ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ ЗАНЯТТЯ №18 (6 год.)
Тема 25. П’ятичленні гетероцикли з двома гетероатомами (піразол, імідазол, тіазол, оксазол, ізоксазол). Малий практикум.
Мета заняття:
Засвоїти:
– будову, класифікацію, номенклатуру, ізомерію, методи добування та хімічні властивості п’ятичленних гетероциклічних сполук з двома гетероатомами.
Практичні навички:
Вміти:
– лабораторними методами проводити ідентифікацію похідних п’ятичленних гетероциклічних сполук з двома гетероатомами.
Хід заняття:
1. Контроль виконання домашнього завдання.
2. Виконання практичних дослідів.
3. Контроль вхідного рівня знань.
4. Розв’язування навчальних вправ та контроль за їх виконанням.
5. Визначення вихідного рівня знань.
Програма самопідготовки студентів.
1. Номенклатура і способи одержання піразолу, імідазолу, тіазолу, оксазолу та ізооксазолу.
2. Ароматичність п’ятичленних гетероциклів з двома гетероатомами.
3. Фізичні і хімічні властивості піразолу, імідазолу і тіазолу:
- амфотерність і азольна таутомерія діазолів;
- основність і нуклеофільність;
- взаємодія з електрофільними реагентами;
- відновлення та окиснення.
4. Піразолон -5: одеожання, таутомерні перетворення (СН2-, ОН-, NH- форми), хімічні властивості, похідні.
5. Бензімідазол: одержання, таутомерія, хімічні властивості,
похідні.
6. 2-Амінотіазол: одержання, хімічні властивості, похідні.
7. Оксазол і ізоксазол: одержання, хімічні властивості.
8. Окремі представники, застосування.
Домашнє завдання: 1, 2, 3, 4, 7, 14, 15.
Ситуаційні завдання
1. Напишіть структурні формули таких сполук: 1) 1,2-діазолу; 2) 1,3-тіазолу; 3) 1,2-оксазолу; 4) 4-амінопіразолу; 5) 2,4-диметилтіазолу; 6) 5(6)-нітробензімідазолу; 7) тіазолію хлориду; 8) 2-аміно-4-метилтіазолу; 9) імідазол-4-сульфокислоти; 10) 2,3-диметил-1-фенілпіразолону-5; 11) 4-нітрозоантипірину; 12) 2,5-діетилоксазолу; 13) 3,5-диметилізоксазолу.
2. Назвіть наведені сполуки:
3. Укажіть, які із зазначених гетероциклічних сполук мають ароматичність: 1) піразол; 2) бензімідазол; 3) тіазол; 4) піразолідин; 5) оксазол; 6) 2-піразолін; 7) тіазолідин; 8) ізоксазол. Визначте тип гібридизації гетероатомів у молекулах.
4. Дайте визначення поняттю «азоли». Охарактеризуйте електронну будову піразолу, імідазолу, тіазолу, оксазолу й ізоксазолу.
5. Поясніть, як впливає на хімічні властивості атом нітрогену піридинового типу в молекулах піразолу й імідазолу порівняно з піролом.
6. Наведіть схеми азольної таутомерії 3-метилпіразолу, 5-метилімідазолу і вкажіть рівноцінні положення в циклах.
7. Напишіть схеми реакцій, що підтверджують амфотерний характер піразолу й імідазолу.
8. Напишіть рівняння можливих реакцій піразолу й імідазолу з такими реагентами: 1) НС1; 2) КОН; 3) СН3І; 4) СН3СОС1; 5) конц. НNО3; 6) конц. Н2SО4 • SО3 (олеум); 7) Вг2 (Н2О); 8) С12; 9) 2Н (С2Н5ОН + Nа); 10) 2Н2 (Рt); 11) 2Н2О2. Назвіть продукти.
9. Наведіть схему таутомерних перетворень піразолону-5 (СН2-,ОН-, НН-форми).
10. Напишіть схеми послідовних перетворень, що дозволяють, виходячи з ацетооцтового естеру і фенілгідразину, здійснити синтез антипірину й амідопірину.
11. Зобразіть структурні формули і вкажіть хімічні назви лікарських препаратів — похідних піразолону-5 (антипірину, амідопірину, анальгіну). Напишіть схеми реакцій, що дозволяють відрізнити ці препарати один від одного.
12. Наведіть схему ферментативного декарбоксилування гістидину [а-аміно- 3-(імідазоліл-4)-пропіонової кислоти]. Назвіть продукт і вкажіть його значення в обмінних процесах організму.
13. Напишіть рівняння реакцій, які дозволяють здійснити такі хімічні перетворення:
14.Запропонуйте схему синтезу бензімідазолу з о-фенілендіаміну і відповідної карбонової кислоти.
15. Напишіть схеми взаємодії бензімідазолу з такими реагентами: 1) НС1; 2) NаОН; 3) СН3І; 4) конц. НNO3; 5) конц. Н2SО4; Назвіть продукти.
16. Порівняйте кислотні й основні властивості імідазолу і бензімідазолу. Відповідь поясніть. Наведіть схему таутомерних перетворень бензімідазолу.
17. Наведіть схему синтезу тіазолу з хлороцтового альдегіду і тіоформаміду. В яких таутомерних формах взаємодіють вихідні сполуки в умовах синтезу Ганча?Напишіть схеми реакцій 4-метилтіазолу з такими реагентами: 1)НС1; 2)СН3І; 3)NaNН2,ґ; 4) конц. НNО3,; 5) СН3СОООН. Назвіть продукти.
18. Наведіть схему одержання 2-амінотіазолу (синтез Ганча). Напишіть схеми взаємодії 2-амінотіазолу з такими реагентами: 1) НС1; 2) С2Н5І; 3) СН3СОС1; 4) С6Н5СОН. Назвіть продукти.
19. Наведіть схеми одержання: 1) оксазолу — циклодегідратацією α-ацетиламінопропанону в присутності мінеральних кислот; 2) ізоксазолу — реакцією 1,3-дикарбонільних сполук з гідроксиламіном.
Практична частина.
Робота 1. Якісні реакції на антипірин.
Реактиви: антипірин, 1% р-н FeCl3, 10% NaNO2, H2SO4 розв.
Методика виконання. А. У пробірці в 4 краплях води розчинити декілька кристалів антипірину. До отриманого розчину додати 1 краплю 1 %-ного розчину феруму (III) хлориду. Що спостерігаєте?
Утворюється комплексна сполука — феропірину:
Б. У пробірці в 4 краплях води розчинити декілька кристалів антипірину. До отриманого розчину додати 1 краплю 10 %-ного розчину натрію нітриту і 3 краплі розведеної сульфатної кислоти. Що спостерігаєте? Напишіть відповідне рівняння реакції.
:
Робота 2. Якісні реакції на амідопірин.
Реактиви: амідопірин, 1% р-н FeCl3, HCl розв., р-н К3[Fе(СN)6].
Методика виконання. А. У пробірці в 4 краплях води розчинити декілька кристалів амідопірину. До отриманого розчину додають 1 краплю 1 %-ного розчину феруму (III) хлориду. З’являється синє, швидко зникаюче забарвлення. У пробірку додати ще 3 краплі 1 %-вого розчину феруму (III) хлориду. Утворюється пластівчастий коричневий осад. При подальшому підкисленні вмісту пробірки 2 краплями розведеної хлоридної кислоти осад розчиняється, а розчин набуває незникаючого інтенсивного синьо-фіолетового забарвлення (відмінна реакція амідопірину від анальгіну):
Б. У пробірці в 4 краплях води розчинити декілька кристалів амідопірину. До отриманого розчину додати 10 крапель свіжоприготовленого розчину калію гексаціаноферату (III) К3[Fе(СN)6] й 1 краплю 1 %-вого розчину феруму (III) хлориду. Що спостерігаєте?
(відмінна реакція амідопірину від антипірину)
Робота 3. Якісні реакції на анальгін.
Реактиви: анальгін, 1% р-н FeCl3, HCl 10% р-н.
Методика виконання. А. У пробірці в 4 краплях води розчинити де кілька кристалів анальгіну і додають 1 краплю 1 %-ного розчину феруму (III) хлориду. Спостерігають появу темно-синього забарвлення, що переходить у темно-зелене, а потім у жовте.
Б. У пробірку внести декілька кристалів анальгіну, 5 крапель води і 4 краплі 10 %-ного розчину хлоридної кислоти. Вміст пробірки нагріти впродовж 2 хв на водяній бані. Що відчуваєте? Як доказати утворення продуктів реакції розкладу анальгіну? Напишіть відповідні рівняння реакцій.
Студент повинен знати:
– будову, класифікацію, номенклатуру, ізомерію, методи добування та хімічні властивості п’ятичленних гетероциклічних сполук з двома гетероатомами.
Студент повинен вміти:
– проводити ідентифікацію анальгіну, амідопірину, антипірину.
Список рекомендованої літератури:
Основна:
1. Черних В.П., Зіменковський Б.С., Гриценко І.С. Органічна хімія /За заг. ред. В.П. Черних. – 2-ге вид., випр. і доп. – X: Вид-во НФаУ; Оригінал, 2008. – 752 с.
2. Ю.О. Ластухін, С.А. Воронов. Органічна хімія. – Львів “Центр Європи”, 2006. – 864 с. 3. В.П.Черних, I.С.Гриценко, М.О.Лозинський, З.І.Коваленко Загальний практикум з органічної хімії: Навч. посіб. для студ. ВНЗ III -IV рівнів акредитації /Під загальн. ред. В.П.Черних. – X.: Вид-во НФаУ; Золоті сторінки, 2003. – 592 с.
4. В.Л. Белобородов, С.Е. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина. Органическая химия. – Москва «Дрофа», 2003. – 639 с.
5. Н.Н. Артемьева, В.Л. Белобородов, С.Е. Зурабян, А.А.Кост, А.П.Лузин, В.Е. Ручкин, И.А.Селиванова, Н.А. Тюкавкина Руководство к лабораторным занятиям по органической химии. – Москва «Дрофа», 2002. – 384 с.
6. Матеріали підготовки до лекцій та тексти лекцій http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/index.php?&path=pharma_2/classes_stud/uk/pharm/prov_pharm/ptn/%CE%F0%E3%E0%ED%B3%F7%ED%E0%20%F5%B3%EC%B3%FF/2%20%EA%F3%F0%F1/
Додаткова:
1. Березин Б. Д. Курс современной органической химии. – М.: Высшая школа, 2003.–768 с.
2. Робертс Дж., Касерио М. Основы органической химии: В 2 кн. /Пер. с англ. /Под ред. А.Н. Несмеянова. – М.: Мир. 1968.
3. Марч Дж. Органическая химия: В 4 т. – М.: Мир, 1987,
4. Гауптман З., Грефе Ю., Ремане Х. Органическая химия. – М.: Химия, 1979. – 832 с.
5. Шабаров Ю.С. Органическая химия: В 2 кн. – М.: Химия, 1996. – 847 с.
6. Физер Л., Физер М. Органическая химия: В 2 кн. – М.: Химия, 1969.
7. Найдан В.М. Органічна хімія (Малий лабораторний практикум). – Київ, 1994. – 336 с.
8. Некрасов В.В. Руководство к малому практикуму по органической химии. – М.: Химия, 1964.
9. Голодников Г.В., Мандельштам Т.В. Практикум по органическому синтезу. – Издательство ЛГУ имени А.А. Жданова, 1976.
Методичну вказівку склали: к. х. н., доц. Г.Я. Загричук
к.х.н. А.Є.Демид
Затверджено на засіданні кафедри
“___” ___________ 200__ р. Протокол № _____
Переглянуто на засіданні кафедри
“___” ___________ 200__ р. Протокол № _____
