Heterocyklické sloučeniny

RNDr. Naďa Kosová

Obsah

• Základní charakteristika

• Názvosloví

• Chemické reakce

• Biologický význam

Základní charakteristika

• Organické sloučeniny

• Cyklické

• Nejstabilnější s 5-ti nebo 6-ti četným kruhem

• Velmi často aromatický charakter

• Obsahují heteroatom (O, S, N,), který poskytuje do cyklu volný elektronový pár a dotváří tak elektronový sextet

Názvosloví

Triviální

Hantzcheho – Widmanův systém

Triviální názvosloví

• Pětičetné s kyslíkem v roli heteroatomu

O O

Furan Tetrahydrofuran

N

OOxazol

Triviální názvosloví

• Pětičetné se sírou v roli heteroatomu

S

N

SThiofen Thiazol

Triviální názvosloví

• Pětičetné s dusíkem

NH

N

NH

NNH

NH

1H-pyrrol pyrazol imidazol pyrrolidin

Triviální názvosloví

• Šestičetné heterocykly

O N

N

N

N

N

NH

NN

pyran pyridin piperidin

pyridazin pyrazin pyrimidin

Triviální názvosloví

• Kondenzované heterocykly (O, S)

O

O O

O

S

S

S

benzofuran chroman xanthen

phenoxantinthiantren

Triviální názvosloví• Kondenzované heterocykly (N)

NH

N

N

N

NH

N

NH

N

N

N

N

chinolin isochinolin purinindol

akridin karbazol fenazin

Hantzchův-Widmanův systém

Hantzchův-Widmanův systém

• Přítomnost heteroatomu se vyjadřuje předponou (prefixem) a velikost kruhu příponou dle Tab. 1

• Přítomnost více heteroatomů vyjádříme násobícími předponami di-, tri-, tetra-…

• Číslování provádíme tak, aby hetero atomy měly co nejnižší lokanty

• Priorita heteroatomů je O > S > B > N > P…

Hantzchův-Widmanův systém

• Pořadí lokantů je stejné jako příslušné předpony v názvu

• Je li více možností umístění dvojných vazeb resp. vodíku na heteroatomu - vyznačujeme jeho polohu předponou 1H, 2H...

Hantzchův-Widmanův systém

Heteroatom Předpona

O Oxa

S Thia

N Aza

P Fosfa

Si Sila

B Bora

Hantzchův-Widmanův systém

Počet článků kruhu

Kruhy obsahující dusík Kruhy neobsahující dusík

nenasycené nasycené nenasycené nasycené

3

4

5

6

7

8

9

10

-irin -irdin

-et -etidin

-ol -olidin

-in

-epin

-ocin

-onin

-ecin

-iren -iran

-et -etan

-ol -olan

-in -an

-epin -epan

-ocin -ocan

-onin -onan

-ecin -ecan

Chemické vlastnosti

Pětičetné s jedním heteroatomem

Šestičetné s jedním heteroatomem

Pětičetné s jedním heteroatomem

• Afinita k elektofilním činidlům

• Stálost vůči oxidaci

• Splňují podmínky aromatického systému

• Se elektronegativitou heteroatomu aromatický charakter

Přehled reakcí

NH

H+

N+ H

H

H

NH

NH2Na

N

Na

+ NH3

• Pyrrol jako baze

• Pyrrol jako kyselina

Přehled reakcí

• Elektrofilní substituce

NH

NO2COOCH3

NH

NO2

Do polohy 2

Furan

• Adice

• Reakce typické pro konjugované dieny

O

+ H2

O

Šestičetné s jedním heteroatomem

• Pyridin– Volný elektronový pár na N => bazický charakter

N

ClH+N

H

Cl

Šestičetné s jedním heteroatomem

• Elektrofilní substituce na pyridinu

Probíhá obtížně

N

HNO3 H2SO4

N

NO2

Do polohy 3

Šestičetné s jedním heteroatomem

• Nukleofilní substituce na pyridinu

Probíhá lépe než na benzenu

N

NaNH2

N NH2

+ NaOH

Do polohy 2

Konec