Реакции электрофильного замещения
Реакции окисления
Тиофен окисляется с большим трудом, а пиррол и фуран – довольно легко, с сохранением циклической системы.
Пятичленные гетероциклы вступают в реакции электрофильного замещения. К ним относятся реакции нитрования, сульфирования, галогенирования, ацилирования и алкилирования.
Для пятичленных гетероциклов они протекают в более мягких условиях, чем для бензола, так как пиррол, фуран и тиофен являются электроноизбыточными системами, что способствует электрофильному замещению. В связи с повышенной чувствительностью пятичленных гетероароматических соединений к сильным кислотам для реакции электрофильного замещения применяют модифицированные электрофильные реагенты, при использовании которых исключается кислая среда. С использованием таких реагентов реакции с пятичленными гетероциклами протекают в мягких условиях и с хорошими выходами. Реакции замещения идут в положение 2 (5) цикла.
Атака в положение 2:
Атака в положение 3:
В первом случае σ-комплекс более стабилен (3 резонансные структуры), во втором случае менее стабилен (2 резонансные структуры).
Рассмотрим реакции электрофильного замещения отдельно для каждого гетероцикла.
Электрофильное замещение в тиофене и его гомологах.
1) Хлорирование тиофена производится хлористым сульфурилом:
2) Сульфирование. Сульфируется тиофен 96%-ной серной кислотой с образованием 2-тиофенсульфокислоты:
3) Нитрование осуществляется ацетилнитратом
Ацетилнитрат может быть получен при взаимодействии азотной кислоты или медных солей с уксусным ангидридом.
4) Ацилирование. Тиофен легко ацилируется
5) Формилирование проводят диметилформамидом в присутствии POCl3