Հետերոցիկլային միացություններ

Հետերոցիկլային միացություններ (հունարեն՝ έτερος - այլ, ուրիշ և κύκλος - շրջան, շրջանագիծ), ցիկլիկ կառուցվածքով օրգանական նյութեր, որոնց օղակների կմախքը կազմված է ածխածնի և այլ տարրերի (ավելի հաճախ N-ի, Օ-ի, Տ-ի, հազվադեպ՝ P-ի, B-ի, Si-ի և այլն) ատոմներից (հետերոատոմներից)։ Հետերոցիկլային միացությունները միմյանցից տարբերվում են օղակների մեծությամբ, բնույթով, հետերոատոմների քանակով և դիրքով, կոնդենսացված օղակների ու տեղակալիչների առկայությամբ կամ բացակայությամբ, հետերոցիկլի հագեցվածությամբ կամ չհագեցվածությամբ, արոմատիկ բնույթով և այլն։ Ոչ արոմատիկ հետերոցիկլային միացությունները քիմիական հատկություններով նման են բաց շղթայով իրենց նմանակներին։ Սակայն տարբերվում են օղակի լարվածությամբ և տարածական գործոններով։ Արոմատիկություն ցուցաբերում են գլխավորապես 5- և 6-անդամանի հետերոցիկլային միացությունները, որոնք, արոմատիկ այլ միացությունների նման, պարունակում են $4n+2~~\pi$ - էլեկտրոնների փակ համակարգ։ Արոմատիկ կարևորագույն են՝ ֆուրանը (I), թիոֆենը (II), պիրոլը (III), պիրազոլը (IV), իմիդազոլը (V), օքսազոլը (VI), թիազոլը (VII), պիրիդինը (VIII), ինչպես նաև բենզոլի օղակների հետ կոնդենսացվածները, օրինակ, բենզոֆուրանը (կումարոնը IX), բենզոպիրոլը (ինդոլը X), բենզթիոֆենը (թիոնավթեն XI), բենզթիազոլը (XII), բենզպիրիդինները՝ քինոլինը (XIII) և իզոքինոլինը (XIV), դիբենզպիրիդինը (ակրիդինը XV)՝ (նկ.1) Ֆուրանի, թիոֆենի, պիրոլի ս դրանց բենզածանցյալների արոմատիկ բնույթը պայմանավորված է նրանով, որ հետերոատոմի ազատ էլեկտրոնային զույգը մասնակցում է $6\pi$-էլեկտրոնային փակ համակարգի առաջացմանը, թթվային միջավայրում հետերոատոմը միացնում է պրոտոն ($H^{+}$) և համակարգը դադարում է արոմատիկ լինելուց։ Այդ պատճառով այդպիսի հետերոցիկլային միացությունները, օրինակ, ֆուրանը, ինդոլը անկայուն են ուժեղ թթուների նկատմամբ (թիոֆենի կայունությունը պայմանավորված է պրոտոնի նկատմամբ ծծմբի փոքր խնամակցությամբ)՝ (նկ.2) վեցանդամի հետերոցիկլերում հետերոատոմի ազատ էլեկտրոնային զույգը չի մասնակցում կապերի արոմատիկ համակարգի առաջացմանը։ Այդ պատճառով պիրիդինն առավել ուժեղ հիմք է, քան պիրոլը և թթուների հետ առաջացնում է կայուն աղեր՝ (նկ.3) արժեքավոր որոշ հետերոցիկլային միացություններ, օրինակ, պրիդինը և դրա հոմոլոգները, քինոլինը, իզոքինոլինը, ինդոլը, ակրիդինը, կարբազոլը և այլն, կարող են ստացվել քարածխի խեժից։ Բուսական թափոնների հիդրոլիզով ստանում են ֆուրֆուրոլ։ Սակայն առավել արդյունավետ են սինթետիկ մեթոդները, որոնք խիստ տարբեր են և յուրատեսակ։ Հետերոցիկլային միացությունները սինթեզելիս որպես ելանյութ օգտագործում են բաց շղթաներով միացությունները։ Հինգանդամի որոշ հետերոցիկլերի համար հայտնի են փոխադարձ փոխարկումներ։ Այսպես, ֆուրանը, պիրոլը և թիոֆենը մեկը մյուսին են անցնում, համապատասխանաբար՝ $H_{2}O,NH_{3}$ կամ $H_{2}S$ ազդելիս, 450 °C-ում, $Al_{2}O_{3}$-ի առկայությամբ։ Բույսերի և կենդանիների օրգանիզմների կենսագործունեության պրոցեսներում հետերոցիկլային միացությունների դերը բացառապես մեծ է։ Հետերոցիկլային միացություններ են բույսերի քլորոֆիլը և արյան հեմինը, նուկլեինաթթուների բաղադրիչները, կոֆերմենտները, անփոխարինելի որոշ ամինաթթուներ (պրոլին, տրիպտոֆան), գրեթե բոլոր ալկալոիդները, պենիցիլինը և որոշ այլ անտիբիոտիկներ, մի շարք վիտամիններ (կոբալամին՝ վիտամին $B_{12}$), նիկոտինաթթուն և դրա ամիդը (վիտամին $PP$), բուսական պիգմենտները (անտոցիանինները) և այլն։ Հետերոցիկլային միացություններ են նաև բժշկության մեջ լայնորեն կիրառվող սինթետիկ շատ դեղանյութեր (անտիպիրին, ամիդոպիրին, անալգին, ակրիքին, ամինազին, նորսուլֆազոլ և այլն)։ Հետերոցիկլային միացություններն օգտագործվում են արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում՝ որպես լուծիչներ, ներկանյութեր, կաուչուկի վուլկանացման արագացուցիչներ և այլ նպատակների համար։

նկար 1

նկար 2

նկար 3

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 6, էջ 373)։