ETERCIKLU VEGYÜLETEK
ETERCIKLU VEGYÜLETEK Csoportosítás eteroatom minősége:,, Gyűrű tagszáma: 3, 4, 5, 6, 7 stb. Telítettség mértéke szerint: - heteroaromás - heteroalkén - heteroalkán - Elnevezés: elsősorban triviális nevek piridin furán izokinolin
A szisztematikus nómenklatura alapjai a név kifejezi: - a gyűrű tagszámát - a heteroatom(ok) minőségét - a gyűrű telítettségét Gyűrű tagszáma telítetlen telített telítetlen telített telítetlen telített 3 oxirén oxirán tiirén tiirán azirin aziridin 4 oxet oxetán tiet tietán azet azetidin 5 oxol oxolán tiol tiolán azol azolidin 6 oxin oxán tiin tián azin perhidroazin 7 oxepin oxepán tiepin tiepán azepin perhidroazepin
evezéktani szabályok - gyűrűatomok számozása: mindig a heteroatomon indul 4 3 5 γ R β R β' 6 X 1 2 α' X α C 3 - több heteroatom előfordulása: prioritási sorrend - - 5 4 6 3 1 2 1 2 3 1 3 - benzolgyűrűvel kondenzált heterociklusok 2 3 1 4 5 b a c d benzo[2,3]furán benzo[b]furán
A heterociklusos vegyületek általános jellemzése - eteroaromás vegyületek Öttagú heterociklusok Furán Tiofén Pirrol Tulajdonságok: furán nem enoléter tiofén nem oxidálható szulfoxiddá pirrol nem mutatja a szekunder aminok tulajdonságait - Kémiai tulajdonságok: elektrofil szubsztitúció lejátszódik aromás jelleg - Aromás jelleg kritériumai teljesülnek - π elektronok száma: 4n+2 - folytonos konjugáció - planáris gyűrű
A heteroatom nemkötő elektronpárja részt vesz a folytonos konjugációban de a π elektron-felhő torzul (nagy elektronvonzó képességű heteroatom!)
A pirrol elektronszerkezete: -0,2-0,2-0,2-0,2-0,05-0,2-0,2-0,2-0,2-0,07-0,2 + 0,8 +0,24 ciklopentadienil anion egyenletes torzult elektroneloszlás pirrol - forráspont 131 ºC - gyenge sav - elektrofil szubsztitúció könnyebben játszódik le, mint a benzolnál
attagú heterociklusok +0,13 Piridin +0,13 +0,13-0,39 - nemkötő elektronpár nem vesz részt a konjugációban - bázikus jelleg - elektrofil szubsztitúció nehezebben játszódik le, mint a benzol esetében R R R X α-pirán γ-pirán 4-pirán pirilium kation
- eteroalkének (telítetlen heterociklusok) telítetlen, de nem aromás vegyületek, pl. 2,5-dihidropirrol - eteroalkánok (telített heterociklusok) 2 pirrol pirrolidin erős bázis, szekunder amin 2 furán tetrahidrofurán gyűrűs éter piridin 2 piperidin erős bázis, szekunder amin
ÖTTAGÚ ETERCIKLUK Öttagú heterociklusok egy heteroatommal eteroatom: oxigén - Furán és származékai 2 /kat. Furán Fp.: 32 o C Tetrahidrofurán Fp.: 66 o C gyűrűs éter C 2 red. C ox. C 2-Furfurilalkohol Furfurol (furfural) Fp.: 162 o C Furán-2-karbonsav
Tiofén 2 4 2 2 Tiofén-2-szulfonsav Pirrol és származékai Tiofén Fp.: 84 o C Tetrahidrotiofén Fp.: 121 o C - rendkívül gyenge sav és gyenge bázis - elektrofil szubsztitúció könnyebben játszódik le, mint a benzolnál 2 lassu gyors Pirrol, Fp.: 131 o C pk B = 13,6 pk ~ 15 2 Pirrolidin pk B = 3,2 C C 2 C C 2-pirrolidon 1-vinil-2-pirrolidon prolin 4-hidroxi-prolin
Porfinvázas vegyületek 2 α 3 1 A B 4-18 π elektron (4n+2) n = 4 - folytonos konjugáció δ β Porfirinek: 8 7 D γ C Porfin p.: > 360 o C 6 5 - nagyon stabil, amfoter jellegű vegyület - sósavban oldódik, fémsókat képez - emoglobin: protohem (4%) + fehérje (96%) 2 2 Fe 2 Fe 2 Fe 2 6-os koordináció 5-ös koordináció
emoglobin 2 xyhemoglobin Methemoglobin - 2 Fe(II)-komplex Fe(III)-komplex - Bilirubin C 2 C C 2 C 2 C C 3 C C 3 C2 C 2 C 3 C 3 C C 2 C C 2 C - Klorofill: 7,8-dihidro-porfin magnézium fitol C 20 telítetlen alkohol Klorofill-a: kékeszöld (3) Klorofill-b: sárgászöld (1) - B 12 vitamin: korrinváz, Co 3+ -ion egyéb molekularészek: benzimidazol, foszforsav, egyszerű szénhidrát - napi 0,5-5 γ szükséglet - vészes vérszegénység kezelése
Indolvázas vegyületek 5 6 4 7 b 3 1 Indol Benzo[b]pirrol 2 C 2 C 3-Indolil-ecetsav 3-Indolil-vajsav C 2 C 2 C 2 C C 2 C C C 2 C 2 2 2 -C 2 Triptofán Triptamin 5-idroxi-triptamin = szerotonin C 3 C 2 C 3 C 3 zkatol 3-Metil-indol Gramin 3-Dimetilamino-indol
Öttagú heterociklusok két heteroatommal Izoxazol Izotiazol Pirazol xazol Tiazol Imidazol - aromás jelleg - csekély mértékű hajlam elektrofil szubsztitúcióra - bázikus tulajdonság Imidazol 0,5 0,5 - + + - + + 0,5 0,5 imidazol-kation imidazol imidazol-anion
Imidazolvázas vegyületek C 2 C 2 isztidin C -C 2 C 2 C 2 2 isztamin urikáz C 2 úgysav Allantoin idantoin Biotin (C 2 ) 4 C
Penicillin Fleming, 1929 zerkezet: 1943-45 3 C 3 C C * * * C R 3 C 3 C C 2 félszintetikus penicillinek Penicillin 6-Amino-penicillánsav Penészgombák (Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum) termelik tabilitás: p = 5-8 G-penicillin R = C 2 2 C C 2 C 2 C 2 só Ph Ph
attagú heterociklusok egy heteroatommal Piridin és származékai = - gyenge bázis, sót képez - E nehezen játszódik le piridin C 16 33 Br cetilpiridinium bromid terogenol - vízoldható, kationaktív detergens (invert szappan) 3 C C 3 2Cl gyomirtó, rendkívül mérgező Paraquat (Gramoxon)
B 6 -Vitamin (piridoxin) 2 C C 2 B 6 -Vitamin hiány: idegesség álmatlanság hasi fájdalmak gyengeség C 3 C Karbonsavak C C pikolinsav nikotinsav izonikotinsav nikotinsavamid a AD építőeleme C 2 C 2,-dietyl-nikotinsavamid légzőközpontot izgatja, szívműködést fokozza C(C 2 5 ) 2 izonikotinsav-hidrazid TBC ellen
Flavonoidok Rutinóz Rutin P-vitamin hatás Ruta hortensis (kerti ruta): 8% ophora japonica (japán akác): 30% Quercetin sárga növényi pigment
Antociánok (flavilium-sók) Antocianinek Cl hidr. Antocianidin + szénhidrát Antocianidinek: - színes növényi anyagok, - színük p függő - Cl + flavilium kation cianidin-klorid (búzavirág-kék) p = 3 piros cianidin fenolát p = 11 kék
attagú heterociklusok két heteroatommal Piridazin Pirimidin Pirazin 1,2-Diazin 1,3-Diazin 1,4-Diazin - Pirimidin bázisok: nukleinsavak felépítő egységei (nukleobázisok) 2 3 C Citozin Uracil Timin
Barbitursav (tautomer formák) 5,5-diszubsztituált barbitursav-származékok R 2 R1 R1 R 2 C 2 5 C 2 5 C 2 5 C 6 5 C 2 5 C 6 9 Barbital (Veronal) Phenobarbital (Luminal ) Cyclobarbital (Phenodorm) fontos nyugtató-, altató és narkotizáló szerek
Purin - Purin bázisok: nukleinsavak felépítő egységei (nukleobázisok) 2 Adenin 2 Guanin - úgysav