Реакционноспособность некоторых заместителей в пиридиновом кольце

Особенностью соединений, содержащих пиридиновые кольца, является то, что некоторые заместители, введенные в различные положения к атому азота, проявляют различную реакционную способность.

1) Реакционноспособная группа ОН в оксипиридинах

а) оксигруппа в положении 3 ( ) – ведет себя как фенольная – взаимодействует с NaOH, FeCl₃

б) соединения с оксигруппой в положениях 2 или 4 ( или ) существуют в таутомерном равновесии с кето-формой. Кислотные свойства их ниже и зависят от соотношения равновесных форм. Дают реакции спиртов и реакции кетоформы.

+ CH2N2

+ CH3I

2) Реакционноспособная группа NH₂ в аминопиридине.

а) 3-аминопиридин по свойствам аналогичен ароматическим аминам: легко диазотируется, образуя соли диазония, которые распадаются с выделением азота и без выделения азота.

б) 2 и 4—аминопиридины существуют в таутомерных формах и дают реакции иминов.

				H2O -NH3

В обычных условиях не диазотируются, что объясняется малой устойчивостью диазокатиона.

3) реакционноспособность углеводородных радикалов при расположении радикала в или -положении очень сильно увеличивает подвижность атома Н в -положении к азоту.

а) взаимодействие и -пиколинов с С₄Н₉Zn;

+C4H9Li C4H10 +

б) взаимодействие -пиколинов с бензальдегидом.

+

2250 (ZnCl2) -H2O

4) Реакционноспособность атома галогена: в -положении – пониженная (как у галогена, связанного с ароматическим ядром); в и -положениях – пониженная (как у соединений жирного ряда или как у ароматических с группой NO₂ в о- и п-положениях). Легко замещается на NH₂, OH, OR, CN и другие.

+

Между собой такие молекулы могут образовывать соли с отщеплением иона галогена.

Конденсированные системы с шестичленными гетероциклами

хинолин	изохинолин	акридин

Окислением каптакса получают дисульфид – альтакс.

Получение

1) Реакция Скраупа – конденсация первичных ароматических аминов с глицерином в присутствии серной кислоты и окислителей.

	+H2SO4 -2H2O
				акролеин (непредельный альдегид)
	+				+O (C6H5NO2) -2H2O

2) Реакция Битлера-Напиральского – действие фосфорного ангидрида на -фенилалкиламиды кислот.

	тауто мери зация		P2O5 -H2O
-фенил-N-этиламид уксусной кислоты		таутомерная форма
Pd -H2
	1-метилизохинолин

3) Конденсация -фенилалкиламинов с формальдегидом.

	P2O5 -H2O		Pd -2H2
-фенилэтиламин				изохинолин

4) Выделение из каменноугольной смолы.

Химические свойства конденсированных гетероциклов определяются: 1) наличием аминного азота, который придает соединению слабые основные свойства; 2) реакциями ароматического бензольного и гетероциклического ядер.

В хинолине реакции электрофильного замещения идут легче, чем у пиридина, но, в основном, в положениях 5 и 8, т.е. в -положениях более активного в реакциях электрофильного замещения бензольного ядра.

Реакции нуклеофильного замещения идут, как и у пиридина, в - или положениях к азоту в пиридиновом кольце.

В реакции окисления легче вступают гомологи (за счет окисления боковых цепочек).

	3O -H2O
хинальдин		хинальдиновая кислота (применяется в аналитической химии для обнаружения Cd, Cu, Zn, Fe).

Незамещенные гетероциклы окисляются за счет разрушения бензольного ядра (пиридиновое ядро к окислению устойчивее).

	+ 9O (KMnO4)		+ 2CO2 + H2O
		2,3-пиридиндикарбоновая кислота (хинолиновая)

Восстановление идет за счет присоединения водорода к пиридиновому кольцу.

	+ 4H (C2H5OH + Na)
		тетрагидрохинолин

Гидрирование бензольного кольца протекает только в присутствии катализаторов. Из производных хинолина большое применение в аналитической химии имеет 8-оксихинолин (оксин).

Он способен образовывать с ионами металлов Mg, Ca, Cr и др. комплексные нерастворимые соли – хелаты (оксинаты).

+ MgCl2 2 NaCl + 2H2O + 2NaCl

Все перечисленные соединения данной группы применяются для синтеза различных медицинских препаратов, для получения красителей. Многие их производные являются алкалоидами.

Понятие об алкалоидах

Алкалоиды – это широко распространенная группа природных органических оснований, преимущественно растительного происхождения, содержащих в молекуле какие-либо азотсодержащие гетероциклы и обладающие сильным физиологическим действием (обезболивающее, угнетающее, возбуждающее). Вследствие этого многие алкалоиды применяются как лекарственные вещества.

Название “алкалоиды” происходит от слова алкали - щелочь.

Примеры алкалоидов.

Алкалоиды группы пиридина

Коннин – главный алкалоид болиголова		-пропилпиперидин (яд Сократа)
Никотин – главный алкалоид табака		, N-метилпирролидил- -пиридин

Алкалоиды группы хинолина

Хинин

К алкалоидам относятся также кокаин, морфин (опий), теин (чай), салонин (главный алкалоид картофеля, содержится в зеленом чае), кодеин, атропин, пилокарпин и многие другие. Алкалоиды широко используются в медицине. Многие из них в больших дозах являются ядами. При частом и регулярном употреблении алкалоидов может произойти привыкание организма и появление болезненного состояния - наркомании.