6-членные ГЦ с 2 гетероатомами

1. 6-членные ГЦ с 2 гетероатомами

4
5
6
3
N
1
5
6 1
2
N
4
5
N
N
пиримидин
N
пиридазин
N
пиразин
1,3-диазин
1,2-диазин
1,4-диазин
6
7
5
O
NH
10
феноксазин
1
2
6
3
5
4
NH
оксазин
4
8
9
6
3
2
O
1
6
3
7
2
8
5
S
S1
3
4
NH
тиазин
4
3
2
9
NH
10
2
1
фенотиазин
1

2. Пиримидин

Ароматическое соединение 4n+2=6 n=1
δ+
δδ+
N
δ+
N
SN
SE
N
N
SN
• Пиридиновый азот проявляет
акцепторные свойства (-NO2),
результате значительно понижается
реакционная способность по
сравнению с пиридином к
реакциям SE электрофильным
реагентам.
• Увеличивается активность в
реакциях нуклеофильного
замещения.
• SE возможны только при наличии в
SN
кольце ЭД заместителей NH2, OH у
С5.
2

3.

1. SE Реакция нитрования
NH2
NH2
N HNO3
HO
O2N
HO
N
N
+
H2O
N
Аналогично идёт бромирование, реакция с солями диазония и др.
2. SN Реакция Чичибабина
N
+
NH2
N
NaNH2
N
замещенных пиримидина
3. SN
N
NH2
N
Cl
+
NaH
N
N
100
HCl
N
NH
3

4. 4. SN Галогенирование производных пиримидина

O
o
NH POCl3,100 С
NH
O
N
OCH3
N CH3ONa
- NaCl
Cl
N
2,4-дихлорпиримидин
NH2
Cl
N
Cl
NH3 (спирт.р-р)
- HCl
Cl
N
N
Cl
H2O
- HCl
N
Cl
N
NH2
цитозин N
N
OH
5.Восстановительное
Cl
дегалогенирование
N H2, Pd, 20oС
N
Cl
- 2 HCl
N
N
4

5. 6. Оснόвность

рКb=12,8 (рКа = рК ВН+ =14 -12,8= 1,2)
Слабая основность,пиримидин реагирует с 1 моль кислоты
N
+
N+H Cl-
HCl
N
пиримидинийхлорид
N
7. N-алкилирование
+
N
N
+ CH3I
N
CH3 I-
N
N метилпиримидиний иодид
5

6. Пиримидиновые азотистые основания

O
NH
OH
NH
N
O
NH
N
NH2
NH
OH
N
Урацил
O
Цитозин
лактам
лактим
лактам-лактимная таутомерия
лактам-лактимная+ имино-аминная
таутомерия
O
CH3
NH
CH3
NH O
N
тимин (5-метилурацил)
OH
O
OH
NH
N
NH
N
OH
NH O
F
6-фторурацил
6

7. Барбитуровая кислота Получение

O
NH2 H5C2 O
O
C
C
NH
CH2
NH2
H5C2O
C
O
мочевина
O
малоновый эфир
CH2
O
2C2H5OH
NH
O
барбитуровая кислота
7

8. Барбитуровая кислота

Лактам-лактимная и кето-енольная таутомерия
кето -
O
NH
N
H
O
енол -
HO
H
NH
OH
H
N
OH лактим
O
лактам -
кето - форма
лактам -
енольная форма
лактимная
O
NH
O
NH
O
C2H5
C2H5
O
5,5-диэтилбарбитуровая
кислота
(барбитал)
NH
O
NH
C2H5
C6H5
O
5-этил-5-фенил-барбитуровая
кислота
8

9. 7-членные гетероциклы. Азепины. Диазепины.

5
4
N
6
N
3
7
N
2
NH
NH
NH
1
3Н-азепин
1Н-азепин
1Н-1,3-диазепин
1Н-1,4-диазепин
9

10. Бензо-1,4-диазепин и его производные

NHCH3
N
8
7
9
N
1
2
3
6
5 4
N
бензодиазепин
N
Cl
O
C6H5
4-N-оксид-2-метиламино-5-фенил-7-хлор3Н-бензо-1,4-диазепин
хлордиазепоксид, элениум
10

11.

Конденсированные
системы гетероциклов
11

12.

Пурин и его производные
6
N1
2
3
5
4
7
9
NH
8
N
N
Получение из мочевой кислоты
OH
O
O
O
NH
N
H
N
N
NH
HN
HO
POCl3
to=160
OH
NH
N
Cl
N
N
Cl
N
NH
N
H2 , Pd N
Cl
N
NH
12

13.

Химические свойства
1. Оснόвные и кислотные свойства цикла имидазола
Центр основности: рКb=11,7 (рКа = рКВН+ =14 -11,7 = 2,3)
Центр кислотности рКа=8,9
N
Центр основности
HCl
N
NH
KOH
N
N
N
N
N
гидрохлорид
пурина
К-соль
пурина
N K
N
Центр кислотности
Азольная
(прототропная)
таутомерия в
имидазольном цикле
NH
N
N
N
N HCl
NH
9H-пурин
N
NH
N
N
7Н-пурин
13

14.

2. Ароматичность реакции SE и SN
SN (KOH, NH3:С 2H5ONa)
N
N
NH
N
SE
Br2
HNO3
3. Комплексообразование (кислотные свойства)
NH2
NH2
N
NH
N
N
Сu/2
1/2 Cu2+ N
-H+
N
N
N
14

15.

Cl
N
Cl
Производные пурина
N
N
NH
Cl
NH
NH2
N
N
NH
N
Аденин
HN
N
NH
N
амино-иминная таутомерия
OH
Гуанин
N
H2N
OH
N
N
NH
N
N
H
N
N
H
амино-иминная таутомерия +
NH
H
N
N
H2
O
N
N
NH
лактим-лактамная
15

16.

Мочевая кислота
(2,6,8-тригидроксипурин)
O
OH
N
HO
NH
N
HO
N
N
OH
O
NH
N
H
NH
+ NaOH
NH OH
N
O
OH
OH
OH
N
HN
N
N
+ NaOH
HO N
NH ONa
мало растворимая соль
N
N
NaO N
NH ONa
хорошо растворимая соль
16

17.

Ксантины
2,6-дигидроксипурин - ксантин
OH
O
N
N
OH N
NH
HN
O
N
NH
NH
2,6-диоксопурин
6-гидроксипурин - гипоксантин
OH
N
O
N
N
NH
HN
N
N
NH
6-оксопурин
17

18.

Метилированные ксантины – это алкалоиды –
кофеин, теобромин, теофиллин
O
O
H3C N
O
H3C N
NCH3
N
O
N
NH
N
N
CH3
CH3
1,3,7-триметил-ксантин
кофеин
1,3-диметил-ксантин
теофиллин
O
HN
O
NCH3
N
CH3
N
3,7-диметил-ксантин
теобромин
18

19. Реакции SЕ в кофеине

O
Реакции SЕ в кофеине
O
H3C N
O
NCH3
N
+Br2
H3C N
-HBr
O
N
CH3
NCH3
N
N
Br
CH3
Реакции комплесообразования с солями Со2+, Сu2+ ,
Fe3+ для диметилксантинов
O
H
N
N
O
CH3
N
CH3
Co/2
CH3
N
NaOH N
O
N
лактамная
CH3
теобромин
N
ONa
2+
Co
N
O
лактимная
O
CH3
N
N
N
N
CH3
Теобромин - серо-голубой ↓ Теофиллин – бело-розовый ↓