ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, органическое соединения, молекулы которых содержат циклы, включающие наряду с атомами углерода один или несколько атомов др. элементов (гетероатомов). Наиб. значение имеют Т.е., в цикл которых входят атомы N, О, S. К ним относятся мн, алкалоиды, витамины, антибиотики, природные пигменты; они входят в виде структурных фрагментов в молекулы нуклеиновых кислот, белков и др. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с.-самый многочисленный класс органическое соединение, включающий ок. ²/₃ всех известных природные и синтетич. органическое веществ.

Номенклатура. Согласно правилам номенклатуры ИЮПАК, для важнейших Г. с. сохраняются их тривиальные назв., например пиррол (формула I), фуран (II), тиофен (III). Систематич. назв. моноциклический Т.е., содержащих в цикле от 3 до 10 атомов, образуют путем сочетания приставок, обозначающих гетероатомы (N-аза, О-окса, S-тиа, Р-фосфа и т. п.), с корнями, которые для основных ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с. приведены в таблице. Степень гидрогенизации ненасыщенные гетероцикла отражается в назв. с помощью корней или приставок "дигидро" (присоединены два атома водорода), "тетрагидро", "пергидро" и т.д. Примеры систематич. назв.: азиридин (IV), тиирен (V), тает (VI), 1,3-диоксолан (VII), пергидропиримидин (VIII).

При построении назв. веществ, молекулы которых состоят из конденсиров. циклов, в качестве основы используют назв. "старшего" цикла. При этом учитывается, что гетероцикл всегда старше карбоцикла, а среди гетероциклов предпочтение отдается циклам с большим числом членов; при одинаковом размере двух циклов старшинство определяется природой гетероатома (N > О > S). Связи в основном цикле обозначаются строчными латинскими буквами: а-связи 1-2, b-связи 2-3 и т.д. Например, изомеры бензофурана называют бензо[b]фуран (IX) и бензо[с]фуран (X). В случае конденсации с карбоциклом, имеющим неравноценные положения, например с нафталиновым ядром, или с др. гетероциклом связи "младшего" цикла нумеруются обычным образом, причем номера атомов "в месте конденсации" указываются в порядке, соответствующем последовательности связей основного цикла, например имидазо[1,2-а]пиридин (XI), имидазо[1,5-а]пиридин (XII).

Для ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с, с 11 и более членами в цикле, мостиковых и некоторых конденсиров. систем используется "а"-номенклатура, по правилам которой первая составная часть назв. обозначает гетероатом, а вторая-назв. углеводорода, которое м. б. образовано, если считать, что в формуле ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с. все гетероатомы заменены на атомы С, группы СН или СН₂, например 1,5-диазабицикло[3,3,0]октан (Xill). Для названия ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯс. этого типа используют также традиционные назв., например пентадеканолид (XIV), 18-краун-6-эфир (XV).

КОРНИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ НАЗВАНИЙ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПО НОМЕНКЛАТУРЕ ИЮПАК

* Содержат максимально возможное число некумулированных двойных связей. ** В скобках -корни назв. соответствующих насыш. соединений. Назв. насыщ. гетероциклов с числом атомов более 5 имеют те же корни, Что и у ненасыщенных, но с добавлением приставки "пергндро".

Химические свойства. Для 3- и 4-членных ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с. характерна легкость раскрытия напряженного цикла. 5- и 6-членные ненасыщенные гетероциклы (наиболее многочисленные тип ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с.), замкнутая сопряженная система связей которых включает (4м + 2)электронов, обладают ароматические характером (правило Хюккеля) и называют гетероароматические соединениями. Для них, как и для бензоидных ароматические соединение, Наиб. характерны реакции замещения. При этом гетероатом играет роль "внутренней" функции, определяющей ориентацию, а также активирующее или дезактивирующее влияние на кольцо к действию различные реагентов.

Гетероароматические соединение подразделяют на я-избыточные идефицитные. К первым относят 5-членные ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с. с одним гетероатомом, в которых секстетэлектронов делокализован между пятью атомами цикла, что обусловливает их повыш. активность по отношению к электроф. агентам. Кдефицитным относят 6-членные гетероциклы с шестьюэлектронами, которые распределяются, как и в случае бензола, между шестью атомами кольца, но один или несколько из них - гетероатомы с большей, чем у углерода, электроотрицательностью. Такие соединение напоминают по реакционное способности производные бензола, несущие ориентанты II рода. Пятичленные гетероароматические соединение с несколько гетероатомами по формальному признаку можно было бы считать также электроноизбыточными, однако наличие двух и более гетероатомов с их высокой электроотрицательностью, а также способность превращаются в условиях электроф. замещения в соответствующие катионы обусловливает то, что эти соединение по реакционное способности во многом близки к электронодефицитным ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯс.; их иногда называют-амфотерными.

Насыщенные, а также лишенные ароматичности ненасыщенные ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ с. с пятью и более атомами в цикле напоминают по химический свойствам соответствующие соединение с открытой цепью-амины, эфиры, сульфиды и др.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей