🗊Презентация Азотсодержащие и гетероциклические соединения. Низкомолекулярные биологическиактивные соединения

Особенностями пиррола, фурана и тиофена является их высокая реакционная способность по отношению к классическим электрофилам. Особенностями пиррола, фурана и тиофена является их высокая реакционная способность по отношению к классическим электрофилам. Электрофильное замещение идет, как правило, по положению 2. Пиррол более реакционноспособен, чем фуран, тиофен значительно менее реакционноспособен, чем фуран. ПИРРОЛ > ФУРАН > ТИОФЕН реакционноспособность

Соли пиррола со щелочными металлами получают действием калия или натрия в жидком аммиаке: Соли пиррола со щелочными металлами получают действием калия или натрия в жидком аммиаке: 2. Пирролнатрий легко вступает в реакции замещения натрия на алкилы с образованием N-алкилпиррола 3. При нагревании N-алкилпиррол изомеризуется в С-алкилпирролы: 4. Амилнитрат реагирует с пирролом в присутствии этилата натрия с образованием натриевой соли 3-нитропиррола:

1.    Бромирование диоксандибромидом: 2.    Сульфирование комплексом SO3 с пиридином (А.П. Терентьев, Л.А. Яновская): 3. Ацилирование 4. Нитрование фурана ацетилнитратом с обработкой продукта присоединения пиридином

1.   Хлорирование сульфурилхлоридом: 1.   Хлорирование сульфурилхлоридом: 2.   Сульфирование  H2SO4 (95%): 3.   Нитрование ацетилнитратом: 4.   Введение альдегидной группировки  N,N-диметилформамида. 5. Бромирование при взаимодействии с бромом: 6. Ацилирование в положение 2:

Особенностью пиррола является его ацидофобность, обусловленная тем, что образующийся при протонировании в кислых средах катион атакует следующую молекулу пиррола, вновь образующийся катион снова атакует непротонированную молекулу и т.д. В конечном итоге такой процесс приводит к полимеризации : Особенностью пиррола является его ацидофобность, обусловленная тем, что образующийся при протонировании в кислых средах катион атакует следующую молекулу пиррола, вновь образующийся катион снова атакует непротонированную молекулу и т.д. В конечном итоге такой процесс приводит к полимеризации :

Характерным представителем этой группы гетероциклических соединений является индол Индольная структура лежит в основе таких биологически важных соединений, как триптофан, триптамин, серотонин и др.

В природе индол входит в состав незаменимой аминокислоты триптофана, продуктом метаболизма которого является 3-метилиндол (скатол), имеющий запах фекалий. В небольших количествах скатол добавляли в композицию известных духов «Красная Москва» в качестве стабилизатора запаха. В природе индол входит в состав незаменимой аминокислоты триптофана, продуктом метаболизма которого является 3-метилиндол (скатол), имеющий запах фекалий. В небольших количествах скатол добавляли в композицию известных духов «Красная Москва» в качестве стабилизатора запаха. Биогенный амин (вырабатываемый самим организмом) - триптамин – один из важнейших метаболитов триптофана - ответственен за психическое здоровье человека.

В организме животных серотонин играет важную роль нейротрансмиттера в центральной нервной, а также сердечно-сосудистой и желудочно-кишечной системах. Нарушения его метаболизма приводят к расстройству психики.

Β-индолилуксусная кислота – эффективный стимулятор роста Β-индолилуксусная кислота – эффективный стимулятор роста Диэтиламид лизергиновой кислоты (ЛСД) – печально известный галлюциноген. Индометацин - широко применяется для лечения артритов.

Индол легко окисляется кислородом воздуха с образованием индоксила, который способен к радикальной димеризации. Именно этими процессами обусловлена неустойчивость индолов на воздухе. Дальнейшее окисление индоксила приводит к индиго – одному из первых индивидуальных органических соединений, полученных человеком еще в глубокой древности.

Пятичленные гетероциклы с 2 гетероатомами носят общее название азолы. Пятичленные гетероциклы с 2 гетероатомами носят общее название азолы. По взаимному расположению гетероатомов в цикле различают 1,2- и 1,3-азолы. 1,2-азолы 1,3-азолы Одним из важнейших представителей азолов является имидазол.

Имидазол входит в состав гистидина – Имидазол входит в состав гистидина – незаменимой аминокислоты. Гистамин обладает гормональным действием, выполняет медиаторные функции. В организме содержится в связанном виде, высвобождается при воспалительных и аллергических реакциях, анафилактическом шоке. Тиазол входит в состав тиамина – витамина В1

-с одним гетероатомом ПИРИДИН -с одним гетероатомом ПИРИДИН -конденсированные с одним гетероатомом ХИНОЛИН и ИЗОХИНОЛИН - с несколькими атомами азота ПИРИМИДИН

Конденсация 1,5-дикарбонильных соединений с аммиаком. Эта конденсация приводит к образованию 1,4-дигидропиридинов, которые при окислении ароматизуются в пиридины: Конденсация 1,5-дикарбонильных соединений с аммиаком. Эта конденсация приводит к образованию 1,4-дигидропиридинов, которые при окислении ароматизуются в пиридины: Синтез Ганча – конденсация альдегида, 1,3-дикарбонильного соединения и аммиака с образованием 1,4-дигидропиридинов 3. Синтез пиридинов по реакции Дильса-Альдера из 1,3-бутадиенов. Образующееся 3,6-дигидропроизводное легко подвергается ароматизации под действием кислорода воздуха.

Синтез Скраупа Синтез Скраупа в модификации Дебнера-Миллера

Синтез пиримидина из барбитуровой кислоты, которая в свою очередь получается конденсацией мочевины с малоновым эфиром. Синтез незамещенного пиримидина в лаборатории не имеет существенного практического значения.

Пиридин представляет собой ароматическую 6π-электронную систему, которая образуется за счет π-электронов трех двойных связей кольца. Неподеленная пара электронов атома азота лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости π-системы кольца и не принимает участия в создании ароматического секстета. Отсюда вытекают два очень важных для химии пиридина следствия: во-первых, атом азота обладает основными и нуклеофильными свойствами, во-вторых, за счет большей, чем у углерода, электроотрицательности атома азота ядро пиридина приобретает π-дефицитность, так как электронная плотность в кольце распределена неравномерно и частично локализована на атоме азота. Пиридин представляет собой ароматическую 6π-электронную систему, которая образуется за счет π-электронов трех двойных связей кольца. Неподеленная пара электронов атома азота лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости π-системы кольца и не принимает участия в создании ароматического секстета. Отсюда вытекают два очень важных для химии пиридина следствия: во-первых, атом азота обладает основными и нуклеофильными свойствами, во-вторых, за счет большей, чем у углерода, электроотрицательности атома азота ядро пиридина приобретает π-дефицитность, так как электронная плотность в кольце распределена неравномерно и частично локализована на атоме азота. Наиболее характерными для пиридинов являются реакции нуклеофильного замещения. Нуклеофильное замещение идет по положениям 2 и 4. Механизм процесса – присоединение-отщепление. Реакции электрофильного замещения для пиридина идут с большим трудом, что обусловлено π-дефицитностью ядра и способностью атома азота образовывать соли с протонными кислотами. Атака электрофила идет по положению 3.

Химические свойства хинолинов и изохинолинов имеют много общего со свойствами пиридинов, однако, существуют некоторые особенности, обусловленные наличием аннелированного бензольного кольца. Химические свойства хинолинов и изохинолинов имеют много общего со свойствами пиридинов, однако, существуют некоторые особенности, обусловленные наличием аннелированного бензольного кольца. Нуклеофильное замещение для хинолина идет в положенях 2 и 4, а для изохинолина – в положении 1, по механизму присоединения-элиминирования Электрофильное замещение в хинолинах и изохинолинах идет только по бензольному кольцу в положения 5 и 8.

Нуклеофильное замещение для примидина, как и для пиридина, является характерным. Группы в положениях 2, 4 и 6 легко замещаются нуклеофилами. Электрофильное замещение в пиримидине еще более затруднено, чем в пиридине. Бромирование урацила – производного пиримидина

Пиридиновое кольцо входит в состав: Пиридиновое кольцо входит в состав: никотинамида (витамин РР) в группу соединений объединённых общим названием витамин В6. Никотина (токсичный алкалоид табака) Никотинамидадениндинуклеотида (NADP), а также многих других биологически активных природных соединений, синтети- ческих лекарственных препаратов и средств защиты растений содержат ядро пиридина.

Важнейший алкалоид, содержащий хинолиновое кольцо – хинин. Он был выделен монахами из коры хинного дерева еще в XVI веке и использовался в качестве лекарственного средства против малярии. Важнейший алкалоид, содержащий хинолиновое кольцо – хинин. Он был выделен монахами из коры хинного дерева еще в XVI веке и использовался в качестве лекарственного средства против малярии. В небольших количествах хинин добавляют в тоник для придания ему горького вкуса. Папаверин– один из алкалоидов опиумного мака и известное лекарственное средство нo-шпа содержат в своём составе изохинолиновое кольцо. Оба эти соединения обладают спазмолитическим действием (снимают спазмы) расслабляют гладкую мускулатуру и расширяют сосуды.

Производные пиримидина являются компонентами нуклеиновых кислот и важнейшими лекарственными препаратами (производные барбитуровой кислоты). Производные пиримидина являются компонентами нуклеиновых кислот и важнейшими лекарственными препаратами (производные барбитуровой кислоты). Некоторые аналоги урацила используются как соединения, препятствующие синтезу и функционированию нуклеиновых кислот, например – 5-фторурацил – противоопухолевый препарат, азидотимидин (AZT) – средство борьбы со СПИД`ом

ПУРИНЫ ПУРИНЫ Пурин имеет собственную уникальную систему нумерации. За основу нумерации выбрано пиримидиновое кольцо, а затем последовательно нумеруются атомы фрагмента имидазольного цикла. В отличие от нумерации обычных конденсированных гетероциклических структур, в пуринах нумеруются и узловые атомы.

Среди производных пурина огромное Среди производных пурина огромное биологическое значение имеют аденин и гуанин, мочевая кислота. Широко известны такие производные пурина, как кофеин и родственные ему алкалоиды теобромин и теофиллин, возбуждающие нервную систему и повышающие умственную и физическую работоспособность. Препарат ацикловир служит для борьбы с вирусом Herpes. Среди изостеров пуринов (производных с другим расположением атомов азота в пятичленном цикле) также известны аллопуринол и виагра.