Тема 8.1. Пятичленные гетероциклические соединения

Пятичленные гетероциклы являются ароматическими соединениями, структура которых находится в соответствии с правилом Хюккеля. Гетероатом выполняет роль заместителя первого рода. Меньшей ароматичностью обладает фуран, что объясняется тем, что кислород обладает более акцепторными свойствами по сравнению с серой и азотом.

Для пятичленных гетероциклов типичными реакциями являются реакции электрофильного замещения. Наиболее активным является положение α. Труднее всего в реакции электрофильного замещения вступает тиофен.

1. Хлорирование:

2. Нитрование тиофена проводят азотной кислотой, пиррола – ацетилнитритом:

Пиррольное кольцо входит в состав важнейших биологических пигментов – гемина (пигмент крови), хлорофилла, витамина В₁₂. В этих пигментах присутствуют четыре связанных между собой пиррольных кольца и эта система называется порфином. Ядро порфина образует комплексные структуры с Fe³⁺ (гемин), с Mg²⁺ (хлорофилл), с Со²⁺ (витамин В₁₂).

Индол – конденсированная система пиррольного и бензольного колец. Является ароматическим соединением, для которого характерны все реакции электрофильного замещения, протекающие в β-положение. Реакции протекают мягких условиях с использованием слабых электрофилов.

Индольный фрагмент входит в состав многих биологически важных соединений и систем. Среди них триптофан и стимулятор роста растений гетероауксин. Индольный фрагмент составляет основу природного красителя индиго.