بسم الله الرحمن الرحيم اليوم إن شاء الله هنبدأ في
محاضرات سلسلة محاضرات في مجال الكيمياء العضوية الحلقية
الحلقية بين المتجانسة heterocyclic chemistry طبعًا
سعداء نحن أن نقدم هذه المحاضرات للعالم و للجامعة
الإسلامية بل للجامعات العربية من خلال الجامعة
الإسلامية
هنعتمد كتابًا لتدريس هذا المساق الذي هو كتاب TR
Gilchrist's heterocyclic chemistry والمراجع الأخرى
كثيرة متوفرة كتب في الـ heterocycle chemistry
أتشيسون جوال أند سميث جوبتا موسعات heterocycle
chemistry متوفرة مجلات، المفروض أن الطلبة يستطيعوا
يرجعوا إليها حسب طبعًا مكتبة كل جامعة، إيش طبيعة
اشتراكها في المجلات، بعض المجلات open access journal
يعني الطالب نفسه ممكن يشوفها من البيت أو من مكتب
الجامعة، بعضها بيستلزم زي الـ journal of
heterocyclic chemistry أو زي الـ heterocycles أن
الجامعة تكون مشتركة في هذه المجلات في كل الأحوال
هنعتمد كثيرًا أن نرجع للمجلات بأكثر من مرة في
النهاية، المجلة هي المصدر الأولي للمعلومات
أنه يبدأ يعرف أن الكتاب في مجال الدراسات العليا لا
يعتمد عليه، الذي يعتمد عليه المجلة في النهاية،
التي هي المصدر الأصلي في معلومة سابقة، المفروض
الطالب لو بيكتب برجع للمجلة القديمة و بيقول بالضبط
كيف كتبت هذه المعلومة ولو بده يوثق شيء معين
بيوثقه من مجلة مش بيوثقه من كتاب، من المصدر الأولي
مش من مصدر ثانوي للمعلومة في كل الأحوال في
الكيمياء العضوية الحلقية هذه ال
الذي بيتعامل معاها بده يعرف كيف بيسميها، ونظام
التسمية هو نظام مشهور في الكيمياء الحلقية، بنسميه
Hantzsch-Widman system of nomenclature طبعًا هذا
النظام لما تم وضعه كانت الكيمياء الحلقية ماشية وكان
في بعض المركبات صارت ماخدة أسماء وأصبحت هذه
الأسماء معروفة عند الناس، معروفة عند العلماء الذين
يتعاملوا فيها، ولذلك قرروا أنهم يعتمدوا هذه الأسماء
بحيث تكون جزءًا من النظام، التسمية نظامها system of
nomenclature وبالتالي لو مثلًا الطالب بتشوف مثل هذا
المركب، بتسميه بهذا الاسم by role، رغم أنه لو بده
يروح على القواعد الاشتقاقية التي بنتعلمها ممكن يسميه
as all لكن لو أي طالب كتب Azole عنه في امتحان
هنعطيه غلط، هذا لا يسمى باسم اجتماعي حسب قواعد
Hantzsch-Widman system لازم نسميه Pyrrole، من المركبات
التي ثبتت كأساس في هذا النظام يجب أن يعرفها كل
متعلم للكيمياء الحلقية، المركبات التي موجودة أمامنا
منها الحلقة الخماسية التي فيها الـ oxygen وفيها
double bonds، unsaturated ring الـ Furan الذي فيها
الـ nitrogen، عفوًا التي فيها الـ oxygen، الفوران الذي
فيه الـ sulfur، الثيوفين، لو كان في عندي ذرتين من
الـ nitrogen في حلقة خماسية، يبدو يكونوا جايين بعض
يعني ماخدين موقع one two يا one three، الـ one two
منهم اسمه Pyrazole والـ one three اسمه Imidazole
الحلقة التي فيها نيتروجينتين، أوكسجين one two five
system يعني جايين على موقع واحد اثنين ثلاثة أربعة
خمسة Furazan، الحلقات السداسية التي اعتمدت كأسماء
في هذا النظام، منها البيريدين الذي فيه نيتروجين واحدة
البيرازين الذي فيه نيتروجنتين على موقع واحد اثنين
لو كانوا على موقع
واحد أربعة نحكي بيرازين، الحلقات عبارة عن fully
unsaturated compounds، الآن لو كان عندي oxygen في
حلقة سداسية بالشكل الذي موجود عندنا هنسميه Pyran
لو كان بعض هذه الحلقات saturated بمعنى ما فيش فيه
double bond، يعني هذا المركب زي هذا لكن بيختلفوا في
وجود أو عدم وجود double bond، فهذا اسمه Pyrrolidine
البيريدين الـ fully saturated اسمه Piperidine لو كان
عندي هذا المركب البيرازين لكن fully saturated
بيكون Piperazine، المركب السداسي الذي فيه أوكسجين نيتروج
ربما مركب مشهور، المورفولين، أحيانًا بيلتقي عندي أكثر
من حلقة من خلال رابطة، هذه الحلقات لو التقت
fused rings ونحن لازم ننتبه أن حلقتين كيف ممكن
يلتقوا إما من خلال رابطة يعني من خلال ذرتين
وبالتالي بنسميهم fused ring زي ما نحن شايفينه من
هذا المكان الذي نلتقوا من خلال هذه الذرة وهذه الذرة
صار بينهم رابطة مشتركة، ممكن يلتقوا فقط من خلال ذرة
واحدة، لو التقوا من خلال ذرة واحدة بنسميهم Spiro
fused compounds يعني على سبيل المثال ممكن يقول هذه
حلقة خماسية التقت هنا مع حلقة سداسية أن هذا الالتقاء
من خلال نقطة واحدة، ودول ما بييلتقوش بشكل planar لا
بييلتقوا بحيث أن هذه الزاوية تكون تترا هيدرال تترا هيدرال
واضح؟ ليش؟ لأن عشان يتم الالتقاء، هالذراع هذه التي
بدو يتم فيها الالتقاء يجب بحد الأقل أن تكون ذراع
الكربون، يعني لا يمكن نلاقي حلقات تكون Spiro فيها
نا أوكسجين ولا نيتروجين، ليش؟ الأوكسجين بيعمل بحد
الأقصى رابطتين، النيتروجين بيعمل ثلاث، فأقل شيء
بدو يكون كربون، الآن طالما الالتقاء هنا بـ carbon إذا
هذه الزاوية هتكون 109.5 بمعنى لو افترضنا أن الحلقة
الثلاثية هذه في مستوى اللوح الحلقة الخماسية هتكون
عمودية على هذه الحلقة، زي ما أخدنا شكل الـ
tetrahedral هذه، ففي عندي أنا fused rings مشتركين
برابطة، في عندي Spiro compounds مشتركين بذرة،
هنتعلم تسمية الـ fused rings وهنتعلم تسمية إن شاء
الله الـ Spiro compounds، الأقل من الـ fused rings
التي ماخدة أسماء أصبحت جزءًا من الـ Hantzsch-Widman
system of nomenclature بمعنى ما بنسميهاش تسمية
اشتقاقية، على سبيل المثال الاندول الذي هو عبارة عن
بنزين مع بيرون، هذا يمكن أن يحصل الاتحاد فيه أو الـ
fusion بهذا الشكل بحيث تكون الـ nitrogen على موقع
اثنين على موقع واحد فبنسميه اندول، أو على موقع
اثنين بنسميه ايزو اندول، كذلك ممكن يكون في عندنا
fusion ما بين البنزين والبيريميدين، الآن الـ nitrogen
واحد بنسمي المركب Quinoline ولو كانت بهذا الشكل
على موقع اثنين حسب المركب Isoquinoline فلو شفنا
مركب زي هذا ما نجيش نطبق عليه قواعد التسمية
الاشتقاقية التي نحن هنتعلمها، يجب أن نحفظ أن هذا
الدول
الآن بعد هيك لو بدنا نبدأ بالـ Systemic
Nomenclature يعني التسمية حسب قواعد الأشياء التي
لم تمر علينا، هلاحظ أن الاسم في الكيمياء الحلقية
بيكون بالمقطعين، مقطع بنسميه الـ prefix الذي بيجي في
المقدمة ومقطع بنسميه الجذر أو الأساس
الآن الـ prefix عادة بيوضح لنا إيش هي الذرات على
الكربون التي موجودة التي بنسميها heteroatoms
ومنها الـ heterocyclic chemistry وطبعًا أشراط الـ
heteroatoms الـ oxygen الـ nitrogen الـ sulfur
بيوضح لي شو هي الـ heteroatoms التي موجودة في الحلقة
كم عددها؟ يعني هل في عندي مثلًا نيتروجين واحدة،
اثنين، ثلاثة، أكسجين واحدة، اثنين؟ و.. وين
موقعها؟ طبعًا لو أنا بدي أحكي عن الـ number of
heteroatoms بدي أعبر عنه بالمصطلحات المعروفة di
و tri و tetra يعني لو عندي اثنين nitrogens بدي
أقول di ثلاثة nitrogens tri أربعة nitrogens
tetra، الـ positions والموقع على الحلقة بعبر عنه
بالأرقام طبعًا، الـ stem بعبر عن شغلة تالية تمامًا
إيش الحلقة التي عندك، الـ ring size هل عندك حلقة
ثلاثية، رباعية، خماسية، سداسية، إلى آخرين زائد درجة
تشبع الحلقة، هل الحلقة التي عندك unsaturated أو
saturated ring واضح؟ الآن، لو بدأنا في الأول بالجزء
الـ prefix والـ heteroatoms الأوكسجين عادةً بنعطيها
اختصار oxa والكبريت عادةً بنعطيها اختصار thia
النيتروجين كضرر مشهور كثير بنعطيها aza عناصر ثانية
نادرة بتمر علينا موجود اختصاراتها مثلًا الفوسفور
phospha السيليكون sila الجرمانيوم germa لكن أشهر
أشهر الذرات التي عادة موجودة الـ oxygen والـ sulfur
والـ nitrogen الآن لو افترضنا أن حلقة انوجد فيها
ثلاث ذرات هدول، انوجد في الحلقة oxygen و sulfur و
nitrogen هدول الثلاث ذرات يجب أن يذكروا بهذا
الترتيب، يعني في البداية بنذكر الـ Oxygen اختصارًا
فحنقول oxa بعدين الـ Sulphur thia بعدين aza يعني
مركب في Oxygen و Sulphur و Nitrogen حنقول عنه
oxa thia aza oxa thia aza وكل ذرة بنعطيها الموقع
تبعها، طبعًا هنيجي مباشرة طب الموقع من وين بدنا نبدأ؟
دائمًا في الحلقة، أي نقطة يجب أن تكون نقطة البداية،
الأولوية لذرة ال oxygen لتكون نقطة البداية، إذا
وجد oxygen مع أي ذرة ثانية أولوية لل oxygen، ما فيش
oxygen الأولوية بالترتيب اللي موجود، يعني لو عندي
sulfur و nitrogen رقم واحد هيكون لمن؟ لـ Sulphur
بعد ما نحدد رقم واحد بدنا نمشي بحيث إنه تكون الـ
hetero atoms ماخدة أقل ما يمكن من الترقيم يعني
بنحط رقم واحد للـ oxygen إذا وجد، ما وجدش طبعًا الـ
sulphur وبعدين بنسعى إنه نمشي على أقل ترقيم ممكن
لو افترضنا ما فيش عندنا إلا نيتروجين أكيد تلات ذرات
نيتروجين هنختار واحدة منهم بحيث لما نتحرك على اللي
بعدها برضه يصير عندنا أقل ترقيم ممكن هذا الكلام إن
شاء الله هنظل نشوفه من خلال أمثلة هذا الجزء الأول
عندنا اللي هو ال prefix الآن لو تلاحظنا بشكل عام ل
الجذر أو أصل الإسم اللي بعبّر عن الحلقة ودرجة
التشبع أو عدم التشبع هلاحظ أن الحلقة الثلاثية غير
المشبع ال unsaturated عادة بنعطيها رمز IRIN لو
كانت saturated مش فيها double bonds IRIN الرباعية
ete لل unsaturated اتان الخماسية all
الثمانية أُسين أُسين أُنين أُنين أسين أسين لحلقة
المكونة من عشر ذرات فواضح جدا إنه بدكم تنتبهوا يا
تورا هل الحلقة اللي عندك مشبعة أو غير مشبعة الآن
هذا الكلام في بعض المناطق بيجي له شوية استثناءات
بسيطة يعني اللي احنا دا وشوفناه الحلقة الثلاثية
العادية غير المشبعة نهايتها إيرين لكن في حالة إن
فيها نيتروجين بيخلوها غير المشبعة إيرين لكن
بيكتبوها بحرف I بدل E بنقول Irene ولذلك لو كان عند
المركب اللي فيه ال nitrogen هلاحظ إنه هنسميه as
Irene بالـ I مش بالـ E بينما لو كان عند المركب اللي
فيه ال oxygen هنسميه Oxirene بالـ E هذا بالنسبة
للمركبات المشبعة يمكن كمان في شغلة اللي لو عندي
حلقة سداسية ما فيش فيها نيتروجين بنهوها بالاسم I N
بدون E لكن لو فيها نيتروجين I N E السباعية اللي
ما فيش فيها نيتروجين A,B لكن لو فيها نرجع الـ A,B
بالـ E ربما تلاحظوا و من خلال استقرائكم لكثير من
المقالات اللي موجودة في المجلات إن هذه المنطقة
منطقة اختلاف بسيط ولذلك كثير من الناس حتى بيكتبوا
و ما بينتبهوش إلها لكن كأصل يجب أن نتعلمه موجود
التغيير الأكثر في الحلقات المشبعة .. في الحلقات
المشبعة لو كانت الحلقات فيها نيتروجين فأنا بدل ما
أسمي الحلقة المشبعة إيرين في الواضح العادي لو فيها
نيتروجين بسميها إيرينيين و بدل ما أسمي إيتين بسمي
إيتينيين و بدل ما أسمي مولين
مثلًا، لاحظوا هذه حلقة سباعية، هذه حلقة سباعية،
ما فيش فيها نيتروجين، وواصلة إلى أقصى ما يمكن من
عدم تشبع ان ساتشوريتل، فبسميها Oxib لأن فيها
أكسوجين، لاحظوا كتبها بدون حرف إيش؟ الـ E كتابة بدون
حرف الـ E لو كان فيها Nitrogen كان راح يحط حرف الـ E
هذا اختلاف بسيط جدا لكن يجب أن ينتبه الطالب له
الآن خلينا ناخذ تطبيق على هذا الكلام مثلًا
هذه الحلقات الثلاثية unsaturated إذا نهايتها إيرين
نهايتها إيرين شو فيها Sulfur إذا نادى ساية إيرين
ولاحظوا إنه كان عندي حرف الـ A لغيتوا لإن الحرف علة
بتلتقي مع الحرف اللي بعده فإذا التقى حرفها علة فإن
أنا لغيت الحرف الأول الآن هذه الحلقة مشبعة ومش
فيها نيتروجين إذا هتاخذ النهاية إيرين لاحظوا مرة
ثانية الآن إنه كان أجزائيرين فلقيت حرف ال a
أجزائيرين الآن هذه حلقة رباعية غير مشبعة شونها
تبعتها إيه؟ وشو فيها؟ أزة ولا داي أزة؟ داي أز Dia
زائد بلغ حرف ال E ال A بتزيد ب Diazid و بتحط
المواقع واحد اتنين تلاتة اتنين اتنين و تلاتة Diazid
المركب اللي بعده حلقة رباعية لكن فيها نيتروجين
الرباعية اللي فيها نيتروجين مباشرة من ذكر رباعية
رباعية فيها نيتروجين
أو نيتروجين رباعية فيها نيتروجين و مش فيها اتدين
الآن فيها أكسوجين و نيتروجين هنذكر من في الأول ال
أكسوجين و هنبدأ من عند ال أكسوجين بمعنى إن الترقيم
هنا واحد اتنين تلاتة أربعة إذا هنا هيصير one two
ox azetidine
هتكون أولين لأنه غير المشبعة ال unstaturated all
المشبعة أولين الآن فيها كم أكسوجين؟ نتين أقزا و
أقزا؟ تري أقزا أكيد one, two, three, four, five,
one, three, five أقز أولين الآن هذه حلقة فيها تلات
ذرات نيتروجين سداسية غير مشبعة إذا نهايتها E I N E
فيها تلاتة نيتروجين تريازين أقل ترقيم هو هذا
الترقيم واحد اتنين تلاتة أربعة خمسة ستة فصار
المركب one two four التريازين اللي بعده سباعية مشبعة
APM فيها سالفة فيا APM ثمانية OC و فيها نيتروجين
SOC كل هذه تقريبا أمثلة
واضحت إن كيف بنذكر أسماء الـ hetero atoms، كيف بنحط
المواقع hetero atoms، كيف بندخل في اسم الحلقة،
حجم الحلقة، هل هي saturated، هل هي unsaturated
ربما بفيد إننا نحاول نثر الأمر بمزيد من الأمثلة،
يعني لو بدنا نطلب بالترتيب، إنكم تحاولوا
تساعدونا، هذا المركب
تيرين وإيش موجود فيها؟ أكس تيرين أكس تيرين لغنم و
حافل إيه؟ اللي باعتها ثلاثية أول شي الحلقة نبدأ
باسم من ورق لقدام من الخلف للأمام ثلاثية مشبعة
حلقة ثلاثية مشبعة فيها نيتروجين، هتصير إيريدين، و
أز، أس، أز إيريدين
هتحول من ات الى اتدين اتدين اتدين اتدين وفيها أقز
أز إذا هذا أقز أز اتدين والموقع ال أقز أو ال أز
من التدريج امشي
الفورمي خلاله تسمية كيمياء عضوية عادية
لحد الآن واضحة هذه الأمثلة؟ طيب، لو أتينا على
المثال التالي حلقة رباعية، رباعية فيها نيتروجين،
إيتان، unsaturated، إذا نقيتها؟ eat، eat، eat، eat،
eat، eat، eat، eat، eat، eat، eat، eat، eat، eat،
eat، eat، eat، eat، eat، eat، diazid ومواقعهم أكيد
واحد اتنين تلاتة أربعة لأ هم ماشيين هنا واحد اتنين
تلاتة عشان نخرج المجموع أقل ترقيمة تصير اتنين
اتنين سيانو اتنين
سيانو اتنين سيانو اتنين سيانو اتنين سيانو اتنين
سيانو اتنين سيانو اتأخر مركب في هذا ال slide حلقة
رباعية حلقة رباعية مشبعة ولا غير مشبعة مشبعة إذا
إيتين هتفكر إيتين أو إيتدين إيتدين فيها انسان إيتدين
إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين
إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيتدين إيت
Hydroxyl and Methyl مجموعات الهيدروكسيل والميثيل عادة
كيف نسميها الهيدروكسيل والميثيل الهيدروكسيل الهيدروكسيل
الهيدروكسيل الهيدروكسيل الهيدروكسيل الهيدروكسيل الهيدروكسيل
الهيدروكسيل الهيدروكسيل
الهيدروكسيل الهيدروكسيل الهيدروكسيل الهيدروكسيل الهيدروكسيل
الهيدروكسيل YX3 مثل Y3XZTD لاحظوا الاسم يبدو كبير لكن
لما احنا بنجي له بشكل اشتقاقي هادر بنقدر نكتبه أهم
شيء نبدأ فيه بالتدريج يعني عمره ما حد بدأ يسمي
مركب من هذه المقطع مش ممكن لازم المركب لما أبدأ
أسميه أسميه من الآخر زي لما بنسمي مركب مثلًا حلقة
سباعية أو حتى سلسلة سباعية لازم أبدأ أقول إنه
هبتين وبعدين بعد ما أقول هبتين بتحط الأرقام وبرجع
برجع فيه الإسم هنا أول شيء لازمنا نحدده
هل الحلقة اللي عندي مشبعة أو غير مشبعة بهذا الشكل
بنبدأ التسمية الآن عندنا أمثلة أكثر بالتأكيد مش
هنحل كل الأمثلة ممكن نحل مثالين منهم وانتوا في
البيت بتتدربوا أكثر إنكم تحلوا مزيد من الأمثلة
هنجرب نحل مثلًا هذا المثال
نبدأ بنفس المنطق، إيش أول سؤال بنسأله؟ حلقة خماسية
مشبعة، fully unsaturated، إذا هذا المركب all، هذا
المركب all، إيش النموات اللي فيه؟ ال nitrogen
وال sulfur، من اللي يسبق بالذكر؟ ال nitrogen، ثاية،
دايازون، ثاية عندي منها واحد، والأزال nitrogen؟
إتنين إذا هذا عبارة عن فيا دايازول صار هذا فيا
دايازول الآن هدولة تلت ذرات الـ فيا ذرة وال
nitrogen إتنين إذا يجب أن يظهر أرقامه شو أرقامه؟
من وين بدأ أرقم؟ من عند .. طبعا الـ sulfur ال
sulfur إله أولوية واحد إتنين تلت أربعة و 1 2 3 4
لاحظوا الـ hetero atoms من الجهتين بيجوا بعد الـ 1
3 4 3 4 لكن أكيد الترقيم منها بيخلّين الـ acetyl
تصير على موقع إتنين أنا ما اهتمت بموقع الـ acetyl إلا
بعد ما تأكدت أن الـ hetero atoms نفس الشيء واضح؟
يعني ما حدش يبدأ يفكر بالـ substituents قبل ما يكون
فكر بترقيم الـ hetero atoms
3,4-thiadiazole بتفهم الواحد لأ زرّت السلفر وتلاتة
وأربعة تلاتة وأربعة تلاتة وأربعة تلاتة وأربعة
تلاتة وأربعة تلاتة وأربعة تلاتة وأربعة تلاتة و
أربعة تلاتة وأربعة تلاتة تلاتة تلاتة تلاتة تلاتة
تلاتة تلاتة تلاتة تلاتة تلاتة تلاتة تلاتة تلاتة
تلاتة تلاتة تلاتة
تجرب تشوف هذا المركب الآن هذا المركب حلقة
سوداسية غير مشبعة، unsaturated، إذا نهايته E وعنا
أربع ذرات نيتروجين، فهتكون تترازين، تترازين، تترا
يعني أباعي، تترازين
حنبلش العد من الـ nitrogen اللي على اليمين، واحد،
إتنين، تلاتة، هيك لاحظوا هنا عند واحد، إتنين،
تلاتة، أربعة، خمسة، واحد، إتنين، تلاتة مشترك
وخمسة، one, two, three, five طب لو عديتك one, two,
three, five one, two, three, five، one, two,
three, five لكن هذا العد من هنا one, two, three,
five
one, two, three, four, five one, two, three, five
تترازين تترازين واشعلي على الأمر أربعة four F
four F واضح؟ الآن بأمن أنه بإمكانكم بهدوء تسموا
المركبات الثانية و تسلموها كواجب إن شاء الله
المحاضرة القادمة هذه المركبات بتجيبوها نسميها بشكل
صحيح وراقب
بمر معنى
هذا المركب لو طلبنا منكم إنكم تسموه حسب القواعد
المتعارف عليها هتسموه oxazole وهتيجوا تحددوا موقع
الـ oxygen الواحد وموقع الـ nitrogen التلاتة بمعنى
لو إحنا بس أعطيناكم القواعد وقلنا لكم سموا هذا
المركب حقيقة هتسموا هذا one three oxazole ولو هذا
بتكونوا تطلعوا عليها تسموها one two oxazole بالأهم
هدولة أخذوا أسماء شهرة واعتمدت ضمن نظام التسمية ال
one three oxazole بتسمي oxazole وتفرق one three
ضمنًا لا تتكرر فإذا قلنا oxazole معنا ذلك هذا
المركب الـ one three والـ one two oxazole بنعطيه
اسم isoxazole فإذا قلنا isoxazole هو مركب الـ 1,2
وإذا قلنا oxazole هو مركب الـ 1,3 ومثله تمامًا
مركب الكدرين يعني لو بدأنا الأكسوجين بكدرين هذا
بيقوله thiazole وهذا بيقوله isothiazone وما
بنستعمل أرقام في هدول المركبات تحديدا يعني هذه
المركبات تعتبر استثناء عن قاعدة الترقيم تصبح
جزء من نظام التسمية تُذكر بالشكل اللي موجود عندها
الآن في كل الأمثلة السابقة هتلاحظوا أنه إحنا
تراوحنا في المركبات ما بين مركب fully
unsaturated يعني غير مشبع بشكل كامل ومركب مشبع
بشكل كامل طب يا ترى لو بدنا نتعامل مع مركبات بين
بين كيف بدنا نتعامل مع هذه المركبات هذا اللي يعني
إن شاء الله بأمل إنه في لقاء قادم