Хинолин и изохинолин представляют собой изомерные конденсированные системы пиридина и бензола, различающиеся способом сочленения колец. Этим гетероциклам родственна конденсированная система пиридина и двух бензольных колец, называемая акридином. Ряд синтетических производных всех трех гетероциклов применяется как лекарственные средства и красители. К природным производным хинолина и изохинолина относятся некоторые алкалоиды.
Хинолин и изохинолин, сочетающие в себе два ароматических цикла, также являются ароматическими системами: они удовлетворяют правилу Хюккеля (десять π-электронов в едином сопряжении) и остальным структурным критериям ароматичности. Будучи изоэлектронными нафталину, оба гетероцикла сочетают в себе химические свойства пиридина и нафталина. Эти свойства хинолина и изохинолина во многом сходны и поэтому рассматриваются в основном на примере хинолина как более распространенного гетероцикла.
Молекула пурина представляет собой конденсированную систему пиримидина и имидазола. По всем критериям пурин относится к ароматическим соединениям. Его сопряженная система включает 10 р-электронов — по одному от атомов углерода и трех атомов азота пиридинового типа (N-1, N-3 и N-7 или N-9, в зависимости от таутомерной формы) и два электрона атома азота пиррольного типа. Молекула пурина в целом представляет собой высоко π-недостаточную систему, хотя имидазольное кольцо обладает небольшой π-избыточностью:
Представители.
Пиррол -наибольшее распространение в растительном и животном мире имеют производные пиррола, являющиеся структурными фрагментами гема и хлорофиллов, пигментов желчи, ряда антибиотиков и алкалоидов. Пиррол умеренно токсичен, его пары вызывают стойкое и упорное повышение температуры тела.
Индол служит исходным сырьём для синтеза гетероауксина, триптофана, используется в парфюмерной и фармацевтической промышленности. Многие алкалоиды содержат ядро индола.
Имидазол — структурный фрагмент витамина В12, некоторый алкалоидов, белковой аминокислоты гистидина и ее метаболита — биогенного амина гистамина, а также некоторый лекарственный средств. Вместе с шестичленным гетероциклом пиримидином он образует конденсированную гетероциклическую систему пурина.
Оксазол используется в фотографии, как флуоресцентный отбеливатель, антиоксидант. Многие оксазолы входят в состав ЛС, обладающих анальгезирующим, жаропонижающим, антибиотическим действием.
Пиримидин. Ядро пиримидина входит в состав нуклеиновых кислот, витаминов (B1), антибиотиков (амицетин, блеомицин), ЛС (барбитураты, пиримидиновые сульфамиды), сильных ядов, коэнзимов и др.
Пурин. Производные, содержащие систему пурина, широко распространены в природе и играют большую роль во многих биологических. биол. процессах. Важнейшие производные пурина - аденин, гуанин (пуриновые основания), гипоксантин, кофеин (пуриновые алкалоиды), мочевая кислота.
Ядро пурина входит в состав некоторых антибиотиков и нуклеотидов, являющихся структурными фрагментами нуклеиновых кислот. Пурин и ряд его производных обладают противоопухолевой, противовирусной и противоаллергической активностью.
Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом: электронное строение, ацидофобность; кислотно–основные свойства пиррола; реакции электрофильного замещения, ориентация замещения, особенности нитрования, сульфирования, бромирования ацидофобных гетероциклов. Представители: пиррол, тиофен, фуран, пирролидин, тетрагидрофуран.
Поскольку пиррол, фуран и тиофен имеют сходное электронное строение, в их химическом поведении имеется много общего.
