1. Nearomatiniai heterociklai

2. Heterocikliniai aromatiniai junginiai

Dažniausiai pasitaikantys heteroatomai:

X= N, O, S

Įvairių heterociklinių junginių, kurie paprastai nagrinėjami kalbant apie kitas organinių junginių klases, pavyzdžiai:

Heterocikliniai junginiai

X

HOCOOH

H2NCOOH

OC

NH

CO O

-H2O -H2O

Laktonas LaktamasO

HSSH

+SS

Tioacetalis

-H2O

Heterocikliniai aromatiniai junginiai

HETEROCIKLINIŲ JUNGINIŲ NOMENKLATŪRATrivialieji ir pusiau trivialieji pavadinimai

Organinės chemijos vystymosi pradžioje junginiai dažniausiai būdavo pavadinami dar iki jų struktūros nustatymo. Šie pavadinimai nurodo arba junginio gamtinį šaltinį, arba kai kurias jo savybes. Pavyzdžiui, metilpiridinai turi trivialųjį pavadinimą “pikolinai”, kuris kilęs iš lotyniško žodžio picatus, reiškiančio “padengtas degutu”. Pikolinai buvo išskirti iš akmens anglių dervos. Pavadinimas “pirolas” kilęs iš graikiško žodžio, reiškiančio raudoną ugnies spalvą. Tokia spalva nusidažo panardinta į druskos rūgštį pušies mediena:

Trivialieji pavadinimai paprastai nesuteikia jokios informacijos apie junginio struktūrą, todėl jų palaipsniui atsisakoma. Pastaruoju metu tik apie 60 trivialiųjų ir pusiau trivialiųjų pavadinimų yra pripažinti IUPAC ir leidžiami naudoti. Jų pagrindu vadinami ne tik tų heterociklų dariniai, bet ir policikliniai junginiai. Penkianaris heterociklas su azoto atomu vadinamas ne pagal sisteminę nomenklatūrą - azolu, o pirolu, su deguonies atomu - ne oksolu, o furanu ir t.t.

Monociklinių heterociklų numeracija

1. Jei žiede yra vienas heteroatomas, žiedas numeruojamas nuo jo.

2. Jeigu žiede yra keletas tos pačios rūšies heteroatomų, numeravimas pasirenkamas toks, kad heteroatomai turėtų mažiausius galimus numerius:

3. Jeigu žiede yra skirtingi heteroatomai, numeris 1 priskiriamas heteroatomui, kuris yra kairiau O, S, N, P, Si, B eilėje. Heterociklo numeravimo kryptis pasirenkama tokia, kad kiti heteroatomai įgautų mažiausius numerius:

Numeracija turi prasidėti nuo sieros atomo, todėl pavadinimas 2,1,4-tiadiazinas neatitinka šios sąlygos. Be to, azoto atomams turi būti priskirti mažiausi numeriai, todėl pavadinimas 1,3,6-tiadiazinas irgi netinka.

Kondensuotų heterociklų pavadinimaiDaugelio heterociklinių junginių struktūroje yra du ir daugiau kondensuoti (turintys bendrus ryšius) žiedai.

Kai kuriuos iš jų galima vadinti trivialiaisiais pavadinimais. Tačiau daugelis kondensuotų heterociklų neturi trivialiųjų pavadinimų. Pavadinant tokias kondensuotas sistemas, jos padalijamos į atskirus heterociklus ir pavadinimas sudaromas iš individualių ciklų pavadinimų, nurodant kondensacijos vietą. Pvz.:

Ciklų kondensacijos vietos žymėjimas1. Ji užrašoma laužtiniuose skliaustuose tarp priešdėlio ir pagrindinio heterociklo pavadinimo. Pagrindinio heterociklo ryšiai sužymimi abėcėlės raidėmis a, b, c ir t.t., tokia tvarka, kaip žymimas šis heterociklas iki sujungimo.

2. Nepagrindinio žiedo atomai numeruojami arabiškais skaitmenimis taip, kaip šis karbo- ar heterociklinis junginys buvo numeruojamas iki sujungimo.

Pakeitimo nomenklatūraPagal šią nomenklatūrą heterojunginio pavadinimas susiejamas su analogišku karbociklinio junginio pavadinimu.

Monociklinio heterojunginio pavadinimas sudaromas prie atitinkamo angliavandenilio pavadinimo pridedant lentelėje nurodytus priešdėlius, nurodant jų padėtį žiede.

Šis metodas labiau nuoseklus, nes reikalauja mažiau pakeitimų taisyklėse, naudojamose karbocikliniams junginiams pavadinti. Tačiau ši nomenklatūra kol kas naudojama tik heterociklams su neįprastais heteroatomais, tiltelinėms bei spirosistemoms pavadinti.

Elementas Simbolis Valentingumas Priešdėlis*

Deguonis O I I oksa Siera S I I tia

Azotas N I I I aza Fosforas P I I I f osf a

Silicis Si I V sila Boras B I I I bora

Mezomerija ir poliškumas

Furano sintezė

Pramoniniai pirolo ir tiofeno gavimo būdai

Pakeistų pirolų, furanų ir tiofenų sintezė

Pirolo, furano ir tiofeno reakcijosElektrofilinė aromatinė substitucija SEAr

1. Šie heterociklai yra aktyvesni už benzeną.

2. Pakeitimas paprastai vyksta 2- ir 5-oje žiedo

padėtyse heteroatomo atžvilgiu. Pavyzdys: tiofeno nitrinimas

Elektrofilinė aromatinė substitucija monopakeistuose pirolo, furano ir tiofeno dariniuose

D – elektronų donorinė grupėW – elektronų akceptorinė grupė

Pavyzdžiai:

Kitos penkianarių aromatinių heterociklinių junginių reakcijos: žiedo atsidarymas

Dielso – Alderio reakcija

Šešianariai heterocikliniai junginiai

Piridinų sintezės

Pats piridinas gaunamas tiesiogiai distiliuojant jį iš akmens anglies dervos

Hantzsch Pyridine Synthesis

Mechanizmas

I etapas: aldolinė kondensacija ir Šifo bazės susidarymas

II etapas: susidariusių tarpinių junginių tolimesnė kondensacija, susidarant šešianariam žiedui

Elektrofilinis aromatinis pakeitimas piridino žiedeAzoto atomas deaktyvuoja aromatinį žiedą, todėl SEAr reakcijos piridino žiede

vyksta žymiai griežtesnėmis sąlygomis

Elektronų donorinių pakaitų įtaka piridino žiedo reaktingumui:

1. Padidina reaktingumą2. Keičia substitucijos vietą

Piridino N-oksidasGavimas ir mezomerinės formos

Piridino N-oksido nitrinimas 4-oje žiedo padėtyje:

Nukleofilinis aromatinis pakeitimas piridino žiedeČičibabino reakcija

Kondensuotų aromatinių žiedų heterociklai

Indolo dariniai

Fišerio indolų sintezė