Фуран. Тиофен. Пиррол

Введение

1. Фуран

1.1. Получение

1.2. Свойства

2. Тиофен

2.1. Получение

2.2. Свойства

3. Пиррол

3.1. Получение

3.2. Свойства

3.2.1. Кислотно-основные свойства

3.2.2. Реакции электрофильного замещения

3.2.3. Восстановление

Введение

Гетероциклическими называют соединения, содержащие циклы, включающие один или несколько гетероатомов. Наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные циклы.

Гетероциклические соединения встречаются во многих природных соединениях и производятся в больших масштабах в промышленности. В данной главе мы будем рассматривать главным образом гетероциклические соединения, обладающие ароматическим характером. Такие гетероциклы называют гетероароматическими.

Существуют пятичленные, шестичленные и т.д. гетероциклы, обладающие ароматическим характером. Наиболее изученными из них являются пяти- и шестичленные соединения, поскольку их производные особенно распространены в природе и часто являются промышленными продуктами. В циклы этих соединений могут входить один, два и большее количество гетероатомов, причем как одинаковых, так и разных. Большинство из них имеют традиционные названия.

 

Большое значение имеют такие соединения, в которых указанные гетероциклы сконденсированы с другими кольцами.

     

 Урацил Тимин Цитозин Индол Хинолин

1. Фуран

 

1.1. Получение

Наиболее доступным производным фурана является фурфурол. Его получают из растительных отходов, содержащих пентозаны, обработкой их разбавленной серной кислотой с последующей перегонкой с водяным паром.

  (26)

 Пентозаны Пентоза Фурфурол

Каталитическим декарбоксилированием фурфурола получают фуран:

 (27)

 Фурфурол Фуран

1.2. Свойства

Фуран проявляет ацидофобные свойства. При действии концентрированной серной кислоты он полимеризуются. Разбавленные кислоты вызывают гидролитическое расщепление кольца с образованием 1,4-дикарбонильных соединений.

  (28)

Фуран вступает в обычные для ароматических соединений реакции электрофильного замещения, причем легче, чем бензол.

(М 3)

При атаке электрофила по b-положению образуется катион, в котором положительный заряд делокализуется лишь на два атома, в то время как при атаке по a-положению – на три:

Они проходят также легко, как и в фенолах, но проводить их следует лишь в нейтральной и щелочной среде. Так, действие галогенидов в спиртовых растворах приводит к полному замещению атомов водорода:

(29)

Моногалогенпроизводные фурана можно получить лишь через меркуропроизводные, из которых получают также многие другие монопроизводные:

Нитрование фурана проводится ацетилнитратом в пиридине, а сульфирование -- комплексом триоксида серы с пиридином.

  (33)

 a-Нитрофуран

  (34)

 a-Фурансульфокислота

(35)

Фуран a-Ацетилфуран

Фуран ведет себя как 1,3-диен в реакциях диенового синтеза:

 (36)

Упр.10. Составьте схему реакции получения фурфурола из пентозанов.

Упр.11. Напишите реакции фурана с веществами:

(а) пиридинсульфотриоксидом, (б) ацетилнитратом, (в) уксусным ангидридом,

(г) бромом. Опишите механизмы этих реакций? Почему фуран нельзя сульфировать серной кислотой и ацилировать хлористым ацетилом.

Семикарбазоном 5-нитрофурфурола является фурацилин - средство для полоскания горла.

2. ТИОФЕН

Тиофен содержится в каменноугольной смоле и является спутником коксохимического бензола (присутствует в количестве 0,5%). По ряду физических и химических свойств тиофен очень близок к бензолу: температура кипения тиофена 84^оС, бензола 80^оС; запах чистого тиофена напоминает запах бензола, очень близка их склонность к реакциям нуклеофильного замещения. Тиофен - наиболе аромаатический из пятичленных гетероциклов.