Шестичленные ароматические гетероциклы с одним гетероатомом.

Пиридин. Структура пиридина, нумерация атомов и их обозначения по рациональной номенклатуре. Гибридное состояние атома азота, его акцепторные свойства, образование ароматического секстета электронов, ароматичность. Основность пиридина за счет неподеленной электронной пары, не участвующей в образовании ароматической π -системы. Образование комплексов с Кислотами Льюиса (пиридинсульфотриоксид). Распределение электронной плотности. Сложности реализации реакций электрофильного замещения.

Реакции электрофильного замещения. Нитрование, сульфирование. Жесткость условий синтеза производных. Реакции нуклеофильного ароматического замещения в пиридине. Синтез окси- и аминопиридинов взаимодействием пиридина и основных реагентов (щелочей и амидов металлов). Таутомерные равновесия 2- и 4-окси и аминопиридинов (амин-иминная и окси-оксо-таутомерия) и их значение в биохимии. Алкилирование пиридина галогеналканами, образование четвертичных солей. Окисление метилпиридинов, синтез никотиновой кислоты. Амид никотиновой кислоты (витамин РР) и витамин В6 (пиридоксин). Алкалоид никотин 3(2-N-метилпирролидинил)пиридин. Сульфапиридин как сульфамидный препарат, содержащий фрагмент пиридинового кольца.

Конденсированные гетероциклы с одним гетероатомом. Хинолин и изохинолин. Структура, нумерация атомов. Распределение электронной плотности. Синтез хинолина и замещенных хинолинов из анилинов по Скраупу. Хинолин как основание. Реакции хинолина с алкилгалогенидами. Окисление и восстановление хинолина. Реакции электрофильного замещения в хинолине: нитрование, сульфирование, галогенирование.

Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами (азолы). Пиразол, имидазол, тиазол, оксазол. Нумерация атомов, номенклатура. 1, 3-диполярное присоединение как универсальный метод синтеза пятичленных гетероциклов с двумя гетероатомами.

Имидазол: особенности структуры, пиррольный и пиридиновый атомы азота, ароматичность, наличие основных и кислотных свойств. Миграция протона. NH-кислотные свойства: образование солей. Ацетилирование по NH-группе, реакция с реактивом Гриньяра. Синтез из глиоксаля (этандиаля) и формальдегида. Производные имидазола: антиязвенный препарат тагамет, аминокислота гистидин и биологически активный амин гистамин. Ионные жидкости на основе имидазола: метилбутилимидазолий-хлорид и его аналоги.

Пиразол. Структура, нумерация атомов, синтез из ацетилена и диазометана (1, 3-диполярное присоединение). Ароматичность. Реакции электрофильного замещения (бромирование, нитрование, сульфирование по положению 4). Основные свойства по NH-группе (образование солей). Лекарственные препараты на основе 5-пиразолона (антипирин – 1-фенил, 2, 3-диметил-5-пиразолон, жаропонижающее средство).