Traven__39__39_Organicheskaya_khimia_39_ _39__Tom_2 (1125752), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Гстсроаикличсскис соединения При этом следует иметь в виду, что пиридиновый цикл еще более дезакти- вируется к электрофильной атаке из-за протонирования атома азота. Такое протонирование, безусловно, имеет место в присутствии сильных мине- ральных кислот, применяемых в указанных реакциях. е ~~3 + Н2О ниридин-3-сульфокислота 3-нитрониридин Вг + НВг лириднн 3-бромниридин реакция яе ноет А1С1 з Преимущественная ориентация электрофильного агента в положение 3 объясняется тем, что при такой ориентации положительный заряд в промежуточном о-комплексе не локализован на электроотрицательном атоме азота, о чем свидетельствуют наборы резонансных структур, отвечающих атакам молекулы пиридина соответственно в положения 2, 3 и 4.
Атака в положение 2: яеустоичивая Атака в полажение 4: Н Е Н Е Н Е яеустоичивая струкяяура 3 Д я 1ч Н 453 25.4. Шсстичленныс гстероцикличсскис соединении. Пиридин Антака е положение 3: Е Е ~ Е резонансно-стабилнзн ронаннмй нон СНз зоя,-и н,о, СНз о Оо зсметилпиридин 3-мстилпиридин- Х-оксид Соответственно резонансным структурам, показанным ниже, пирицип- Х-оксиц может рассматриваться как активированная форма пирицина, 1, — .,! — 1,! — 1, 1о П П П :О: :О: :О: :О: Реакции электрофильного замещения идут с пирицин-М-оксицом легче, чем с пирицином, преимущественно в положения 2 и 4. Р40 2 Оо пиридин- М-оксид о 4-нитропиридин- М-оксид (90 %) Лишь атака в положение 3 не ведет к крайне невыгоцной локализации положительного заряда на алектроноакцепторном атоме азота. Для получения пирицинов, замешенных в положении 2 или 4, соответствующим реакциям подвергают пирицин-Х-оконцы.
Эти произвоцные являются весьма доступными соецинениями и получаются окислением пирицина и его замещенных. й Я Ы с. с с т. к н о х к ок К с у с о ь к — 'о ~Ц с Е М й~ о О. о с й м 1 а Й ~,ы О о. о, з л М с ) » ,) Ю ~~ с й о о с о с с а М Д о ~ с й а~ о о б3 2 М о о о„а й о' ж И 0 а Л " а. о Х,ф ж о ~- о о со о с Ф И ц и ас о д щ 0.0 О Со Ф. а О м ц ъ 0О Я с о 0„,~ а ~ .8 Л с о ~ щ ~, ~~ Я о' с о х й а и ~ И о ,д с.й й с к йД ц 65 о ~ а ас с'с о осао~.
О о Д И дмос1~ .л -'~ И Б а р с ~~ о й О. ~~ о Я о ~ я Ь ~„" а а "' Боои~ о а о х 2 ~ ср О й оМ 3 Ф Ф а Р. 2 й Ю Ю й 2' а Р' ы ж М С~ й Й О о с Я с ы ори -о. ос о а м о о Я Я >, а о О $ у Я М ~ос 0 с л с с~ ~- с. о д Ж ы Я с. с'~ 0 2 0 $- с с„ Л $" М Я Я д о Е О И о. с > м А Ц м с ~ о с Ф с о о" М 25.4.
Шестичлснныс гстсроциклическис соединении. Пирнанн н н ь ' Н Н вЂ”,, ! — "" ( + Н.. МО МНа 1чно1ч О 1ч 1ч'Н Ха 2- и 4-Аминопиридины способны к таутомерным превращениям. амино-форма Н имино-форма Значительно более устойчивой, однако, является амино-форма. Ес содержание в 1000 раз превышает содержание имино-формы.
Аналогичная реакция протекает с литийорганическими реагснтами. П а ,,О.С Пао 1 + СаНл1-1 (толуол) 1т1 н с,н, 2-фснилнирилин нирилин Однако реакция с КОН протекает лишь в очень жестких условиях. Образующийся 2-гидроксиперидин также способен к таутомерии. + КОН Х М ОН Х О 2-гилроксипирилин пирилин Н 2-пирилон Вместе с тем 2-гидроксипиридин легко получается при обработкс 2-аминопиридина нитритом натрия в присутствии минеральной кислоты.
М Мол НО нуо 11 11Н2 1 Н 2-аминонирилин 2-нирнлои 456 Глава 25. Гстсроцикличсскис сослинсния Аналогично получают 4-гидроксипиридин. 4-гидроксипиридин 1 4-пиридон 4-аминопиридин Следует иметь в виду, что пиридоны в значительной мере сохраняют ароматичность пиридинового ядра. Восстановление пиридин пипсридин Пиперидии. К раствору пиридина (20 г'. 0.25 моль) в абсолн>тном спирта (150 г: 3,26 моль) по кусочкам прибавляют натрий (75 г; 3,26 моль). По окончании растворения , натрия реакционную массу разбавляют водой. Продукт отгоняют с водяным паром и выделяют в видо гидрохлорида, добавляя соляную кислоту к дистиллату, т.
пл. 237 'С (из спирта), Выход 21,2 г (-100ьув) Электронодефицитный характер пиридина проявляет себя и в относительной легкости восстановления пиридинового цикла. Важно, что восстановление гладко проходит не только как гидрирование в присутствии Р(- катализатора, но и при действии натрия в абсолютном спирте. 457 25.5. Пиримидины и пурины 25.5. ПИРИМИДИНЫ И ПУРИНЫ Х,Щ.
'Х,Х пиримиаин 3 пурин В состав нуклеиновых кислот входят следующие производные пиримидина: урацил, цитозин и тимин. Их называют пиримидииовьами основаниями. О 11Н, О урацип тимин цитозин В состав нуклеиновых кислот входят также и производные пурина— аденин и гуанин. Эти производные называют пуриновыми основаниями. апенин гуанин И пиримидин, н пурин имеют плоские молекулы и замкнутые сопряженные и-электронные системы. Эти соединения и их производные также относятся к числу гетероароматических соединений. Фрагменты пиримидина и пурина входят в состав и других природных соединений.
Кофеин содержится в кофе и чае. Теобромин содержится в чае и какао. Среди других шестичленных гетероциклических соединений производные пирнмидина и пурина представляют особый интерес. Значение этих гетероаренов определяется тем, что фрагменты производных пиримидина и пурина входят в состав сложных биоорганических структур, называемых нуклеиновыми кислотами (см. разд. 28.1.5) и ответственных за хранение и передачу генетической информации.
Нумерация атомов в молекулах пиримидина и пурина показана ниже. 458 !лава 25, Гстероцикличсскис сосхппснпл ! СНз ! СН, кофеин тсобронин 25.6. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ Пиррольная структура входит в состав природных соединений, имеющих важное значение для живых организмов. Прежде всего следует назвать представителей группы порфиринов, к которым относят гелюглобин крови и хлорофилл. Ниже для примера показаны некоторые алкилпирролы, играющие важную роль в природных порфириновых структурах, в том числе в гемоглобине.
Снз СНз — Снз криптопиррол опсопиррол келюпиррол Гемоглобин ответствен за транспорт кислорода в живом организме: ! г гемоглобина связывает 1,35 смЗ кислорода. Гемоглобин связывает кислород в легких и разносит его по всему организму. При связывании с гемоглобином кислород выступает как лиганд по отнотпеиию к атому железа. Токсичные свойства монооксида углерода определяются тем, что он является еще более сильным лигандом и препятствует связыванию н транспорту кислорода. Снз Снтснз СН, ь!Н СНз Снзснз НН СНз 459 25.6. Гетсроциклические соединения в живых организмах Нз Н=СН, НООССН2СН НООССН,СН, СН, гемин-фрагмент гемоглобина Частично гидрированный пиррольный цикл содержится в витамине Ву . Индол является структурным фрагментом важных природных соединений и широко используется для получения различных лекарственных препаратов.
Д-индолилуксусная кислота триптофан ссротонин фурам, пиридин и хинолин также являются структурными фрагментами многих природных соединений и лекарственных средств. Ниже показан ряд природных соединений, в составе которых присутствуют названные гетероароматические фрагменты.
0 Н фурфурол 0 индиго СН2СООН 1 МН НО СН2СН2МН2 ! ХН СН2 СН вЂ” МН2 СООН 'г1Н Глава 25. Гетсроцикличсскпе соецинсния о 11 ..с (С2нз)2Х никотин днэтиламиц лизергиновой кислоты (ЛСД) — сн, н морфин (к = Н) героин (К = СОСНз) ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Ганча реакция — получение замещенных пиридинов циклоконденсапней эфиров ))-кстокарбоновых кислот с альцсгицами и аммиаком с последующим окислением образующихся Лигицропиридинов. Гетероциклическне соединения — соединения,молекулы которых, наряцу с атомами углерода, содержат в составе цикла один нли несколько гстсроатомов. Кнорра реакция — получение пирролов конценсапией и-амннокетонов с кетонами, соцержащнми активную мстилсноную группу.
Паачя-Кнорра реакция — получение производных пиррола конденсацией 1дьдикарбонильных соединений с аммиаком или первичными аминами. Скраупа реакция — получение хинолинов нагреванием первичного ароматического амина с глицерином в присутствии окислителя и дегидратирующего агента. Фишера реакция — синтез индолов внутримолекулярной конденсацией арнлгидразонов альдегидов или кетонов в присутствии кислот, Чичибабина реакция — а-аминированис пиридинов при действии амида натрия. Юрьева реакция — прсвращснис фурана а пирров, тиофсн или сслснофсн при действии соответственно аммиака, сероводорода или селеновоцороца над А1,0, в газовой фазе прн высокой температуре.
ЗАДА ЧИ Задача 25Л. С помощью теории резонанса прецскажите наиболее нрсцпочтительнос место протонирования пиррола. Задачи 25.2. Предложите схему механизма образования 2,5-циметилпиррола по реакции Павля-Кнорра. 46! Задачи Задача 25.3. Синтез хинолина по Скраупу включает ряд стадий. Напишите эти стадии. Предложите механизм каждой из них. Задача 25.4. Почему реакция азосочстания идет с пирролом и нс идет с пнридннол~? Напишите резонансные структуры соответствующих промежуточных о'-комплексов, Задача 25.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
