Дәріс 27. Гетероциклді қосылыстар.

Дәріс 27. Гетероциклді қосылыстар.

Құрамында көміртегіден басқа да элемент атомдары бар сақиналы қосылыстарды гетероциклді қосылыстар деп атайды. Олар көбінесе: азот, оттегі, күкірт атомдары.

Гетероциклді қосылыстар өте маңызды органикалық қосылыстарға жатады, себебі олар нуклеин қышқылдарының, алкалоидтардың, бояулардың, дәрі- дәрмек заттарының, ферменттердің құрамына кіреді. Гетероциклді қосылыстар циклдегі атомдардың жалпы саны бойынша, содан кейін гетероатомының саны мен түрі бойынша топтарға бөлінеді.

1. Бес мүшелі.

а) бір гетероатомды: фуран, тиофен, пиррол.

ә) екі гетероатомды: пиразол, имидазол, тиазол

 

2. Алты мүшелі.

а) бір гетероатомды: пиран, пиридин, пиперидин

ә) екі гетероатомды: тиазин, пиразин, пиримидин

 

3.    Басқа циклдермен біріккен: индол (бензпиррол), кумарон (бензфуран), пурин, хинолин.

    Фуран, тиофен, пирролдың ұқсастықтарын Ю.К. Юрьев реакциясы арқылы көруге болады. 

 

 

                               Фуран

                                  NH₃

                               ─────

                                  H2S

                S               ─────           NH                   

     Тиофен                                     пиррол

Пиррол және оның туындылары гемоглобиннің (адам және жануарлар ағзаларында оттегіні тасымалдаушы рөлін атқаратын, қанды бояушы зат), сондай-ақ хлорофиллдің

құрамына кіреді.

Тиофенқалыпты жағдайда түссіз сұйық зат, қайнау температурасы 84⁰С, суда ерімейді. Тиофен тас көмір шайырының құрамында болады. Оның туындылары ихтиол, медицинада тері ауруларын емдеу үшін қолданылады.

Фуран түссіз сұйық зат, 32⁰С температурада қайнайды. Фуранның маңызды туындыларының бірі фурфурол болып табылады. Фурфуролды қағаз өнеркәсібі қалдықтарының құрамындағы пентозаларды минералды қышқылдармен қыздыру арқылы алады. Фурфурол- өткір иісті, майлы сұйықтық, қайнау температурасы 162⁰С.

Фурфурол пласмасса алуда қолданылады.

Екі гетероатомы бар бес мұшелі гетероциклді қосылыстарға пиразол мен имидазол жатады.

Пиразол пиррол сияқты әлсіз қышқыл, оңай сульфирлеу, нитрлеу, галогендеу реакциясына түседі. Электрофильді орынбасарлар 4- орынға барады.

                                                  Вг

 

                             + Вг₂ →                       + НВг

                      N                                    N

               

            NH                                  NH

Пиразолдың туындылары медицинада дәрі- дәрмек ретінде қолданылады. (антипирин, пирамидон т.б.)

Имидазол- күшті негіздік қасиет көрсетеді. Электрофильді орын басу реакциясы,

4- орында жүреді. Мысалы:

 

                                                             NO₂

 

                  N                                                     N

                             + HNO₃(конц) →

              NH                                                   NH

Имидазолдың маңызы табиғи туындыларының бірі ақуыздың (белоктың) амин қышқылы- гистидин. Гистидин ферменттердің әсерінен ыдырап, гистаминге айналады.

Гистамин- күшті физиологиялық әсерлі зат. Оның аз концентрациясы қан қысымын төмендетеді және қан тамырларын ұлғайтады.

Құрамында бір гетероатомды бар алты мүшелі гетероциклдерге пиридин, ал біріккен гетероциклге хинолин жатады.

Түссіз, өткір иісті сұйықтық, қайнау температурасы 115,4⁰С. Сумен, органикалық еріткіштермен жақсы араласады, сондықтан органикалық және бейорганикалық заттарға еріткіш болып табылады.

Пиридин және оның туындылары әлсіз негіздер, органикалық, минералдық қышқылдармен әрекеттесіп, крисалды тұздар түзеді.

Пиридинді тотықсыздандырғанда, пиперидин түзіледі.

Пиридин және оның туындыларын тас көмір шайырынан немесе жануарлар сүйектерін

Құрғақ айдау арқылы алады. Синтетикалық пиридинді ацетилен мен көгерткіш қышқылды әрекеттестіру арқылы алады.

Пиридин ядросы көптеген алкалоидтардың құрамына кіреді. Пиридиннің маңызды өкілдерінің бірі РР витамині. Бұл витамин организмде зат алмасу процесінде өте күшті роль атқарады. Сондай- ақ пиридиннің туындысы (сульфидин) медицинада жұқпалы ауруларды емдеуге қолданылады.

Хинолин- бензол және пиридин сақиналарынан тұратын біріккен гетероциклді қосылыс.

Хинолин- түссіз, ерекше иісі бар, майлы сұйық зат, суда ериді. Хинолин пиридинге ұқсас, негіздік және ароматтық қасиеттер көрсетеді.

Хинолинді тотықтырғанда, қышқылға айналады.

Хинолинді тотықтырғанда, қышқылға айналады.

Хинолин ядросы кейбір алкалоидтардын молекулаларының, дәрі- дәрмек құрамына кіреді.

Алты мүшелі екі гетероатомы бар гетероциклді қосылысқа пиридин жатады.

Пиримидин- өте тұрақты кристалды зат, әлсіз негіздік қасиет көрсетеді.

Пиримидиннің туындылары ағзалардың өмір сүру процесінде өте маңызды роль атқаратын нуклеин қышқылының құрамына кіреді. Олар: урацил, тимин, цитозин.

Пурин- пиримидин және имидазол сақиналарының біріккен гетероцикл. Пуриннің маңызды туындыларына аденин және гуанин жатады. Пуриннің туындылары: аденин, гуанин нуклеин қышқылының құрамына кіреді.