Гетероциклические соединения Определение Гетероциклические соединения

3. Химические свойства пятичленных гетероциклов


Реакции электрофильного замещения (-NO₂, -SO₃H, Hal, -CO-R, -ацил)
Пятичленные гетероциклы в реакциях электрофильного замещения активнее бензола и сходны по ароматической. активности с реакционно-способными ароматическими аминами и фенолами, замещение происходит в положение 2.





Реакция сульфирования: фуран и пиррол значительно легче, чем тиофен окисляются и осмоляются при действии минеральных кислот.

Нарушается ароматичность и образующийся оксониевый ион, обладающий свойствами диена с сопряженными двойными связями, легко полимеризуется и осмоляется.

Сульфировать пиррол и фуран удается только пиридинсульфотриоксидом C₆H₅N-SO₃

Тиофен можно сульфировать и серной кислотой

Реакция нитрования: тиофен устойчивее к действию минеральных кислот, чем фуран и пиррол, однако он окисляется HNO₃ с разрушением молекулы

4. Реакции присоединения


Реакция гидрирования приводит к образованию насыщенных гетероциклических систем, лишенных ароматических свойств

Фурановое кольцо чувствительно к действию окислителей, уже на воздухе фуран самоокисляется, одновременно полимеризуясь.

Пиррол напоминает N во вторичных аминах, однако не обладает основными свойствами.

Пиррол проявляет кислотные свойства и при взаимодействии с активными металлами образует соли:

Важнейшие производные пиррола – широко распространены в природе, к их числу относятся: хлорофилл, гемоглобин, витамин В₁₂.

Многие из этих соединений содержат в молекуле особую группировку из четырех пиррольных ядер, называющимся ядром порфина:

При замещении –H в  положение пиррольного кольца образуются порфирины.

Многие жизненоважные природные соединения являются металлическими производными порфинов. Пигменты крови человека и животных – гемоглобины содержат атом Fe, являясь хромопротеидами. Их молекула состоит из 2х частей – белковой части (глобинов) и простатической части– гемма.
Зеленые пигменты растений – хлорофиллы, являются магний производными, в их молекуле атомы N связаны с магнием. Фотосинтез – основной процесс образования органических веществ на земле.
Конденсированные системы, содержащие пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом.

Бензопиррол или индол впервые получен из природного синего красителя. Содержится в цветах жасмина и апельсина.

Химические свойства бнзопиррола сходны с пирролом. Бензопиррол обладает слабокислыми свойствами; реакция электрофильного замещения индола идет преимущественно в  положение, исключая реакцию сульфирования.
Аминокислота триптофан относится к производным индола. Известен с глубокой древности краситель индиго (окисленная форма - индоксилы).