220 likes | 483 Views
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.
E N D
21. Előadás • Heterociklusos vegyületek
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 furán* oxol tiofén* tiol tetrahidrofurán* oxolán tetrahidrotiofén* tialán piperidin* perhidroazin pirrolidin* azolidin
II.Monociklusos, két heteroatomos vegyületek N N 4 4 N 4 3 H 3 3 2 2 5 2 5 5 O N S 1 1 1 oxazol tiazol imidazol (hisztidinben) 4 4 N 5 5 N 3 3 6 2 6 2 N N 1 1 pirazin pirimidin (DNS, RNS-ben) III. Biciklusos, kondenzált heteroatomos vegyületek indol(triptofánban) purin (DNS, RNS-ben) pteridin (folsavban) N kinolin izokinolin
Folsav analógok COOH HN CH R 1 N R - N CO (CH ) 2 2 2 H N N 2 COOH N CH 2 N R = OH, R = H folsav 1 2 R = NH , R = H aminopterin 1 2 2 R = NH , R = CH amethopterin, methotrexat 1 2 2 3 IV. Tri-, ...-ciklusos, heteroatomos vegyületek akridin lizergsav-dietilamid (LSD)op. 80-85°C(anyarozs alkaloid)
Elektronszerkezet Aromás jelleg (pirrol, furán, tiofén) Q = :N , :S: , :O: EN = 2,5 3,0 3,5 S > N > O - I effektus + + + + N N N N N H H H H H K effektus - 0,2 - 0,2 d- - 0,04 Sd+ 0,2 Od+ 0,3 Nd+ 0,38 .. .. - 0,15 d- - 0,2 - 0,2 d+ + 0,8 „egyenletes” valóságos elektroneloszlás + + + - - - N N N N N piridin + 0,18 + 0,05 + + 0,15 + 0,15 - 0,58
Téralkat Kötéshossz : S-C > N-C > O-C
+H+ -H+ +H+ -H+ pKb = 8,8 Kémiai reakciók 1. Sav-bázis sajátság S nem bázis, nem sav K +H+ + ½ H2 -H+ K+ + - N N N H H (pK = 15) 2 megszűnik az aromás jelleg aromás marad H-híd: pirrol, imidazol, purin piridin
N N piridin N N piridin N N H H pirrol amfoter pirazol imidazol pirimidin bázikus piridin bázikus
2. Elektrofil szubsztitúciók Feltétel: elektronban „gazdag” gyűrűk A. pirrol, furán, tiofén, indol Irányítás Reaktivitás 5oC 250oC
B. piridin Irányítás Reaktivitás
Példák (kénsav – protonálódás) Áttekintés + *protonálás után
Példa: triptofán szintézise (indol SE reakció) EtO- -H+ acetamido-malonészter Aminometilezés C H 3 C H SE 2 C H N O 3 + + N H H C 3 C H H C 2 3 N N H H Alkilezés C H C H 3 3 I - C H C H 2 2 + SN N N + CH3I C H 3 H C H C 3 3 N N H H C H COOEt 3 C H C H 2 + SN2 2 + N H COOEt N - C H Ac N H 3 Ac C H C EtOOC 3 N N COOEt H H COOEt COOH C H 2 C H 2 1. hidrolízis 2. dekarboxilezés Ac N H N H2 EtOOC H N N H H triptofán
3. Nukleofil szubsztitúciók Feltétel: elektronban „szegény” gyűrűk 1. NH2- 2. H2O OH- C6H5-Li+ Összehasonlítás
piridin szerű d+ d+ d- d- pirrol szerű (tautoméria) Kétheteroatomos vegyületek reaktivitása b piridin szerű a Magyarázat: a parciális töltések szuperponálódnak SN SE SE SE SE SN SN imidazol pirazol pirimidin
Tautoméria Imidazol H 1 3 5 N 4 N 2 2 4 5 1 N N 3 H Szubsztituált imidazol
Piridin származékok keto-enol amino-imino citozin (pirimidin) 4 5 3 6 2 1 adenin (purin)
cc. H2SO4 NH3 nyomás P2S5 1,4-dioxo-vegyület(1,4-dienol is jó) Furán, tiofén, pirrol vázas vegyületek szintézise (Paal-Knorr) 2 3 1 4 Példák a a – bróm - keton
R' R' R' H H EtOOC COOEt EtOOC EtOOC COOEt COOEt R N R R R N N R R H H Piridin szintézis (Hantzsch) aldehid R' EtOOC COOEt a O D - 3 H2O b R O O R N H 3 b-oxo karbonsavészter ox. - 2H piridin-származék
Purin szintézis O O H O H H H N N N O N O H O N O H O N O H H 2,4,6-trihidroxi-pirimidin (barbitursav) dilaktám-enol dilaktám-keto HNO2/HCl O O NO N H H2/red 2 H N H N O N O O N O H H 2,4,6-trihidroxi-5-amino-pirimidin 1. KOCN2. Wöhler-izomerizáció O O H N N H O H N H N • H2O • HCl • (20%) O N N H O N 2 O N O H H H pszeudohúgysav keto – enol tautoméria O H Cl 6 7 5 1 N POCl3 N N 8 N O H Cl 2 140oC N 9 N H O N 4 Cl N H H 3 2,6,8-trihidroxi-purin (húgysav) 2,6,8-triklór-purin
Purin szintézis (folytatás) Reaktivitási sorrend 6> 2 > 8 Cl 6 7 6 7 5 5 1 1 N N Reduktív dehalogénezés 8 N 8 N Cl 2 2 9 N 9 N 4 Cl N 4 N H 3 H 3 2,6,8-triklór-purin purin + 2 Na+EtO- 1. KOH2. NH3 + NH3 N H O H 2 OEt N N N N N N Cl Cl Cl N N N Cl N H N N 2 EtO N H H H 1. Elfőzés (cc. HCl)2. red.dehalogénezés red. dehal. red. dehal. N H O H 2 O H N N N N N N N N N N H N N 2 H O N H H H 6-aminopurin guanin xantin (adenin)