Гетерофункциональные соединения Ароматические гидроксикислоты фенолокислоты 2 -гидроксибензойная

Гетерофункциональные соединения

Ароматические гидроксикислоты (фенолокислоты) 2 -гидроксибензойная к-та салициловая к-та 3, 4, 5 -тригидроксибензойная к-та галловая к-та n-кумаровая к-та

Способы получения фенолокислот Карбоксилирование фенолятов (реакция Кольбе-Шмитта) + СО 2 125°C, 5 атм салицилат натрия феноксид натрия + H салициловая к-та

Кислотные свойства - H 2 O . . + + H 3 O Э. Д. - > p. Ka=2, 98 -IOH +MOH H p. Ka=4, 19 внутримолекулярная водородная связь

COONa Na. OH COOH OH + H 2 O OH COONa Na. HCO 3 OH + CO 2 + H 2 O

Производные салициловой кислоты H+ + метанол салициловая к-та метилсалицилат

POCl 2 салициловая к-та C 6 H 5 ONa фенилсалицилат САЛОЛ

+ ацетангидрид салициловая к-та ацетилсалициловая к-та АСПИРИН

Определение доброкачественности ацетилсалициловой кислоты COOH O-C-CH 3 H 2 O O OH + CH 3 -COOH Fe. Cl 3 [ Ar-O-]3 Fe фиолетовое окрашивание

COOH OH NH 2 п-аминосалициловая кислота (ПАСК)

COONa Na. OH + COOH H 2 O NH 2 натриевая соль NH 2 COOH HCl + NH 3 Cl - гидрохлорид

COOC 2 H 5 COOH C 2 H 5 OH HCl газ NH 2 + H 2 O NH 2 анестезин

COOH + HO-CH 2 -N(C 2 H 5)2 N, N-диэтиламиноэтанол NH 2 O C O-CH -N 2 2 C 2 H 5 + H 2 O NH 2 новокаин

O . . C 2 H 5 C O-CH -N 2 2 C 2 H 5 HCl NH 2. . O + C O-CH -N 2 2 H NH 2 C 2 H 5 Cl - новокаина гидрохлорид

Производные сульфаниловой кислоты Na. OH NH 2 + NH 2 SO 3 Na H 2 O натриевая соль + NH 3 Cl- SO 3 H HCl SO 3 H гидрохлорид

NH 2 SO 2 NH-R амид сульфаниловой кислоты (сульфаниламид, стрептоцид) общая формула сульфаниламидных препаратов

NH 2 SO 2 NH NH 2 норсульфазол SO 2 NH сульфадимезин

Гетероциклические соединения Гетероциклическими называют соединения, в циклах которых помимо атомов углерода содержатся и другие атомы (т. н. гетероатомы), чаще всего N, O, S

Классификация гетероциклов Основные признаки классификации: Øприрода гетероатома (пиррол и тиол); Øчисло гетероатомов (пиррол и имидазол); Ø размер цикла (пиррол и пиридин); Ø степень насыщенности ( фуран, ТГФ)

Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом β α пиррол фуран тиофен Пиррол, фуран, тиофен являются ароматическими соединениями, т. к. полностью соответствуют критериям ароматичности: 1. циклические плоские системы (sp 2); 2. количество π-электронов соответствует правилу Хюккеля (4 n+2); 3. характерны реакции SE , а не АЕ.

p, π-сопряженная система 4 n+2=6 n=1

. . + HNO 3 + N H Пиррол и фуран) ацидофобны, в присутствии сильных минеральных кислот легко протонируется в α-положение, что приводит к потере ароматичности, дальнейшему осмолению или полимеризации ( или раскрытию цикла) NO 3 - H полимеризация n

Ацидофобность пиррола учитывается при выборе реагентов для SЕ , их проводят либо в щелочной среде, либо используют комплексы электрофильных реагентов с основаниями

Реакция Юрьева Ю. К. - реакция взаимопревращений пятичленных гетероциклов

Восстановление (гидрирование) пиррола: . . пиррол [H] . . пирролин [H] . . пирролидин

никотин пролин

4 пиррольных кольца образуют циклическую сопряженную систему порфин, которая входит в состав хлорофилла, гемоглобина и цитохромов. Порфиновое кольцо обладает высокой термодинамической устойчивостью, его энергия сопряжения ≈ 840 к. Дж/моль. Порфиновый цикл может содержать различные заместители

Тетрапиррольные соединения 4 n+2=26 n=6 порфин Энергия сопряжения 840 к. Дж/моль

Тетрапиррольные соединения гем

4 5 3 . . 6 7 2 1 индол (бензпиррол) β α 4 n+2=10 n=2

Производные индола Метилиндол Индолил-3 -уксусная кислота Скатол Гетероауксин

Триптофан Незаменимая L - (-) – аминокислота, необходимая для синтеза белков

Продукты биологического расщепления триптофана: скатол, гетероауксин, триптамин – биогенный амин, серотонин – нейромедиатор головного мозга, нарушение его обмена приводит к шизофрении и другим психическим заболеваниям

C O HNO 3 H (CH 3 CO)2 O O 2 N O C O H 5 -нитрофурфурол H 2 N-NH-C-NH 2 семикарбазид O 2 N CH=N-NH-C-NH 2 O семикарбазон 5 -нитрофурфурола фурацилин

Структура биотина (витамина H)

Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами 3 4 5 1 2 имидазол 1 пиразол 2 тиазол

Электронное строение имидазола и пиразола 3 пиридиновый атом азота пиррольный атом азота имидазол 1 пиразол 3 1 2

Кислотно-основные свойства имидазола : . . кислотный центр H пиридиновый азот основный центр пиррольный азот

Прототропная (азольная) таутомерия гетероциклов Таутомерия – равновесная динамическая изомерия. Таутомеры самопроизвольно превращаются друг в друга и существуют в подвижном равновесии за счет переноса какойлибо подвижной группы. основный центр 4 1 5 3 5 кислотный центр 1 2 4 имидазол 3 2

Кислотно-основные свойства имидазола + HCl H Cl- : . . имидазолия гидрохлорид H K K + имидазол калий

-CO 2 гистидин гистамин

Бензимидазол дибазол ; 2–бензилбензимидазола гидрохлорид

Лекарственные препараты, производные пиразолона– 3(5) пиразолон– 3 амидопирин анальгин бутадион

Анальгин – водорастворимое производное амидопирина амидопирин анальгин

тиазол β-ламный антибиотик пенициллин тиазолидин

Шестичленные ароматические гетероциклические соединения с одним атомом азота – азины b a пиридин – азин d хинолин, бензо[b]-пиридин 9 c b e 10 a акридин, дибензо[b, e]-пиридин c b a изохинолин, бензо[с]-пиридин

Ароматические свойства пиридина ь все атомы цикла sp 2–гибридизованы ь цикл плоский ь замкнутая сопряженная система π-π типа ь количество ē удовлетворяет правилу Хюккеля 4 n+2, где n-целое число 4 n+2=6; 4 n=6 -2=4; n=1

Пиридин и хинолин «π-недостаточные» системы Увеличение «π-недостаточности»

Реакции SЕ протекают намного тяжелее, чем для бензола и преимущественно в βположение

Реакции нуклеофильного замещения в азинах ( реакция Чичибабина А. Е. ) аминирования и гидроксилирования δ+ α–аминопиридин δ+ δ+ α–гидроксипиридин

Восстановление пиридина пиперидин пентамин– 1

Витамин РР–антипеллагрический β-пиколин никотинамид никотиновая кислота никотинил хлорид

Кордиамин, средство, стимулирующее центральную нервную систему никотинил хлорид N, N-диэтил амид никотиновой кислоты

Изониазид – противотуберкулезный препарат γ-пиколин Изониазид, гидразид изоникотиновой кислоты изоникотиновая кислота изоникотинил хлорид

Фтивазид – противотуберкулезный препарат + Изониазид Ванилин

Производные 8–гидроксихинолина сплавлени е хинолин– 8–сульфокислота 8 -гидроксихинолин (оксин)