Upload
macon
View
36
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
21 . El ő ad á s Heterociklusos vegy ü letek. HETEROCIKLUSOS VEGYÜLETEK. Felosztás: telített – telítetlen heteroatomok száma gyűrűk száma heteroatomok milyensége (N, O, S, P, As, Si). O oxa- S tia- N aza-. I. Monociklusos, egy heteroatomos vegyületek. pirrol* azol. piridin* azin. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
21. Előadás
Heterociklusos vegyületek
HETEROCIKLUSOS VEGYÜLETEK
Felosztás:
1. telített – telítetlen
2. heteroatomok száma
3. gyűrűk száma
4. heteroatomok milyensége (N, O, S, P, As, Si)
I. Monociklusos, egy heteroatomos vegyületek
CH1
CH2
O3
CH4
CH5
CH1
CH2
S3
CH4
CH5
NH
N
CH2
CH2
OCH2
CH2
CH2
CH2
NH
CH2
CH2 CH2
CH2
CH2
NH
CH2
CH2CH2
CH2
SCH2
CH2
furán*
oxol
tiofén*
tiol
pirrol*
azol
piridin*
azin
O S NH
N
tetrahidrofurán*
oxolán
tetrahidrotiofén*
tialán
pirrolidin*
azolidin
piperidin*
perhidroazin
O oxa-
S tia-
N aza-
II.Monociklusos, két heteroatomos vegyületek
oxazol tiazol imidazol
III. Biciklusos, kondenzált heteroatomos vegyületek
NH
N
N
N
NH
N
N
N
N
N
indol(triptofánban)
purin (DNS, RNS-ben)
pteridin (folsavban)
kinolin
(hisztidinben)
2
N3
O1
5
4
2
N3
S1
5
4
2
N1
NH3
4
5
(DNS, RNS-ben)
N3
2
4
N1
5
6
pirimidin
3
2
4
N1
5
6
pirazin
N
izokinolin
N
IV. Tri-, ...-ciklusos, heteroatomos vegyületek
N
akridin
N
NH
CH3
O
NH5C2 C2H5
lizergsav-dietilamid (LSD)op. 80-85°C
(anyarozs alkaloid)
N
NCH2
R2 - N CO
HN CH
COOH
(CH2)2
COOH
N
NH2N
R1
Folsav analógok
R1 = OH, R2 = H folsav R1 = NH2, R2 = H aminopterin R1 = NH2, R2 = CH3 amethopterin, methotrexat
Elektronszerkezet
Aromás jelleg (pirrol, furán, tiofén)
Q
Q = :N , :S: , :O:
EN = 2,5 3,0 3,5
S > N > O
- I effektus
K effektus
NH
-
-
- 0,15
+
.. S+ 0,2
O+ 0,3
N+ 0,38
piridin
N
+
- 0,58
+ 0,15+ 0,15
+ 0,18
NH
N+
HN
+
HN
+
HN
+
H
NH
..
„egyenletes” valóságos elektroneloszlás
- 0,04
N
+
N-
N-
+ +
N-
N
+ 0,05
Téralkat
Kötéshossz : S-C > N-C > O-C
Fizikai tulajdonságok
Kémiai reakciók
1. Sav-bázis sajátság
nem bázis, nem sav
+H+
-H+
megszűnik az aromás jelleg
aromás marad
H-híd: pirrol, imidazol, purin
piridin
OH+
O+H+
-O-H+
K
K+
½ H2+
(pK = 15)
NNH
+N
+H+-H+
pKb = 8,8
S
NH2
+NH
N-
pirrol
piridin
amfoter
pirazol imidazol
pirimidin
piridin
NNH
N
NH
bázikus
bázikus
N
N
piridin
2. Elektrofil szubsztitúciók Feltétel: elektronban „gazdag” gyűrűk
A. pirrol, furán, tiofén, indol
Q
NH
Irányítás
Reaktivitás
250oC
5oC
B. piridin
N
Irányítás
Reaktivitás
pirrol furán tiofén piridin
nitrálás NO2 + + + +*
szulfonálás SO3 + + + +*
diazo kapcsolás
Ar-NN + +
Friedel- Crafts
acilezésCH3-CO-Q + + +
brómozás Br2 + + +
+
* protonálás után
Áttekintés
Példák (kénsav – protonálódás)
Példa: triptofán szintézise (indol SE reakció)
CHCOOEt
COOEt
NHAc C
-COOEt
COOEt
NHAc
EtO-
-H+
acetamido-malonészter
NH
CH2
O
NH
CH3
CH3 NH
CH2N
CH3
CH3+ +SE
NH
CH2N
+
CH3
CH3CH3
C-
COOEt
COOEt
NHAc
NH
CH2
COOEt
NHEtOOC
Ac+ SN2
1. hidrolízis
2. dekarboxilezés
triptofán
NH
CH2N
+
CH3
CH3CH3
SN+ CH3INH
CH2N
CH3
CH3
Aminometilezés
Alkilezés
I -
NH
CH2
COOEt
NHEtOOC
Ac
NH
CH2
COOH
NH2
H
NN NH2
N OH
N C6H5
1. NH2-
2. H2O
OH-
C6H5-Li+
3. Nukleofil szubsztitúciók
Feltétel: elektronban „szegény” gyűrűk
Összehasonlítás
N
NH
NH
N
piridin szerű+
+
--
pirrol szerű (tautoméria)
N
N piridin szerűa
b
Pozíció Na Nb
2 + +
4 + +
5 - -
6 + +
Magyarázat: a parciális töltések szuperponálódnak
Kétheteroatomos vegyületek reaktivitása
NNH
N
NH
N
N
SESE
SE
SE
SN
SNSN
pirazol imidazol pirimidin
12 2
3
3
4
5
5
4
1
Imidazol
Tautoméria
N
NH
NH
N
Szubsztituált imidazol
N
NH
NH2
O
N
N
NH2
OH
citozin (pirimidin)
34
26
1
5
N
N
NH
N
NH2
N
NH
NH
N
NH
adenin (purin)
Piridin származékok
keto-enol
amino-imino
Furán, tiofén, pirrol vázas vegyületek szintézise (Paal-Knorr)
R R'
O O
SR R'
NH
R R'
OR R'
cc. H2SO4
NH3 nyomás
P2S5
1,4-dioxo-vegyület(1,4-dienol is jó)
Példák
1
2 3
4
– bróm - keton
Piridin szintézis (Hantzsch)
aldehid
-oxo karbonsavészter
- 3 H2O
ox.
- 2H
piridin-származék
EtOOC
R O
O
R'
COOEt
RONH3
NH
EtOOC COOEt
RR
R' H
N
EtOOC COOEt
RR
R'
NH
EtOOC COOEt
RR
R' H
Purin szintézis
HNO2/HCl
H2/red
1. KOCN2. Wöhler-izomerizáció
2,4,6-trihidroxi-pirimidin (barbitursav)
pszeudohúgysav
-H2OHCl
(20%)
2,6,8-trihidroxi-purin(húgysav)
POCl3
2,4,6-trihidroxi-5-amino-pirimidin
N
N
OH
OH OH
NH
NH
O
O
O
NO
NH
NH
O
O
O
NH2
NH
NH
O
O
O
NH
NH2
O
NH
NH
O
O
NH
N
O
N
N
OH
OH
N
NH
OH
N
N
Cl
Cl
N
NH
Cl
N
N
OH
O OH
H N
N
O
O OH
H
dilaktám-enol dilaktám-keto
3
2
1
4
56 7
8
9
H
keto – enoltautoméria
140oC
2,6,8-triklór-purin
Purin szintézis (folytatás)
+ 2 Na+EtO-
+ NH3
1. KOH2. NH3
1. Elfőzés (cc. HCl)2. red.dehalogénezés
red. dehal. red. dehal.
xantin(adenin)
guanin
N
N
OEt
EtO
N
NH
Cl
N
N
NH2
Cl
N
NH
Cl
N
N
OH
NH2
N
NH
Cl
N
N
OH
OH
N
NH
N
N
NH2
N
NH
N
N
OH
NH2
N
NH
Reaktivitási sorrend
6 > 2 > 8
N
N
Cl
Cl
N
NH
Cl
3
2
1
4
56 7
8
9
2,6,8-triklór-purin
N
NN
NH
3
2
1
4
56 7
8
9
purin
Reduktív
dehalogénezés
6-aminopurin