Понятие о конденсированных гетероциклах (индол)

При комбинации пятичленных гетероциклов с бензольным ядром образуются конденсированные системы, наибольший интерес из которых представляют следующие:

Химические свойства индола и его простых производных сходны с реакциями пиррола, однако при электрофильном замещении заместитель предпочтительно вступает в положение 3 (или β), а если оно занято, то в положение 2 (или α). Исключением является реакция сульфирования:

Одним из самых известных производных индола является краситель синего цвета – индиго, который получается при окислении индоксила.

В свою очередь индоксил в промышленности получается из анилина и окиси этилена:

10.4. Шестичленные гетероциклические соединения: изомерия, номенклатура

Из шестичленных гетероциклов ароматического характера с одним гетероатомом наибольший интерес представляет пиридин, а с двумя гетероатомами – пиримидин.

Получение пиридина и его гомологов.

1) Взаимодействие акролеина с аммиаком:

Пиридиновое кольцо встречается во многих природных соединениях, обладающих биологической активностью, а также в антибиотиках, алкалоидах и т.д.

В молекуле пиридина ароматический секстет π-электронов образован пятью электронами углеродных атомов и одним валентным – атома азота. Кроме этого, пиридин имеет плоское строение. Распределение электронной плотности в ядре пиридина определяет прохождение электрофильных реакций в β-положение, а нуклеофильных – в α и γ. В связи с тем, что свободная электронная пара атома азота в этом не участвует, то пиридин проявляет свойства основания.

Химические свойства.

С галогеналкилами пиридин ведет себя подобно аминам, образуя соли N-алкилпиридиния, которые при нагреве изомеризуются в производные

2-алкилпиридиния:

Электрофильное замещение у пиридина и его производных проходит с большим трудом, т.к оно обычно ведется в кислых средах, где пиридин существует в виде катиона пассивируя кольцо еще в большей степени:

Реакции алкилирования по Фриделю-Крафтсу не протекают.

Реакции нуклеофильного замещения протекают легко, особенно в α и γ-положения:

При каталитическом восстановлении пиридина образуется пиперидин – гетероциклическое соединение неароматического характера:

В биохимических процессах наиболее важную роль играют такое производное пиридина, как амид никотиновой кислоты (витамин РР):

Пиримидин – важнейший из шестичленных гетероциклов с двумя атомами азота. Пиримидин входит в многочисленные природные соединения, среди которых находятся витамины, нуклеиновые кислоты и др. соединения.

Например, при гидролизе нуклеиновых кислот получаются три важных производных пиримидина:

Важнейшим представителем азотистых бигетероциклов является пурин:

Производные пурина аденин и гуанин, наряду с пиримидиновыми основаниями, входят в структуру нуклеиновых кислот и ряда коферментов:

ГЛАВА 11. ЛИПИДЫ