Н.А. Тюкавкина - Органическая химия (1125793), страница 48
Текст из файла (страница 48)
нн а- 7 1~ Н ')3.2.2. ПИРАЗОЛ Пиразол (1,2-диавол) — кристаллическое вещество (т. пл. 70 "С, т. кип. 187'С), хорошо растворимое в воде, этаноле, эфире. В отличие от имидазола, пиразол и его производные в природе не встречаются, однако на основе пиразола синтезированы многие лекарственные средства. Химические свойства пиразола во многом подобны свзэйствам имидазола. Пиразол проявляет одновременно кислотные и основные свойства (см.
12.3). В реакциях электрофильного замещения (сульфирование, нитроваиие, галогенированне) пиразол ведет себя аналогично имидазолу Место элсктрофильной атаки зависит от условий реакции, но чаще всего элекгрофильный реагент вступает в положение 4 с наибольшей электронной плотностью. 4 а ь ~ + НЙО ~1 а нхО Н Н Пнрезол Многие лекарственные средства на основе пиразола являются производными пиразолона-3, который за счет прототропной таутомерии может существовать в трех таутомерных формах — гидро кси- и двух оксоформах.
Перенос протона в пиразолоне-3 атома )ч-! к атому С-4 приводит к пиразолону-5, которыи в свою очередь за счет кето-енольной таутомерии образует еноль ную форму — 5-гидроксипиразол. В зависимости от вводимых в коль цо заместителей равновесие может быть смещено в ту или иную его рону. й-и ! н нс ! н ! н 5-Гидронон пи раааа Пнрыолон-а Пирааолон-5 К производным пиразолона-3 относится а и т и пир и н (!,5-димстпл-2-фснилпцразолон-3) Антипирнн проявляет аром ппческцй харакгер н вступает в реакцию ннтрознрования при взацмодействни с азотистой кислотой НМО, (источником злектрофильной частицы -- нитрозил-катиона ИО') с образованием 4-ннтрозоантипирина Эгь реакция является первой стадией процесса превращения анзипнрина в амидопирин ([,5-диметил-4-дпмстиламино-2-фенилпиразолон-3) На следующей стадии нитрозогруппу восстанавливают в аминогруппу, затем полученный продукт алкцлируют метилиодн- дом [Н! р) снв С= На нно, 'М „, -н~э СНа а ! й-Сна СВН5 Ыенв д-Нитроаоантипирнн Антнлнрин СНа о.'' н „о..
ясна[ з кон -зкь -а н,о Амидопирин В тнисра~урс пцразачои-3 часю неверно называеься пнразолонам-5 Как увс таворнлось (см [2 !), а тетсроииклаъ с аючамп атоса с различньри злсепрониым строением нумерация велсчся от — [ЧН -, а нс от — [т[= бляразоланс-З, где а)опты азо~а равноценны, порядок нучсрацщт выбран таким, нобы атом у~нерона карбоннлыюй группы пол) нщ цацмсцьшнй номер, т с 3, а нс 5 Антипирин, амидопирин, а также водорастворимое сульфопро водное амидопирина — а н а л ь г и н, применяются как жаропонюх . ющие и болеутоляющие средства. С этой же целью использует „ производное насыщенного пиразола —.
бут ад и о н. О ма ' Π— 8 — СНя, О ! М-Сна Семь СНаСН,СН,СН О и-ОаНБ и Сень Бтгилион Анальгин Залаглпе 13.5. Какой особенностью строения анальгина обусловлена его белес легкая расэворггьлосгь в воде по сравнению с амидопирююм'г '1 3.2.3. ТИАЗОЛ Тиазол (1,3-тиазол) — представитель ароматических гегероциклов с лвумя различными гетероатомами. Ои обладает слабыми основнь' ми свойствамн и образует соли с сильными кислотами зв счет пир" диновога атома азота. Структура тиазола встречается в состав~ важных биологически активных веществ — т и а м н н а (витамина В,), сульфаниламидного препарата н о р с у л ь ф а з о л а.
Качесгвенной реакцией для обнаружения антипирина, рекомендуемой Ггр Х, служит реакция с азотистой кислотой, в результате которой образуется 4-нитрозоантипирин изумрудно-зеленого цвета. Амидопирин дает с азотистой кислотой продукты окисления с несгойкой фиолетовой окраской. Для обнаружения ангипирина и амидопирина используются также реакции комплексообразования с хлоридом железа(ШП.
Антипирин образует фер р и пир и н — комплекс состава ЗСнП,„Ы,О 2реС!и имеющий устойчивую красную окраску. Амидопирин является восспгновителем и легко окисляегся такими рсагентами, как перманганат калия, хлорид железа (П1), нитрат серебра. С хлоридом желев (П1) амидопирин за счет продуктов окисления образует комплекс с исчезающей сине-фиолетовой Окраской. При действии на амидопирин щелочного расгвора низрата серебра вначале также появляется сине.
фиолетовая окраска, вызванная продуктами окисления, затем осаждается восстановленное серебро. йня ~=~~ .т,„„4" "т ( З-Он,сн ои Ноосулввааол Тиамин ллсриа тиваол О !! Я-С вЂ” КН нолвно М;т МЩ!в и Сна СНа Тиааолиаии Обитал струнтура овиимиллинов Известны десятки природных, синтетических и полусинтетическнх пенициллинов, отличающихся радикалом ?х в приведенной общей формуле. Характерной особенностью химического поведения пенициллинов является их невысокая устойчивость, обусловленная наличием напряженного лакуамного кольца. Амидная связь в этом цикле гидролизуется в мягких условиях (при стерилизации растворов, в кислой среде организма), что приводит к потере антибактериальной активности. Некоторые бносинтетнческие пенициллины, например феноксиметилпеннциллин й.
= СвН,ОСН,—, обладанэт большей устойчивостью н могут применяться перорально. ° Вопросы и упражнения 1. По каким критериям нмнлазол н пиразол относятся к ароматическим соединениям? 2. Нарисуйте схемы перекрывания р-АО в имнлазоле и пиразоле. Ка«не центры в молекулах нмндазола н пнразола ответственны за проявление кислотных и основных свойств этими гетероцнкламн? э Приведите строение лекарственных средств — производных пира- зола' антнпнрнна, амидопирина н анальгина. 4. Какие гетероциклы входят в состав пенициллинов> Чем обусловлена неустойчивость пенициллинов? Насьцценный гетероцнкл ти аз ол иди н является фрагментом структуры антибиотиков пенициллинов, где он сочленен с четырехчлениым лактамным кольцом. Глава 14 ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКПИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ 14.1. ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ Среди шестичленных гетероциклов с одним гетероатомом важнейшим является пнрнднн.
В природных и биологически активных соединениях часто встречщотся также конденсированиыс системы хпнолнн и изохиполпн, в которых ядро пиридина сочленено с бензольным кольцом двумя различными способами. а Химолин в Иаонинолин Пианина ~~) () а.имран у -Пиран твтрнилроиирвн 14.1 1. ПИРИДИН Пнрцлин — бесцветная жидкость (т. кип.
П5 'С, т. пл. — 42 'О с неприятным запахом, смешивающаяся в любых соотношениях с водой и большинством органических растворителей. 370 Шсстнчленные гетероциклы с атомом кислорода — и-парам и упиран — нс относятся к ароматическим соединениям, так как в каждом из них имеется атом углерода в состоянии ар'-гибридизации и поэтому отсутствует единая сопряженная система р-электронов двойных связей и атома кислорода. Эти соединения представляют собой ненасыщенные циклические эфиры, обладающие высокой реакционной способностью, вследствие чего оии неустойчивы, а а-имран вообще в свободном виде неизвестен. Стабильными являются производные пиранов, в частносги тетра гидр о пи ра н и его гидроксипроизводные, относящиеся к классу моносахаридов (см.
15Л). Оенбвньге свойства пиридина обусловлены неподеленной ларой злектронов атома азота, которая не принимает участия в сопряжении и способна принимать протон (см. 12.3). По сравнению с алифкгическими аминами основные свойства пиридина выражены значительно слабее (примергто в миллион раз). Тем не менее при взаимодействии пиридина с сильными кислотами образуются п и р и д и н иевые соли. но~в т )~ Пнрииидин Основные свойства пиридина проявляются также в реакциях с кислотами Льюиса, т. е. соединениями, способными принимать пару злектронов иа свою незаполненную орбиталь. Так, с оксидом серы (Л) пнридин образует донорно-акцепторный комплекс п и р идннсульфотриоксид, используемый для сульфирования ацидофобных пятичленных гетероцнклов (см. 13.1.1).
в.в=,р нОз Пиритниоульвотриоиоид Наряду с основными свойствами атом азота в пиридине проявляет и н у к л е о ф и л ь н ы е свойства, т. е. способность атаковать атом углерода, несущий частичный положительный заряд (электрофильный центр). Взаимодействие пиридина с галогеналканами приводит к образованию солей ал к ил пир иди н и я.
в. а+ Снз г Вг Метилоронид 6н з н-Метмллнрюлнниявромии Зядянне 14.1. Напитнтгтс урнвнення реакций образования пиридннийгндросульфятя н 1и-этнлпиридттнийнодндв, В какой нз ннх проявляются нуклсофнльные свойства пирндннв) 371 Пиридин обладает ароматическим характером (см. 12.2). Однако в сравнении с бензолом электронная плотность в кольце пирилина распределена менее равномерно из-за большей электроотрнцательнос ти атома азота, чем углерода. Поэтому электронная плотность на всех атомах углерода понижена, и пиридин называют кя-недостаточ. нойв системой (сравните с «к-избыточным» пнрролом). Электронная плотность в молекуле пиридина в большей степени снижается в по ложениях 2, 4 и б и в меньшей степени — в положениях 3 и 5. Это предопределяет место атаки в зависимости от заряда реагирующей частицы.
эн 'г б гн — э. ~~г 3 ~н Следствием уменьшения электронной плотности на атомах углерода в пиридине является значительное снижение его акз.ивности в реакциях электрофильного замещения Ю . Электрофильный реагеит может атаковать только положения 3 и 5. Другой причиной низкой реакционной способности пиридина в реакциях электрофильного замещения — сульфирования и нитровання — является его способность образовывать соли с сильными кислотами, вследствие чего концентрация непротонированного пиридина в кислой среде становится чрезвычаино низкой. В результате пиридин нитруется лишь при телшсратуре ЗОО 'С с низким выходом.
а-нитрмиридин Благодаря пониженной электронной плотности пнридинового кольца, для пиридина возможны реавции н у клсо филь н ого за мешен и я Я„, не характерные для бензола. В таких реакциях атаку- ются положения 2, 4 или б. При действии амида натрия ИаХН„, являющегося источником сильного нуклеофила — амид-иона ХН, происходит аминнрованме пиридина. В этом случае действие нуклеофильного реагента направлено на один из атомов углерода с пониженной электронной плотностью, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
