Слайд 1Гетероциклические соединения
Строение, химические свойства, биологическая активность,
Слайд 2
Гетероциклическими соединениями (гетероциклами) называют вещества, молекулы которых содержат замкнутый цикл,
включающий атомы углерода и один или более атомов иных элементов
(гетероатомы).
Слайд 3Классификация гетероциклических соединений
По природе гетероатома
Серусодержащие
Азотсодержащие
Кислородсодержащие
Слайд 4Классификация гетероциклических соединений
По насыщенности
Насыщенные
Ненасыщенные
Слайд 5Классификация гетероциклических соединений
По строению цикла
Трехчленные
Четырехчленные
Слайд 6Классификация гетероциклических соединений
Пятичленные
Шестичленные
С конденсированными циклами
Слайд 7Номенклатура гетероциклических соединений
Слайд 8Номенклатура гетероциклических соединений
Слайд 9ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ
Слайд 10Физические свойства пиррола
Бесцветная жидкость с запахом хлороформа. Слаборастворимая в воде,
хорошо растворимая в органических растворителях. Температура кипения 130°С.
Пиррол имеет
SP²
- гибридизацию
Валентный угол
равен 120°
Бесцветная жидкость с запахом хлороформа. Слаборастворимая в воде, хорошо
Слайд 11Пиррол
Способы получения
Пиролиз слизевокислого аммония
Перегонка сукцинимида с цинковой пылью:
Слайд 14Ацидофобность пиррола
Гидрирование пиррола
Слайд 16Порфин – плоский макроцикл, ароматическая сопряженная система; π – электронное
облако содержит 26 электронов, что соответствует правилу Хюккеля (4·6 +
2 = 26)
Слайд 19Биологическое окисление в печени гемоглобина и порфинсодержащих метаболитов образуются биллирубеноиды,
содержащие линейную тетрапиррольную систему.
Слайд 22Химические свойства фурана
Окисление и восстановление
Слайд 23Фурфурол
Бесцветная жидкость, малорастворима в воде.
По свойствам близок к бензальдегиду.
Вступает
в реакции конденсации типа бензоиновой, в реакцию Канниццаро:
Слайд 24Химические свойства фурфурола
Полимеризация
Реакция Перкина
Слайд 25Химические свойства фурфурола
Окисление
Нитрование ацетилнитратом:
Слайд 29Конденсированные пятичленные гетероциклы
Слайд 30Индол
Индол – бесцветное кристаллическое вещество, не растворимое в воде,
имеет своеобразный запах.
Слайд 31Индол – NН-кислота (рКа= 16 – 17) :
Слайд 32Химические свойства индола
Индол ацидофобен
Слайд 35Алкалоиды индольного типа
Стрихнин
Ядовит, применяется для борьбы с грызунами
Слайд 36Алкалоиды индольного типа
Иохимбин
Содержится в растениях семейства мареновых, сосудорасширяющий, гипотензивный препарат
Слайд 37ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ДВУМЯ ГЕТЕРОАТОМАМИ
Слайд 42Химические свойства
Восстановление
Пиразолон; таутомерные формы
Слайд 44Имидазол (1,3 – диазол )
Имидазол – кристаллическое
вещество со своеобразным
запахом,
хорошо растворимо в воде. Молекула плоская.
Способен к межмолекулярной ассоциации
за счет водородных связей
Слайд 48Тиазол
Тиазол – бесцветная жидкость с запахом пиридина; растворима в воде.
Слайд 49Производные тиазола
Тиамин
(витамин В1):
Слайд 51ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ
Слайд 53Пиридин
Получение
Пиридин – бесцветная жидкость с неприятным запахом,
в воде
растворима, растворяется во многих органических растворителях.
Слайд 54Пиридин – основание ( рКв=1,8 ·
10-9 ):
Слайд 55Атом азота в пиридине является нуклеофилом :
Слайд 56Реакции электрофильного замещения (жесткие условия):
Слайд 57Реакции электрофильного замещения (жесткие условия):
Слайд 58Реакции нуклеофильного замещения :
Слайд 59Двойственная реакционная способность 2-гидроксипиридина:
Слайд 61Каталитическое гидрирование:
Реакционная способность α- и γ-пиколинов:
Слайд 69Алкалоиды пиридинового ряда
( с неконденсированными циклами)
Никотин
Содержится в листьях
табачных
растений, сильно ядовит
(летальная доза 30-60 мг),
воздействует на
вегетативную
нервную систему, используется
для борьбы с насекомыми.
Слайд 70Алкалоиды пиридинового ряда
( с неконденсированными циклами)
Кониин
Содержится в крапчатом болиголове,
очень ядовит. Парализует окончания двигательных и чувствительных осязательных нервов.
Слайд 71Алкалоиды пиридинового ряда
( с неконденсированными циклами)
Лобелин
Получен из североамериканского растения
лобелия, возбуждает процессы дыхания, применяется для борьбы с удушьем.
Слайд 72Алкалоиды пиридинового ряда
( с неконденсированными циклами)
Пиперин
Основной алкалоид черного перца
Слайд 73Алкалоиды тропанового ряда (с конденсированными циклами)
Атропин
Содержится в красавке, белене, вызывает
расширение зрачка, останавливает действие желез внутренней секреции (прекращает потоотделение, выделение
слюны)
Слайд 74Алкалоиды тропанового ряда
(с конденсированными циклами)
Кокаин
Выделяется из листьев кустарника кока,
парализует чувствительные нервные окончания, используется как местный анестетик (анестезия роговицы),
но высоко токсичен, вызывает привыкание – кокаинизм.
Слайд 79хинолин и изохинолин – слабые основания (более слабые, чем пиридин).
рКвн+
=4,94 (катион хинолиния)
рКвн+ =5,14 (катион
изохинолиния)
Слайд 80Химические свойства
Алкилирование по атому азоту:
Слайд 81Химические свойства
восстановление
Слайд 84Алкалоиды хинолинового ряда
Хинин
Содержится в коре хинного дерева, угнетает ЦНС, возбуждает
мускулатуру матки, снижает температуру тела, противомалярийный препарат.
Слайд 85Алкалоиды изохинолинового ряда
Папаверин
Противосудорожный препарат, расслабляет гладкую мускулатуру, применяется при спазмах
сосудов (при гипертонии, стенокардии, мигрени), при спазмах гладкой мускулатуры (холецистит,
колики)
Слайд 86Алкалоиды изохинолинового ряда
Морфин
Содержится в опии, болеутоляющее средство, действует на ЦНС,
тормозит условные рефлексы, тормозит секреторную активность ЖКТ, вызывает привыкание.
Слайд 87Алкалоиды изохинолинового ряда
героин
наркотик
кодеин
Успокаивает кашель
Слайд 88Алкалоиды изохинолинового ряда
Алкалоиды кураре (тубокурарин)
используют при наркозе, вызывает расслабление поперечно
– полосатой мускулатуры
Слайд 89ПИРОНЫ ( ОКСОПИРАНЫ )
α – Пирон - б/ц жидкость с
запахом свежего сена, Ткип=2090С, хорошо растворяется в органических растворителях; слабое
основание.
γ – Пирон - б/ц кристаллы, Тпл=330С, хорошо растворяется в воде, слабое основание.
Слайд 91Химические свойства
α – Пирон и его производные характеризуются свойствами непредельных
δ – лактонов; вступают в реакции SN :
Действие NH3 и
первичных аминов на α- и γ-пироны:
Слайд 95Производные хромона
келлин (спазмалитическое, сосудорасширяющее средство)
Флавоны – производные 2-фенилхромона:
Слайд 96Производные хромона
лутеолин
кверцетин
Слайд 98ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ДВУМЯ АТОМАМИ АЗОТА
Диазины :
пиридазин
пиримидин пиразин
Пиридазин - б/цв. жидкость, растворима в воде; слабое основание. Реакции SЕ протекают в жестких условиях; устойчив к действию окислителей. Производные пиридазина проявляют антивирусную и антибактериальную активность.
Пиразин – б/цв. кристаллы, растворимы в воде. Вступает в реакции SЕ и SN. Пиразиновый цикл входит в состав некоторых феромонов, антибиотиков, антивирусных, противоопухолевых препаратов.
Слайд 99ПИРИМИДИН
Б/цв. кристаллы, Тпл.=22,50С,
растворимы в воде,
специфический запах.
Молекула
практически плоская.
Ароматическая система; проявляет свойства слабого основания:
Слайд 101
Реакции SЕ характерны при наличии одного или нескольких электронодонорных заместителей
( NH2, ОН, ОR и т.д. )
Слайд 102Электрофильное присоединение по атому азота:
Слайд 103Нуклеофильное замещение протекает по электронодефицитным четным положениям (2,4,6):
Слайд 104Химические свойства
Окисление перекисью водорода:
Каталитическое гидрирование:
Слайд 107
Образование водородных связей:
Урацил и тимин – слабые двухосновные кислоты
Слайд 110Барбитуровая кислота; синтез конденсацией малонового эфира с мочевиной:
Слайд 113Метилтиоурацил (заболевания щитовидной железы):
Слайд 117Химические свойства пурина
Пурин – ароматическая система; реакции SЕ характерны только
для производных пурина с активирующими заместителями и протекает в положение
8 ( хлорирование, бромирование, нитрование).
Слайд 118Электрофильное присоединение по атомам N.
Алкилирование:
Слайд 119Электрофильное присоединение по атомам N.
Ацилирование:
Слайд 121
Аденин и гуанин – пуриновые основания, участвуют в построении нуклеиновых
кислот, некоторых коферментов; аденин – в построении АТФ, АДФ, АМФ.
Являются амфолитами. Наиболее сильное основание – аденин; гуанин – слабое основание.
Для гуанина характерна лактам – лактимная таутомерия:
Слайд 122Мочевая кислота
двухосновная кислота, плохо растворима в воде, но легко
растворятся в щелочах, горячей серной кислоте;
Слайд 124Окисление мочевой кислоты:
азотной кислотой – разрушение имидазольного цикла;
перманганатом калия (
в водной или щелочной среде) – разрушение пиримидинового цикла
Слайд 125Алкалоиды пуринового ряда
Кофеин
Психостимулятор и стимулятор дыхания. Применяется при инфекционных и
других заболеваниях, которые сопровождаются угнетением функции ЦНС и сердечно-сосудистой системы,
при отравлении наркотическими и другими ядами, угнетающими ЦНС, при спазмах головного мозга (при мигрени и др.), для повышения психической и физической работоспособности, для удаления сонливости.
Слайд 126Алкалоиды пуринового ряда
Теофиллин
Содержится в листьях чая, Применяют в качестве бронхолитического
средства или в качестве умеренно действующего кардиотонического и диуретического средства
при застойных явлениях сердечного и почечного происхождения.
Слайд 127Алкалоиды пуринового ряда
Теобромин
Бобы какао, Бронхолитическое средство. Применяют при не
резко выраженных спазмах сосудов головного мозга, при отеках, вследствие сердечной
и почечной недостаточности.
Слайд 130Диазепины – семичленные гетероциклы с двумя атомами азота