Пиридин

Ароматическое соединение. Молекула плоская, все атомы кольца находятся в sp2 – гибридизации, выполняется правило Хюккеля. Атом азота поставляет в p-электронное облако один электрон. Т.к. атом азота более электроотрицателен, чем атом углерода, то электронная плотность кольца смещается к нему, он выполняет роль заместителя (ЭА) II-го рода. Неподеленная пара электронов гибридной р-орбитали свободна, поэтому пиридин проявляет оснó вные св-ва и не проявляет кислотные.

Р-ции S_E протекают с трудом в b - положения, р-ции S_N протекают легче и преимущественно в a – положения.

Химические свойства

I Р-ции замещения в цикле

1) Р-ции S_Е (нитрование, сульфирование, галоидирование)

–NO₂, –SO₃H, –Br группы входят в 3, 5 – положения, как и для бензола с ЭА заместителем.

2) Р-ции S_N

II.Кислотно-оснó вные св-ва

Атом азота имеет неподеленную электронную пару на гибридной орбитали, поэтому подобно аминам пиридин проявляет оснó вные св-ва, образуя

соли с кислотами, и нуклеофильные св-ва, присоединяя другую положительную частицу:

III. Окислительно-восстановительные св-ва

Наличие сопряженной системы делает пиридин стойким к действию окислителей. Однако гомологи окисляются легко, образуя к-ты:

Р-ция восстановления, как и бензола, протекает в жестких условиях:

Пиперидин входит в состав анестетика промедола. Производные пиридина: алкалоиды, витамины В₁, РР, ферменты, лекарственные противотуберкулезные и др. препараты:

Никотиновая к-та, Витамин РР	Тубазид	Фтавизид	Кордиамин

Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами

Из этой группы наиболее важным являются гетероциклы, содержащие два атома N. Они имеют общее название диазины и различаются взаимным расположением атомов N:

. Наличие двух атомов N в кольце еще больше, чем в пиридине, понижает электронную плотность на атомах углерода. Это приводит к снижению реакционной активности диазинов в р-циях S_E и, напротив, облегчает р-ции S_N по сравнению с пиридином. При этом уменьшаются и оснó вные св-ва диазинов. Они являются очень слабыми основаниями и образуют соли только с одним эквивалентом сильной к-ты, несмотря на наличие двух центров основности.

Среди производных диазинов, имеющих биологическое значение и применяемых в медицине, наиболее важными являются гидрокси- и аминопроизводные пиримидина. К ним, в первую очередь, относятся нуклеиновые основания и барбитуровая к-та.

Пиримидиновые нуклеиновые основания

Производные пиримидина – урацил, тимин и цитозин – называются нуклеиновыми основаниями, т.к. являются компонентами нуклеиновых к-т (НК). Эти производные существуют в лактимной и лактамной таутомерных формах, причем в равновесной системе преобладают лактамные формы:

5 – Фторурацил – противораковое средство

Барбитуровая к-та

Она может существовать в нескольких таутомерных формах, из которых изобразим только три:

Барбитуровая к-та проявляет сразу два вида таутомерии лактим-лактамную и кето-енольную. Следовательно, структуру барбитуровой к-ты можно представить и как 2, 4, 6 – тригидроксипиримидин (тригидроксиформа), и как 2, 4, 6 – триоксопиримидин (триоксоформа).Преобладающий таутомер – триоксоформа. Подвижность атомов водорода, особенно в енольной гидроксильной группе обусловливает кислотные св-ва барбитуровой к-ты, которая является, более сильной, чем уксусная.

Производные барбитуровой к-ты, содержащие заместители у атома
С–5, наз-ся барбитуратами и применяются в качестве снотворных средств:

Натриевая соль барбитуратов

Для барбитуратов невозможна кето-енольная таутомерия, т.к. в молекуле отсутствуют атомы водорода при С–5. Барбитураты проявляют более слабые кислотные св-ва, чем свободная барбитуровая к-та, и со щелочами образуют водо-растворимые соли.

Конденсированные гетероциклические соединения

Важнейшая конденсированная система пурин состоит из двух сочлененных колец – имидазола и пиримидина. Пурин – ароматическое соединение: имеет плоский цикл, все атомы цикла находятся в sp² – гибридизации, сопряженная система, состоящая из 10 р–электронов, включая неподеленную пару электронов у атома N-9, что отвечает правилу Хюккеля (4n+2=10, n=2).

Пурин – бесцветное кристаллическое вещ-во, т. пл. 216-2170С, хорошо растворимо в воде, плохо – в эфире, хлороформе. Пурин амфотерен благодаря циклу имидазола и образует соли с сильными к-тами за счет пиридиновых атомов азота и с основаниями за счет –NH кислотного центра имидазола.

Пуриновая система входит в состав многих биологически важных соединений: нуклеиновых кислот, витаминов, алкалоидов, лекарственных средств. К наиболее значимым производным пурина относятся гидрокси- и –аминопурины.