Индол. 
Порфин. 
Тетраазапорфин. 
Фталоцианины

1. Индол

2. Порфин

3. Тетраазапорфин

4. Фталоцианины

Гетероциклическими называют соединения, содержащие циклы, включающие один или несколько гетероатомов. Наиболее устойчивыми являются пятии 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 пятии 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. ИНДОЛ Индол извлекают из каменнноугольной смолы. Его можно получить при пропускании смеси паров анилина с ацетиленом через раскаленные трубки:

(56)

Анилин Индол Индол является слабым основанием. Кислые свойства индола несколько выше, чем у пиррола. В индоле неподеленная пара электронов атома азота сильнее чем в пирроле втягивается в сопряжение, взаимодействуя не только сэлектронами пиррольного кольца, но и испытывая влияние бензольного кольца. Как слабая кислота индол с натрием в жидком аммиаке образует N-натрийиндол, с КОН при 130 оС N-калийиндол. Индол реагирует с магнийорганическими соединениями.

(57)

Электрофильное замещение индола идет главным образом в положение 3. Нитрование индола обычно осуществляется бензоилнитратом, сульфироваиепиридинсульфотриоксидом, бромироваие — диоксандибромидом, хлорирование — сульфурилхлоридом, алкилирование — активными алкилгалогеидами, ацилироваие — уксусым агидридом.

Упр. 16. Какие продукты образуются в результате взаимодействия индола со следующими реагентами: (а) хлористым сульфурилом; (б) ацетилнитратом;

(в) пиридинсульфотриоксидом; (г) бромом в уксусной кислоте? Напишите соостветствующие реакции.

Упр.17. При гидролизе растительного индикана (-D-глюкозида-3-оксииндола)

получается индоксил (3-оксииндол). При последующем окислении индоксила кислородом воздуха образуется синее индиго. Напишите уравнения перечисленных реакций.

2. ПОРФИН Порфин — темно-красное кристаллическое вещество, разлагающееся при 360оС. Порфины, частично или полностью замещенные по положениям 1−8, называют порфиринами.

При нагревании порфиринов с ацетатами или хлоридами металлов в уксусной кислоте образуются комплексы:

(58)

Cu-Порфин

(59)

Mg-Порфин Гемин образует почти черные блестящие иглообразные кристаллы. Его получают из гемоглобина.

Гемоглобин осуществляет в организме транспорт кислорода от легких к тканям. В гемоглобине железо находится в двухвалентном состоянии. Соответствующее соединение железа, свободное от белкового компонента, т. е. комплекс железа (II) с порфирином, называют гемом.

Хлорофилл представляет собой зеленое красящее вещество высших растений. Функция хлорофилла в растениях заключается в поглощении части падающего на листья солнечного света. Поглощенная при этом энергия исполь-зуется для фотосинтеза углеводов из СО2 и Н2О. Существует два хлорофилла и. Вхлорофилле одна метильная группа замещена на альдегидную.

3. ТЕТРААЗАПОРФИН Тетраазапорфин содержит четыре атома азота вместо метиновых групп.

Тетраазапорфин Окрашенный в пурпурный цвет его комплекс с магнием образуется при нагревании динитрила малеиновой кислоты с пропилатом магния:

(60)

Mg-Тетраазапофин

4. Фталоцианины Фталоцианины представляют собой тетрабензотетраазапорфирины. Фталоцианин меди получают нагреванием динитрила фталевой кислоты с порошком меди:

(61)

Фталоцианин меди Фталоцианин меди представляет собой темно-коричневое необычайно устойчивое соединение. Он возгоняется без разложения при 500оС, не разрушается при действии горячих щелочей, ни при кипячении с соляной кислотой.

Фталоцианин меди можно хлорировать и сульфировать. При хлорировании в расплавленной смеси хлоридов натрия и алюминия происходит замещение от 14 до 16 атомов водорода на атомы хлора. Продукт реакции окрашен в зеленый цвет. Фталоцианин меди и продукты замещения используются как красящите пигменты.

Кроме меди фталоцианины могут содержать железо, собальт и другие металлы.

Получены фталоцианиновые комплексы со многими другими металлами. Их устойчивость зависит от природы атома металла.

Упр.18. Напишите структурную формулу порфина. Соответвует ли числоэлектронов в его молекуле формуле Хюккеля? Обладает ли порфин ароматическим характером?