Ароматические гетероциклические соединения
Тип: учебное пособие
Категория: Химия
АРОМАТИЧЕСКИЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Введение1. Пиридин 1.1. Получение 1.2. Реакции по атому азота 1.3. Реакции электрофильного замещения1.4. Реакции нуклеофильного замещения1.5. Окисление и восстановление2. ХинолинВведениеГетероциклическими называют соединения, содержащие циклы, включающие один или несколько гетероатомов. Наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные циклы.Гетероциклические соединения встречаются во многих природных соединениях и производятся в больших масштабах в промышленности. В данной главе мы будем рассматривать главным образом гетероциклические соединения, обладающие ароматическим характером. Такие гетероциклы называют гетероароматическими.Существуют пятичленные, шестичленные и т.д. гетероциклы, обладающие ароматическим характером. Наиболее изученными из них являются пяти- и шестичленные соединения, поскольку их производные особенно распространены в природе и часто являются промышленными продуктами. В циклы этих соединений могут входить один, два и большее количество гетероатомов, причем как одинаковых, так и разных. Большинство из них имеют традиционные названия. Большое значение имеют такие соединения, в которых указанные гетероциклы сконденсированы с другими кольцами. Урацил Тимин Цитозин Индол Хинолин1. ПиридинНаиболее важным шестичленным гетероциклическим соединением является пиридин. Cтруктура пиридина во многом сходна со структурой бензола. Длина связи СС в нем составляет 0,139 нм, а связи СN - 0,137 нм.Строение и стабильность пиридина и его ярко выраженный ароматический характер является следствием высокой степени делокализации электронов, пять из которых дают атомы углерода, а шестой - атом азота. Свободная пара электронов на атоме азота находится на s-орбитали, а потому не может участвовать в сопряжении.Пиридин используется как растворитель и основной катализатор.Пиридиновое кольцо встречается во многих природных соединениях (никотин, витамин B6). Никотин - стимулятор и яд содержится в стеблях и листьях табака. Никотин Пиридоксин (витамин В6) 1.1. ПолучениеПиридин получают пропусканием смесии ацетилена с циановодородом в молярном соотношении 2:1 через раскаленные трубки. (1)1.2. Реакции по атому азотаПиридин является основанием и в присутствии кислот протонизируется: (2) ПиридинийхлоридПиридин реагирует с оксидом серы (VI) образуя пиридинсульфотриоксид:(3) Пиридинсульфотриоксид Как любой третичный амин пиридин окисляется пероксидом водорода или надкислотами:(4) N-Оксипиридин (N-окись пиридина) (5) ЭтилпиридинийбромидУпр.1. Напишите реакцию пиридина с (а) соляной кислотой, (б) метилйодидом, (в) перекисью водорода.Упр.2. Пиридинсульфотриоксид можно получать: (а) пропуская в пиридин пары оксида серы (VI), (б) медлено прибавляя к пиридину хлорсульфоновую кислоту. Напишите соответствующие реакции. 1.3. Реакции электрофильного замещенияРеакции электрофильного замещения с пиридином проходят сложнее, чем с бензолом, так как атом азота дезактивирует ароматическое ядро. Присутствие основного атома азота в пиридиновом кольце препятствует реакции электрофильного замещения, т. к. катионы Br+, NO2+, SO3OH+ и RCO+, обычно замещающие атомы водорода в бензольном кольце, фиксируются атомом азота и делают его положительно заряженным, что дезактивирует кольцо.Возникающий пиридиний - катион чрезвычайно нереакционноспособен по отношению к электрофильным реагентам из-за своего положительного заряда на атоме азота.При атаке электрофила по - или -положению возникает крайне неустойчивый...
