غير األرومًاتية الحلقًات ألنظمة خًاصة ثًالثًا�: دراسةالمتجًانسة

والمحتوية الحلقة خمًاسية المتجًانسة غير الحلقية - المركبًات1متجًانسة: غير واحدة ذرة على

هي: المركبات هذه أشهر

بيرول فيوران ثيوفين

التركيب: عليها مركز غير البيرول في النيتروجين ذرة على االلكترونات زوج يوجد

delocalizedقاعدية تكون بالحلقة, وبهذا , ويدور pyrrolidineالمشبع( أكبر( عدد يكتمل حيث األروماتية صفة هو , والسببpyrrole قاعدية من

B الكترونات ( ستةπe−s) االلكترونات (. وبهذا4n + 2) هوكل لقاعدة طبقا.sp3 وليسsp2 البيرول فيN ذرة تهجين فإن

O, SB تهجين يوجد والثيوفين الفيوران - في من زوج ويتداخلsp2 أيضا الغير الذرة على الثاني الزوج ويبقى الحلقة مع مشاركة الغير االلكترونات

.sp2 مدار في متجانسة

الغير الذرة من االلكترونات لزوج تمركز عدم يحدث الطريقة وبنفسسالبة. والحلقة موجبة متجانسة الغير الذرة فتكون الحلقة إلى متجانسة

العالية وفاعليتهاelectron – rich بااللكترونات غنية العطرية فالحلقة-B أكثر فهي الموجبة االلكتروفيالت تجاه في وتماثل البنزين من نشاطا

B. النشطة البنزين مشتقات نشاطها جدا < ثيوفين < فيوران : بيرول الحلقات هذه فاعلية ترتيب وينطبق-

.N > O > S ( للذرات االلكترونات ) إعطاء القاعدية ترتيب على

المصًادر: قطران من صغيرة بكميات عليهما الحصول يمكن والثيوفين البيرول

عند الثيوفين الفحم, يجمع لقطران يالتجزيئ التقطير . أثناءcoat tar الفحم

84C°البنزين من نسبة ومعه (b.p.80C°البنزين أن السبب هو ( ) هذا B دائما من الثيوفين فصل الثيوفين(. ويمكن من%0.5 حوالي نسبة على يحتوي thiophene-free benzene الثيوفين من خال_ بنزين على والحصول البنزين

عملية تحدث حيث فصل قمع في المركز الكبريتيك حامض مع بالرج وذلك المائية الطبقة في ويذوب للثيوفين وسريعة سهلةsulphonation سلفنة

ثم الحامض طبقة لون تغير عدم حتى العملية الحامض( وتستمر ) طبقة كبريتات مثل مجفف بأي وتجفف مرات بالماء البنزين طبقة تغسل

الالمائية. الصوديوم في توجد التيporphyrins للبورفيرينات األساس وحدة هي البيرول حلقة

B وتوجد النباتات في األخضر الكلوروفيل الدم. في الهيموجلوبين في أيضا

M = Mg in chlorophyllM = Fe in Hemoglobin

Decarboxylation الكربوكسيل مجموعة بإزالة بسهولة يحضر - الفيوران المخلفات بمعالجة يحضر الفورميك. واألخير حمض - فيوران2 لمركب بحامض الذرة وخشب األرز القمح, قشر ردة مثل الكربوهيدراتية البنائية

الخماسية للسكريات تحلل يحدث حيثconc.HCl المركز الهيدروكلوريك إلى األخيرة وتتحول التسكر أحادية خماسية سكريات إلى العديدة

ماء. جزيئات ثالث بنزع - الدهيد2فورفورال-

furan furfural ( pentosan ) هو مركز بحامض معالجتها عندcarbohydrates من الفورفورال - ويتكون

حيث والجليكوزيدات الكربوهيدرات عن للكشفMolisch تجربة أساس يضاف ثم ويرج السكر محلول على كحوليةα- naphthol قطرات يضاف

بنفسجية حلقة فتتكون باحتراس الجدار على مركز كبريتيك حامض نقطلون. ذو حلقي متراكب لتكوين نتيجة

بمفاعلة والثيوفين الفيوران, البيرول مشتقات من العديد - وتتكون الكبريت أو الكربون أو األكسجين عناصر مع الكربونيل - ثنائية4,1 المركبات

أوP2O5 , (NH4)2CO3 مثل:P2S5الترتيب. على

) غير الحلقة متجًانسة غير الخمًاسية الحلقًات وفعًالية نشًاط(: المندمجة أو الملتحمة( :+E) االلكتروفيلي االستبدال تفًاعالت

االستبدال تفاعالت في والثيوفين والفيوران البيرول يدخلB أكثر وهي األخرى األروماتية المركبات مثل االلكتروفيلي البنزين من نشاطا

B النشيطة المركبات نشاطها في وتماثل فهي واألمينات الفينوالت مثل جدا Reimer-Tieman, nitrosation, coupling with diazomium تفاعالت تدخلsaltsإلى باإلضافة Nitration, sulphonation, halogenation, Friedel – Crafts

reactionsالموقع أن . ونالحظ αأكثر - B زوج وجود )ألثرβ الموقع من نشاطاالمتجانسة(. غير الذرة على االلكترونية الكثافة أو الكترونات

أساس على الحلقات هذه فيβ عنα الموقع نشاط زيادة تفسير ويمكن β (T.S.β)المهاجمة- وسيط عنα (T.S.α)المهاجمة- لوسيط الزائد الثبات

كالتالي:-

B يالحظ B أكثرα– الموقع على المهاجمة وسيط أن أيضا أشكال لوجود ثباتاأكثر. ترددية

T.S.: Transition state التفاعالت. بداية مع تحدث انتقالية حالة

البنزين مع الملتحمة المتجًانسة غير الخمًاسية - الحلقًات2Indole, benzofuran and benzothiophene:

– β– الموقع أن إال االلكتروفيالت تجاه الفعالية نفس لها والبيرول - األندولB األكثر هو األندول حلقة في(3) (. 2)– من نشاطا

tryptophan مثل طبيعية كمنتجات اإلندول مشتقات من العديد توجد - serotonin و البحرية والكائنات األسماك في يوجدtryptamineأميني, حمض β- indolyacetic acidالدموية, األوعية انقباض على يعمل هرمون يعتبر

النباتات. في للنمو منظم هرمون

نيترة:

سلفنة:

برومة:

أسيلة:

اإلندوالت: تحضير Fischer فيشر طريقة وأشهرها أهمها اإلندوالت لتحضير طرق عدة - توجد

indole synth.بتسخين يحدث وذلك phenyl hydrazoneفي الدهيد أو لكيتون اإلندول, مشتقات وتتكون أمونيا وفقد تعديل حامضي. فيحدث وسط

phenyl مع الكيتون أو األلدهيد من موالرية نسب خلط ببساطة ويمكنhydrazine حمض في acetic acidالتفاعل ويحدث الهيدرازون فصل دون

الميكانيكية. بهذه

المستبدل - ثنًائي3,2إندول

االستبدال في انتقائية توجد فالbenzothiophene, benzofuran حالة في أما من خليط االلكتروفيلي االستبدال تفاعالت وتعطيindole مثل االلكتروفيلي

وmajor هوβ- substituent يكونbenzothiophene حالة (. فيα , β )3 و-2α- substituentهو minorحالة في يحدث والعكس benzofuranهو والسبب

األروماتية خاصية وضعف األكسجين لذرة الكهربية السالبية زيادةaromaticityالحلقة. لهذه

Isatinااليزاتين: BB بسهولة الكيتون- يتفاعل - إندول- ثنائي3,2 مركب هو مع متكاثفا تتمرة, حالة - في2,1 الموضع , لكون3 الموضع في خاصة األولية األمينات

2 الموضع عبر المركب حلقنة يمكن3 في التكاثف حدوث بعد أنه إالاوكسيندول:- للمركب المائي التحلل من االيزاتين على ويحصل

اندولوترايازين

متجًانسة: غير واحدة ذرة على المحتوية البنزين - ممًاثالت3 :pyridine أ- البيريدين

ذات البيريدين حلقة يعطيN بذرة البنزين حلقة منCH استبدال - إن ويزيد االلكتروفيلي لالستبدال القابلية يقلل أن شـأنه من وهذا أكبر قاعديةبالبنزين. مقارنة النيوكليوفيلي لالستبدال القابلية

النظام من جزء_ يكون الN- lone pair الكترونات زوج فإن بالبيرول - مقارنة أن دون موجب الكتروفيلي أي مع رابطة لتكوين متاح فهو لذا األروماتي

وأكثر قاعدية أكثر البيريدين فإن للحلقة, ولهذا األروماتية خاصية على يؤثرالبيرول. من نيوكليوفيلية

quaternization of N العملية وهذه عضوي ملح يكونHCl حمض بإضافةااللكتروفيلي. لالستبدال الحلقة قابلية من أكثر تقلل

الحثي التأثير من كل بواسطة يتم الحلقة اللكتروناتN ذرة سحب إنInductiveالميزوميري والتأثير Mesomeric

- وأكثرβ الموقع من+E لاللكتروفيل قابلية أقلα , - γ – المواقع فإن - ولهذا.−Nu للنيوكليوفيل قابلية منه

االلكتروفيالت مع بصعوبة يحدث االلكتروفيلي االستبدال فإن هذا وعلى في بسهولة النيوكليوفيلي االستبدال ويحدثβ الموقع في فقط القويةالحالتين(. في التفاعل وسيط هنا . ) نرىα, γ عالمواق

البيريدين: حلقة في االلكًايل مجموعًات هيدروجين حًامضيةB أكثر البيريدين بحلقة المتصلةR االلكايل مجموعات إن من نشاطا

بالبيريدين المتصلة االلكايل مجموعات بالبنزين. وحامضية المتصلة مثيالتها كربانيون وتعطي القواعد مع تتفاعل فهي لذا بالبنزين المتصلة تلك من أكبرااللكتروفيالت مع للتفاعل البيريدين كيمياء في يستخدم ثابت

B أكثرα , γ الموقع في الميثايل ومجموعات .β الموقع من نشاطا

ومشتقًاته: البيريدين تفًاعالت

االلكتروفيالت: مع ( التفًاعل1)Aالنيتروجين: على ( اإلضًافةالهيدروجين: - إضًافة1

لاللكترونات المعطية المجموعات بوجود البيريدين قاعدية وتزداد

- النيترة:2

- السلفنة:3

- الهلجنة:4

- األسيلة:5

- األلكلة:6

Bالحلقة: كربون عند ( االستبدال- النيترة:1

- السلفنة:2

- الهلجنة:3

: النيوكليوفيالت مع ( التفًاعل2) هذه الهيدروجين, وفي مع يتم أن يمكن النيوكليوفيلي االستبدال إن

وجود يتطلب , الذي−H هيدريد انتقال هي األخيرة الخطوة تكون الحالة . وتختلفhydride acceptor هيدريد كمكتسب يعمل مؤكسد عامل

للهيدروجين. االلكتروفيلي االستبدال عن الميكانيكية

good leaving ذرة أو لمجموعة النيوكليوفيلي االستبدال يتم أن ويمكنgroupمن الهاليدات استبدال مثل α , γنيوكليوفيل بأي البيريدين - بحلقة

-α, β وacid halides من الهاليدات استبدال تشبه هنا والميكانيكية آخرunsaturated β- chloroketonesاإلضافة طريق عن يحدث االستبدال أن . أي

الحذف. ثم

اسيتاميد

(:−H) هيدريد انتقًال مع النيوكليوفيلي ( االستبدال1االرويلة: أو أ- األسيلة

األمين: مجموعة ب- إدخًال

بيريدين - أمينو2

الهيدروكسيل: مجموعة ج- إدخًالNH2 ومن−ph من أضعف الهيدروكسيد أيون

درجات إلى يحتاج فهو− مستبدل من منخفض ناتج ويعطي البيريدين حلقة يهاجم لكي مرتفعة حرارة

α- pyridineالصوديوم. ملح هيئة على

كان إذا . أماα– الموقع أفضلية السابقة تفاعالت الثالثة في ويالحظ.γ– الموقع مع االستبدال يحدث مشغولينα الموقعين

: النيتريت أو الهًاليد أليون النيوكليوفيلي ( االستبدال2 النيوكليوفيلي االستبدال تجاه الهالوبيريدينات فعالية ترتيب يمكن

كالتالي:

النيوكليوفيالت: من العديد مع بسهولة يتفاعل نبيريدي - هالوγ, α فإن لذا

بروموبيريدين - ثنائي4,3

Na+NH2 مثل قوية قاعدة استخدم وإذا فإنهor 4-halopyridines 3 مع−

-( وتكوينHX) الحذف وهي أخرى بميكانيكية نيوكليوفيلي استبدال يحدثاإلضافة. ثمpyridine- 3,4 وسيط

22% 44% 3,4 -pyridyne

البيريدين: مركبًات تحضيرالكيتون: - ثنًائي5,1 أ- من

: اسيتًاميد سيًانو أو كربونيل - ثنًائيβ ب( من

الدر: ديلز تفًاعل ج- من

Pyrylium salts & Pyrones والبيرونًات البيريليوم أمالحB نشط أروماتي كاتيون البيريليوم كاتيون B ثابت وغير جدا يتفاعل تقريبا

بيران.pyrylium cation مشتقات ليعطي النيوكليوفيالت مع بسهولة

2H-pyran product pyrylium cation

B, لكن أكثر فهو كاتيون ثيوبيريليوم أما مع بسهولة يتفاعل مازال ثباتاالنيوكليوفيالت:

البيريليوم: أمالح تفًاعالت

البيرونًات: تفًاعالت

γ-pyrone (4H-pyran-4-one) α-pyrone ( 2H-pyran-2-one)

C- 6 المواقع في تهاجم حيث النيوكليوفيالت مع بسهولة البيرونات تتفاعل γ-pyrone لل بالنسبةα-pyrone, C- 2 لل بالنسبة

؟ التفًاعل هذا ميكًانيكية س: أكتب

كواشف مثل العادية الكربونيل كواشف مع البيرونات تتفاعل كماهيدرازين. والفينيل جرينيارد

45% 20%

متجًانسة: غير ذرة على المحتوية الحلقية النفثًالين ( ممًاثالت4

وااليزوكينولين: الكينولينB تتصرف الحلقات هذه B البيريدين مثل جزئيا كمركب النفثالين مثل وجزئيا

أروماتيااللكتروفيلي: أ- االستبدال

الغير الحلقة فإن قوي حامضي وسط في الكتروفيلي استبدال حدث إذا مبرتنة إنها وخاصة الموجب االلكتروفيل تجاه فعالية أقل تكون متجانسة

protonated5- المواقع في البنزين حلقة في االلكتروفيلي االستبدال ويحدث نفسه: النفثالين حالة في يحدث كما8,

من االلكتروفيلي االستبدال تجاه فعالية أكثر وااليزوكينولين الكينولينالنفثالين. من فعالية أقل ولكن البيريدين

في االلكتروفيلي االستبدال يحدث أن يمكن الضعيف الحامضي الوسط وفي ( في4) والموقع الكينولين ( في3) الموقع ويفضل متجانسة الغير الحلقة

حدوثه ويعتقدCCl4 فيBr2 مع التفاعل لذلك االيزوكينولين, ومثالالتالية:- بالميكانيكية

النيوكليوفيلي: ب( االستبدالB أكثر وااليزوكينولين الكينولين ويتم النيوكليوفيالت تجاه البيريدين من نشاطا من أفضل واألولىC4 أوC2 عند الكينولين في النيوكليوفيلي االستبدال.C-1 عند النيوكليوفيلي استبداله فيحدث االيزوكينولين الثانية. أما

االلكتروفيلية: الكواشف مع أوال�: التفًاعلالنيترة:أ-

حالة في التفاعل ويحدث - نيترو8, 5 من خليط يعطي النيترة تفاعلمرات. عشرة الكينولين من أسرع االيزوكينولين

ب- السلفنة: حالة في , أماsulphonic acid-8 هو الناتج يكون الكينولين حالة في

.sulphonic acid-5 هو الرئيسي الناتج يكون االيزوكينولين

ج- الهلجنة: ,5 من1:1 خليط الناتج يكون قوي حامضي وسط في التفاعل اجري إذا كان إذا االيزوكينولين. أما حالة في -هالو5الكينولين, حالة في - هالو8

الكينولين, حالة في -هالو3 الناتج يكون قوي حامض ليس التفاعل وسطااليزوكينولين. حالة في -هالو4

النيوكليوفيلية: الكواشف مع ثًانيًا�: التفًاعلهيدريد انتقًال مع يالنيوكليوفيل االستبدال

واالريلة: األلكلةأ- R− or) النيوكليوفيل تضيف جرينيارد وكواشف ليثيوم واالرايل االلكايل

Ar−إلى ) C2إلى صغيرة ونسبة C4وإلى الكينولين حالة فيC1حالة في المركب يعطي مؤكسد عامل بمساعدة ذلك االيزوكينولين. وبعد

العطري.

األمينو: مجموعة ب- إدخًال

الهيدروكسيل مجموعة ج- إدخًال منH2 وquinolone, 1-isoquinolone-2 يعطيKOH مع التفاعل

بالترتيب: وااليزوكينولين الكينولين

2-quinolone

1-isoquinolone

هًاليد: إحالل مع النيوكليوفيلي االستبدال في3, 1 المواقع وفي الكينولين في4, 2 المواقع في الهالوجين ذرات

المواقع في الهالوجين أما بالنيوكليوفيالت بسهولة تستبدل االيزوكينولين في1 الموقع في نالهالوجي الهالوبنزين. ذرات فعالية فله األخرى

B أكثر االيزوكينولين .3 الموقع من نشاطا

كينولين - كلورو2

وااليزوكينولين: الكينولين تحضيراألنيلين:- مع كربونيل - ثنائي3,1 بتفاعل الكينولين مركبات تحضير يمكن

phenylethylamides من تحضيرها فيمكن االيزوكينولين مشتقات أماكالتالي:

1-amino-2-phenylethane

غير ذرتين على المحتوية الحلقة الخمًاسية ( المركبًات5): متجًانستين

thiazole oxazole imidazole pyrazole 1,3-thiazole 1,3-oxazole 1,3-diazole 1,2-diazole

isothiazole isooxazole 1,2-thiazole 1,2-oxazole

قسمين: إلى تقسيمها ويمكن أزوالت المركبات هذه تسمىa) 1,3- azoles & b) 1,2- azoles

- أزوالت:3, 1 هكذا لها عامة صيغة كتابة - يمكن

أما للحلقة األروماتية في االلكترونات بزوج ( تشاركZ) الذرة أن ويالحظ لهذه قاعدية خاصية إلى حر, يؤدي عليها االلكترونات ( فزوجN3) ذرة

للحلقة القاعدية مقدار االلكتروفيالت. ويعتمد مع تتفاعل الحلقات, كما بسبب البيريدين من قاعدية أقل االوكسازول أن ( فنجدZ) الذرة على

والعطاء لألوكسجين الحثي بالتأثير القوي االلكترونات سحبالضعيف. الميزوميري

القوي العطاء بسبب البيريدين من قاعدية أقوى االميدازول أماللنيتروجين. الضعيف الحثي والسحب الميزوميري

فيβ– الموقع بمثابة فهي االلكتروفيلي لالستبدال5- الموقع - ويفضل )بيرول, فيوران, ثيوفين( الخماسية للحلقاتα– والموقع البيريدين

على االلكتروفيلي االستبدال تجاه5- الموقع نشاط تفسير ويمكنكالتالي: التفاعل وسيط ثبات أساس

الموجبة االلكتروفيالت مع التفًاعل فإن هذا أوال�: وعلىقسمين: إلى ينقسم

3- الموضع فيN ذرة على أ- إضًافة والثيازول االميدازول من القوية األحماض مع أمالح تكوين مثل

واألسيلة: األلكلة وتفاعالت

الحلقة: كربون على ب- االستبدال

النيوكليوفيالت: ثًانيًا�: التفًاعلB أقل - آزوالت3, 1 حلقات من النيوكليوفيلي االستبدال تجاه نشاطا

من C2– للموقع فقط المعروفة نادرة. فالحاالت البيريدين, وهيكبيرة. بدرجة البيريدين يشبه الذي الثيازول

−OCH3 استبدال بسهولة فيحدث الهالوجينات محل اإلحالل أما للثيازول:5, 4, 2 – المواقع في للهالوجينات

- آزوالت:2, 1 يقابل الذيC4 الموقع في االلكتروفيالت مع - آزوالت2, 1 تتفاعلالبيريدين. فيβ – الموقع

البيرازول

B محدودة حاالت منه فالمعروف النيوكليوفيالت مع التفاعل أما لقلة نظراالنيوكليوفيالت. تجاه الحلقات نشاط

غير ذرتين على تحتوي التي الحلقة سداسية ( المركبًات6): متجًانستين

pyrazine pyrimidine pyridazine 1,4-diazine 1,3-diazine 1,2-diazine

4-oxazinium 3-oxazinium 2H-2-oxazine

4-thiazinium 3-thiazinium 2-thiazinium

ضعف إلى يؤديN إلى ةباإلضاف الثانية متجانسة الغير الذرة - وجود مقاومة زيادة إلى تؤدي كما بالبيريدين بالمقارنة الحلقات هذه قاعديةنشيط: غير فجميعها االلكتروفيلي لالستبدال الحلقة

.C5 – الموقع في يتفاعل البيريمدين عدا فيما االلكتروفيالت تجًاه أ-

) الملح تكوين مثل الحلقة في واحدةN ذرة على اإلضافة وتحدثprotonationمجموعة ( وإدخال alkyl (Alkylation).

النيوكليوفيالت: مع ب- التفًاعل النيوكليوفيالت تجاه البيريدين من فعالية أكثر الثالث الدايازنيات

مع التسخين )يفتح( عند يحطم أنه لدرجة البيريمدين هو فعالية وأكثرهامائي: هيدرازين مائي قلوي

−Nu تجاه فعالية أكثر

هيدريد: انتقًال مع النيوكليوفيلي االستبدال وaryl lithium, alkylجرينيارد, كواشف بسهولة تضيف الديازينات

NaNH2األكثر . والموقع B البيريمدين وفيC3– هو البيريدازين في نشاطا إلى ويحتاج أروماتي ليس اإلضافة . وناتجC2 هو البيرازين وفيC4 هو

األروماتي. إلى ليتحول قوي مؤكسد عامل

هًالوجين: استبدال مع النيوكليوفيلي االستبدال بيريدين -كلورو2 من فعالية أكثر بيرازين - كلورو2- كلوروبيريدازين, 3-

B كبيرة بدرجة فعالية أكثر فهي بيريميدين - كلورو4 - أو2 - أما جداB أكثر والثاني يمكن الchloropyrimidine- 2 أن لدرجة األول من نشاطابه. الكلور استبدال لسهولة فصله

- في4, 2- الموقعين في الكلور استبدال سهولة مدى ويرجعالوسيط. ثبات إلى البيريميدين

الدايًازينًات: تحضير مع الكربونيل - ثنائي4,1 تفاعل من البيريدازين مركبات تحضير - يتم

الهيدرازينات

اليوريا مع الكربونيل - ثنائي3,1 تفاعل من البيريميدين حلقة - وتحضر

أو نفسه معα-aminocarbonyl بتفاعل أما البيرازين حلقة - وتحضر الكربونيل - ثنائي4,1 مع األمينو - ثنائي2,1 المشتقات بتفاعل