Общая характеристика реакционной способности пиридинов, хинолинов и изохинолинов

4. Общая характеристика реакционной способности пиридинов, хинолинов и изохинолинов

Прежде чем начать детальное описание химии гетероциклических соединений, в промежутках между основными главами мы приводим сжатое и упрощённое описание типов реакций, простых реакции и их региохимических особенностей для групп родственных гетероциклических соединений.

В данной главе рассматриваются пиридин как типичный представитель электронодефицитных шестичленных гетероциклических соединений и его бензоконденсированные аналоги — хинолин и изохинолин. Как и в других главах, посвящённых рассмотрению общей характеристики реакционной способности гетероциклических соединений, в этой главе приводятся краткое описание реакций пиридина, простейшие примеры и общие рассуждения.

Формальное замещение группы СН в бензоле на атом азота приводит к весьма существенным изменениям реакционной способности: пиридин гораздо в меньшей степени склонен к реакциям электрофильного замещения, чем бензол, и в большей степени подвержен атаке нуклеофилами. В то же время пиридин вступает в реакции присоединения с рядом электрофильных агентов; в некоторых случаях такие реакции обратимы, а иногда приводят к образованию выделяемых аддуктов. В результате такого присоединения происходит перенос неподелённой электронной пары атома азота к электрофилу и образуется «пиридиниевая» соль. Разумеется, что такое невозможно в случае бензола. Такой лёгкий перенос электронной плотности от атома азота пиридина к электрофильной частице возможен потому, что при этом не происходит разрушения ароматического секстета (ср. с пирролом, гл. 12.). Пиридиниевые соли представляют собой ароматические соединения, хотя они и гораздо более поляризованы, чем нейтральные пиридины (см. разд. 1.2.3.).

Электрофильное замещение в ароматических соединениях осуществляется как двухстадийный процесс: первоначально происходит присоединение электрофильной частицы (Х⁺), а затем элиминирование (Н⁺). Первая из этих стадий протекает медленнее и определяет скорость реакции. Качественные предсказания относительных скоростей замещения в различных положениях ароматического кольца можно сделать на основании рассмотрения структуры образующихся при присоединении электрофильных частиц σ-комплексов (интермедиатов Уэланда) с позиций оценки их относительной стабильности, которая отражает относительные энергии приводящих к ним переходных состояний.

Электрофильное замещение при атоме углерода, по крайней мере в случае простых производных пиридина, протекает очень сложно по сравнению с бензолом; так, например, реакция Фриделя—Крафтса вообще не характерна для пиридина. Такая низкая реакционная способность пиридина может быть связана с двумя факторами:

Глава 4

• 4. Общая характеристика реакционной способности пиридинов, хинолинов и изохинолинов
• 4.1. Электрофильное замещение при атоме углерода
• 4.2. Электрофильное замещение при атоме углерода
• 4.3. Общая характеристика

Дополнительно:

• Предисловие
• Введение
• Используемые сокращения