Cтраница 1
Пятичленные ароматические гетероциклы - тиофен ( 12), пиррол ( 13) и фуран ( 14) формально происходят из бензола путем замещения двух СН-групп на S, NH или О, которые могут предоставлять в ароматический секстет два электрона. [1]
Пятичленные ароматические гетероциклы с одним гетероатомом ( пиррол, фуран, тиофен и селенофен) обладают одинаковой электронной структурой, похожими методами синтеза и сходной реакционной способностью. [2]
Из пятичленных ароматических гетероциклов с несколькими гетероатомами до сих пор в реакцию диенового синтеза были введены только производные оксазола [514] и бензоксазол [515], которые конденсировались с малеиновым ангидридом. [3]
![]() |
Рассчитанные т-эшектронные пдотностн в молекулах пиррола и фурана.| Некоторые ароматические пятичлеиные гетероциклы и неароматические пи-разоды. [4] |
Группа пятичленных ароматических гетероциклов насчитывает гораздо больше представителей, чем группа шестичленных, так как один атом цикла должен быть двухвалентным, и поэтому большее число гетероатомов может быть включено в пятичленный цикл. Например, атом кислорода может заменить группу СН в анионе циклопентадиенила. Гетероцикл фуран представляет собой плоскую молекулу, имеющую подобный пирролу тип делокализованной структуры, где одна из неподеленных пар электронов кислорода участвует в образовании ароматического секстета. Тиофен, в котором неподеленная пара атома серы вовлечена в ароматический секстет, также может быть отнесен к ароматическим системам. Другие элементы V и VI групп периодической системы могут подобным же образом участвовать в образовании гетероароматических соединений. Кроме того, незаряженные ароматические гетероциклы могут быть образованы заменой одной или более оставшихся групп СН на атом азота. [5]
Из пятичленных ароматических гетероциклов с несколькими гетероатомами до сих пор в реакцию диенового синтеза были введены только производные оксазола [514] и бензоксазол [515], которые конденсировались с малеиновым ангидридом. [6]
В пятичленных ароматических гетероциклах с одним гетероатомом ( пиррол, фуран, тиофен) электронная пара гетероатома, входящая в состав ароматического секстета электронов, более или менее равномерно распределена по всему циклу, вследствие чего реакции электро-фильного зам ещения с этими соединениями идут очень легко. Однако надо иметь в виду, что в сильнокислотных средах ( в условиях нитрования и сульфирования) пиррол и фуран осмоляются. Это связано, по-видимому, с исчезновением ароматического характера гетероцикла при протежировании его как основания. [7]
Взаимодействие с гидроксипроизводными пятичленных ароматических гетероциклов также приводит к окрашиванию в красноватые оттенки. При реакции с аминокислотами получается коричневое или красное окрашивание соответственно, с дифениламином - зеленое. Многие фенолы не дают этой цветной; реакции. [8]
Пиррол относится к пятичленным ароматическим гетероциклам. [9]
В отличие от бензола пятичленные ароматические гетероциклы в длинноволновой области - там, где проявляется В-полоса бензольного ядра, - не показывают избирательного поглощения. Замена Н - атома гетероцикла на электроноакцепторную группу приводит к появлению длинноволновой полосы ПЭ, ХМакс и Емакс которой сильна зависят от расположения заместителя, а именно: заместители во. [10]
Пиррол ( азоп) - пятичленный ароматический гетероцикл, содержащий один гетероатом N. Является изоэлектронным аналогом циклопента-диенильного аниона. Неподеленная пара электронов гетероатома N занимает чистую 2р - орбиталь, ось которой направлена перпендикулярно плоскости ст-связей. Четыре р-орбитали четырех атомов углерода и 2р - орбиталь гетероатома азота в результате сопряжения образуют единое делокализованное бп-электронное облако, распределенное между пятью атомами в цикле. [11]
Однако нафталины в значительной степени сохраняют типичные свойства бензоидной системы и их можно рассматривать как ароматические. Таким образом, конденсированные с молекулой бензола аналоги шести - и пятичленных ароматических гетероциклов наиболее удобно считать ароматическими системами. Конденсированные с бензолом шестичленные азотсодержащие ароматические соединения представлены на рис. 2.10. В этих соединениях, подобно нафталину, чередуются длины связей в соответствии со структурой Кекуле. Это обусловливает частичную локализацию связей, что отражается на их химических свойствах ( гл. [12]
Есть основания утверждать, что, поскольку гетброатом является донором двух р-элсктронов, положительный конец диполя находится на нем, а диеновая часть молекулы обогащается электронами. Это является одной из причин большей реакционной способности ( по сравнению с бензолом) фурана, пиррола и тиофенэ в реакциях электрофильного замещения. Кроме того, так как у всех пятичленных ароматических гетероциклов энергия сопряжения меньше, чем у бензола, образование ими о-комплексов с электрофильными реагентами происходит легче. [13]
![]() |
Некоторые характеристики пятичленных гетероциклов. [14] |
Есть основания утверждать, что, поскольку гетероатом является донором двух р-электронов, положительный конец диполя находится на нем, а диеновая часть молекулы обогащается электронами. Это является одной из причин большей реакционной способности ( по сравнению с бензолом) фурана, пиррола и тиофена в реакциях электрофильного замещения. Кроме того, так как у всех пятичленных ароматических гетероциклов энергия сопряжения меньше, чем у бензола, образование ими о-комплексов с электрофильными реагентами происходит легче. [15]