Гетероциклические соединения

Гетероциклические соединения

ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, обширный класс органических соединений с циклическим строением молекул, в состав цикла которых входят не только атомы углерода, но и атомы других элементов (гетероатомы). Известны циклические соединения, в которых роль гетероатомов играют фосфор, мышьяк, селен, сурьма, висмут, кремний, некоторые металлы, например, ртуть, но наиболее существенное значение имеют системы с кислородом, серой и азотом. Среди многочисленных и разнообразных представителей этого класса органических соединений особенной устойчивостью и прочностью цикла, как и в других циклических соединениях, обладают пяти- и шестичленные кольца. Они широко распространены в природе (алкалоиды, хлорофилл, гемин) и имеют весьма важное значение в технике как продукты фармацевтической (антипирин, пирамидон, салипирин) и анилокрасочной промышленности (индиго). Гетероциклические соединения разделяются на: 1) насыщенные, 2) ненасыщенные, не обладающие ароматическим характером и 3) ненасыщенные, обладающие ароматическим характером. Насыщенные гетероциклические соединения, например:

Насыщенные гетероциклические соединения

по своим химическим свойствам существенно не отличаются от нециклических соединений. Как степень подвижности атомов водорода, так и свойства гетероатомов, а в замещенных соединениях - характер реакционных групп, вполне аналогичны свойствам этих атомов или групп в алифатических или алициклических соединениях. То же относится к ненасыщенным гетероциклическим соединениям, в цикле которых имеется одна или несколько метиленовых групп. Так, например, пиролин

Пиролин

обнаруживает все свойства типичного ненасыщенного соединения: легко присоединяет бром, окисляется щелочным раствором перманганата, и т. д. Если же в ядре гетероциклического соединения, кроме гетероатома, находятся только метановые (—СН<) группы, то эти соединения по своему химическому поведению приближаются к бензолу, т. е. обладают ароматическим характером, выражающимся: 1) в особой подвижности атомов водорода, 2) в ослаблении способности присоединения брома, галоидоводородов и 3) в специфическом изменении реакционных групп, находящихся при ядре (см. Ароматические соединения). В качестве примеров простейших гетероциклических соединений со свойствами соединений бензольного ряда можно привести следующие гетероциклы:

Гетероциклы

В группе тиофена сходство с бензолом распространяется не только на химические, но и на физические свойства. Тиофен, как и бензол, представляет собой бесцветное масло, с температурой кипения только на 5° выше, чем у бензола; между производными тиофена и соответствующими производными бензола наблюдается только небольшая разница в точках плавления и кипения. В группах пиррола, пиразола, фурана, пиридина, тиазола и в других аналогично построенных циклах также наблюдается сходство с типичными ароматическими соединениями. Многообразие гетероциклических соединений возрастает с явлениями изомерии, имеющими место в циклах, а также с возможностью существования многочисленных комбинаций, в которых гетероциклы спаяны с кольцами бензола, нафталина и других циклических систем. К таким соединениям относятся, например, хинолин, индол и флавон:

Хинолин, индол и флавон

Источником получения некоторых простых гетероциклических соединений могут служить продукты сухой перегонки различных естественных веществ: например, пиридин выделяется из каменноугольного дегтя, пиррол - из продуктов перегонки костей, тиофен - из каменноугольного и сланцевого дегтя, и т. д. Другие приготовляются синтетически и применяются в качестве лекарственных веществ и красителей или являются веществами растительного происхождения. К последним относятся, например, алкалоиды, антоцианы, хлорофилл.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.