Химические свойства. Гетероциклические соединения в химическом и физическом поведении обнаруживают ароматический характер в той или иной степени

Гетероциклические соединения в химическом и физическом поведении обнаруживают ароматический характер в той или иной степени. Т.е. по свойствам сходы с бензолом.

Согласно правила Хюккеля, ароматические системы – это плоскостные циклы, в которых все атомы осуществляют образование единой многоцентровой p-связи при участии (4n + 2) электронов (n = 0,1,2…). Наиболее распространённые ароматические системы с n = 1: бензол, пиридин. фуран и др. Шесть р -электронов образуют, как и в бензоле, общее электронное облако:

Неподелённая пара электронов гетероатома может участвовать в сопряжении с двойной связью. Кислород более электроотрицателен, чем азот, т.е. сильнее удерживает электроны возле себя, ежели азот.

Следовательно, в фуране участие пары электронов в ароматическом сопряжении слабее, чем в пирроле. Фуран менее ароматичен, чем пиррол.

Резко выражен ароматический характер у тиофена вследствие малой электроотрицательности серы. Сера находится в большом периоде, появляется d-орбиталь, за счет которых возможно более полное выравнивание электронной плотности.

Поэтому:

Фуран – свойства средние между диенами и ароматическими соединениями. Наиболее характерны реакции присоединения. Легче других икисляется и осмоляется.

Бесцветная жидкость, t _кип = 31^оС

Пиррол – в природе имеет особое значение, т.к. красный краситель крови и зелёный краситель листьев – его производные. Находится в каменноугольной смоле, костяном масле.

По свойствам очень схож с фенолом. Основные свойства азота ослаблены, подвижный атом водород может замещаться на щелочной металл.

Тиофен – содержится в каменноугольной смоле, является спутником бензола, при пиролизе отгоняется вместе с ним, t _кип = 84^оС (бензол содержит 0,5% тиофена).

По свойствам очень напоминает бензол. Устойчив, но более реакционноспособен, чем бензол.

1. Химические свойства, в которых отличия:

1.1. Наиболее характерно для фурана реакции присоединения. Характерная реакция – диеновый синтез с диенофилами, например, с малеиновым ангидридом.

1.2. Окисление:

а) фуран

На воздухе автоокисляется и полимеризуется. Под действием концентрированных кислот осмоляется, происходит протонизация фурана по кислороду, и далее полимеризация:

Под действием разбавленных кислот:

б) Пиррол более устойчив к действию концентрированных кислот, но тоже осмоляется и полимеризуется:

Под действием разбавленных кислот:

в) Тиофен при окислении разрушается.

1.3. Проявление «кислых» свойств аналогично фенолу:

В связи с неустойчивостью всех циклов в кислой вреде, нельзя проводить нитрование и сульфирование непосредственно азотной и серной кислотами.

Дата добавления: 2013-12-12