М.А. Юровская, А.В. Куркин, Н.В. Лукашёв - Химия ароматических гетероциклических соединений (1132415)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В.ЛомоносоваХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТМ.А.Юровская, А.В.Куркин, Н.В.ЛукашёвХИМИЯ АРОМАТИЧЕСКИХГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ(Методическая разработка для студентов 3 курса)Москва 2007 г.ОглавлениеВведение1. Основы номенклатуры гетероцикличексих соединений332 Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом2.1.Пиррол, фуран и тиофен в природе2.2.Методы синтеза пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом2.3.Химические свойства пятичленных гетероциклов с однимгетероатомом2.3.1. Электрофильное замещение в пирроле, фуране и тиофене2.3.2. Особенности химических свойств пиррола2.3.3. Особенности химических свойств фурана2.3.4. Особенности химических свойств тиофена2.3.5.
Реакции С-металлированных пятичленных гетероциклов1213151819203. Конденсированные пятичленные гетероциклы с однимгетероатомом3.1.Индолы в природе3.2.Синтез индолов3.3.Химические свойства индолов212122234. Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами4.1.1,2-Азолы4.2.1,3-Азолы4.2.1. Таутомерия и химические свойства 1,3-азолов252526265. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом5.1.Пиридин5.1.1.
Методы синтеза пиридинов5.1.2. Химические свойства пиридинов282829316. Конденсированные гетероциклы с одним гетероатомом6.1.Хинолины6.1.1. Методы получения хинолинов6.2.Изохинолины6.2.1. Методы получения изохинолинов6.3.Химические свойства хинолинов и изохинолинов3737383940417. Шестичленные гетероциклы с двумя атомами азота7.1.Пиримидины7.1.1. Химические свойства производных пиримидина4545468. Биядерные гетероциклы с несколькими атомами азота8.1.Пурин47479. Нуклеиновые кислоты, нуклеозиды, нуклеотиды9.1.Строение нуклеиновых кислот4849Список литературы526671ВведениеНастоящая методическая разработка является пособием для студентов 3курса Химического факультета МГУ при изучении химии гетероциклическихсоединений в рамках общего курса органической химии.Химия гетероциклов представляет собой одну из самых увлекательныхи важных областей органической химии. Достаточно сказать, что из наиболееизвестных и широко применяемых лекарственных средств природного исинтетического происхождения более 60% являются гетероциклическимисоединениями.Наличие гетероатома в цикле вносит неповторимое своеобразие вхимические свойства и определяет специфику методов синтеза.
Несмотря наспецифичность этих методов, в основе каждого из них лежат известные изобщего курса органической химии принципы реакционной способности ивзаимодействия основных органических функциональных групп. Поэтомуприобретенные студентами в процессе учебы знания общей органическойхимии позволят им без труда освоить синтетические методы и приемыпостроения гетероциклических соединений.Многообразиегетероциклическихсоединенийобусловленовозможностями вариаций:1.числа и характера гетероатомов в молекуле2.размера цикла3.степени ненасыщенности, которая определяет наличие илиотсутствие ароматичности4.возможностью существования конденсированных структурОсновное внимание в методической разработке уделено наиболеераспространенным методам синтеза и химическим свойствам основныхклассов ароматических гетероциклических структур. Такой выбор обусловлентем, что именно ароматические гетероциклы проявляют специфические,присущие только этим классам соединений, химические свойства, тогда каксвойства насыщенных структур или ненасыщенных неароматическихгетероциклов, как правило, подобны их ациклическим аналогам.Сведения о нахождении гетероциклических соединений в природныхобъектах, о лекарственных средствах, содержащих гетероциклы и другая«второстепенная», на наш взгляд, информация выделена мелким шрифтом ипредназначена для развития общей эрудиции, а не для запоминания ивыучивания.1.
Основы номенклатуры гетероциклических соединенийСистематическая номенклатура, наиболее широко используемая длямоноциклических гетероциклов, основана на системе, введенной Ганчем иВидеманом еще в XIX веке. С тех пор она несколько раз пересматривалась ирасширялась. Cовременная версия этой системы (расширенная илипересмотренная система Ганча-Видемана ) опубликована в 1983 г. и известна2как «Рекомендации 1982» IUPAC (“Revision of the extended Hantsch-Widemansystem of nomenclature for heteromonocycles”).По этой системе название гетероцикла строится путем объединениястандартного префикса или префиксов (так называемых «а»-термов, т.к. всеони происходят от названия элементов добавлением окончания «а», см табл.2), обозначающих гетероатомы и стандартной основы, указывающей наразмер цикла и на то, насыщенный он или нет (табл.
1).В русскоязычной химической литературе эту часть названиягетеромоноцикла (т.е. основу) часто называют корнем, а иногда - дажесуффиксом. В дальнейшем при ее обозначении мы будем придерживатьсяхотя и не точного, но устоявшегося в русскоязычной литературе термина«корень», за исключением пояснений к табл.
2, 3, где использованатерминология IUPAC.Первый слог большинства основ (т.е. истинный корень названия)образован удалением нескольких букв от соответствующего греческогочислительного (табл. 1, корни «ир», «ет», «еп». ). Основы «ол» дляпятичленного и «ин» для шестичленного ненасыщенных циклов происходятот окончаний тривиальных названий наиболее распространенных азотистыхгетероциклов соответствующего размера.Таблица 1.
Происхождение первого слога (корня) основ в системе ГанчаВидеманаЧисло звеньев34567Слог (корень)ир (ir)ет (et)ол (ole)ин (ine)еп (ep)Его происхождениетри (tri)тетра (tetra)пиррол (pyrrole)пиридин (pyridine)гепта (hepta)Список наиболее употребляемых префиксов в порядке падающегостаршинства приведен в табл. 2, а основы названий (корни с суффиксами)перечислены в табл. 3.Таблица 2. Система Ганча-Видемана: префиксы («а»-термы) в порядкепадающего старшинстваЭлементКислородСераАзотФосфорКремнийБорВалентностьIIIIIIIIIIIVIIIПрефикс*ОксаТиаАзаФосфаСилаБора*Последняя буква «а» опускается, если за префиксом следует гласная буква3Таблица 3. Система Ганча-Видемана: основы названий (корни с суффиксами)Размер цикла345671Ненасыщенный циклирен1етолин, инин3епинНасыщенный циклиран2етан2олан2ан, инан4,5епан5Основу «ирин» обычно используют для обозначения трехчленных циклов с атомомазотаОсновы «иридин», «етидин» и «олидин» - для 3-, 4- и 5-членных циклов,соответственно, содержащих атом азота3Основу «инин» - для бор- и фосфорсодержащих гетероциклов4Основа «ан» используется, если следует непосредственно за префиксом «окс».
«ти».Длянасыщенныхшестичленныхазот-,кремний,бор-,фосфорсодержащихмоногетероцикловиспользуется основа «инан», если префиксы, обозначающие этиэлементы, стоят непосредственно перед основой.5До «Рекомендации 1982 г.) насыщенные 6- и более- членные азотистыегетероциклы называли с помощью префикса «пергидро», добавлявшегося к названиюненасыщенного соединения. В практике СА (Chemical Abstracts) часто используютпрефиксы «тетрагидро», «гексагидро» и т.д. , указывающие точное число присоединенныхатомов водорода к молекуле ненасыщенного соединения.2Таким образом, для шести- и более членных гетеромоноцикловтерминальное (концевое) «ин» указывает на ненасыщенность цикла.Терминальные «идин» используются в случае полностью гидрированных 3-,4- и 5-членных азотистых моноциклов.
Терминальное «ан» относится костальным полностью гидрированным гетеромоноциклам.Положение единственного гетероатома определяет нумерациюмоноциклического соединения, начинающуюся с этого гетероатома.Два или более одинаковых гетероатома обозначаются приставками«ди», «три» и т.д., помещенными перед соответствующим «а»-термом.Цифровые локанты (указатели), определяющие положения гетероатомов вкольце, ставятся перед названием. Если есть выбор, т.е. возможны различныеварианты нумерации, то ее проводят таким образом, чтобы получитьнаименьший набор локантов.Если в кольце имеются два или более различных гетероатома,префиксы перечисляются в том порядке, в каком они приведены в табл.
2.Нумерация начинается со старшего гетероатома, т.е. гетероатом, стоящийвыше остальных в табл. 2, должен получить наименьший из возможныхномеров - первый.Некоторые примеры систематических названий гетеромоноцикловприведены на рисунке:41O1Sтиирeн7232365N41N236245оксиран1N1SтиeпанN245N341,3-диазeт1OO321,3-диоксаланHN3азиридин1,2,4-триазинОбщепринятые и тривиальные названия и нумерация атомов приведеныв каждом разделе для всех рассматриваемых гетероциклов.2. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом4315z2Z=O фуран, Z=S тиофен, Z=NH пиррол2.1.
Пиррол, фуран и тиофен в природеПиррол входит в состав порфирина (I), на основе которого построен гем (II) –пигмент крови, обеспечивающий процесс дыхания, хлорофилла (III) – зелёного пигментарастений, ответственного за процесс фотосинтеза, витамина В12 (IV), пигментов желчи и др.Гем также входит в состав цитохромов – ферментов, обеспечивающих перенос электронов, аследовательно, процессов окисления и восстановления в биохимических реакциях.Хлорофилл и гемм синтезируются в живой клетке из порфобилиногена (V).MeNMeNHHNNNпорфиринICO2HMeNHO2CFeNNHO2CH2NMeHO2CгeмNHпорфобилиногeнVII5MeOMeHNOC20H39MgOMeHNPHOHONHOHNMe..NMeOCONH2HMeO2CHEtNHOMeNCH2OH-OMeMeHMeHOH2NOCNHхлорофилл-аCoMeMeIIIH2NOCNN2+MeMeCONH2NHMeHMeCN CONH2CONH2витамин В12IVТетрагидрофурановое кольцо входит в состав витамина С (VI), фурфурилтиол (VII)определяет запах жареного кофе, ранитидин (VIII) – один из наиболее коммерческиуспешных медицинских препаратов, используемый для лечения язвы желудка.HOOHNO2HHOCH2HOOHOаскорбиновая кислотавитамин СVIMeNHCH2SHOSOранитидинфурфурилтиолVIINHNHMeVIII(+)-Биотин (IX, витамин Н) содержит тетрагидротиофеновый цикл и представляетсобой наиболее важное природное производное тиофеновой кислоты.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
