ШЕСТИЧЛЕННІ ГЕТЕРОЦИКЛИ З ДВОМА ГЕТЕРОАТОМАМИ

ДІАЗИНИ

Діазинами називають шестичленні гетероароматичні сполуки, які містять як гетероатоми два атоми Нітрогену піридинового типу, а також бі- і поліциклічні сполуки, що включають діазиновий цикл.

Існує три ізомерних діазини — піридазин (1,2-діазин), піримідин (1,3-діазин) і піразин (1,4-діазин).

Глава 32

СІ

піридазин піримідин піразин

За будовою і властивостями ці сполуки багато чим нагадують піридин. Подібно до піридину, молекули піридазину, піримідину і піразину мають у своєму складі замкнену кон'юговану систему із шести я-електронів і виявляють ароматичний ха­рактер. Неподілені пари електронів атомів Нітрогену не беруть участі в кон'югації і надають діазинам основних властивостей. Через взаємний дезактивуючий вплив атомів Нітрогену один на одного піридазин, піримідин і піразин — слабші основи, ніж піридин (рK_ВН+ піридазину у воді — 2,33; піримідину — 1,3; піразину — 0,6; піридину — 5,25). Тому діазини, незважаючи на наявність двох основних центрів, утворюють солі тільки з одним еквівалентом мінеральної кислоти.

N

№ II +

Н₂8О₄

N

,

нзо:

піримідин

піримідиній гідросульфат

Наявність у структурі молекул піридазину, піримідину та піразину двох атомів Нітрогену піридинового типу приводить до значного зниження електронної гус­тини на атомах Карбону діазинового циклу. Тому діазини характеризуються дуже низькою реакційною здатністю в реакціях S_Е і, навпаки, високою активністю в ре­акціях S_N. Реакції електрофільного заміщення можливі тільки тоді, коли діазиновий цикл активований електронодонорними групами (—NH₂, —OH тощо).

ПІРИДАЗИН (1,2-ДІАЗИН)

Піридазин — безбарвна рідина зі слабким запахом (т. кип. 207°С), розчинна у воді, в етанолі, у бензені, діетиловому етері, не розчиняється в петролейному ефірі.

Піридазин і його похідні добувають конденсацією гідразину з насиче­ними або ненасиченими 1,4-дикарбонільними сполуками.

Х\/Пч ____ XI

нсг ^с^

^м

малеїндіальдегід

шридазин

' 2*⁴

^чо

о

-2Н₂О

н₂с'

-сн,

,

к

Перевага синтезів з ненасиченими 1,4-дикарбонільними сполуками полягає в тому, що продукт, який утворюється, не потребує подальшого окиснення.

Піридазин — слабка основа. З кислотами (хлоридною, пікриновою) та алкіл-галогенідами піридазин утворює солі лише за участі одного атома Нітрогену.

П'яти-та ШеСтиЧЛеннІ ГетерОЦиКЛІЧнІ СПОЛУКи

н

СГ

піридазиній хлорид

К-метилггіридазиній йодид

У реакції електрофільного заміщення піридазин вступає дуже важко. Здійснити реакції нітрування, сульфування, галогенування практично не вдається. Під дією пероксикислот піридазин окиснюється, утворюючи N-оксид:

СНзСОООН

-сн₃соон

О"

піридазин-Т^-оксид

При відновленні піридазину натрієм у спиртовому розчині або каталітичному гідруванні розкривається цикл, і утворюється тетраметилендіамін.

-^-*- н₂к— сн₂— сн₂— сн₂— сн₂— кн₂

тетраметилендіамін

Похідні піридазину використовують як лікарські препарати та гербіциди. Так, піридазиновий цикл міститься в структурах лікарського препарату антибактері­альної дії — сульфапіридазину, і гербіциду — феназону, який використовують для знищення бур'янів на полях цукрових буряків.

N11,

ПІРИМІДИН (1,3-ДІАЗИН)

Способи добування.Піримідин і його похідні найчастіше одержують 2І) конденсацією сечовини або тіосечовини з 1,3-дикарбонільними сполуками.

N Так, при взаємодії малонового естеру із сечовиною в присутності натрій етоксиду утворюється похідна піримідину — барбітурова кислота, що існує в оксо-та гідроксиформі.

О.

—ос₂н₅

-2С₂Н₅ОН'

малоновий естер

Глава 32 596 Г

ОН НО

—► Н₂СС = О ^^г НС С—ОН

^Чс—>/ с=к

о^/ н но

оксоформа іідроксиформа

барбітурова кислота

Для добування піримідину барбітурову кислоту дією фосфор трихлороксиду або пентаоксиду перетворюють на 2,4,6-трихлоропіримідин (у реакцію вступає гідроксиформа), який потім відновлюють.

о он

.н

РОСІз

н

барбітурова кислота 2,4,6-трихлоропіримідин піримідин

Фізичні властивості.Піримідин — безбарвна кристалічна речовина (т. пл. 22,5 °С), легкорозчинна у воді, в етанолі, у діетиловому етері.

хімічні властивості.За хімічними властивостями піримідин подібний до піри­дину, але, як і інші діазини, характеризується більш низькою реакційною здат­ністю. Незважаючи на наявність у молекулі піримідину двох основних центрів, у реакціях з мінеральними кислотами він утворює солі за участі лише одного атома Нітрогену:

N

сг

піримідиній хлорид

Через електроноакцепторний вплив двох атомів Нітрогену піримідин прак­
тично не вступає в реакції електрофільного заміщення. Але якщо піримідиновий
цикл активований одним або кількома електронодонорними замісниками (—NH₂,
—OH, —SH тощо), можливі реакції електрофільного заміщення (нітрування,
галогенування, сульфування, нітрозування) переважно в положенні 5:
ОН ОН

(конц.); Н₂5О₄ (конц.)

-Н₂О

2-аміно-4-гідрокситримідин 2-амшо-4-гідрокси-5-нітропіримідин

2-амінопіримідин 2-аміно-5-бромопіримідин

П'яти-та ШеСтиЧЛеннІ ГетерОЦиКЛІЧнІ СПОЛУКи

З" І

Нуклеофільні реагенти атакують у молекулах піримідину та його похідних електронодефіцитні положення 2, 4 та 6. Так, при взаємодії 4-метилпіримідину з натрій амідом у середовищі рідкого амоніаку утворюються моно- і діамінопохідні піримідину:

NаNН₂;NНз

4-метилпіримідин

2-аміно-4-метилтримідин

2,4-дшміно-б-метилтримідин

Нуклеофільне заміщення в ряду піримідинів часто супроводжується розкрит­тям циклу.

найважливіші похідні піримідину.Серед похідних піримідину важливу біологічну роль виконують гідрокси- і амінопіримідини. Вони входять до складу нуклеїнових кислот, вітамінів, антибіотиків, лікарських препаратів і т. ін.

Барбітурова кислота (2,4,6-тригідроксипіримідин) — безбарвна кристалічна речовина (т. пл. 245°С), малорозчинна у воді та етанолі, добре розчиняється в ді­етиловому етері.

но

ОН

он

Барбітурову кислоту добувають конденсацією сечовини з малоновим естером (див. с. 495). Тому її можна розглядати як циклічний уреїд малонової кислоти (див. с. 595). Барбітурова кислота — таутомерна сполука, в якій одночасно виявляють два види таутомерії — кето-енольну і лактам-лактимну. Кето-енольна таутомерія зумов­лена міграцією протона Н⁺ метиленової групи, а лактам-лактимна — груп

⇐ Предыдущая133134135136137138139140141142143144145146147148Следующая ⇒

 

Поиск по сайту: