Общие химические свойства пиррола, фурана и тиофена

1. Взаимодействие с минеральными кислотами. Фуран и пиррол в присутствии минеральных кислот подвергаются протонированию. Процесс протонирования сопровождается потерей ароматичности и образованием полимерных продуктов темного цвета. Такое отношение к кислотам называется ацидофобностью, от латинского «acidum» – кислота и греческого «фобос» – страх. Тиофен не является ацидофобным. Введение в фурановое и пиррольное кольцо электроноакцепторных заместителей (-NO₂, -COOH, -СОН и др.) Приводит к снижению ацидофобности.

2. Реакции электрофильного замещения (S_E). В первую очередь замещается атом водорода при a-атоме углерода.

Сульфирования. Для сульфирования фурана и пиррола используют мягкий сульфирующий реагент – пиридинсульфотриоксид, не имеющий кислотных свойств, но сохраняет сульфирующее действие:

Тиофен легко сульфируется концентрированной серной кислотой на холоде.

Нитрование. Нитрование фурана, пиррола и тиофена проводят ацетилнитратом – продуктом взаимодействия азотной кислоты с уксусным ангидридом:

Нитрование тиофена можно проводить концентрированной азотной кислотой.

Ацилирование. При ацилировании ацидофильных гетероциклов используют ангидриды карбоновых кислот в присутствии катализатора хлорида алюминия А1С1₃:

Галогенирование осуществляют с помощью сульфурилхлорида SO₂C1₂. Происходит постепенное замещения атомов водорода на галогены.

Тиофен галогенируется на холоде непосредственным действием галогена.

Реакция с йодом протекает медленно в присутствии катализатора HgO.

3. Реакции присоединения.

Реакции восстановления. Восстановление фурана происходит при высокой температуре (140°С) при давлении 100-150 атм. в присутствии катализатора (никель Ренея, палладий). Восстановление тиофена происходит легко при комнатной температуре и давлении в присутствии катализатора – палладия.

Частичное восстановление пиррола с образованием 2,5-дигидропиррола (пиролиза) происходит при действии цинка в уксусной кислоте (водородом в момент выделения).

2) Реакции окисления. Фуран и пиррол легко окисляются даже кислородом воздуха. Окисление фурана приводит к образованию малеинового ангидрида:

При окислении пиррола образуется амид малеиновой кислоты.

Специфические химические свойства пиррола

1. Кислотно-основные свойства пиррола. Пирольний атом азота сообщает ароматической системе свойства кислоты и в реакциях с основаниями способен замещаться на металл с образованием солей – пирролидов.