-p-недостаточные
это гетероциклы с одним или несколькими гетероатомами (пиридин, пиримидин).
Пиридин Пиримидин
Электронное строение рассмотрим на примере пиридина.
Электронное строение пиридина
Пиридин – ароматический гетероцикл. Все атомы цикла и атом азота находятся в состоянии sp2-гибридизации. Атом азота участвует в p-p-сопряжении, предоставляя в сопряжённую систему один р-электрон. Неподеленная электронная пара в сопряжении не участвует.
Такой атом азота называется пиридиновый
P-p-сопряжение
Электроны смещаются в сторону атома азота, проявляющего себя как электроноакцептор (-М,-I) (p-p-сопряжение). Электронная плотность на атомах углерода ароматического кольца понижена.
Конденсированные ароматические гетероциклы
Имеют циклическую сопряженную систему, содержащую 10 электронов.
Реакционная способность гетероциклов.
Реакционная способность гетероциклов определяется природой гетероатома и свойством ароматической системы.
1. КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
Если в гетероцикле присутствует пиррольный атом азота, то
А) основные свойства максимально снижены из-за участия неподеленной электронной пары в сопряжении, способность к присоединению протона низкая.
Б) кислотные свойства обусловлены наличием атома водорода, а сопряжение усиливает кислотные свойства. При взаимодействии с сильными основаниями (NaNH2, металлиеским натрием) образуются соли.
Пиридиновый атом азота - его неподеленная электронная пара не участвует в сопряжении, поэтому пиридиновый атом азота является сильным основным (+Н+) и нуклеофильным (+Сd+) центром.
Т.о., наличие в структуре гетероцикла пиррольного атома азота обуславливает его кислотные свойства, а наличие пиридинового – основные.
Имидазол, имея в своем составе и пиридиновый и пиррольный атомы азота является амфотерным соединением; он способен образовывать соли с сильными кислотами и щелочными металлами.
Наличие кислотного и основного центров в имидазоле приводит к образованию 1. межмолекулярных водородных связей
2. прототропной таутомерии – связанной с переходом протона от кислотного к основному центру.
Эта особенность строения имидазольного кольца позволяет участвовать его производным в ферментативных реакциях как катализаторов кислотно-основных превращений и в некоторых ферментативных реакциях нуклеофильного замещения (гидролиз белков).
