ШЕСТИЧЛЕННЫ Е ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ

ШЕСТИЧЛЕННЫ Е ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ

Пиридин C 5 H 5 N простейший шестичленный ароматиче ский гетероцикл с одним атомом азота. Его можно рассматривать как аналог бензола, в котором одна группа СН заменена на атом азота:

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Пиридин представляет собой бесцветную жидкость, хорошо смешивающуюся с водой и органическими растворителями; имеет характерный неприятный запах; весьма ядовит. Вдыхание его паров может привести к тяжелому поражению нервной системы. В небольших количествах содержится в каменноугольной смоле. Устойчив при хранении.

СТРОЕНИЕ Из трех гибридных орбиталей атома азота две вступают в образование σ-связей C-N, а третья содержит неподеленную пару электронов. Атом азота называют пиридиновым.

Пиридины и другие гетероциклы, содержащие атом азота пиридинового типа (хинолины, дивзины), называют πдефицитными, или π-недостаточными, системами в связи с ЭА характером гетероатома, что приводит к дефициту электронов на атомах углерода. Важной особенностью πэлектронного распределения в пиридине является чередование частичных зарядов в кольце: атомы С-2 и С-6 (называемые также положениями), а также С-4 (γположение) имеют частичный положительный заряд, т. е. они наиболее электронодефицитны, тогда как атомы С-3 и С-5 (β-положения) заряжены слегка отрицательно.

1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА.

2. РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ. В молекуле пиридина имеется два реакционных центра, способных принимать атаку электрофильными реагентами: Атом азота электронов; с неподеленной парой π- электронная система ароматического кольца.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ЭЛЕКТРОФИЛЬНЫМИ РЕАГЕНТАМИ ПО АТОМУ АЗОТА. Алкилгалогениды и алкилсульфаты легко взаимодействуют с пиридином, образуя четвертичные пиридиниевые соли. При нагревании иодида N-метилпиридиния выше 300°С происходит перегруппировка Ладенбурга.

Аналогично другим третичным аминам, пиридины реагируют с пероксикислотами с образованием соответствующих N-оксидов, обладающх разнообразными химическими свойствами:

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ЭЛЕКТРОФИЛЬНЫМИ РЕАГЕНТАМИ ПО АТОМУ УГЛЕРОДА. АРОМАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Атом азота в реакциях электрофильного замещения ведет себя как заместитель 2 -го рода, поэтому электрофильное замещение происходит в мета-положение.

Пиридин очень устойчив к действию концентрированной серной кислоты или олеума – образование 3 -сульфокислоты протекает очень медленно и с низкими выходами. Добавление сульфата ртути значительно облегчает процесс сульфирования.

3. РЕАКЦИИ С НУКЛЕОФИЛЬНЫМИ РЕАГЕНТАМИ. В отличие от бензола пиридин способен вступать в реакции нуклеофильного замещения, поскольку атом азота оттягивает на себя электронную плотность из ароматической системы и орто-пара -положения по отношению к атому азота обеднены электронами. Так, пиридин может реагировать с амидом натрия, образуя смесь орто - и пара-аминопиридинов (реакция Чичибабина):

Для всех трех изомерных гидроксипиридинов характерно явление таутомерии. 2 - и 4 - гидроксипиридинам таутомерны их оксоформы, которые называются соответственно пиридон-2 и пиридон-4. поскольку пиридон-2 является типичным лактамом, а его гидроксиформа включает таутомер амидной группылактимную группировку- С(=NR)OH, то такое равновесие называется лактим- лактамной таутомерией

При гидрировании пиридина ароматическая система разрушается и образуется пиперидин, который представляет собой циклический вторичный амин и является гораздо более сильным основанием, чем пиридин.

Гомологи пиридина: α, β, γпиколины, их окисление, никотиновая и изоникотиновая кислота; амид никотиновой кислоты (витамин РР), гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид), фтивазид. 8 гидроксихинолин (оксиран) и его производные, применяемые в медицине.

Окислением пиколинов получают кислоты: из β- пиколина — никотиновую кислоту (антипеллагрический витамин PP, или ниацин), диэтиламид которой — кордиамин, из γпиколина — изоникотиновую кислоту, лежащую в основе противотуберкулёзных препаратов (фтивазида, изониазида и др. ). Производное пиколина — пиридоксин (витамин B 6) в виде коферментной формы (пиридоксальфосфата) принимает участие во многих важных реакциях обмена веществ.

Изониазид (тубазид) — лекарственное средство, противотуберкулёзный препарат (ПТП), производное гидразида изоникотиновой кислоты (ГИНК). Показан для лечения туберкулёза всех форм локализации

Фтивазид — противотуберкулёзный препарат, производное гидразида изоникотиновой кислоты (изониазид). Светло-желтый или желтый мелкокристаллический порошок со слабым запахом ванилина, без вкуса. Обладает высокой избирательной активностью в отношении микобактерий туберкулезa. Вызывает повреждение мембраны микобактерий, ингибирует метаболические и окислительные процессы, угнетает синтез нуклеиновых кислот, действует на микобактерии как внутри клетки, так и вне её.

Акридин получил свое название вследствие едкого раздражающего действия на кожу. Для обозначения производных акридина атомы в его формуле нумеруют, исходя из следующего правила: если гетероцикл в конденсированных системах связан с двух сторон с бензольными циклами, нумерацию ведут так, чтобы гетероатом получил наиболее высокий номер.

Этакридин (риванол) – 2 -этокси-6, 9 - диаминоакридин в виде молочнокислой соли. Желтый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Широко применяется в медицине как сильное бактерицидное средство при лечении гнойных ран, амебной дизентерии, ангины и т. д. (обычно в виде раствора 1: 1000).