотриоксид
не содержит Н+
α- пиррол
сульфокислота
Пиррол и фуран разрушаются под действием кислот.
Реагент не должен содержать Н+.
Тиофен – более ароматичен, устойчив в кислотах
2.Нитрование
66
ацетилнитрат
не содержит Н+
α-нитрофуран

67.

Восстановление пиррола
4[H]
Сильные
восстановители
Пирролидинциклический
вторичный амин
Входит в состав лекарственных средств,
алкалоидов ( никотина) , α-аминокислот
пролина
67
некоторых
гидроксипролина
Почти вся цепь полипептида, лежащего в основе коллагена
– тропоколлагена – построена из последовательности
триплетов -Gly –Pro – HyPro-_

68.

Пиррол образует кольца из четырех пиррольных циклов –
порфиновые,
(если водород замещается, то – порфириновые).
Входит в состав хлорофилла, гемоглобина.
Me –Fe (II)
68
Me -Mg

69. Порфины являются структурной основой таких важных соединений, как гемоглобин, хлорофилл и цитохром (гемопротеин). Гемоглобин,

осуществляющий транспорт кислорода, представляет собой
хромопротеид, состоящий из белковой части – глобина и
небелкового компонента – гема. Гем является порфирином,
содержащим Fe(II). В хлорофилле вместо железа содержится
магний.
69

70. Индол (бензопиррол)

Нарушение
нормального
обмена
серотонина
ведёт к
шизофрении
• Слабая NH-кислота.
• Вступает в реакции SE (положение 3).
Биологически активные
производные – АКтриптофан
70
и продукты его
метаболизма серотонин(нейромедиатор)
5- гидрокситриптамин

71.

Имидазол
N
пиррольный
pyrrolic N
N
indole
N
H
пиридиновый
pyridinic
N
imidasole
H
This compound possesses both weak acidic
weak basic properties.
As a result imidasole
Имидазол and
- амфотерное
соединение
possesses amphoteric properties.
слабокислотные свойства за счет пиррольного N
слабоосновные – за счет пиридинового N
71
NH кислотная группа и –N= основная образуют
межмолекулярные водородные связи

72. Пурин

Важнейшая конденсированная гетероциклическая система –
пурин состоит двух сочлененных колец – имидaзола и
пиримидина.
Амфотерные свойства
Наиболее важны гидрокси–и аминопурины, принимающие
активное участие в процессах жизнедеятельности.
O
NH2
N1
2
72
6 5
3
N
4
Аденин
(6-аминопурин)
N
7
8
9
N
H
N
HN
H2N
N
N
H
Гуанин
(2-амино-6-оксопурин)

73.

Конденсированные системы
гетероциклов
гипоксантин
ксантин
Мочевая
кислота
Продукты превращения нуклеиновых кислот в организме
Метилированные ксантины - пуриновые алкалоиды
теофиллин (чай), теобромин (какао)
кофеин
(чай, кофе)
73

74. Структура лекции

I.
Введение
обозначения, классификация механизмов
II. Ароматические соединения
ароматические углеводороды и
гетероциклы: строение, ароматичность,
реакционная способность
III. Взаимное влияние атомов в молекулах
Электронные эффекты заместителей
IV. Заключение
74

75. БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!

76. Некоторые лекарственные препараты

H3C
OH
NaOH
фенол
OH
OH
ONa
CO2
COONa
C
O
COOH
COO
H
0.5 МПа
Ac2O
HCl
о
130 С
фенолят натрия
о-салицилат натрия салициловая кислота
аспирин
H3C
C
O
OH
O
COOC6H5
C6H5OH, H
COOH
1. Препараты на основе фенола
Аспирин по методу Кольбе-Шмидта и производные на его основе типа
салола – дезинфицирующего средства для кишечника и мочевых
путей
фенилсалицилат
+
76
O
ацетилсалициловая
кислота (аспирин)
(салол)

77.

77

78.

H2O, H2SO4
CH3COONO2
O
O
-H2O
C
H
O2N
фурфурол
O
.
78
O2 N
O
O
H
5-нитрофурфурол
ацеталь
NH2NHCONH2 HCl
семикарбазид
гидрохлорид
CH(OCOCH3)2
C
O2 N
O
C
N NH C
H
NH2
O
(семикарбазон
5-нитрофурфурола)
2. Препараты на основе
пиррола, фурана и тиофена
фурацилин

79.  Антибактериальные, противомикробные препараты, уроантисептики 

Антибактериальные, противомикробные
препараты, уроантисептики
79

80. Ноотропы, плазмозаменители

НООТРОПЫ
NH
H2Cr2O4
H2N
COOH
пирролидин
аминолон
C6H5
N
O
N
CH2C(O)NH2
O
CH2C(O)NH2
пирацетам
фенотропил
ЭНТЕРОСОРБ, ПЛАЗМОЗАМЕНИТЕЛЬ,
йодофор, детоксикант
N
O
(-CH=CH2-)n
поливинилпирролидон
80

81.

В тиофеновом ряду запатентованы препараты для лечения
диабета, например формулы
H3C
CH
COOCH3
H3C
C
S
O
метил-[2-(5-ацетил-2-фенилтиофен-3-ил)]пропаноат
81
Цефалотин (антибиотик) – первый из полусинтетических цефалоспоринов, нашедших практическое применение. Синтез цефалотина осуществляют действием хлорангидрида 2-тиенилуксусной кислоты
на
7-аминоцефалоспорановую кислоту

82.

2CH2CH
CHO + NH3
акролеин
CH3 [O]
кат
o
t
N
-пиколин
COOH
N
никотиновая
кислота
Al2O3
3. Витамин В3 (РР)
Промышленный зарубежный метод синтеза:
82
CONH2
NH3
N
никотинамид
Vit. PP