10.2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОЕНИЯ И РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ

Трех- и четырехчленные циклы испытывают угловое напряжение, что обусловливает легкость их раскрытия под влиянием электрофильных и нуклеофильных реагентов. Этому способствуют наличие неподеленных пар электронов (основность) гетероатомов и полярность связей гетероатомов с атомами углерода:

Реакции такого рода подвержены бифункциональному катализу.

Химическое поведение насыщенных пяти-, шестичленных и более циклов мало чем отличается от поведения родственных соединений алициклического ряда.

Особое место занимают так называемые ароматические гетерециклы, в которых гетероатом включен в ароматическую систему сопряжения. При этом для обеспечения сопряжения он может отдавать неподеленную пару электронов:

или один -электрон

Явление сопряжения существенно изменяет физические и химические свойства гетероциклического соединения. Так, вследствие сопряжения дипольный момент фурана значительно меньше, чем родственного ему тетрагидрофурана против В химическом отношении ароматические гетероциклы подобны бензолу и более склонны к реакциям замещения, а не присоединения. Вместе с тем благодаря наличию гетероатомов они имеют некоторую специфику. В частности, вследствие высокой электроотрицательности атомов О, S, N равномерность распределения электронной плотности в кольце нарушается, а связи «гетероатом углерод» и молекула в целом поляризуются.

Включение неподеленных пар электронов в систему сопряжения резко уменьшает основность молекулы, а выведение этих пар из сопряжения с помощью кислот нарушает ароматичность системы и делает ее более реакционноспособной.

Накопление в цикле гетероатомов в силу их электроотрицательности приводит к понижению подвижности неподеленных пар электронов, что влияет на степень сопряжения и кислотно-основные свойства вещества.