Введение 1. Индол 2. Порфин 3. Тетраазапорфин 4. Фталоцианины Введение Гетероциклическими называют соединения, содержащие циклы, включающие один или несколько гетероатомов. Наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные циклы. Гетероциклические соединения встречаются во многих природных соединениях и производятся в больших масштабах в промышленности.В данной главе мы будем рассматривать главным образом гетероциклические соединения, обладающие ароматическим характером.
Такие гетероциклы называют гетероароматическими. Существуют пятичленные, шестичленные и т.д. гетероциклы, обладающие ароматическим характером. Наиболее изученными из них являются пяти- и шестичленные соединения, поскольку их производные особенно распространены в природе и часто являются промышленными продуктами. В циклы этих соединений могут входить один, два и большее количество гетероатомов, причем как одинаковых, так и разных.Большинство из них имеют традиционные названия.
Большое значение имеют такие соединения, в которых указанные гетероциклы сконденсированы с другими кольцами. Урацил Тимин Цитозин Индол Хинолин 1. ИНДОЛ Индол извлекают из каменнноугольной смолы. Его можно получить при пропускании смеси паров анилина с ацетиленом через раскаленные трубки: (56) Анилин Индол Индол является слабым основанием. Кислые свойства индола несколько выше, чем у пиррола.В индоле неподеленная пара электронов атома азота сильнее чем в пирроле втягивается в сопряжение, взаимодействуя не только с p-электронами пиррольного кольца, но и испытывая влияние бензольного кольца.
Как слабая кислота индол с натрием в жидком аммиаке образует N-натрийиндол, с КОН при 130 оС N-калийиндол.Индол реагирует с магнийорганическими соединениями. (57) Электрофильное замещение индола идет главным образом в положение 3. Нитрование индола обычно осуществляется бензоилнитратом, сульфироваие –пиридинсульфотриоксидом, бромироваие - диоксандибромидом, хлорирование - сульфурилхлоридом, алкилирование - активными алкилгалогеидами, ацилироваие - уксусым агидридом.
Упр. 16. Какие продукты образуются в результате взаимодействия индола со следующими реагентами: (а) хлористым сульфурилом; (б) ацетилнитратом; (в) пиридинсульфотриоксидом; (г) бромом в уксусной кислоте? Напишите соостветствующие реакции.Упр.17. При гидролизе растительного индикана (b-D-глюкозида-3-оксииндола) получается индоксил (3-оксииндол). При последующем окислении индоксила кислородом воздуха образуется синее индиго.
Напишите уравнения перечисленных реакций. 2. ПОРФИН Порфин - темно-красное кристаллическое вещество, разлагающееся при 360оС. Порфины, частично или полностью замещенные по положениям 1-8, называют порфиринами.При нагревании порфиринов с ацетатами или хлоридами металлов в уксусной кислоте образуются комплексы: (58) Cu-Порфин (59) Mg-Порфин Гемин образует почти черные блестящие иглообразные кристаллы.
Его получают из гемоглобина. Гемоглобин осуществляет в организме транспорт кислорода от легких к тканям. В гемоглобине железо находится в двухвалентном состоянии. Соответствующее соединение железа, свободное от белкового компонента, т.е. комплекс железа (II) с порфирином, называют гемом. Хлорофилл представляет собой зеленое красящее вещество высших растений.Функция хлорофилла в растениях заключается в поглощении части падающего на листья солнечного света.
Поглощенная при этом энергия исполь-зуется для фотосинтеза углеводов из СО2 и Н2О. Существует два хлорофилла a и b. В b-хлорофилле одна метильная группа замещена на альдегидную. 3. ТЕТРААЗАПОРФИН Тетраазапорфин содержит четыре атома азота вместо метиновых групп. Тетраазапорфин Окрашенный в пурпурный цвет его комплекс с магнием образуется при нагревании динитрила малеиновой кислоты с пропилатом магния: (60) Mg-Тетраазапофин 4. Фталоцианины Фталоцианины представляют собой тетрабензотетраазапорфирины. Фталоцианин меди получают нагреванием динитрила фталевой кислоты с порошком меди: (61) Фталоцианин меди Фталоцианин меди представляет собой темно-коричневое необычайно устойчивое соединение.
Он возгоняется без разложения при 500оС, не разрушается при действии горячих щелочей, ни при кипячении с соляной кислотой. Фталоцианин меди можно хлорировать и сульфировать.При хлорировании в расплавленной смеси хлоридов натрия и алюминия происходит замещение от 14 до 16 атомов водорода на атомы хлора.
Продукт реакции окрашен в зеленый цвет. Фталоцианин меди и продукты замещения используются как красящите пигменты. Кроме меди фталоцианины могут содержать железо, собальт и другие металлы. Получены фталоцианиновые комплексы со многими другими металлами. Их устойчивость зависит от природы атома металла.Упр.18. Напишите структурную формулу порфина. Соответвует ли число p-электронов в его молекуле формуле Хюккеля? Обладает ли порфин ароматическим характером?.