--> Ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ. Õèìèÿ 10 êëàññ. Êóçíåöîâà.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 10 êëàññ. Ïðîôèëüíûé óðîâåíü. Êóçíåöîâà

Ãëàâà 10. Àçîòñîäåðæàùèå ñîåäèíåíèÿ

 


§ 38. Ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ

    Âñïîìíèòå, êàêèå óãëåâîäîðîäû íàçûâàþòñÿ öèêëè÷åñêèìè. Ïðèâåäèòå ïðèìåðû.
    Ïðèâåäèòå ïðèìåðû èçó÷åííûõ âàìè àðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, çàïèøèòå èõ ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû.

Öèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ âåñüìà ìíîãîîáðàçíû.  èõ ÷èñëå — ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, èìåþùèå øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå â æèâîé ïðèðîäå. Ìíîãèå èç íèõ âõîäÿò â ñîñòàâ æèâûõ îðãàíèçìîâ, âûïîëíÿÿ âàæíûå áèîëîãè÷åñêèå ôóíêöèè.

Íàïðèìåð, ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, òàêèå êàê ìîðôèí, êîôåèí, íèêîòèí, êîêàèí è äðóãèå, âõîäÿò â ñîñòàâ ðàñòåíèé. Îíè øèðîêî èçâåñòíû ïîä îáùèì íàçâàíèåì — àëêàëîèäû. Àëêàëîèäû îáû÷íî èìåþò âûñîêóþ ôèçèîëîãè÷åñêóþ àêòèâíîñòü, ÷àñòî ÿâëÿÿñü ñèëüíûìè ÿäàìè. Íàïðèìåð, êîíèèí ñîäåðæèòñÿ â ðàñòåíèè áîëèãîëîâå è ÿâëÿåòñÿ ÿäîì, âûçûâàþùèì ïàðàëè÷ öåíòðàëüíîé íåðâíîé ñèñòåìû. Ïî ëåãåíäå, îò ñîêà ýòîãî ðàñòåíèÿ óìåð äðåâíåãðå÷åñêèé ôèëîñîô Ñîêðàò, ïðèãîâîðåííûé ê ñìåðòè.

Ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ è èõ ïðîèçâîäíûå øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ â îðãàíè÷åñêîì ñèíòåçå ìíîãèõ íåîáõîäèìûõ äëÿ ÷åëîâåêà ìàòåðèàëîâ, ïðîäóêòîâ è ëåêàðñòâ.

Ãåòåðîöèêëè÷åñêèìè íàçûâàþòñÿ òàêæå ñîåäèíåíèÿ, ó êîòîðûõ, ïîìèìî àòîìîâ óãëåðîäà, â ñîñòàâå öèêëà (êîëüöà) ñîäåðæàòñÿ îäèí èëè íåñêîëüêî àòîìîâ äðóãèõ ýëåìåíòîâ (êèñëîðîäà, àçîòà, ñåðû, ôîñôîðà è äð.).

Àòîìû êèñëîðîäà, àçîòà, ñåðû, ôîñôîðà è äðóãèõ ýëåìåíòîâ, âõîäÿùèõ ïîìèìî àòîìîâ óãëåðîäà â öèêëè÷åñêóþ ñèñòåìó (êîëüöî) ãåòåðîöèêëè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ, íàçûâàþòñÿ ãåòåðîàòîìàìè (îò ãðå÷. heteros — «äðóãîé», «èíîé»).

Ïî ñâîåìó ñîñòàâó ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ âåñüìà ðàçíîîáðàçíû.  îñíîâå ñòðîåíèÿ èõ ìîëåêóë ëåæàò êîëüöà àòîìîâ, êîòîðûå ðàçëè÷àþòñÿ ðàçìåðàìè, ñòðóêòóðîé, ÷èñëîì àòîìîâ äðóãèõ ýëåìåíòîâ (ãåòåðîàòîìîâ).  ñîñòàâå ýòèõ ìîëåêóë ìîæåò áûòü îäíî êîëüöî (ìîíîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ) è íåñêîëüêî (ïîëèöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ), à òàêæå ðàçëè÷íûå óãëåâîäîðîäíûå ðàäèêàëû è ôóíêöèîíàëüíûå ãðóïïû (—NO2, —NH3, —ÎÍ è äð.), ïðèñîåäèíåííûå ê êîëüöàì. Ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ ìîãóò áûòü ïðåäåëüíûìè è íåïðåäåëüíûìè. Ïðèâåäåì ôîðìóëû íåêîòîðûõ ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Ïîìèìî àòîìîâ óãëåðîäà â ñîñòàâå èõ öèêëîâ èìåþòñÿ è ãåòåðîàòîìû.

Ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû ìîëåêóë ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé îáû÷íî çàïèñûâàþò â ñîêðàùåííîì âèäå, îòðàæàÿ ëèøü èõ öèêëè÷åñêóþ ñèñòåìó èëè êîëüöî è âàæíåéøèå ñâÿçè â íåì, à òàêæå ôóíêöèîíàëüíûå ãðóïïû.

Íàèáîëüøèé èíòåðåñ äëÿ èçó÷åíèÿ ïðåäñòàâëÿþò àçîòñîäåðæàùèå ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ. Îíè äîâîëüíî ðàñïðîñòðàíåííû, õîðîøî èçó÷åííû è èìåþò âàæíîå áèîëîãè÷åñêîå çíà÷åíèå. Ìíîãèå èç íèõ èãðàþò áîëüøóþ ðîëü â æèçíè ÷åëîâåêà.

 ïðèðîäíûõ ñîåäèíåíèÿõ ÷àñòî âñòðå÷àþòñÿ ïÿòè- è øåñòè÷ëåííûå öèêëû, ñîäåðæàùèå ãåòåðîàòîìû.

Áîëüøèíñòâî èç ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ àçîòñîäåðæàùèõ ñîåäèíåíèé — àðîìàòè÷åñêèå ãåòåðîöèêëû. Ñðåäè àðîìàòè÷åñêèõ àçîòñîäåðæàùèõ ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé åñòü è ìîíîöèêëè÷åñêèå (ïèðèäèí, ïèððîë è äð.), è ïîëèöèêëè÷åñêèå (ïèðèìèäèí, ãóàíèí è äð.).

Àðîìàòè÷åñêèå ãåòåðîöèêëû

Àðîìàòè÷åñêèå ãåòåðîöèêëû — ýòî ñîåäèíåíèÿ, èìåþùèå ïëîñêèé çàìêíóòûé öèêë è ñîïðÿæåííóþ ýëåêòðîííóþ ñèñòåìó, îõâàòûâàþùóþ âñå àòîìû öèêëà (êîëüöà) è ñîäåðæàùóþ (4n + 2) π-ýëåêòðîíà, ãäå n = 1, 2, 3 è ò. ä. (ïðàâèëî Õþêêåëÿ).

Ñ òàêîé ñèñòåìîé èëè êîëüöîì âû âñòðå÷àëèñü ðàíåå íà ïðèìåðå áåíçîëà è åãî ïðîèçâîäíûõ.

    Çàäàíèå

    1. Äàéòå îïðåäåëåíèå àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ, ïðèâåäèòå ñõåìó îáðàçîâàíèÿ π-ñâÿçåé è îïèøèòå ñòðîåíèå áåíçîëüíîãî êîëüöà.

    2. Íà ïðèìåðå èçâåñòíîãî âàì àðîìàòè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ çàïèøèòå óðàâíåíèÿ âîçìîæíûõ åãî ðåàêöèé è óêàæèòå óñëîâèÿ èõ îñóùåñòâëåíèÿ.

Àðîìàòè÷åñêèì ãåòåðîöèêëè÷åñêèì ñîåäèíåíèÿì ïðèñóùè ñâîéñòâà, õàðàêòåðíûå äëÿ áåíçîëà è äðóãèõ àðîìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, ñ êîòîðûìè âû óæå ïîçíàêîìèëèñü ïðè èçó÷åíèè îðãàíè÷åñêîé õèìèè: âûñîêàÿ ñòàáèëüíîñòü, ïàññèâíîñòü â ðåàêöèÿõ ïðèñîåäèíåíèÿ, ñêëîííîñòü ê ðåàêöèÿì çàìåùåíèÿ.

Ïåðåéäåì ê ðàññìîòðåíèþ íàèáîëåå èçâåñòíûõ ïðåäñòàâèòåëåé àðîìàòè÷åñêèõ àçîòñîäåðæàùèõ ãåòåðîöèêëîâ.

Âàæíîå çíà÷åíèå èç àçîòñîäåðæàùèõ ãåòåðîöèêëîâ èìåþò ïèðèäèí, ïèððîë, èìèäàçîë è íèêîòèíîâàÿ êèñëîòà.

Ïèðèäèí

Ðàññìîòðèì ñòðóêòóðíóþ ôîðìóëó ïèðèäèíà è ñðàâíèì åå ñ ôîðìóëîé áåíçîëà. Ýòî øåñòè÷ëåííûé íåíàñûùåííûé ãåòåðîöèêë, ñîäåðæàùèé îäèí ãåòåðîàòîì àçîòà, êîòîðûé çàìåñòèë â áåíçîëå îäíó ãðóïïó Ñ—Í.

Àòîì àçîòà â ýòîé ñèñòåìå «ïîñòàâëÿåò» äâà ñâîèõ ýëåêòðîíà íà óñòàíîâëåíèå σ-ñâÿçåé ñ äâóìÿ ñîñåäíèìè àòîìàìè óãëåðîäà è îäèí ýëåêòðîí — â ñèñòåìó îáùåãî π-îáëàêà.  ðåçóëüòàòå â ìîëåêóëå ïèðèäèíà, êàê è â ìîëåêóëå áåíçîëà, îáðàçóåòñÿ óñòîé÷èâûé ñåêñòåò ýëåêòðîíîâ, ÷òî îáóñëîâëèâàåò ñõîäñòâî åãî ñâîéñòâ ñî ñâîéñòâàìè áåíçîëà.

Ïðîäîëæåíèå >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->