Кислотно-основні властивості гетероциклів

Кислотні та основні властивості гетероциклічних сполук зумо­влені електронною будовою гетероатомів.

У молекулі піролу неподілена пара електронів гетероатома, яка розміщена на негібридній p -орбіталі, бере участь в утворенні π-електронної ароматичної системи. Тому пірольний атом азоту не здатний приєднувати протон, тобто не може бути центром основності. З цієї ж причини не виявляють основні властивості фуран і тіофен.

Поряд з цим, участь пірольного атома азоту в спряженні сприяє поляризації зв'язку N—H і тим самим збільшує рухливість атома водню, що приводить до виявлення у піролу властивостей слабкої NH-кислоти. При дії лужних металів і сильних основ (NaOH, NaNH₂) відбувається заміщення атома водню при пірольному атомі азоту на метал:

При атомі азоту піридинового типу неподілена пара електронів знаходиться на sp²- гібридній орбіталі та не бере участі в утворенні ароматичного секстету. За рахунок цієї електронної пари азот піри­динового типу здатний приєднувати протон, тобто виявляти основні властивості.

Таким чином, кислотні властивості азотвмісних ароматичних гетероциклів зумовлені наявністю в їх структурі атома азоту пірольного типу, а основні — атома азоту піридинового типу.

Гетероциклічні сполуки, що містять у своєму складі атоми азоту пірольного та піридинового типів, виявляють амфотерні властивості (піразол, імідазол, пурин та ін.).