ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
- это органические соединения, молекулы которых содержат циклы, включающие наряду с атомами углерода один или несколько атомов других элементов (гетероатомов).
НОМЕНКЛАТУРА
ТРИВИАЛЬНАЯ
СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ
приставка N – аза, S – тиа, О – окса, Р – фосфа
Корень указывает на размер цикла и степень ненасыщенности
Ненасыщенные циклы насыщенные циклы
С ат. N с др.гетероат. с ат. N с др.гетероат.
Цикл ирин ирен иридин иран
Цикл ет ет етидин етан
Цикл ол ол олидин олан
Цикл ин ин ин ен
КЛАССИФИКАЦИЯ:
По природе гетероатома
• серусодержащие
• азотсодержащие
• кислородсодержащие
По насыщенности
• насыщенные
• ненасыщенные
По размеру цикла
• трехчленные
• четырехчленные
• пятичленные
• шестичленные
• с конденсированными циклами
ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ
Сопряженные р,π – системы:
Бутадиен - 17 кдж/моль (μ=0)
Фуран - 92 кдж/моль (μ=0,7)
Пиррол - 100 кдж/моль (μ=1,8)
Тиофен - 117 кдж/моль (μ=0,55)
Бензол - 150 кдж/моль (μ=0)
Реакции электрофильного замещения (SЕ)
Е = Сl, NO2, SO3H, Alk X = O, S, N
ФУРАН
Радикалы
Методы получения:
1. Нагревание пирослизевой кислоты:
Из фурфурола
Физические свойства:
Фуран – бесцветная жидкость, Ткип. = 310С с запахом хлороформа, нерастворим в воде
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФУРАНА
1. Реакции электрофильного замещения (SЕ)
Фуран ацидофобен; чувствителен к действию минеральных протонных кислот (происходит размыкание цикла). Нитрование и сульфирование осуществляется апротонными электрофилами.
Окисление и восстановление
Бактерицидные средства:
ТИОФЕН
Получение:
Физические свойства:
Тиофен – бесцветная жидкость, Ткип. = 840С, нерастворим в воде.
Химические свойства тиофена:
Биотин (витамин Н):
ПИРРОЛ
СИНТЕЗ:
Пиролиз слизевокислого аммония
Физические свойства:
ПИРРОЛ – б/цв. жидкость, гигроскопичен, плохо растворим в воде, токсичен. При хранении окрашивается и осмоляется.
Молекула плоская, полярная
Химические свойства:
1. Пиррол – слабая NН – кислота, рКа = 17,5
2. Ацидофобность пиррола:
3. Реакции SЕ по α – углеродному атому:
Реакция с I2
4. Гидрирование пиррола:
5. Реакции конденсации:
Порфин – плоский макроцикл, ароматическая сопряженная система; π – электронное облако содержит 26 электронов, что соответствует правилу Хюккеля (4·6 + 2 = 26)
Порфины, частично или полностью замещенные в пиррольных циклах, называются порфиринами.
ГЕМ: 
Биологическое окисление в печени гемоглобина и порфинсодержащих метаболитов образуются биллирубеноиды, содержащие линейную тетрапиррольную систему.
Зеленый пигмент растений – хлорофилл
R = СН3 – хлорофилл a R = CHO – хлорофилл b
КОНДЕНСИРОВАННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ
ИНДОЛ
Индол – бесцветное кристаллическое вещество, не растворимое в воде, имеет своеобразный запах.
Индол – NН-кислота (рКа= 16 – 17):
Индол – ацидофобен:
Индол – ароматическая, сопряженная система; атом азота предоставляет пару электронов в общую систему сопряжения; на атомах углерода в положениях 3, 5, 7 – наибольшая электронная плотность. Вступает в реакции электрофильного замещения; реакционный центр – углеродный атом в положении 3.
ПРОИЗВОДНЫЕ ИНДОЛА:
ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ДВУМЯ ГЕТЕРОАТОМАМИ
ПИРАЗОЛ (1,2 – диазол)
Пиразол – кристаллическое вещество со своеобразным запахом, хорошо растворимо в воде.
