Электрофильное замещение в имидазоле

Важнейшими представителями этой группы соединений являются гетероциклы, в которых один или оба гетероатома представлены атомами азота. К их числу относятся имидазол, пиразол и тиазол. Эти гетероциклы, как уже обсуждалось выше (см. 12.2), обладают ароматичностью. Наличие в них второго гетероатома, более электроотрицательного, чем атом углерода, приводит к уменьшению электронной плотности на атомах углерода. Это делает рассматриваемые гетероциклы менее активными в реакциях электрофильного замещения по сравнению с соединениями, имеющими только один гетероатом. [c.364]

Реакционная способность имидазола в реакциях электрофильного замещения понижена. Например, реакции сульфирования и нитрования протекают с большим трудом, в частности имидазол нитруется в 10 " раз медленнее, чем бензол. Причина этого заключается главным образом в том, что в кислой среде имидазол превращается в имидазолий-катион, который практически невосприимчив к атаке электрофильным реагентом. В реакциях нитрования и сульфирования замещение идет преимущественно в положении 4 или 5 [c.365]

Нитрование. В реакциях электрофильного замещения имидазолы реакционноспособней тиазолов. Путем кинетического изучения нитрования имидазола установлено, что электрофильной атаке подвергается не нейтральная молекула, а имидазолий-катион. [c.333]

Имидазол и пиразол представляют собой слабые основания и слабые кислоты, но имидазол сильнее и как основание, и как кислота. Так, имидазол — более сильное основание, чем пиридин, и более сильная кислота, чем пиррол его устойчивость к действию кислот резко отличается от неустойчивости, характерной для пиррола. Высокие температуры кипения имидазола (256 °С) и пиразола (187 °С), так же как и в случае пиррола (т. кип. 130 °С), отражают высокую степень молекулярной ассоциации вследствие образования водородных связей. Ароматический характер имидазольного и пиразольного циклов проявляется в их устойчивости к окислению, в отсутствии тенденции к реакциям присоединения, а также в легкости, с которой они вступают в реакции электрофильного замещения. В обоих циклах легче всего атакуется положение 4. [c.408]

Пиразол И имидазол — кристаллические вещества (т. пл. соответственно 70 и 90°С), имеющие свойства слабых оснований и обладающие ароматичностью. Так, пиразол очень устойчив к действию окислителей, вступает в реакции электрофильного замещения (нитрование, сульфирование, бромирование). К числу важных производных этих гетероциклов относится жаропонижающее, противовоспалительное средство — антипирин и одна из белковых аминокислот — гистидин [c.380]

Хотя реакционная способность 1,3-азолов по отношению к электрофильным агентам не подчиняется простой зависимости, на основании экспериментальных данных сделан вывод, что она уменьшается в ряду имидазол > тиазол > оксазол. Так, имидазол легко галоидируется, даже в отсутствии катализаторов, которые необходимы при галоидировании бензола. Бромирование тиазола в обычных условиях сопровождается лишь образованием пербромидов (другие процессы электрофильного замещения требуют более жестких условий). Оксазол вообще не вступает в обычные реакции электрофильного замещения. Следует отметить, что введение активирующих заместителей в тиазольный цикл значительно облегчает реакции электрофильного замещения. [c.177]

Если рассматривать имидазол как комбинацию пиррола с пиридином, то самым активным в реакции с электрофилами должен быть атом С-5. Судя по резонансным структурам молекулы имидазола, к электрофильной атаке чувствительны все С-атомы его кольца, но по сравнительной устойчивости предполагаемых а-интермедиатов схема (16) все же наиболее вероятно 5-замещение. [c.446]

Кислотно-основное равновесие имидазола было изображено на схеме 1 (стр. 129). Сопряженное основание и сопряженная кислота имидазола имеют плоскость симметрии, которая перпендикулярна плоскости молекулы и делит пополам связь 4—5 таким образом, положения 4 и 5 эквивалентны. Они эквивалентны и в ней-тральной молекуле, вследствие таутомерии амидиновой системы —ЫН—СН = Ы—, но перестают быть эквивалентными в М-заме-щенных имидазолах. Очевидно, в реакции электрофильного замещения могут вступать и сопряженная кислота, и нейтральная молекула, и сопряженное основание имидазола. [c.153]

Имидазол (И)—одно из немногих гетероциклических соединений, для которого в довольно широком интервале кислотности изучена ориентация в реакциях электрофильного замещения [39]. Например, реакции нитрования [44], сульфирования [40] и дейтеро-обмена в концентрированной D2SO4 [41] проходят через промежуточное образование симметричной сопряженной кислоты (XXIV) [c.177]

Более сложная ориентация наблюдается при электрофильном замещении в бензимидазоле и индазоле. При нитровании бенз-имидазола образуется, по-видимому, только 5 (6)-нитропроизводное [103]. Сообщалось, что 2-метилбензимидазол в уксусной кислоте бромируется в положение 4, однако повторное исследование показало, что при этом получается 5(6)-бромпроизводное [103]. В слабощелочной среде дейтерирование бензимидазола наиболее легко протекает в положение 2 [96]. Вероятно, в это же положение направляется и иодирование. Эти результаты позволяют предполагать, что электрофильное замещение в нейтральной молекуле и, возможно, в сопряженной кислоте бензимидазола направляется главным образом в положение 5(6), в то время как в сопряженном основании — главным образом в положение 2. Несомненно, здесь желательно дальнейшее изучение механизмов реакций . [c.155]

В реакциях электрофильного замещения имидазол напоминает пиразол. Замещение проходит в положении 4 или 5, в которых электронная плотность намного больше, чем в положении 2. [c.694]

Точно не известно ни одной реакции электрофильного замещения, в которую вступала бы нейтральная молекула имидазола, но, вероятно, к таким реакциям относятся бромирование в органичен [c.153]

В реакциях электрофильного замещения (сульфирование, нитрование, галогенирование) пиразол ведет себя аналогично имидазолу Место электрофильной атаки зависит от условий реакции, но чаще всего электрофильный реагент вступает в положение 4 с наибольшей электронной плотностью. [c.366]

Взаимодействие с электрофильными реагентами. Центром атаки электрофильного реагента является атом азота в пиразоле второй, в имидазоле третий. Образующиеся катионы пиразолия и имидазолия, в свою очередь, могут подвергаться действию сильного электрофила с образованием продукта электрофильного замещения. Так может быть осуществлено нитрование, сульфирование, галогенирование. В случае пиразола образуются продукты замещения в положении 4, в случае имидазола — в положениях 4 или 5. Ацилирование и алкилирование обычно дают продукты К-замещения. [c.678]

ОТНОСЯТСЯ к замещению в карбазоле, дибензофуране и бензимидазоле. Очевидно, они связаны с тем, что применяемые в настоящее время способы расчета энергий локализации несколько завышают легкость замещения в орто-положение к активирующему гетероатому, сопряженному с бензольным кольцом. Это можно наблюдать и в анилине, где, судя по энергии локализации, электрофильное замещение должно происходить в орто-положение, но в большинстве случаев происходит в пара-положение. Расхождения другого рода связаны с неудачными попытками предсказать электрофильное замещение в положение 2 в некоторых реакциях сопряженных оснований имидазола и бензимидазола. Ориентация при замещении в этих весьма реакционноспособных анионах еще не понятна. [c.167]

Имидазол настолько легко взаимодействует с бромом, что остановить реакцию на стадии монобромирования даже при недостаточном количестве брома не удается [215, с. 50]. Бромирование идет вначале по положениям и 5, а затем по положению 2 и заканчивается образованием 2,4, 5-трибромИмиДазола. 4(5)-Бромимидазол предложено получать из 2, 4, 5-трибромимидазола восстановлением его сульфитом натрия [356]. Об электрофильном замещении в ряду имидазолов см. обзоры [214—216]. [c.111]

Имидазолы способны ко всем главным типам ароматических электрофильных замещений — галоидированию, сульфированию, нитрованию (в положение 4 или, что то же самое, в положение 5). [c.288]

В реаедиях электрофильного замещения 1,3-азолов по углеродным атомам далеко не все еще ясно. Несомненно, однако, что по реакционноспособности 1,3-азолы занимают промежуточное положение между пиридином и шестичленными гетероциклами — пирролом, фураном и тиофеном. Не описано, например, ни одного случая С-ацилирования 1,3-азолов (даже в присутствии кислот Льюиса), тогда как нитрование имидазола и 4-метилтиазола идет без затруднений. [c.333]

Реакции электрофильного замещения типичны для имидазола и роднят его с ароматическими соединениями. Галогенирование имидазола протекает легко, в отсутствие катализаторов, вследствие полярности молекулы имидазола. Нитрование нитрующей смесью (дымящая азотная кислота не нитрует) приводит к 4(5)-нитроимид- [c.571]

Ориентация. По отношению к электрофильным атакам атомы углерода, находящиеся в а- и -положении, дезактивируются ато-мо.м азота, связанным кратной связью так, первоначальное замещение в 1,2- и 1,3-дигетеросоединениях должно происходить, как показано (200, 201). Пиразолы (200 2 = ЫН), изоксазолы (200 2 = 0), имидазолы (201 2 = ЫН могут существовать в таутомерных формах, так как положения 4 и 5 эквивалентны) и тиазолы (201 2 = 5), как и следовало ожидать, вступают в реакции электрофильного замещения. Известно мало примеров реакций замещения у изотиазолов (200 2 = 5), оксазолов (201 2 = = О) и соединений, содержащих в одном кольце три или более гетероатомов. Дезактивация положения 4 менее эффективна в 1,3-дигетеросоединениях вследствие частичной фиксации связей (ср. стр. 75, 239), и, если положение 5 занято, замещение происходит в положение 4 (202). [c.230]

Имидазол амфотерен по характеру катион имидазолия и имидазолил-анион представляют собой симметричные делокализо-ваиные структуры. Имидазол выступает в качестве прекрасного нуклеофила, легко алкилирующегося и ацилирующегося, который может действовать как катализатор в реакциях ацилирования. Электрофильное замещение в сильнокислой среде ингибируется протонированием атома азота, но идет преимущественно по положению 4. Нуклеофильное замещение, хотя и затруднено, ориентировано главным образом по положению 2. Замещение имидазолов может так- [c.392]

Другие реакции электрофильного замещения (например, карбонильные реакции, металлирование) обсуждались в [2]. Гетероциклическое кольцо бензимидазолов сильно дезактивировано по отношению к реакциям электрофильного замещения, и в редких случаях, когда оно все же наблюдается, атака направлена на бензольное кольцо, обычно в положения 5 нлн 6. В ряду бенз-имидазола намного чаще происходят нуклеофильные реаки1 и. [c.449]

К сожалению, при расчетах энергий локализации для нейтральных диазолов принималось, что кулоновские интегралы двух атомов азота равны, поэтому возможно, что такие расчеты требуют некоторого уточнения. Это не относится к соответствующим сопряженным кислотам и основаниям, где два азота действительно становятся эквивалентнымн. Расчет правильно предсказывает, что в нейтральной молекуле и в сопряженной кислоте пиразола электрофильное замещение происходит в положение 4 [17], а в нейтральной молекуле и сопряженной кислоте имидазола — в поло- [c.158]

Азолы обладают ароматическим характером, иногда очень резко выраженным. Ароматический характер проявляется в высокой стойкости к окислению и в легкости, с которой происходят реакции электрофильного замещения. Пиразол, имидазол, триазол и тетразол обнаруживают таутомерию особого типа — азолъную таутомерию, которая влияет характерным образом на химическое поведение этих соединений. [c.661]

Реакции электрофильного замещения типичны для имидазола и роднят его с ароматическими соединениями. Галогенирование имидазола протекает легко, в отсутствие катализаторов. Нитрование нитрующей смесью (дымящая азотная кислота не нитрует) приводит к 4(5)-нитроимидазолу, а при сульфировании дымящей серной кислотой получается 4(5)-имидазолсульфокислота. Жесткие условия связаны с промежуточным образованием в результате протонирования катиона, который труднее подвергается действию электрофильных реагентов [c.569]

По илидному механизму может протекать не только водородный обмен, но и другие реакции электрофильного замещения. Так, препаративное значение имеет реакция ацилирования имидазолов по С-2 [346], протекающая при нагревании соответствующих имидазола и ацилхлорида в безводном ацетонитриле в присутствии триэтиламина. Полагают, что образующаяся in situ N-ацилимидазолиевая соль под действием триэтил- [c.178]

Реакциям внутримолекулярного электрофильного замещения сильно благоприятствует энтропийный фактор. Как уже отмечалось, Л -замещениые имидазола не вступают в реакцию азосочетания, поскольку для этого требуется образование Л -аниона. Однако соль диазония, получаемая диазотированием [c.186]

Взаимное положение гетероатомов. Согласно кинетическим данным, имидазол несколько активнее пиразола в реакциях электрофильного замещения, причем это относится как к катиону, так и к нейтральной молекуле. Парциальные факторы скорости для идущего через катион нитрования имидазола и пиразола равны соответственно 3-10 и 2,1-10 ° [211]. Скорости бромирования в воде наиболее активных положений имидазола (С-5) и пиразола (С-4), отражающие, как полагают, поведение нейтральных молекул, относятся как 5 3,8 [382]. Имидазол легче пиразола подвергается полинитрованию и по-либромированию. Однако при использовании качественных оценок следует соблюдать осторожность в выводах. Например, в отличие от пиразола имидазол вступает в реакцию азосочета- [c.204]

Рассмотрите механизм реакций электрофильного замещения у имидазола и напишите следующие уравнения реакций а) бромирования (без катализатора), б) нитрования (нитрующей смесью), в) сульфиро- [c.225]

Одна из. наиболее примечательных особенностей реакций галогенирования имидазолов заключается в том, что положение 2 бромируется в них очень легко это в корне противоречит исключительной устойчивости кольцевого Сг-атома имидазолов в реакциях нитрования и сульфирования. Причины такого различия между реакцией бромирования и реакциями нитрования и сульфирования до сих пор не установлены. Не исключено, что при бромировании электрофильной атаке подвергается нейтральная молекула имидазола, а не имидазолий-катион, как это имеет место при нитровании. Возможно также, что замещение по Сг-атому включает ну клеофильное присоединение брома к М-бромимидазолий-катиону, [c.334]

Легкость реакции. Замещение СН=СН-группы в бензоле гетероатомом 2 усиливает чувствительность углеродных атомов кольца к электрофильной атаке в небольшой степени, если 2 — атом серы, и весьма заметно, если 2 — атом кислорода или ЫН-группа (ср. Стр. 166). Замещение одной СН-группы в бензоле атомом азота уменьшает легкость электрофильной атаки (см. стр. 47) замена двух СН-групп атомами азота уменьшает эту легкость еще больше (стр. 132). Эта дезактивация проявляется при нитровании, сульфировании и реакции Фриделя — Крафтса, которые протекают в сильнокислых средах, т. е. в условиях, когда атом азота большей частью протонизован (или связан в комплекс). Для реакций, протекающих в нейтральной среде, например для галогенирования и меркурирования, эффект дезактивации меньше. Если бы влияние нескольких гетероатомов в одном кольце являлось суммой эффектов отдельных гетероатомов, то пиразол, имидазол, оксазол и изоксазол должны были бы нитроваться и сульфироваться так же легко, как бензол тиазол и изотиазол должны были бы реагировап [c.229]

Пиразолы и имидазолы в нейтральных и щелочных растворах существуют частично в виде анионов (ср. 198, 199) в этих условиях они реагируют с электрофильными агентами так же легко, как фенол, Фенильные заместители и конденсированные бензольные кольца активируются, поэтому обычно нитруются и сульфируются именно они, а не гетерокольцо (см. стр. 239), о галогенирование часто происходит преимущественно в гетерокольце или дает смесь продуктов замещения. [c.230]

Нуклеофильные атаки на NH-гpyппы кольца. Пиразолы, имидазолы, тиазолы и тетразолы ведут себя как слабые кислоты. Они образуют соли металлов (например, с амидом натрия, реактивами Гриньяра), которые сильно гидролизуются водой (или нерастворимы, например производные Ад+) образующиеся анионы очень легко реагируют с электрофильными агентами. Замещение идет у атомов азота кольца или атомов углерода, как указывалось в предыдущих разделах (см. стр. 227). Наличие электроноакцепторных групп может повышать кислотный характер соединения так, 4-нитроимидазолы и 3-галогеноиндазолы растворяются в разбавленном растворе едкого натра. ЫН-Группы в азоло-нах также могут терять протон, образуя анионы, которые вступают в различные реакции (ср. анионы, образующиеся из пири-донов). Анионы реагируют очень легко с электрофильными агентами по атому углерода кольца (стр. 232), атому азота кольца (стр. 244) и по экзоциклическому атому кислорода (стр. 244). [c.237]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология