Гетероциклические соединения – это органические соединения, в циклах которых содержатся не только атомы углерода, но и атомы других элементов, называемые гетероатомами (атомы азота, серы, кислорода и некоторых других элементов).

1. ПО РАЗМЕРУ ЦИКЛА (ПЯТИ-, ШЕСТИЧЛЕННЫЕ И Т.Д.) 2. ПО ЧИСЛУ ГЕТЕРОАТОМОВ В ЦИКЛЕ (С ОДНИМ, ДВУМЯ И Т.Д.) 3. ПО ПРИРОДЕ ГЕТЕРОАТОМА (КИСЛОРОД-, АЗОТ-, СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ) 4. ПО СТРОЕНИЮ ГЕТЕРОЦИКЛА (ПРЕДЕЛЬНЫЙ, НЕПРЕДЕЛЬНЫЙ, АРОМАТИЧЕСКИЙ) 5. ПО ЧИСЛУ ЦИКЛОВ (МОНОЦИКЛИЧЕСКИЕ, БИЦИКЛИЧЕСКИЕ)

К пятичленным гетероциклическим соединениям относятся фуран, тиофен, пиррол и их производные. Наиболее важное биологическое значение имеют азотсодержащие гетероциклы.

Бесцветная жидкость с температурой кипения 131 С, с запахом хлороформа, плохо растворимая в воде, на воздухе быстро окисляется и темнеет.

Р ЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ КОЛЬЦА ( АРОМАТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА ) Р ЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ АМИНОГРУППЫ

1. Реакции замещения. Подобно бензолу, пиррол вступает в реакции замещения (пиррол более реакционно способен, чем бензол). При этом: преимущественно замещается водород, находящий­ ся в соседнем положении с гетероатомом (2-е положение); необходимы мягкие специфические реагенты, не содержащие протонов (Н + ), так как в сильнокислых средах происходит полимеризация пиррола. 1. Реакции замещения. Подобно бензолу, пиррол вступает в реакции замещения (пиррол более реакционно способен, чем бензол). При этом: преимущественно замещается водород, находящий­ ся в соседнем положении с гетероатомом (2-е положение); необходимы мягкие специфические реагенты, не содержащие протонов (Н + ), так как в сильнокислых средах происходит полимеризация пиррола.

Нитрование

Галогенирование (бромирование или иодирование)

2. Реакции присоединения (гидрирования)

3. Окисление. Пиррол в отличие от бензола легко окисляется азотной кислотой, перманганатом калия и другими окислителями 3. Окисление. Пиррол в отличие от бензола легко окисляется азотной кислотой, перманганатом калия и другими окислителями

Связывание неподеленной электронной пары атома азота системой сопряжения приводит к резкому ослаблению основных и проявлению кислотных свойств. Связывание неподеленной электронной пары атома азота системой сопряжения приводит к резкому ослаблению основных и проявлению кислотных свойств.

Как слабая кислота пиррол вступает в реакцию с металлическим калием, образуя соль – пиррол-калий Как слабая кислота пиррол вступает в реакцию с металлическим калием, образуя соль – пиррол-калий

Пиррольные структуры содержатся в гемоглобине, хлорофилле, витамине В 12 и некоторых других природных соединениях. В состав молекул этих сложных веществ входит тетрапиррольный фрагмент (порфин) в виде комплекса с металлом. Пиррольные структуры содержатся в гемоглобине, хлорофилле, витамине В 12 и некоторых других природных соединениях. В состав молекул этих сложных веществ входит тетрапиррольный фрагмент (порфин) в виде комплекса с металлом.

Пиридин C 5 H 5 N

1. Пиридин выделяют из каменноугольной смолы 2. Из костного масла, полученного при пиролизе костей 3. В лабораторных условиях пиридин можно синтезировать из синильной кислоты и ацетилена: 2CHCH +HCN C 5 H 5 N (катализатор HgCl 2 ) 1. Пиридин выделяют из каменноугольной смолы 2. Из костного масла, полученного при пиролизе костей 3. В лабораторных условиях пиридин можно синтезировать из синильной кислоты и ацетилена: 2CHCH +HCN C 5 H 5 N (катализатор HgCl 2 )

Пиридин представляет собой бесцветную жидкость с характерным очень неприятным запахом температура кипения 115°С. Его добавляют к этиловому спирту при приготовлении денатурата. С водой смешивается в любых соотношениях, отличаясь этим от бензола. Пиридин ядовит, вызывает резкие головные боли и общие отравления

определяются наличием ароматической системы и атома азота с неподеленной электронной парой 1. Основные свойства 2. Реакции с участием бензольного кольца определяются наличием ароматической системы и атома азота с неподеленной электронной парой 1. Основные свойства 2. Реакции с участием бензольного кольца

Реакции замещения. Пиридин как ароматическое соединение вступает в реакции электрофильного замещения, но его активность в этих реакциях ниже, чем бензола, что связано с влиянием более электроотрицательного атома азота. Азот оттягивает электронную плотность и уменьшает ее в положениях 2,4,6 (орто- и пара-), поэтому электрофильное замещение происходит в положении 3 (мета-) и реакция протекает в жестких условиях

Пурин С 5 H 4 N 4 – соединение, в молекуле которого сочетаются структуры шести- и пятичленного гетероциклов, содержащих по два атома азота. Проявляет амфотерные свойства. Слабые основные свойства связаны с атомами азота шестичленного (пиримидинового) цикла. Слабые кислотные свойства обусловлены группой N-H пятичленного цикла (по аналогии с пирролом). Пурин С 5 H 4 N 4 – соединение, в молекуле которого сочетаются структуры шести- и пятичленного гетероциклов, содержащих по два атома азота. Проявляет амфотерные свойства. Слабые основные свойства связаны с атомами азота шестичленного (пиримидинового) цикла. Слабые кислотные свойства обусловлены группой N-H пятичленного цикла (по аналогии с пирролом).

В молекулах ДНК пуриновые и пиримидиновые основания соединены водородными связями и располагаются по принципу комплементарности.