1. ორგანული ქიმია ჰეტეროციკლური ნაერთები (ხუთწევრიანი ციკლები)
პროფ. ელიზბარ ელიზბარაშვილი
ტელ:
ელ–ფოსტა:
Presentation slide for courses, classes, lectures et al.
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია
ლექცია 15

2. ჰეტეროციკლების ზოგადი დახასიათება
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

3. შესავალი
ორგანული ნაერთების ნახევარზე მეტს ჰეტეროციკლური ნაერთები წარმოადგენენ!
მედიკამენტები
მცენარეები
გამოყენება,
გავრცელება
ჩაი (კოდეინი)
ყავა (კოფეინი)
ვიტამინები
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

4. ნომენკლატურა ცხრილი1. პრეფიქსები ცხრილი 2. სუფიქსები ჰეტეროატომი
ციკლის ზომა
უჯერი ციკლები
ნაჯერი ციკლები
N-შემცველი
N-ის გარეშე 3
-ირინი
-ირენი
-ირიდინი
-ირანი 4
-ეტი
-ეტიდინი
-ატანი 5
-ოლი
-ოლიდინი
-ოლანი 6
-ინი (-ine)
-ინი (-in)
-ანი 7
-ეპინი (-epine)
-ეპინი (-epin)
-ეპანი
ჰეტეროატომი
ვალენტობა
პრეფიქსი O 2
ოქსა N 3
აზა S
თია Se
სელენა Te
ტელურა P
ფოსფა
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

5. ნომენკლატურა (მაგალითები)
დააკვირდით!
პრეფიქსები “აზა”, “თია”, “ოქსა” იკვეცება ბოლო ხმოვანით, თუ შემდეგ მოსდევს ხმოვანზე დაწყებული ფრაგმენტი.
აზირიდინი
აზირინი
ოქსეტანი
აზეტიდინი
თიანი
თიოლი
ოქსოლი
თიოფენი
აზოლი
აზენი
პირიდინი
ფურანი
პიროლი
პიპერიდინი
2-მეთილპიროლი
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

6. ნომენკლატურა (მაგალითები)
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

7. ნომენკლატურა (მაგალითები)
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

8. აღნაგობა 5-წევრიანი არომატული ჰეტეროციკლები
ელექტრონული წყვილი იღებს მონაწილეობას –სექსტეტის წარმოქმნაში
ელექტრონული წყვილი იღებს მონაწილეობას –სექსტეტის წარმოქმნაში
ელექტრონული წყვილი არ მონაწილეობას –სექსტეტის წარმოქმნაში
ნახ.1. პიროლის ორბიტალების სტრუქტურა
ნახ.2. ფურანის ორბიტალების სტრუქტურა
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

9. არომატულობის შემცირება რეაქციისუნარიანობის შემცირება
აღნაგობა
არომატულობის მწკრივი:
არომატულობის შემცირება
ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციებში შესვლის უნარიანობა:
რეაქციისუნარიანობის შემცირება
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

10. ქიმიური თვისებები + + + + Nu:- Nu:- ორიენტაციის წესი
პასიური მდებარეობა + + + +
Nu:-
Nu:-
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

11. პიროლი
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

12. ნუმერაცია იწყება აზოტის ატომიდან
იზომერია
პიროლი წარმოადგენს ხუთწევრიან ჰეტეროციკლს, რომელიც შეიცავს აზოტის ერთ ატომს:
ნუმერაცია იწყება აზოტის ატომიდან
მონო ჩანაცვლებულ პიროლს ორი იზომერი აქვს: α, α` (2,5-მდგო­მა­რეობა) და β,β` (3,4-მდგომარეობა).
α-მეთილპიროლი
β-მეთილპიროლი
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

13. ფიზიკური თვისებები პიროლი წარმოადგენს უფერო სითხეს, ჰაერზე იჟანგება.
პიროლი წარმოადგენს უფერო სითხეს, ჰაერზე იჟანგება.
დუღილის ტემპერატურა 130°C.
წყალში ცუდად იხსნება
კარგად იხსნება სპირტსა და ეთერში.
პიროლის სუნი ჰგავს ქლოროფორმის სუნს.
მარილმჟავით დასველებული ფიჭვის კვარი პიროლის ორთქლით წითლად იფერება. ამ რეაქციის გამო ეწოდა მას პიროლი (pyrrol - წითელი ზეთი).
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

14. ტაუტომერია პიროლს აქვს ორი ტაუტომერული ფორმა:
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

15. ქიმიური თვისებები
პიროლი ამფოტერული ნაერთია, თუმცა წყალბადის იონების დიდი კონცენტრაციის დროს იგი ამჟღავნებს ფუძე თვისებებს (pKa~ 0.27)
პიროლი აციდოფობური ნაერთია
არ იხსნება ტუტეებსა და მჟავებში
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

16. ქიმიური თვისებები პიროლი აგრეთვე წარმოადგენს სუსტ მჟავას.
იგი უფრო სუსტია, ვიდრე მეთილის სპირტი, მაგრამ არც ისე სუსტი, როგორც ანილინი. მ
მეტალურ კალიუმთან, ან KOH-თან 130°C-ზე წარ­ მოიქმნება კალიუმის პიროლატი, ხოლო მისი ურთი­ ერთქ­მედებით ნატრიუმის ამიდთან, თხევად ამიაკში - მიიღება ნატრიუმის პიროლატი
pKa~ 16.5
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

17. ქიმიური თვისებები
მაგნიუმორგანულ ნაერთებთან პიროლი წარმოქმნის გრინიარის რეაქტივს, რომელსაც ასევე აქვს იონური ხასიათი. ამ ნაერთზე შემდგომ RBr - ით, CO2-ით (და შემდგომ წყლით), RCOCl - ით და სხვათა მოქმედებით, მიიღება 2-ჩანაცვლებული პიროლი.
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

18. ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
პიროლისათვის, როგორც არომატული ნაერთისათვის, დამახასიათებელია ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს, როგორც მჟავა, ისე ფუძე კატალიზის დროს.
პიროლის რიგში ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციებში განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს აცილირების და ალკილირების რეაქციებს. აცილირება წარიმართება ძალიან ადვილად, კატა­ლიზატორის გარეშეც კი.
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

19. ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
პიროლის ალკილირების ჩვეუ­ლებრივი მეთოდია ნატრიუმის ან კალიუმის პიროლატების ალკი­ლირება.
ჩანაცვლების მიმართულება განისაზღვრება გამხსნელის ბუნებით. პოლარულ გამხსნელში (სადაც იზრდება პიროლატების დისოციაციის ხარისხი და შესაბამისად იზრდება პიროლის ანიონების კონცენტრაცია), შესაძლებელია ალკილირება აზოტის ატომზე, ხოლო არაპოლარული გამხსნელი ხელს უწყობს შუალედი კომპლექსის - მეტალ- ნახშირბადატომჰალოგენიდის წარმოქმნას, შემ­დგომი ალკილირებით α- ნახშირბადატომზე.
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

20. ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
ჰალოგენირება მიმდინარეობს ქლორიანი სულფურილით, ბრომით, ტრი­იოდ­იდ - იონით
პიროლისათვის ქლორირება, ბრომირება (Br2 + CH3COOH) და იოდირება მიმდინარეობს ძალიან ადვილად და ხშირად მიიღება ტეტრაჰალოგენპიროლი:
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

21. ქიმიური თვისებები
ნიტრირება პიროლში ჩვეულებრივ მიმდინარეობს გაფისვით და გამოსავალი ძალიან დაბალია.
პიროლის ნიტრირებას ატარებენ აცეტილნიტრატით, პირიდინის არეში.
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

22. ქიმიური თვისებები
სულფირება ხორციელდება პირიდინსულფოტრი- ოქსიდის საშუალებით და წარმოიქმნება მონო - და დისულფომჟავების ნაწარმები:
პირიდინსულფატი
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

23. ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
ქიმიური თვისებები (ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციები)
კარგადაა ცნობილი პიროლის აზოშეუღლების რეაქციები დიაზონიუმის მარილებთან
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

24. ქიმიური თვისებები ჟანგვა
იმ პირობებში, როდესაც არ იხსნება ციკლი, პიროლი იჟანგება მალეინმჟავას იმიდამდე (ნეიტრალურ ან სუსტ ტუტე არეში):
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

25. ქიმიური თვისებები (დიენური თვისებები)
ხუთწევრიან ჰეტეროციკულ ნაერთებს (განსაკუთრებით ფურანს) ახასიათებს დიენური ნაერთების თვისებებიც.
დის–ალდერის რეაქცია:
დიენი
დიენოფილი
ადუქტი
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

26. პიროლის მიღების რეაქციები
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

27. პიროლის მიღება პიროლს ღებულობენ უცხიმო ძვლების მშრალი გამოხდით.
პიროლს ღებულობენ უცხიმო ძვლების მშრალი გამოხდით.
მისი მიღების ყველაზე ძველი და ზოგადი მეთოდია პაალ-კნორის მეთოდი, რომელიც ეყრდნობა α-ამინოკეტონების, ან α-ამინო-β-კეტომჟავების ესტერების კონდენსაციას ისეთ ნაერთებთან, რომლებიც შეიცავენ აქტიურ α-მეთილენურ ჯგუფს.
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

28. პიროლის სინთეზი განჩის მიხედვით
საწყის ნაერთად აღებულია α-ჰალოგენკეტონი, ან α-ჰალოგენალდეჰიდი, β-კეტოეთერები, ან β-დიკეტონები და ამიაკი
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

29. პიროლის ნაწარმების სინთეზი
პიროლის ნაწარმები ასევე მიიღება 1,4-დიკეტონების გაცხელებით ამიაკის არეში
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

30. პიროლის ნაწარმების სინთეზი
პიროლის მიღების მარტივ მეთოდს წარმოადგენს ლორწომჟავის ამონიუმის მარილის მშრალი გამოხდა:
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

31. ე.წ. იურიევის სამკუთხედი
მიღების რეაქციები
5–წევრიანი ციკლები
ე.წ. იურიევის სამკუთხედი
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

32. მიღების რეაქციები 5–წევრიანი ციკლები –დიკარბონილური ნაერთებიდან
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

33. კითხვები
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია

34. გმადლობთ ყურადღებისათვის
ელიზბარ საავტორო უფლებები დაცულია