Фуран. Получение, строение, химические свойства. Применение.
Фуран. Получение, строение, химические свойства. Применение
Фуран
Наиболее интересны гетероароматические соединения, свойства которых коренным образом отличаются от их углеводородных аналогов. Среди гетероароматических веществ наибольшее значение принадлежит пяти- и шестичленным гетероциклам, содержащих атомы азота, кислорода и серы. Номенклатура гетероциклов очень сложна. Кроме того, в этом классе черзвычайно часто используют тривиальные названия, которые надо запомнить. Обычные структурные формулы фурана, пиррола и тиофена указывают на гетеродиеновый характер этих соединений. Однако эти гетероциклы в общем не обладают ожидаемыми свойствами. Например, пиррол не проявляет основных свойств, а тиофен не оксисляется, как это характерно для сульфидов. Зато фуран, пиррол и тиофен вступают в реакции электрофильного замещения нитрование, сульфирование, галогенирование, ацилирование по Фриделю-Крафтсу, реакцию Раймера-Тимана характерные для ароматических систем. Каждый атом цикла связан с соседними тремя s-связями, образованными за счет sp 2 -гибридных орбиталей, лежащих в одной плоскости. У атомов углерода остается по одному p-электрону, а у гетероатома — элетронная пара р-орбитали. Перекрывание четырех р-электронов углеродных атомов и пары р-электронов гетероатома приводит к возникновению тороидальных p-облаков над и под плоскостью цикла см. Она может быть показана также с помощью граничных структур. Электроны гетероатома частично втянуты в гетероцикл, он позитивирован — молекулы обладают дипольным моментом. Различия в ароматичности пятичленных гетероциклов объясняются различной способностью гетероатомов удерживать около себя электроны. Чем сильнее атом удерживает электроны, тем меньше их делокализация и, следовательно, выигрыш в энергии. Такое распределение электронной плотности приводит к важным результатам. Гетероатом пиррола не обладает основными свойствами — пара электронов сопряжена. NH-Группа пиррола проявляет слабокислые свойства. Говорят о пиррольном атоме азота — азоте проявляющие свойства аналогичные пирролу. В целом пиррольный атом азота по своим кислотно-основным свойствам больше всего напоминает амидный азот. Общий метод получения — циклизация g-дикарбонильных соединений. Обычно так получают 2,5-дизамещенные производные. Незамещенный фуран обычно получают из фурфурола. Получение фурфурола основано на гидролизе полипентозанов — материалов богатых пентозами отруби, кочерыжки кукурузы и т. В результате гидролиза горячей кислотой образуются пентозы, которые далее циклизуются и дегидратируются. Пиррол может быть синтезирован циклизацией с одновременным аминированием ацетиленового спирта, получаемого по реакции Репе. Синтетический тиофен получают реакцией элементарной серы с н -бутаном при высокой температуре. Реакция с малеиновым ангидридом. Фурфурол, получение и свойства. Реакции электрофильного замещения по NН-группе. Пиррольный цикл как структурный элемент природных соединений. Порфин, образование хелатных комплексов. Понятие о порфиринах гем, хлорофилл. Фуран — самый неароматичный в ряду пятичленных гетероароматических соединений — проявляет свойства гетеродиена. Он легко вступает в реакцию Дильса-Альдера с малеиновым ангидридом превращаясь в тетрациклический аддукт. При пропускании смеси фурана с воздухом над оксидом ванадия V при о происходит окисление гетероцикла до малеинового ангидрида. Несколько меньший диеновый характер проявляет пиррол. Он вступает в реакцию с малеиновым ангидридом, но образует продукт замещения, а не аддукт реакции Дильса-Альдера. Диеновые свойства пиррол демонстрирует только в реакции восстановления водородом в момент выделения и при взаимодействии с трифенилметильным радикалом. В нейтральной и основной средах фуран очень устойчив. В присутствии кислот происходит протонирование атома кислорода, которое приводит к разрыву в цепи сопряжения. В кислой среде фуран быстро полимеризуется с окислением, давая сложные смеси неразделяемых продуктов. Чтобы посмотреть материал, перейдите по ссылке и скачайте его:. Для Вашего удобства мы храним все файлы в формате Word, текст можно распечатать, редактировать или использовать по Вашему усмотрению. ЧаВо О проекте Заказать работу Отзывы. Пятичленные гетероароматические соединения с одним гетероатомом Строение фурана, пиррола и тиофена Обычные структурные формулы фурана, пиррола и тиофена указывают на гетеродиеновый характер этих соединений. Рассмотрим строение этих молекул. Молекула пятичленного гетероароматического соединения Делокализация стабилизирует молекулу. Получение фурана, пиррола и тиофена Общий метод получения — циклизация g-дикарбонильных соединений. Пиррол и тиофен содержатся в каменноугольной смоле, откуда их и добывают. Реакции электрофильного замещения сравнить с бензолом. Химические свойства фурана, пиррола и тиофена Фуран — самый неароматичный в ряду пятичленных гетероароматических соединений — проявляет свойства гетеродиена. Чтобы распечатать файл, скачайте его в формате Word. Ссылка на скачивание - внизу страницы.
Фуран - 6-электронные-избыточные системы, образованные за счет электронов двойных связей и неподеленной пары электронов гетероатома, причем 6-электронов приходятся на пять атомов кольца, что существенно повышает электронную плотность на каждом кольцевом атоме. Для каждого гетероцикла существуют следующие взаимопереходящие друг в друга структуры:. При получении фурана нуклеофильный атом кислорода одной из карбонильных групп атакует электрофильный атом углерода другой карбонильной группы. Фурановый цикл образуется в результате последующей дегидратации и депротонирования:. Получение гетероциклов реакцией Юрьева - взаимным превращением фурана, пиррола и тиофена друг в друга. Фуран впервые получен при сухой перегонке декарбоксилирование пирослизиевой кислоты бариевая соль:. В настоящее время исходным веществом для получения фурана обычно является альдегид — фурфурол:. Наиболее эффективный способ превращения фурфурола в фуран — пропускание его вместе с парами воды над катализатором, состоящим из смеси оксидов хрома, цинка и марганца. Фурановое кольцо расщепляется концентрированной серной кислотой, хлоридом алюминия уже на холоду, с другими минеральными кислотами при нагревании. С разбавленной серной кислотой фуран дает бурый осадок. С метанолом, насыщенным HCl, он образует ацеталь янтарного альдегида:. Присоединение Н 2 к фурану идет при 0 С и МПа, в присутствии никеля Ренея, с образованием тетрагидрофурана ТГФ:. Фуран образует нестойкие продукты присоединения галогенов. Галогены при низкой температуре присоединяются к фурановому ядру 2,5-положение. Фуран вступает в диеновый синтез как обычные диены, образуя нормальные продукты, однако склонны к обратной диссоциации на исходные компоненты. Фуран присоединяет малеиновый ангидрид:. В нейтральной и слабощелочной среде в условиях, исключающих раскрытие ароматического кольца , фуран окисляется до малеинового ангидрида:. Фуран вступает в обычные для ароматических соединений реакции электрофильного замещения, легче чем бензол, так как гетероатом — ориентант 1 рода. Для фурана нитрование ведется в пиридине ацетилнитратом. Высокая восстановительная способность фурана не позволяет осуществить его прямое нитрование:. Фуран сульфируется — комплексом SO 3 с пиридином в пиридине. Ацилирование фурана осуществляют ангидридами кислот, при катализе хлористым цинком и оловом. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Получение, строение, химические свойства. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Получение, строение и химические свойства. Строение Фуран - 6-электронные-избыточные системы, образованные за счет электронов двойных связей и неподеленной пары электронов гетероатома, причем 6-электронов приходятся на пять атомов кольца, что существенно повышает электронную плотность на каждом кольцевом атоме. Для каждого гетероцикла существуют следующие взаимопереходящие друг в друга структуры: Фурановый цикл образуется в результате последующей дегидратации и депротонирования: Получение гетероциклов реакцией Юрьева - взаимным превращением фурана, пиррола и тиофена друг в друга 3. Фуран впервые получен при сухой перегонке декарбоксилирование пирослизиевой кислоты бариевая соль: В настоящее время исходным веществом для получения фурана обычно является альдегид — фурфурол: Кислотно-основное превращение Фурановое кольцо расщепляется концентрированной серной кислотой, хлоридом алюминия уже на холоду, с другими минеральными кислотами при нагревании. С метанолом, насыщенным HCl, он образует ацеталь янтарного альдегида: Фуран устойчив к действию щелочей щелочноземельных металлов 2. Присоединение водорода Присоединение Н 2 к фурану идет при 0 С и МПа, в присутствии никеля Ренея, с образованием тетрагидрофурана ТГФ: Присоединение галогенов Фуран образует нестойкие продукты присоединения галогенов. Реакция Дильса-Альдера Фуран вступает в диеновый синтез как обычные диены, образуя нормальные продукты, однако склонны к обратной диссоциации на исходные компоненты. Фуран присоединяет малеиновый ангидрид: Окисление В нейтральной и слабощелочной среде в условиях, исключающих раскрытие ароматического кольца , фуран окисляется до малеинового ангидрида: Реакции замещения Фуран вступает в обычные для ароматических соединений реакции электрофильного замещения, легче чем бензол, так как гетероатом — ориентант 1 рода. Галогенирование Фуран приводит сначала к образованию 2, а потом 2,5-дизамещенных: Нитрование Для фурана нитрование ведется в пиридине ацетилнитратом. Высокая восстановительная способность фурана не позволяет осуществить его прямое нитрование: Сульфирование Фуран сульфируется — комплексом SO 3 с пиридином в пиридине. Ацилирование Ацилирование фурана осуществляют ангидридами кислот, при катализе хлористым цинком и оловом. Реакции с хлорной ртутью.
Сколько стоит вырыть фундамент под дом 2017
Универсальные свойства материи
Понятие и виды пособий по временной нетрудоспособности
Лекарство ринза инструкция по применению
Массаж делать каждый день или через день