heterocyclische verbindingen. A. Destillatie van chinoline in water

21.03.2022

strottenhoofd

Mol. m. 79,1; kleurloos vloeistof met speciale eigenschappen. geur; smpt -42,7 0 C, bp 115,4°C/760 mmHg Art., 13,2 ° C / 10 mmHg; 0,9819: 1,5095; m 7,30 x x 10 -30 C m; g 3,7 10 -2 N/m (25 0 C); h 0,885 mPa.s (25 ° C); met p 135,62 kJ / mol K) (17 0 C), - 2783 kJ / mol. In alle opzichten mengbaar met water en de meeste org. r-voogden; vormt een azeotroop mengsel met water (kookpunt 94 0 C, 58 gew.% P.).

P.-basis ( R K a 5.20). Van inorg. to-tami vormt stabiele zouten, met alkylhalogeniden -pyridiniumzouten , met metaalhalogeniden, S02, S03, Br2, H20-complexverbindingen. Typische derivaten: (C5H5N HC1)2PtCl2 (smeltpunt 262-264°C, met ontleding), C5H5N HC1 2HgCl2 (smp. 177-178°C).

Bezit aromatisch. St. jij; bevat 6p-elektronen, die een enkel gesloten systeem vormen, in een zwerm vanwege het negatief. inductie effect van het N-atoom, wordt de elektronendichtheid van de C-atomen, vooral op de posities 2, 4 en 6, verminderd (p-deficiënte heterocyclische ring).

Elektrof. substitutie verloopt met grote moeite (P. komt dicht in de buurt van nitrobenzeen wat betreft zijn vermogen tot elektrof. substitutie) en gaat naar positie 3. De meeste van deze districten verlopen in een zure omgeving, in een snede van de oorspronkelijke Comm. P. is niet meer zichzelf, maar zijn zout. P. wordt alleen genitreerd onder invloed van NaN03 of KN03 bij het roken van H2S04 bij t-re 300 ° C, waarbij 3-nitropyridine wordt gevormd met een kleine opbrengst; gesulfoneerd met oleum in aanwezigheid van Hg-sulfaat bij 220-270 ° C tot pyridine-3-sulfonzuur. Onder inwerking van kwikacetaat op P. bij 155 ° C wordt 3-pyridylkwikacetaat gevormd; bij hogere t-rah-di- en polygesubstitueerde derivaten. De werking van Br2 in oleum bij 300°C leidt tot een mengsel van 3-broom- en 3,5-dibroompyridines. Bij een hogere t-re (ca. 500 0 C) verloopt de reactie volgens een radicaalmechanisme; p-tionproducten - 2-broom- en 2,6-dibroompyridines. Radicale reacties omvatten ook P.'s interactie met fenyldiazoniumhydraat (de Gomberg-Bachmann-Hey-reactie), resulterend in een mengsel dat 55% 2-fenyl-, 30% 3-fenyl- en 15% 4-fenyl-pyridine bevat.

nucleofiele substitutie in P. verloopt op positie 2 en 4 en is gemakkelijker dan in benzeen, bijvoorbeeld de synthese van 2-aminopyridine tijdens de interactie van P. met natriumamide (zie. Chichibabina-reactie ).

P. is in de regel resistent tegen oxidatiemiddelen, maar vormt onder invloed van perzuren gemakkelijk pyridine-N-oxide (zie. Amine N-oxiden) in Krom is de elektronendichtheid op de C-2- en C-4-atomen verhoogd in vergelijking met P. Bij 300 ° C, onder invloed van FeCl 3, wordt P. geoxideerd tot een mengsel van isomere dipyridylen van de totale f-ly C 5 H 4 N-C 5 H 4 N. Katalytisch hydrogenering in aanwezigheid van Pt of Ni, reductie van Na in alcohol, evenals elektrochemisch. terugwinning leidt tot piperidine (de laatste methode wordt in de industrie gebruikt). Meer rigide herstel van P. wordt gevolgd door splitsing van een cyclus en deaminering.

De toevoeging van carbenen aan P. of de deprotonering van N-alkylpyridiniumionen leidt tot pyridiniumyliden van algemeen f-ly I, de interactie van P. met nitrenen of de deprotonering van N-aminopyridiniumzouten leidt tot pyridiniumiminen van algemeen f-ly II.

Comm. van beide typen treedt gemakkelijk p-tion cycloadditie op, kenmerkend voor 1,3-dipolaire systemen. P. wijst voornamelijk toe van Kam.-ug. hars (gehalte ca. 0,08%), droge distillatieproducten van hout, turf of been. Synthetisch misschien wel. spoor ontvangen. reacties:

P. en zijn afgeleiden-base pyridine-alkaloïden , evenals vele anderen. medicinale wed-in. P. wordt ook gebruikt bij de synthese van kleurstoffen, insecticiden en wordt gebruikt om alcohol te denatureren. P.'s complex met SO 3 - pyridinesulfotrioxide is een mild zwavelmiddel; C5H5NBr2HBr-bromeermiddel; C 5 H 5 N HCl-reagens voor dehydratatie van epoxiden en N-dealkylering, C 5 H 5 N H 2 Cr 2 O 7-oxidatiemiddel. P. is een goed oplosmiddel, incl. voor velen inorg. zouten (AgBr, Hg 2 Cl 2, enz.). MPC dampen P. in de lucht ~ 0,005 mg/l, dus brandbaar. 23.3 0 C.

P. werd voor het eerst geïsoleerd door T. Andersen in 1849 uit botolie; De structuur van P. werd in 1869 opgericht door J. Dewar en P. Kerner.

Voor afgeleiden van P., zie

Pyridine is een vertegenwoordiger van zesledige heterocycli met één heteroatoom, het stikstofatoom

Monomethylpyridines worden picolines genoemd, dimethylpyridines worden lutidines genoemd, trimethylpyridines worden collidines genoemd. Een verzadigde pyridinering wordt piperidine genoemd.

Pyridine is bekend sinds 1851, toen het werd geïsoleerd uit botolie en iets later uit koolteer (1854).

Acquisitiemethoden. Zoals reeds opgemerkt, wordt pyridine geïsoleerd uit koolteer. Helaas is het gehalte in deze bron niet hoger dan 0,1%.

Van de synthetische methoden voor het verkrijgen van pyridine zijn methoden die gebaseerd zijn op de transformaties van acroleïne en verzadigde en onverzadigde aldehyden belangrijk.

Volgens de methode van Chichibabin (1937) worden gesubstitueerde pyridinen verkregen uit aldehyden en ammoniak (het is beter om aldehyde-ammoniak te gebruiken) door te verhitten tot 250 o C in aanwezigheid van ammoniumacetaat

Onverzadigde aldehyden kunnen ook reageren met ammoniak.

Praktisch belangrijke synthese van gesubstitueerde pyridinen is gebaseerd op het verhitten van een mengsel van dieenkoolwaterstof en nitril tot 400 o C

Er is een methode ontwikkeld om pyridine uit acetyleen en ammoniak te verkrijgen Reppe. De reactie verloopt in aanwezigheid van complexe nikkel- of kobaltkatalysatoren

Een verbinding met een verzadigde pyridinering, piperidine, kan worden bereid door pete verwarmen.

Van meer complexe syntheses presenteren we de synthese van collidine volgens Ganchu. Bij deze synthese wordt 2,4,6-trimethyl-1,4-dihydropyridine-3,5-dicarbonzuur-ethylester verkregen uit acetoazijnzuurester en aldehyde (als aldehyde-ammic). In het resulterende product worden twee waterstofatomen geoxideerd met salpeterigzuur, waardoor een gesubstitueerde pyridinering ontstaat. Dit wordt gevolgd door de hydrolyse- en decarboxyleringsstap.

Chemische eigenschappen. Pyridine is een bijna regelmatige zeshoek, waarvan alle atomen in hetzelfde vlak liggen. Geometrisch is de pyridinering vergelijkbaar met de benzeenring.

De koolstofatomen in pyridine zijn in sp 2 - hybride staat. Voor de vorming van een aromatisch sextet geven vijf koolstofatomen elk één p-elektron en het zesde elektron levert een stikstofatoom, een dat niet deelneemt aan hybridisatie. De as van deze orbitaal staat loodrecht op het vlak van locatie van alle atomen en bindingen van de pyridinering. Van de drie stikstofhybride orbitalen worden er twee gebruikt om σ -bindingen met twee naburige koolstofatomen, en het enige elektronenpaar bevindt zich in de derde orbitaal

Volgens de gegeven structuur is pyridine een cyclische, vlakke formatie met een Hueckel-getal R-elektronen (4n+2=6 bij n=1) en heeft een aromatisch karakter. Bovendien, vanwege het eenzame paar stikstofelektronen - basiciteit.

Het beeld van de structuur van pyridine wordt aangevuld met een significant dipoolmoment (2.26 D) pyridine, vanwege de hoge elektronegativiteit van het stikstofatoom, evenals ongelijke dichtheidsverdeling π -elektronenwolk bij heterocyclische atomen. De moleculaire orbitale methode van Hückel leverde de volgende verdeling op: π -ladingen op atomen van de pyridinering

Cyclische verbindingen waarin cycli niet alleen worden gevormd door koolstofatomen, maar ook door atomen van andere elementen - heteroatomen (O, S, N) - worden heterocyclisch genoemd. Heterocyclische verbindingen worden ingedeeld volgens de grootte van de ring en het aantal heteroatomen in de ring.

Van deze verbindingen zijn vijf- en zesledige heterocyclische verbindingen van het grootste belang. Typische heterocyclische verbindingen zijn aromatisch. De aanwezigheid van een heteroatoom beïnvloedt echter de verdeling van de elektronendichtheid. In vijfledige heterocycli (in furan, thiofeen, pyrrool) wordt de elektronendichtheid bijvoorbeeld verschoven van het heteroatoom naar de ring en is maximaal in de a-posities. Daarom vindt in a-posities de reactie van elektrofiele substitutie (SE) het gemakkelijkst plaats.

In zesledige cycli (bijvoorbeeld pyridine), trekt een heteroatoom gebonden aan koolstof door een dubbele binding de p-elektronendichtheid van de cyclus naar zich toe, zodat de elektronendichtheid in het pyridinemolecuul wordt verlaagd in de a- en g-posities. Dit is consistent met de voorkeursoriëntatie op deze posities van de reactanten in nucleofiele substitutie (SN). Omdat in pyridine de elektronendichtheid groter is op de b-positie, is het elektrofiele reagens georiënteerd op de b-positie.

Let bij het bestuderen van heterocycli met twee heteroatomen vooral op pyrimidine en zijn derivaten: uracil, thymine, cytosine. De pyrimidinekern komt voor in tal van natuurlijke producten: vitamines, co-enzymen en nucleïnezuren:

Elektrofiele substitutie voor pyrimidine vindt plaats op positie 5; nucleofiel (zoals voor pyridine) is moeilijk en het koolstofatoom op posities 4 en 6 wordt aangevallen.

Een complex heterocyclisch systeem bestaande uit twee gefuseerde heterocycli - pyrimidine en imidazool, wordt de purinekern genoemd.

De purinegroep ligt ten grondslag aan veel verbindingen, voornamelijk nucleïnezuren, waarin het binnenkomt in de vorm van purinebasen: adenine (6-aminopurine) en guanine (2-amino-6-hydroxypurine).

Van belang is het zuurstofderivaat van purine - urinezuur (2,6,8 - trioxypurine).

Laboratorium #8

Doelstelling: studie van de chemische eigenschappen van heterocyclische verbindingen

Reagentia en apparatuur:

1) Antipyrine,

2) FeCl 3 - 0,1n,

3) amidopyrine,

4) H 2 SO 4 - 2n,

5) NaNO 2 - 0,5n,

6) pyridine, NaOH - 2n,

7) urinezuur, HCl - 2n,

8) NH 4 Cl verzadigde oplossing,

9) picrinezuur verz. oplossing,

10) lakmoespapier,

11) broomthymolblauw,

12) microscoop,

13) reageerbuizen.

Ervaring 8.1 Reacties van antipyrine en amidopyrine (pyramidon)

Met ijzer(III)chloride

Doe meerdere kristallen antipyrine in een reageerbuisje, voeg twee druppels water en een druppel 0,1 N toe. FeCl3. Een intense en aanhoudende oranjerode kleur ontwikkelt zich onmiddellijk en verdwijnt niet bij het staan. Plaats ter vergelijking enkele kristallen van amidopyrine (pyramidon) in een andere reageerbuis. Voeg twee druppels water en één druppel 0,1N toe. FeCl3. Een paarse kleur verschijnt en verdwijnt snel. Voeg in één keer nog drie druppels ijzer (III) chloride toe. De kleur komt weer terug, gaat iets langer mee, maar vervaagt geleidelijk. De kleuring van antipyrine uit ijzer (III) chloride is te wijten aan de vorming van een complexe verbinding - ferropyrine.

Amidopyrine is een derivaat van antipyrine. Het mobiele waterstofatoom op positie 4 is in dit geval vervangen door een dimethylaminogroep.

Het verschijnen van kleur is te wijten aan de oxidatie van amidopyrine met ijzer (III) chloride. Daarom is de kleur instabiel en een overmaat ijzer (III) chloride schaadt de reactie.

Deze reacties worden in de farmaceutische praktijk gebruikt om antipyrine en amidopyrine te herkennen en van elkaar te onderscheiden. Met het oog hierop moeten deze reacties ter vergelijking parallel worden uitgevoerd in twee reageerbuizen.

Ervaring 8.2 Reacties van antipyrine en amidopyrine met salpeterigzuur

Plaats verschillende kristallen van antipyrine in een reageerbuis, voeg twee druppels water toe, een druppel van 2n. H 2 SO 4 en een druppel van 0,5n. NaNO2. Er zal een smaragdgroene kleur verschijnen die geleidelijk verdwijnt, vooral snel met een relatieve overmaat aan natriumnitriet. Plaats ter vergelijking meerdere kristallen amidopyrine in een andere reageerbuis, voeg twee druppels water toe, een druppel van 2n. H 2 SO 4 en een druppel van 0,5n. NaNO2. Er verschijnt een zeer onstabiele paarse kleur. Als de kleur te snel verdwijnt, voeg dan wat meer amidopyrine toe. De reactie met antipyrine verloopt volgens de vergelijking:

Met amidopyrine worden gekleurde oxidatieproducten gevormd.

Net als de bovenstaande reacties met ijzer(III)chloride, worden beide reacties in de farmaceutische praktijk gebruikt om antipyrine en amidopyrine te herkennen en van elkaar te onderscheiden. Daarom moeten ze parallel in twee reageerbuizen worden gedaan.

Ervaring 8.3 Neerslag van ijzer (III) hydroxide met een waterige oplossing

Pyridine

Doe twee druppels van een waterige oplossing van pyridine in een reageerbuis en voeg een druppel 0,1 N FeCl 3 toe. Bruine vlokken ijzerhydroxide Fe(OH)3 slaan onmiddellijk neer en vormen pyridinehydrochloridezout (pyridinehydrochloride), dat gemakkelijk oplosbaar is in water.

De vorming van ijzer(III)hydroxide bevestigt de basiseigenschappen van pyridine.

Schrijf een schema voor de vorming van pyridinehydrochloride (pyridiniumchloride) tijdens de interactie van pyridineoxidehydraat met ijzer(III)chloride.

Ervaring 8.4 Vorming van pyridine picrin

Breng met een pipet één druppel van een waterige oplossing van pyridine in een reageerbuis en voeg drie druppels van een verzadigde waterige oplossing van picrinezuur toe. Bij schudden vallen goed gedefinieerde naaldachtige kristallen van pyridinepicraat geleidelijk op. In een overmaat aan pyridine lossen de kristallen op.

Plaats een deel van de kristallen op een glasplaatje, onderzoek ze onder een microscoop en teken de vorm van de kristallen van het resulterende preparaat in het werkdagboek.

De vorming van een relatief slecht oplosbaar pyridinepicraat bevestigt ook het basische karakter van pyridine. Deze reactie wordt gebruikt om pyridine te identificeren (pyridinepicraat smelt bij 167 ° C).

Schrijf een schema voor de vorming van pyridinepicraat.

Ervaring 8.5Oplosbaarheid van urinezuur en het gemiddelde natriumzout in water

Doe een kleine hoeveelheid (op de punt van een spatel) urinezuur in een reageerbuis. Voeg druppel voor druppel water toe en schud de buis elke keer.

Let op de slechte oplosbaarheid van urinezuur in water. In koud water is urinezuur bijna onoplosbaar: 1 deel ervan lost op in 39.000 delen water.

Na toevoeging van 8 druppels water is het oplossen nog steeds niet merkbaar. Het is echter de moeite waard om slechts 1 druppel van 2n toe te voegen. NaOH, als een troebele oplossing, wordt onmiddellijk helder door de vorming van een relatief gemakkelijk oplosbaar medium, digesubstitueerd natriumzout. Bewaar de resulterende oplossing voor volgende experimenten.

Urinezuur bestaat in twee tautomere vormen:

Uit de lactim-enolvorm worden met alkali de zogenaamde zouten van urinezuur of uraten gevormd. In feite zijn dit geen zouten, maar enolaten.

De zeer zwak uitgesproken zure aard van urinezuur bepaalt dat van de drie waterstofatomen van de theoretisch mogelijke enolvorm er slechts twee kunnen worden vervangen door natrium. Trigesubstitueerde zouten van urinezuur zijn onbekend.

Ervaring 8.6 Vorming van slecht oplosbaar ammoniumuraat

Voeg aan vier druppels van een heldere oplossing van een medium dibasisch natriumzout van urinezuur (experiment 8.5) twee druppels van een verzadigde ammoniumchloride-oplossing toe. Een wit neerslag van ammoniumuraat sloeg onmiddellijk neer. Bewaar dit neerslag voor het volgende experiment over de isolatie van vrij urinezuur (experiment 8.7).

Schrijf het reactieschema op, rekening houdend met het feit dat beide natriumionen in natriumuraat zijn vervangen door ammoniumionen.

Ervaring 8.7 Ontleding van uraten onder invloed van mineraal zuur (isolatie van kristallijn urinezuur)

Breng met een pipet een druppel van een troebele oplossing met ammoniumuraat aan op een glasplaatje (experiment 8.6). Voeg een druppel van 2n toe aan het midden van de druppel. HCl. Gedeeltelijke oplossing van het neerslag wordt waargenomen.

Wanneer bekeken onder een microscoop, zijn geelachtige klompjes ammoniumuraat die nog niet zijn afgebroken en nieuw gevormde karakteristieke urinezuurkristallen in de vorm van langwerpige prisma's die lijken op wetstenen zichtbaar. Teken in het werkdagboek de vorm van de kristallen van het resulterende preparaat.

De afzetting van urinezuurkristallen in het lichaam (urinestenen, jichtknopen, etc.) vindt plaats onder invloed van een verandering in de reactie van de omgeving op een toename van de zuurgraad.

Schrijf een schema voor het isoleren van urinezuur van het zout.

Laboratoriumwerk nummer 9.

Scheiding van cafeïne van thee

Doelstelling: isoleer en bestudeer enkele van de chemische eigenschappen van een heterocyclische verbinding - cafeïne

Reagentia en apparatuur:

1) zwarte thee

2) magnesiumoxidepoeder

4) porseleinen kopje

5) geconcentreerde oplossing van HNO 3

6) geconcentreerde ammoniakoplossing;

Ervaring 9.1.Sublimatie van cafeïne.

Doe 1 theelepel zwarte thee geplet in een vijzel en 2 g magnesiumoxide in een porseleinen of metalen smeltkroes. Meng beide stoffen en zet de kroes op de tegel. Verwarming moet matig zijn. Plaats een porseleinen kopje gevuld met koud water op de smeltkroes. In aanwezigheid van magnesiumoxide sublimeert cafeïne. Eenmaal op een koud oppervlak zakt cafeïne naar de bodem van de beker in de vorm van kleurloze kristallen. De verwarming wordt gestopt, de beker wordt voorzichtig uit de kroes gehaald en de kristallen worden afgeschraapt in een schone kolf.

Ervaring 9.2Kwalitatieve reactie op cafeïne.

Verschillende cafeïnekristallen worden op een porseleinen bord geplaatst en één druppel geconcentreerd salpeterzuur wordt toegevoegd. Verwarm de plaat tot het mengsel erop droog is. Tegelijkertijd wordt cafeïne geoxideerd en verandert het in oranje van kleur appelzuur. Voeg er tien druppels geconcentreerde ammoniak aan toe, een rood zout, verandert in paars, kleur wordt gevormd. Dit zout wordt murexide genoemd en de reactie wordt murexide genoemd.

Schrijf de reactievergelijking.

Vragen om te controleren

1. Welke verbindingen worden heterocyclisch genoemd?

2. Classificatie van heterocyclische verbindingen?

3. Wat is de aromaticiteit van heterocyclische verbindingen?

4. Schrijf de formules op van de heterocycli waaruit de aminozuren bestaan.

5. De biologische rol van purine en pyrimidine.

PYRIDINE, ze zeggen. m. 79,1; kleurloos vloeistof met speciale eigenschappen. geur; smpt -42,70C, bp 115,4°C/760 mmHg Art., 13,2 ° C / 10 mmHg; 0,9819: 1,5095; m 7,30 x x 10-30 C m; g 3,7 10-2 N/m (25°C); h 0,885 mPa.s (25°C); Cp 135,62 kJ/mol K) (170C), - 2783 kJ/mol. In alle opzichten mengbaar met water en de meeste org. r-voogden; vormt een azeotroop mengsel met water (kookpunt 940C, 58 gew.% P.).
P.-base (pKa 5,20). Van inorg. to-tami vormt stabiele zouten, met alkylhalogeniden - pyridiniumzouten, met metaalhalogeniden, SO2, SO3, Br2, H2O-complexverbindingen. Typische derivaten: (C5H5N HCl)2 PtCl2 (mp 262-2640C, decomp.), C5H5N HCl 2HgCl2 (mp 177-1780C).
Bezit aromatisch. St. jij; bevat 6p-elektronen, die een enkel gesloten systeem vormen, in een zwerm vanwege het negatief. inductie Door het effect van het N-atoom wordt de elektronendichtheid aan de C-atomen, vooral op de posities 2, 4 en 6, verlaagd (p-deficiënte heterocyclus).
Elektrof. substitutie verloopt met grote moeite (P. komt dicht in de buurt van nitrobenzeen wat betreft zijn vermogen tot elektrof. substitutie) en gaat naar positie 3. De meeste van deze districten verlopen in een zure omgeving, in een snede van de oorspronkelijke Comm. P. is niet meer zichzelf, maar zijn zout. P. wordt alleen genitreerd onder invloed van NaNO3 of KNO3 in rokend H2SO4 bij t-re 300 °C, waarbij 3-nitropyridine wordt gevormd met een kleine opbrengst; gesulfoneerd door oleum in aanwezigheid. Hg sulfaat bij 220-2700C tot pyridine-3-sulfonzuur. Onder inwerking van kwikacetaat op P. bij 155°C wordt 3-pyridylkwikacetaat gevormd; bij hogere t-rah-di- en polygesubstitueerde derivaten. De werking van Br2 in oleum bij 3000C leidt tot een mengsel van 3-broom- en 3,5-dibroompyridines. Bij een hogere t-re (ca. 5000C) gaat de p-tie maar naar een radicaal mechanisme; p-tionproducten - 2-broom- en 2,6-dibroompyridines. Radicale p-tions omvatten ook de interactie van P. met fenyldiazoniumhydraat (p-tion van Gomberg-Bachmann-Hey), resulterend in een mengsel dat 55% 2-fenyl-, 30% 3-fenyl- en 15% 4-fenyl bevat pyridine.
kern van. substitutie in P. verloopt op positie 2 en 4 en is gemakkelijker dan in benzeen, bijvoorbeeld de synthese van 2-aminopyridine wanneer P. interageert met natriumamide (zie Chichibabin-reactie).
P. is in de regel bestand tegen oxidatiemiddelen, maar vormt onder invloed van perzuren gemakkelijk pyridine N-oxide (zie Amine N-oxiden) in Krom, de elektronendichtheid op de C-2 en C-4 atomen wordt verhoogd in vergelijking met P. Bij 300 °C onder de werking van FeCl3 P. wordt geoxideerd tot een mengsel van isomere dipyridylen van de algemene C5H4N-C5H4N f-ly. katalytisch hydrogenering in aanwezigheid. Pt of Ni, reductie van Na in alcohol, evenals elektrochemisch. terugwinning leidt tot piperidine (de laatste methode wordt in de industrie gebruikt). Meer rigide herstel van P. wordt gevolgd door splitsing van een cyclus en deaminering.
De toevoeging van carbenen aan P. of de deprotonering van N-alkylpyridiniumionen leidt tot pyridiniumyliden van algemeen f-ly I, de interactie van P. met nitrenen of de deprotonering van N-aminopyridiniumzouten leidt tot pyridiniumiminen van algemeen f-ly II.

Comm. beide typen gaan gemakkelijk in p-tion cycloadditie, kenmerkend voor 1,3-dipolaire systemen. Het item wijst hl toe. arr. van kam.-ug. hars (gehalte ca. 0,08%), droge distillatieproducten van hout, turf of been. Synthetisch misschien wel. spoor ontvangen. districten:

P. en zijn derivaten vormen de basis van pyridine-alkaloïden, evenals vele andere. lek. Wed-in. P. wordt ook gebruikt bij de synthese van kleurstoffen, insecticiden en wordt gebruikt om alcohol te denatureren. P.'s complex met SO3-pyridinesulfotrioxide is een mild zwavelmiddel; C5H5NBr2 HBr-bromeermiddel; C5H5N HCl-reagens voor epoxide-dehydratatie en N-dealkylering, C5H5N H2Cr2O7-oxidatiemiddel. P. is een goed oplosmiddel, incl. voor velen inorg. zouten (AgBr, Hg2Cl2, enz.). MPC dampen P. in de lucht ~ 0,005 mg/l, dus brandbaar. 23.3 0C.
P. werd voor het eerst geïsoleerd door T. Andersen in 1849 uit botolie; De structuur van P. werd in 1869 opgericht door J. Dewar en P. Kerner.
Voor derivaten van P., zie Lutidines, Oxypyridines, Picolinen, Pyridiniumzouten.
Lett.: Algemene organische chemie, vert. uit het Engels, deel 8, M., 1985, p. 15-117; Pyridine en zijn derivaten. suppl. red. door R.A. Abramovitch, pt 1-4, N.Y., 1974; Pyridine en zijn derivaten, uitgegeven door E. Klingsberg, pt 1-4, L. - N. Y. - Sydney, 1960-64. L.N. Jakhontov.

Heterocyclische verbindingen dergelijke verbindingen worden genoemd, in de cycli waarvan er naast koolstofatomen atomen zijn van andere elementen (N, O, S, enz.), genaamd heteroatomen.

Heterocyclische verbindingen zijn onderverdeeld in groepen: 1) volgens het aantal atomen in de cyclus, 2) volgens het aantal heteroatomen in de cyclus; 3) verbindingen met gecondenseerde cycli.

Vijfledige heterocyclische verbindingen met één heteroatoom:

furaan pyrrool thiofeen

Zesledige heterocyclische verbindingen met één heteroatoom:

pyridine α-pyran γ-pyran

Heterocyclische verbindingen met twee heteroatomen:

pyrazool imidazool thiazool pyrimidine

Heterocycli met gecondenseerde kernen:

indool chinoline chromon

purine

Heterocyclische verbindingen zijn wijdverbreid in de natuur, ze maken deel uit van vitamines, alkaloïden, pigmenten, sommige aminozuren, kleurstoffen, antibiotica, enz. Purine- en pyrimidinebasen maken deel uit van nucleïnezuren.

Eigenschappen van sommige heterocyclische verbindingen. Vijfledige heterocycli.

pyrrool (C 4 H 5 N), waarvan de kern deel uitmaakt van vele belangrijke natuurlijke verbindingen: hemoglobine, chlorofyl, tryptofaan (een essentieel aminozuur), enz., is een olieachtige vloeistof met de geur van chloroform. In lucht wordt pyrrool bruin door oxidatie, het lost goed op in alcohol en ether, maar slecht in water. Het wordt verkregen door droge destillatie van ontvette botten of synthetisch, bijvoorbeeld uit barnsteenzuur.

Met een geconcentreerde oplossing van KOH vormt pyrrool pyrrool-kalium, dat zure eigenschappen vertoont.

+H2O

Onder invloed van minerale zuren ondergaat pyrrool polymerisatie.

Wanneer pyrrool wordt gereduceerd, wordt pyrrolidine gevormd.

+2H2

pyrrolidine maakt deel uit van de aminozuren:

proline
hydroxyproline

Biologisch actieve pyrroolderivaten zijn hemoglobine en chlorofyl.

Hemoglobine – het is een complex eiwit dat bestaat uit een eiwitcomponent en een niet-eiwitdeel - heem, dat pyrroolkernen omvat - een polycyclisch systeem dat vier pyrroolkernen bevat - porfine.

Porfine, met een Fe 2+ ion in het midden, is het rood gekleurd, tijdens de warmtebehandeling vormt het een Fe 3+ ion en wordt grijs.

chlorofyl – een groen plantenpigment dat een porfinekern bevat, dat geassocieerd is met Mg2+. Chlorofyl neemt deel aan de vorming van organische verbindingen uit CO 2 en H 2 O.

Zuurstofbevattende heterocyclische verbindingen.

Furaan - - kleurloze vloeistof, oplosbaar in water. De furaankern wordt gevonden in furanosevormen van koolhydraten (bijv. ribose). Het belangrijkste derivaat van furan is furfural.

ribose furfural

Furfural - olieachtige vloeistof met een penetrante geur, in kleine concentraties ruikt het naar roggebrood. Het wordt gebruikt voor de productie van nylonvezels, oplosmiddelen, antiseptica, fungiciden.

Verbindingen gecondenseerd met andere cycli.

Benzopyrrool (indool) - een kristallijne stof, in kleine concentraties heeft het de geur van jasmijn, in de essentiële olie waarvan het is opgenomen, in hoge concentraties heeft het een walgelijke geur. Indool is chemisch vergelijkbaar met pyrrool. De indoolkern wordt gevonden in heteroauxine (plantengroeihormoon), tryptofaan (een essentieel aminozuur), indigo (kleurstof) en andere verbindingen.

Zesledige heterocyclische verbindingen(zuurstofbevattende heterocyclische verbindingen).

Piran (α- en γ-) is een onstabiele stof, zijn derivaten zijn wijdverbreid in de natuur, γ-pyran en benzopyran (chromon) vormen de basis van de moleculen van plantaardige kleurstoffen en tannines - flavonen, anthocyanines en catechines.

flavonen zijn gele plantenpigmenten (in bloemen, vruchten) en komen voor in planten in de vorm van glycosiden.

flavon

Anthocyanines en catechinen lijken qua structuur sterk op flavonen. anthocyanen zijn ook plantpigmenten, hun kleur varieert van blauw tot paars. De kleur van de anthocyanine-oplossing verandert afhankelijk van de pH van het medium (in een zuur medium is het rood, in een alkalisch medium is het grijs).

Flavonen en anthocyanines zijn genetisch met elkaar verbonden en kunnen de een in de ander veranderen.

flavon, quercetine anthocyanine, cyanidine

(geel) chloride (rood)

catechinen hebben tannine-eigenschappen (thee, hop, vogelkers, enz.), voorkomen de ontwikkeling van schimmels, omdat het polyfenolen zijn.

Flavonen, anthocyanines en catechinen vallen uiteen, verliezen kleur en P-vitamine-activiteit, onder invloed van temperatuur en in aanwezigheid van metaalionen (Fe 3+, Ag+, Cu 2+, enz.). CFeCl 3 geeft een donkere kleur (kwalitatieve reactie voor fenolische hydroxyl).

Pyridine - kleurloze vloeistof met een onaangename geur, oplosbaar in water. Het wordt verkregen uit koolteer en synthetisch.

Bij reacties vertoont pyridine de belangrijkste eigenschappen:

C5H5N + HOH → OH- (pyridiniumhydroxide);

C5H5N + HCl → Cl- (pyridiniumchloride).

Een waterige oplossing van pyridine reageert met FeCl 3 om ijzerhydroxide en pyridiniumchloride te vormen

OH - + FeCl 3 → Fe (OH) 3 + 3Cl -

Wanneer pyridine wordt verminderd, wordt piperidine gevormd:

Pyridine is resistent tegen oxidatiemiddelen, maar wanneer pyridine-homologen worden geoxideerd, worden de zijketens geoxideerd.

β-picoline nicotinezuur

Nicotinezuuramide is een vitamine PP, die voorkomt in vlees, aardappelen, boekweit, enz.

l de kernen van pyridine en pyrrolidine vormen nicotine, dat in tabak aanwezig is in de vorm van een zout van citroenzuur en appelzuur; is een hartgif.

Derivaten van pyrimidine en purine.

Zesledige heterocycli met twee heteroatomen - pyrimidinederivaten:

uracil (U) thymine (G) cytosine (C)

Gefuseerde heterocycli -purine derivaten.

adenine (A) guanine (G)

Al deze heterocyclische stikstofbasen maken deel uit van nucleïnezuren, die een uiterst belangrijke rol spelen in de levensprocessen van organismen.

Nucleïnezuren zijn polymeren die worden gevormd tijdens de condensatie van nucleotiden - chemische verbindingen bestaande uit fosforzuurresten, een koolhydraatcomponent en een van de purine- of pyrimidinebasen. Er zijn twee soorten nucleïnezuren. Deoxyribonucleïnezuur (DNA) bevat deoxyribose als koolhydraatcomponent en adenine, guanine, cytosine en thymine zijn heterocyclische basen:

deoxyribose

R
ibonucleïnezuur (RNA) bestaat uit een ribose-koolhydraat en heterocyclische basen - adenine, guanine, cytosine, uracil.

RNA en DNA verschillen niet alleen van elkaar in koolhydraten, maar ook in heterocyclische basen: ribonucleïnezuur bevat uracil en deoxyribonucleïnezuur bevat thymine.

De polymerisatie van nucleotiden vindt plaats door de vorming van een etherbinding tussen H 3 RO 4 van één nucleotide en de derde pentosehydroxyl:

stikstofbase - suiker

residu H 3 RO 4

stikstofbase - suiker

residu H 3 RO 4

polynucleotide(DNA of RNA). De erfelijke informatie van een cel wordt gecodeerd door een bepaalde volgorde van basen in het DNA-molecuul, opgebouwd in de vorm van een RNA dubbele helix, en de nucleotidenvolgorde van de ene helix wordt als het ware weerspiegeld in de andere. RNA wordt gevormd in de vorm van een enkele helix.

KOOLWATERSTOFFEN 8

Acyclische koolwaterstoffen 9

Alicyclische koolwaterstoffen 15

Aromatische koolwaterstoffen 17

HALOGEEN KOOLWATERSTOF 21

ELEMENTO-ORGANISCHE VERBINDINGEN 22

ORGANISCHE ZUREN 33

ZUURZUREN (HYDROXYZUREN) 39

Fosfatiden 51

Stearines 54

KOOLHYDRATEN 57

Monosachariden 57