Гетероциклические соединения - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Гетероциклические соединения. Доклад-сообщение содержит 77 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Гетероциклические соединения (ГЦ) циклические органические соединения, в которых имеется один или несколько гетероатомов – атомов элементов, отличающихся от атома углерода. Гетероатомы, представленные в ГЦ разнообразны, но наиболее изучены те из них, которые содержат атомы азота, кислорода и серы.

Слайд 3

Описание слайда:

а) по имеющимся гетероатомам (N, O, S, P и др.) б) по длине (размерам) цикла пятичленные и шестичленные в) по количеству гетероатомов: с одним двумя или несколькими г) по количеству циклов: один, два, три конденсированных

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Пятичленные моногетероциклы: пиррол, фуран, тиофен; Пятичленные моногетероциклы: пиррол, фуран, тиофен; Шестичленные моногетероциклы: пиридин; Пятичленные дигетероциклы: оксазол, тиазол, имидазол, пиразол; Шестичленные дигетероциклы: пиразин, пиримидин; Конденсированные бициклические моногетеросоединения: индол, тионафтен, хинолин, изохинолин; Конденсированные бициклические полигетеросоединения: пурин.

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Слайд 12

Описание слайда:

Дипольный момент пиррола равен 1,80d, направлен от азота внутрь цикла Дипольный момент пиррола равен 1,80d, направлен от азота внутрь цикла

Слайд 13

Описание слайда:

Слайд 14

Описание слайда:

История открытия тиофена Тиофен выделил Мейер в 1852 г. из бензольной фракции каменноугольной смолы. Позже (1883 Мейер, 1885 Фольгард) синтезировали тиофен ацетилена и серы; из сукцината натрия и серы.

Слайд 15

Описание слайда:

Легче всего n- пару в общий секстет будет отдавать, очевидно, атом серы (тиофен), а труднее всего атом кислорода (фуран) Легче всего n- пару в общий секстет будет отдавать, очевидно, атом серы (тиофен), а труднее всего атом кислорода (фуран)

Слайд 16

Описание слайда:

Слайд 17

Описание слайда:

Свойства пиррола, фурана, тиофена Пятичленные моногетероциклы, как ароматические системы, способны прежде всего вступать в реакции SЕ с -ориентацией. Однако стабильность их оказалась низкой и использование классических электрофильных оказалось невозможным (по крайней мере для фурана и пиррола). Для проведения реакции нитрования, сульфирования и галогенирования этих веществ, применяются мягкие агенты, например, пиридинсульфотриоксид, диоксандибромид и др.

Слайд 18

Описание слайда:

Схемы реакций SE пиррола

Слайд 19

Описание слайда:

Схемы реакции SE тиофена Тиофен стабильнее своих аналогов и в реакциях с ним можно применять классические электрофилы.

Слайд 20

Описание слайда:

Слайд 21

Описание слайда:

Кислотные свойства пиррола иллюстрирует схема процесса нейтрализации его гидроксидом калия: Кислотные свойства пиррола иллюстрирует схема процесса нейтрализации его гидроксидом калия:

Слайд 22

Описание слайда:

Слайд 23

Описание слайда:

Получение пиррола, фурана, тиофена Схема взаимного превращения циклов друг в друга, которая говорит скорее об их «генетическом» родстве, нежели о способе получения (цикл Ю.К. Юрьева).

Слайд 24

Описание слайда:

Слайд 25

Описание слайда:

Слайд 26

Описание слайда:

Слайд 27

Описание слайда:

История открытия В 1846 году шотландский химик Томас Андерсон из каменноугольной смолы выделил пиколин, а в 1851 году – пиридин и лутидин. В 1869 и 1870 году Карнер и Дюар заметили структурное родство пиридина с бензолом, а в 1888 году Ладенбург высказал представление о пиридине как азабензоле.

Слайд 28

Описание слайда:

Пиридин - слабое основание (рКа=5,2). Согласно методу ВС пиридин можно представить как резонансный гибрид структур I-V. Пиридин - слабое основание (рКа=5,2). Согласно методу ВС пиридин можно представить как резонансный гибрид структур I-V. Электронноакцепторное влияние атома азота приводит к появлению положительных зарядов на атомах углерода кольца (прежде всего в -, - и - положениях), что подтверждает наличие дипольного момента (2,26 D).

Слайд 29

Описание слайда:

1. Вследствие уменьшения электронной плотности на атомах углерода реакции SЕ должны быть затруднены по сравнению с таковыми для бензола. 1. Вследствие уменьшения электронной плотности на атомах углерода реакции SЕ должны быть затруднены по сравнению с таковыми для бензола. 2. Направление атаки электрофила – -положение. 3. Поскольку на атомах углерода возможно образование положительных зарядов, пиридин может вступать в реакции SN. 4. Направление атаки нуклеофила – - и - положение.

Слайд 30

Описание слайда:

Слайд 31

Описание слайда:

Реакция А.Е. Чичибабина Реакция А.Е. Чичибабина аминирование пиридинов (и хинолинов) амидами щелочных металлов, нуклеофильная частица –NH2 амид-анион.

Слайд 32

Описание слайда:

Взаимодействие пиридинов с реактивами Гриньяра и литийорганическими веществами Взаимодействие пиридинов с реактивами Гриньяра и литийорганическими веществами

Слайд 33

Описание слайда:

Слайд 34

Описание слайда:

Слайд 35

Описание слайда:

Слайд 36

Описание слайда:

Слайд 37

Описание слайда:

Слайд 38

Описание слайда:

Строение Все азолы (имидазол, пиразол, оксазол, тиазол, изоксазол, изотиазол I-VI) – ароматические гетероциклы. В «ароматическом секстете» участие гетероатомов здесь неравнозначно. В соотвествии со структурами I – VI в каждом гетероцикле имеется атом азота с неподеленной электронной парой.

Слайд 39

Описание слайда:

Строение

Слайд 40

Описание слайда:

Свойства Имидазол может проявлять как основные, так и кислотные свойства. Все азолы дают четвертичные соли.

Слайд 41

Описание слайда:

Значение Производным имидазола можно считать гистидин – незаменимая аминокислота (XIII), в какой-то степени пуриновые основания, входящие, например, в состав ДНК, РНК, АТФ и др. (XIV).

Слайд 42

Описание слайда:

Значение

Слайд 43

Описание слайда:

Слайд 44

Описание слайда:

Представители Само название говорит о том, что в азинах находится два одинаковых гетероатома, а вот расположение их относительно друг друга – различно. В молекуле пиразина атомы азота находится в соседних положениях, в пиримидине – через один атом углерода, в пиридазине.

Слайд 45

Описание слайда:

Строение Набор резонансных структур пиримидина (I - VIII) также подтверждает такое распределение в кольце π – электронной плотности Несколько более высокая электронная плотность сосредоточена на 5 – атоме.

Слайд 46

Описание слайда:

Свойства Реакции SЕ (из-за малой нуклеофильности) пиримидина становится практически невозможными. Жесткое нитрование приводит к малому выходу 5-нитропиримидина. Наоборот, вступление нуклеофила в положение 4 и 6 проходит легко. Например: Пиримидин слабое основание (рКа = 1,30, М = 2,10), взаимодействует с кислотами и галогеналкинами с образованием солей.

Слайд 47

Описание слайда:

История открытия Получен Габриэлем в 1889 г из барабитуровой кислоты. Фенилметилоксипиримидин получен ранее в 1884 г Пиннетом конденсацией бензамидина с АУЭ. Ядро его он поставил в ряд с бензолом, пиридином, триазином. Значение Входит в состав витамина В1 (IX), ДНК, РНК, как фрагмент пуриновых оснований (X - XII) и мочевой кислоты (XIII), лекарственных препаратов, например, веронал, люминал (производные барбитуровой кислоты, IX). Витамин В1 (тиамин) является коферментом карбоксилазы. Недостаток - полиневрит.

Слайд 48

Описание слайда:

Слайд 49

Описание слайда:

Слайд 50

Описание слайда:

Слайд 51

Описание слайда:

Описание строения индола и тионафтена сходно с описанием строения бензола и пиррола. Индол имеет в своей структуре 10 π,ρ – электронов. Система ароматическая, отвечает всем признакам ароматических соединений. Описание строения индола и тионафтена сходно с описанием строения бензола и пиррола. Индол имеет в своей структуре 10 π,ρ – электронов. Система ароматическая, отвечает всем признакам ароматических соединений. Индол можно представить набором по крайней мере из семи (I - VII) предельных резонансных структур:

Слайд 52

Описание слайда:

Наибольший вклад в стабилизацию молекул индола вносят структуры Наибольший вклад в стабилизацию молекул индола вносят структуры I и II, т.к. только в этих структурах не нарушен бензольный резонанс и имеется меньшее разделение зарядов.

Слайд 53

Описание слайда:

Индол не должен проявлять выраженных основных свойств, так как вывод электронной пары атома азота из сопряжения приводит к потере ароматического характера молекулы, уменьшает её стабильность. Действительно, индол слабое основание и только с сильными кислотами образует устойчивые соли. Например, с хлорной (исходное соединение N - метилиндол): Индол не должен проявлять выраженных основных свойств, так как вывод электронной пары атома азота из сопряжения приводит к потере ароматического характера молекулы, уменьшает её стабильность. Действительно, индол слабое основание и только с сильными кислотами образует устойчивые соли. Например, с хлорной (исходное соединение N - метилиндол):

Слайд 54

Описание слайда:

Индол способен вступать в реакции SЕ, т.к. атомы углерода в пиррольной (особенно положение 3 или β) и в бензольной (положение 5) его частях имеют отрицательные заряды. Такие выводы следуют из результатов расчета электронной плотности атомов углерода по методу Хюккеля: Индол способен вступать в реакции SЕ, т.к. атомы углерода в пиррольной (особенно положение 3 или β) и в бензольной (положение 5) его частях имеют отрицательные заряды. Такие выводы следуют из результатов расчета электронной плотности атомов углерода по методу Хюккеля:

Слайд 55

Описание слайда:

Скорость реакции SЕ у индола ниже, чем у пиррола (сказывается влияние бензольного ядра). Наиболее типичны с этих позиций реакции ацилирования, формилирования, хлорметилирования и Манниха: Скорость реакции SЕ у индола ниже, чем у пиррола (сказывается влияние бензольного ядра). Наиболее типичны с этих позиций реакции ацилирования, формилирования, хлорметилирования и Манниха:

Слайд 56

Описание слайда:

Слайд 57

Описание слайда:

Классические реакции SЕ-типа – нитрования, сульфирования, галогенирования в присутствии кислот Льюиса вследствие малой устойчивости цикла индола идут со значительным осмолением продукта и полимеризацией. При этом преимущественно образуются продукты замещения в положении 3. Классические реакции SЕ-типа – нитрования, сульфирования, галогенирования в присутствии кислот Льюиса вследствие малой устойчивости цикла индола идут со значительным осмолением продукта и полимеризацией. При этом преимущественно образуются продукты замещения в положении 3. Если в пиррольном ядре есть акцепторный заместитель (-СН=О, - СООR, -NO2), то электрофил вступает в бензольное ядро (6-е положение). То же происходит, если α- и β-положения блокированы любыми заместителями или в бензольном ядре находится хотя бы один донор. Тогда реагент вступает в 5, 6 или 7-е положение. Часто направление вступления заместителя зависит от условий реакции, например, растворителя.

Слайд 58

Описание слайда:

Наиболее ценным считается способ получения индола и его производных из оксимов и ацетилена в присутствии щелочных катализаторов. Наиболее ценным считается способ получения индола и его производных из оксимов и ацетилена в присутствии щелочных катализаторов.

Слайд 59

Описание слайда:

История открытия Индол получен в 1869 г. Байером и Эммерлингом из о-нитрокоричной кислоты. Они же предсказали правильно его формулу. В 1877 г. он был получен из этиланилина в раскаленной трубке. Значение Индол используется в парфюмерии, как душистое вещество (запах жасмина).

Слайд 60

Описание слайда:

Слайд 61

Описание слайда:

Производные индола Производные индола Препарат ЛСД – диэтиламид лизергиновой кислоты – психотропное вещество, вызывающее у людей галлюцинации (снижает концентрацию серотонина в мозге).

Слайд 62

Описание слайда:

Производные индола Производные индола триптофан, серотонин, резерпин

Слайд 63

Описание слайда:

Резерпин снижает кровяное давление. Резерпин снижает кровяное давление.

Слайд 64

Описание слайда:

Хинолин

Слайд 65

Описание слайда:

Хинолин – ароматический гетероцикл, формально представляет из себя конденсированную систему из пиридина и бензола с делокализованными 10-ю π – электронами. Хинолин – ароматический гетероцикл, формально представляет из себя конденсированную систему из пиридина и бензола с делокализованными 10-ю π – электронами.

Слайд 66

Описание слайда:

Электронная плотность в бензольном ядре хинолина выше, чем в пиридиновом, поэтому реакции SЕ протекают с участием бензольного ядра. Например: Электронная плотность в бензольном ядре хинолина выше, чем в пиридиновом, поэтому реакции SЕ протекают с участием бензольного ядра. Например:

Слайд 67

Описание слайда:

Слайд 68

Описание слайда:

Действительно под влиянием азота электронная плотность в пиридиновом ядре уменьшена, следовательно электрофильность его возросла. Как и в пиридине, наиболее активно к реакциям SN положение 2. Например хинолин вступает в реакцию аминирования (реакция А.Е. Чичибабина): Действительно под влиянием азота электронная плотность в пиридиновом ядре уменьшена, следовательно электрофильность его возросла. Как и в пиридине, наиболее активно к реакциям SN положение 2. Например хинолин вступает в реакцию аминирования (реакция А.Е. Чичибабина):

Слайд 69

Описание слайда:

В результате окисления хинолин превращается преимущественно в пиридинкарбоновую кислоту, что подтверждает большую стабильность пиридинового ядра. В результате окисления хинолин превращается преимущественно в пиридинкарбоновую кислоту, что подтверждает большую стабильность пиридинового ядра.

Слайд 70

Описание слайда:

Приведём здесь только один общий метод синтеза хинолина и его производных – синтез Скраупа, согласно которому первичные ароматические амины, имеющие хотя бы одно свободное о-положение, конденсируются с α, β – ненасыщенными карбонильными соединениями. Приведём здесь только один общий метод синтеза хинолина и его производных – синтез Скраупа, согласно которому первичные ароматические амины, имеющие хотя бы одно свободное о-положение, конденсируются с α, β – ненасыщенными карбонильными соединениями.

Слайд 71

Описание слайда:

История открытия Открыт Рунге в 1834 г. в каменноугольной смоле. В 1842 году он получен Жераром из хинина. В 1870 г. Дьюар высказал предположение о строении хинолина (подобно нафталину). Синтезировал хинолин Кёнигс в 1879 г из аллиланилина, а Скрауп в 1890 г. из анилина и глицерина. Значение Ингибиторы, репелленты, лекарственные препараты.

Слайд 72

Описание слайда:

Слайд 73

Описание слайда:

Слайд 74

Описание слайда:

Пурин. (I) Формально можно рассматривать как конденсированную систему, образованную пиримидином и имидозолом. Пурин. (I) Формально можно рассматривать как конденсированную систему, образованную пиримидином и имидозолом. Обратим внимание на нумерацию атомов образующих этот гетероцикл. Производными пурина обеспечивающими хранение, воспроизводство и передачу наследственной информации и входящими в состав нуклеиновых кислот являются аденин (II) и гуанин (III):

Слайд 75

Описание слайда:

Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные, водорастворимые биополимеры, которые при гидролизе образуют эквимолекулярну. Смесь гетероциклических оснований, пентоз и фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные, водорастворимые биополимеры, которые при гидролизе образуют эквимолекулярну. Смесь гетероциклических оснований, пентоз и фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты делятся на два класса: - рибонуклеиновые кислоты (РНК, содержат фрагмент D-рибозы); - дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК, содержат фрагмент 2-дезоксирибозы). В организме нуклеиновые кислоты выполняют все свои функции в комплексе с белками (нуклеопротеиды), которые существуют или длительное время, например, хроматин, рибосомы, вирусные частицы, или короткое время, распадаясь после завершения своей функции, например, ДНК-, РНК-полимеразы, репрессоры, активаторы и др.

Слайд 76

Описание слайда:

Гидролиз нуклеопротеидов осуществляется в следующей последовательности: Гидролиз нуклеопротеидов осуществляется в следующей последовательности: Нуклеопротеиды Нуклеиновые кислоты + белок Нуклеотиды Нуклеозиды + фосфорная кислота Гетероциклические основания + пентоза

Слайд 77

Описание слайда:

Нуклеозиды представляют собой N-гликозиды D-рибозы и D-2-дезоксирибозы, агликонами в которых, за редким исключением, являются тимин, цитозин, урацил, аденин, гуанин. Нуклеозиды представляют собой N-гликозиды D-рибозы и D-2-дезоксирибозы, агликонами в которых, за редким исключением, являются тимин, цитозин, урацил, аденин, гуанин. Обращаем ваше внимание на образование N-гликозидной связи атома азота пронумерованного цифрой 9 в пуриновых основаниях аденине и гуанине, и цифрой 3, в пиримидиновых основаниях урациле, тимине и цитозине.

Теги Гетероциклические соединения

Похожие презентации