3.1.2. Реакции электрофильного замещения.
Как π-избыточные соединения, эти гетероциклы легко вступают в реакции с электрофильными реагентами. В реакциях электрофильного замещения пиррол, фуран и тиофен значительно активнее бензола и пиридина. По реакционной способности они сравнимы с активированными производными бензола – фенолом и анилином. В незамещенных гетероциклах электрофильная атака осуществляется преимущественно по атому С-2 (α-положение), так как в промежуточно образующемся катионе (σ-комплексе) резонансная стабилизация эффективнее, чем в катионе при атаке β-положения.
π-Избыточность пятичленных гетероциклов накладывает ограничения на условия проведения реакций с электрофильными реагентами, которые обычно осуществляются в кислой среде. В реакциях с пирролом протон как электрофил атакует не атом азота, неподеленная пара электронов которого участвует в сопряжении, а атом углерода кольца.
Аналогично пирролу ведет себя по отношению к сильным кислотам и фуран.
Свойство соединений подвергаться глубоким превращениям под действием кислот называют ацидофобностью, а сами гетероциклы – ацидофобными.
Тиофен, в отличие от пиррола и фурана, устойчив к действию сильных кислот и не относится к ацидофобным гетероциклам.
Относительная активность пятичленных гетероагентов в реакциях SE снижается в ряду:
пиррол > фуран > тиофен
Но даже тиофен значительно превосходит бензол по реакционной способности.
В связи с повышенной чувствительностью пятичленных гетероароматических соединений к сильным кислотам в ряде их реакций электрофильного замещения применяют модифицированные электрофильные реагенты. При использовании этих реагентов исключается сильнокислая среда. Ниже даны примеры таких реагентов:
С использованием этих реагентов реакции с пятичленными гетероароматическими соединениями идут в мягких условиях и с хорошим выходом.
3.2. Группа пиррола.
Пиррольная система – одна из самых распространенных в растительном и животном мире.
Пиррол и простые алкилпирролы представляют собой бесцветные жидкости с относительно слабым запахом, напоминающим запах анилина, которые так же, как анилины, темнеют в результате самопроизвольного окисления.
Исследования в области химии пиррола были связаны с деградацией двух важных пигментов: гема – пигмента крови, обеспечивающего процесс дыхания, и хлорофилла – зеленого пигмента растений, ответственного за процесс фотосинтеза.
Наряду с соединениями, содержащими одно пиррольное кольцо, в природе широко представлены тетрапиррольные соединения, в которых фрагменты пиррола образуют циклическую ароматическую систему – порфин.
Конденсированная система пиррольного и бензольного колец составляет гетероцикл индол.
3.2.1. Кислотные и основные свойства.
Пиррол является слабой NH-кислотой (рКа 17,5) и образует соли только со щелочными металлами или с такими сильными основаниями, как гидриды или амиды щелочных металлов, а также при сплавлении (~130ОС) с твердым гидроксидом калия (но не натрия). Образующиеся соли легко гидролизуются водой.
Основность пиррола чрезвычайно низка, и значение -3,8, характеризует основность π-системы гетероцикла, а не атома азота.
Достарыңызбен бөлісу: |