ний двигательных и осязательных нервов; лобелина, содержащегося в лобелии (Lobelia inflata) и возбуждающего дыхание; пиперина, носителя вкуса чёрного перца:

7

{^сн-сН2^Хсн2-с-0

^ СНз схл Никотин Лобелии *~"3

СН=СН-СН=СНууОч

Очн2сн2сн3 ^ \

Н Кониин Пиперин

сн2 с/

Хинолин (бензпиридин) химически очень сходен с пиридином.

ад

8 1 Хинолин

Реакции электрофильного замещения протекают преимущественно в бензольном кольце с атакой в положения 5 и 8; в пиридиновом кольце преобладают реакции нуклеофильного замещения. Сильные окислители разрушают бензольное кольцо, не затрагивая пиридинового; при этом образуется пиридин-2,3-дикарбоновая кислота. Среди производных хинолина осо-

25

бенно интересен 8-оксихинолип (оксин), в молекуле которого имеется внутримолекулярная водородная связь между кислым протоном фенольного гидроксила и неподеленной электронной парой пиридинового азота. Оксин очень легко образует комплексы с ионами металлов, построенные как феноляты этих металлов с донорно-акцепторной связью, возникающей с участием неподеленной электронной пары атома азота и вакантных орбиталей иона металла:

Благодаря этому 8-оксихинолин и его производные обладают бактерицидными свойствами, так как ионы некоторых металлов необходимы для жизнедеятельности микроорганизмов, а извлечение этих ионов из питательной среды путём комплексообразования с различным образом замещёнными оксинами нарушает протекание процессов, жизненно важных для микроорганизмов.

Изохинолин схож с хинолином по химическим свойствам.

5 4

8 1

Изохинолин

Ядро иэохинолина входит в состав алкалоидов опия.

Гетероциклы с двумя гетероатомами 1. Пятичленные гетероциклы: пиразол, имидазол, тиазол

о. 1% 1%

NH NH

Пиразол Имидазол ^

(1,2-азол) (1,3-азол) Тиазол

26

Пиразол содержит в пятичленном цикде два атома азота: так называемый "пиррольный", неподеленная электронная пара которого включена в ароматическую систему, и атом азота, связанный с углеродным атомом цикла двойной связью и сохранивший неподелённую электронную пару незадействован-ной. Таким образом, в одной молекуле существуют одновременно как центр основности (атом азота с неподеленной электронной парой), так и центр кислотности (протон группы NH). Вследствие этого пиразолы димеризованы за счёт образования межмолекулярных водородных связей:

Су:HjN^\

Как и пирролы, пиразолы проявляют свой кислый характер образованием солей с ионами металлов:

lAg(NH3)2]OH--[^>J—Ag

В то же время непредельность выражена у пиразолов меньше, чем у пирролов: эти соединения труднее окисляются и восстанавливаются. Вследствие этого 4,5-дигидропиразолы {2-пиразо-лины) получают не прямым гидрированием пиразолов, а конденсацией ациклических соединений. Реакции SE (нитрование, галогенирование, сульфирование) протекают преимущественно в положении 4. Замещённым пиразолам свойственна прототропная таутомерия, выражающаяся в миграции протона от "пиррольного" атома азота к неподеленной электронной паре двоесвязного атома азота:

/СНз „_г/СН3 „/СН3 ._/СНз

NH

.'HV» ® н

< _ s

Пиразольное кольцо входит в состав известного анальгетичес-

27

кого и противовоспалительного средства амидопирина (4-ди-метиламино-2,3-диметил-1 -фенилпиразолона-5).

(CH3)2i4s_/СН3

Амидопирин

XN-CH3

Y

С6Н5

Имидазол является структурным изомером пиразола и по химическим свойствам имидазолы очень схожи с пиразолами. Правда, увеличение расстояния между двумя атомами азота в цикле имидазолов по сравнению с таковым в пиразолах обусловливает более высокую основность имидазола вследствие меньшего влияния "пиррольного" азота на центр основности. Тем не менее имидазолы, как и пиразолы, склонны к таутомерии и легко димеризуются:

NH""1:^

К

n:,i,mhn

В реакциях Se электрофил направляется преимущественно в положения 4 и 5 (нитрование) или 2, 4 и 5 (бромирова-ние). Так же как и пиразолы, имидазолы относительно устойчивы к окислению и восстановлению. Имидазольный цикл играет важную роль для проявления биологической активности таких соединений, как аминокислота гистидин и биогенный амин гистамин.

(ТЯГ* гПЕ

Н Гистидин д Гистамин

Остаток гистидина входит в состав активных центров многих ферментов, что связано со способностью имидазольного цикла протонироваться и депротонироваться при значе-28

ниях рН, близких к физиологическим. При декарбоксилирова-нии гистидина образуется гистамин, медиатор нервной системы; это соединение оказывает также сосудорасширяющее действие, а повышение его концентрации в крови является симптомом аллергических заболеваний.

Тиазол представляет собой тиоаналог имидазола. Замеш "пиррольного" атома азота на атом серы исключает проявление тиазолами кислотных свойств, и эти соединения проявляют только основные свойства (хотя и слабые), образуя кристаллические соли:

на

а

0

S' S

Реакции Se протекают с замещением положения 5, а реакции Sn дают продукты замещения в положение 2:

Реакции присоединения (в частности гидрирование) идут с трудом, а