Heterociklična jedinjenja

Poslednja velika grupa organskih jedinjenja su heterociklična jedinjenja. To su ciklična jedinjenja koja u prstenu sadrže neki hetero atom (N, O, S...). Nisu sva takva jedinjenja heterociklična; neka se zbog velike srodnosti ubrajaju u grupe čiji su derivati (laktoni, anhidridi dikarboksilnih kiselina, acetali...). Pravo heterociklično jedinjenje ne raspada se hidrolizom, niti oksidacijom.

Većina cikličnih jedinjenja su bezbojne tečnosti. Najstabilnija su, kao i sva ciklična jedinjenja, heterociklična jedinjenja sa 5 ili 6 atoma u prstenu. Većina stabilnih heterocikla imaju manji ili veći aromatski karakter. Kondenzuju u dvočlana i tročlana jedinjenja.

Heterociklična jedinjenja s petočlanim prstenom

Najvažniji heterocikli s petočlanim prstenom su pirol (hetero atom N), furan (O) i tiofen (S). Svi se izvode od ciklopenta-1, 3-diena. Imaju aromatske osobine (podlažu pre supstituciji, nego adiciji) zbog prisutnosti slobodnih elektronskih parova na kiseoniku, azotu odnosno sumporu. Relativno lako prelaze jedan u drugi.

Za nomenkltaturu heterocikla važno je to da se brojem jedan označava hetero atom. Ako je u prstenu više hetero atoma, prednost se daje kiseoniku, zatim sumporu pa azotu.

Furan se dobija iz furfurala (nastaje delovanjem neorganske kiseline na pentoze).

Tiofen se dobija delovanjem acetilena na pirit ili izolacijom iz katrana kamenog uglja (v. tekst o ugljovodonicima).

Pirol se dobija zagrevanjem diamonijum 2, 3, 4, 5-tetrahidroksihekasndioata. Zbog aromtaskih osobina azot je gotovo potpuno izgubio svoju baznost, jer slobodni elektroni na azotu rezoniraju. Najvažniji derivat pirola je jodol (2, 3, 4, 5 tetrajodopirol).

Od petočlanih heterocikla sa dva hetero atoma najvažniji su pirazol, imidazol i tiazol. Imidazol se dobija reakcijomk etandiala, amonijaka i metanala, a sastavni je deo aminokiseline histidina. Slaba je baza.

Heterociklična jedinjenja šestočlanog prstena

Prvo jedinjenje ove grupe je teoretski piran (hetero atom O) koji se javlja kod monosahradida. Iako nije poznat u slobodnom stanju, poznate su njegove soli pirilium i derivati pironi (α i δ pironi, jer postoje u dva izomerna oblika) u kojima je kiseonik pozitivan, a javljaju se u prirodnim pigmentima antocijanima i flavonima.

Piridin (hetero atom N) je pravo aromatsko jedinjenje. Razlika između njega i benzena ogleda se u razlici u supstituciji koja se najlakše odvija na β atomu. Pokazuje bazne osobine, te s alkilhalidima stvara soli. Redukuje su u klasični sekundarni ciklični amin - piperidin. Metil derivati su mu pinakolini (postoje u tri izomera).

Heterociklična jedinjenja kondenzovanih jezgara

Heterocikli kondenzovanog jezgra lako se teoretski izvode od ugljovodonika kondenzovanog jezgra. Nalaze se u katranu kamenog uglja. Osnovna su jedinjenja nekih grupa alkaloida (N heterocikli).

Kumaron je kondenzat benzena i furana. Indol je kondenzat benzena i pirola. Sastavni je deo amino kiseline triptofan i indigo boje.

Od naftalena se izvode kinolin i izokinolin (jedan N atom) i cinolin, ftalazin, kvinazolin, kvinoksalin (dva N atoma).

Od antracena izvodimo azotne heterocikle - akridin ( jedan N atom) i fenzain (dva N atoma). Od fentarena se izvodi azotni heterocikl s dva N atoma - fenantrolin.

Još neki važniji kondenzovani heterocikli sa O i S atomima su hroman, izohroman, hromen, hanten, tiantren i fenoksantiin.

Literatura:

-"Organska hemija", Prof. dr Božidar Rožina, skripta Fakulteta polj. znanosti Sveučilišta u Zagrebu

Predstavnici heterocikličnih jedinjenja

Heterociklična jedinjenja s petočlanim prstenom

Heterociklična jedinjenja šestočlanog prstena

• piridin

Heterociklična jedinjenja kondenzovanih jezgara