Методические указания c органической химии для студентов II курса специальности „Фармация”
Производные карбонатной кислоты. Сульфокислоты. Получение индивидуальных задач по синтезу и анализу органических соединений.
Цель:
сформировать знание о строении, номенклатуре, методах добывания, химические свойства и практическое значение производных карбонатной кислот, сульфокислот.
Практические привычки:
овладеть методиками проведения характерных реакций и реакций идентификации производных карбонатной кислоты.
Программа самоподготовки студентов.
1. Хлорангидриди карбонатной кислоты (хлормурашина кислота, фосген), эфиры (уретаны), амиды (карбаминова кислота, карбамид).
4. Свойства карбамида (мочевины): гидролиз, образование солей, алкилювання, ацилювання (уреїди, уреїдокислоти), взаимодействие с нитритною кислотой и гипобромитами, отношение к нагреванию.
5. Биурет. Биуретова реакция и ее значение. Уреїди. Уреїдокислоти.
6. Гуанидин, основные свойства. Гуанидиновий фрагмент в биологически активных соединениях (аргинин, стрептомицин).
7. Номенклатура и способы получения алкан- и аренсульфокислот. Сульфуючи реагенты. Прямое и косвенное сульфування.
8. Химические свойства алкан- и аренсульфокислот.
9. Хлорангидриди сульфокислот как исходные продукты в синтезе производных сульфокислот – сложных эфиров, амидов, гидразидив и уоеїдив.
10. Аренсульфамиди. Хлорпохидни амидов и алкилуреїди аренсульфокислот.
Сульфанилова кислота как структурный элемент химико-терапевтических средств. Сульфаниламидные препараты.
11. Идентификация сульфокислот и их производных. Отдельные представители и их применение.
О с н о в н и п о н я т т я:
Биурет Уреїдокислота
Биуретова реакция Уретан
Уреїд
Десульфування Мерсоляти
Сульфування Сульфонати
Сульфоноли Тозилати
Ситуационные задачи.
1. Разместите в ряд за уменьшением основности следующие соединения:
2. При взаимодействии фосгена со спиртами, в зависимости от условий, могут быть получены продукты моно- и дизамищення. Допишите схемы реакций и назовите конечные продукты:
3. Медицинский препарат мепробамат (транквилизатор) относится за химическим строением к эфирам карбаминової кислоты – уретанам:
Предложите способ его получения. Назовите исходные продукты синтеза препарата.
4. Напишите структурные формулы следующих соединений: 1) хлорвугильна кислота; 2) фосген; 3) моноетилкарбонат; 4) диетиловий эфир угольной кислоты; 5) карбаминова кислота; 6) карбамид; 7) гуанидин.
5. Напишите схему получения продукта, который образовывается при взаимодействии СО с хлором на светлые. Приведите схемы реакций полученного продукта со следующими реагентами: 1) екевимолярною количеством етанолу; 2) излишком етанолу; 3) излишком аммиака; 4) водой. Назовите продукты.
6. Напишите схему реакции взаимодействия метилового эфира хлорвугильної кислоты с еквимолярною количеством аммиака и назовите полученные продукты. Какие соединения называют уретанами?
7. напишите схему промышленного получения мочевины.
8. Какой атом в молекуле мочевины является основным центром и протонується в реакции солеутворення.
9. Напишите схемы получения мочевины нитрата и оксалата.
10. Приведите схемы реакций, которые подтверждают нуклеофильни свойства мочевины. Назовите продукты.
11. Какие соединения называют уреїдами? Приведите пример уреїдокислоти и циклического уреїду.
12. Напишите схему синтеза врачебного препарата снотворного действия – бромизовалу ( уреїд ?-бромизовалер’янової кислоты), исходя из ?-бромизовалер’янової кислоты.
13. Напишите структурные формулы следующих соединений: 1) метансульфокислота; 2) п-толуолсульфокислота; 3) бензолсульфокислота; 4) натрия пропансульфонат; 5) 1, 3-бензолдисульфокислота; 6) бензолсульфонилхлорид; 7) етилпропансульфонат; 8) метил-п-толуолсульфонат; 9) пропиловий ефирбензолсульфокисолоти; 10) о-толуолсульфонамид; 11) N,N-диметилсульфонамид; 12) натриевая 1-соль бутансульфонової кислоты.
14. Приведите схемы получения 1) етансульфонової кислоты с соответствующего галогенпохидного углевода и натрия сульфита; 2) натрия пропансульфонату из насыщенного углевода; 3) метансульфонової кислоты из соответствующего меркаптана.
15. Напишите схемы реакции сульфоокиснення и сульфохлорування н-бутану. К какому типу реакций они относятся? Приведите механизм реакции сульфування. Назовите продукты реакций.
16. Приведите механизм и схему реакции сульфування бензола. Назовите продукты
17. Предложите схему синтеза антисептического препарата хлорамина Б (натрия N-хлорбензолсульфонамид), исходя из бензола и хлорсульфонової кислоты.
18. Какую реакцию называют десульфуванням? Как можно получить бензол с бензолсульфокислоти? Объясните, чему в отличие от бензолсульфокислоти п-толуолсульфокислота десульфується легче, а п-бромбензолсульфокислота – тяжелее?
Практикум
Опыт 1. Качественные реакции на мочевину.
Реактивы: мочевина; HNO3 (конц.); 0,5 н. раствор NaNO2; известковая вода; 10%-ий раствор NaOH; 2%-ий раствор CuSO4; 2 н. раствор амониаку.
Оборудование и материалы: пробирки, универсальная лакмусовая бумажка.
Методика выполнения. а) растворимость мочевины и ее нитрата в воде. В пробирку до 3-4 мл концентрированного раствора мочевины прибавляют небольшое количество концентрированной нитратной кислоты. При этом происходит разогревание смеси. При охлаждении реакционной смеси выпадает у осадок тяжело растворимая в воде соль – нитрат мочевины. На какие свойства указывает данная реакция? Напишите уравнение реакции.
б) расписание мочевины нитратной кислотой. К образованным кристаллам нитрата мочевины, пидкислених нитратной кислотой, прибавляют 2 капле 3%-ного раствора NaNO2. При стряхивании начинается бурное выделение пузырьков газа. Расписание аминогрупи под влиянием нитратной кислоты с выделением азота – один из примеров реакции дезаминування. Написать уравнение соответствующих реакций.
в) гидролиз мочевины. 0,5-1 г мочевины помещают в пробирку и растворяют в 4-5 мл воды. К раствору прибавляют известковую или баритовую воду и нагревают на водном куполе. Через 15-20 минут наблюдают образование нерастворимого белого осадка кальций или барий карбоната, а пары, которые выделяются, имеют характерный запах амониаку. Как это экспериментально подтвердить? Написать схему гидролиза мочевины и реакцию взаимодействия продукта гидролиза с барий гидроксидом.
г) расписание мочевины при нагревании. Образование биурету и цианурової кислоты. В пробирке осторожно нагревают 0,5 г сухой мочевины. При этом сначала происходит бушующее выделение амониаку (что легко взнати за характерным запахом или посинением лакмусовой бумажки) и затвердение расплавленной массы. Нагревания прекращают после того, как расплавленная масса снова заотвердевает. Пробирку охлаждают, прибавляют 3-4 мл воды, и продукт реакции растворяют при медленном нагревании. К полученному раствору прибавляют 1-2 мл 10%-ного раствора NaOH и 1-2 капле 2%-ного раствора медного купороса и встряхивают. Раствор окрашивается в характерный ярко-фиолетовый цвет вследствие образования комплексного медного соединения биурету (биуретова реакция.
Напишите уравнение соответствующих реакций.
При образовании биурету молекула NH3 откалывается от двух молекул мочевины. Отсюда и название “биурет”. Биуретова реакция – одна из цветных реакций на белок и полипептиди.
К остатку осадка цианурової кислоты, которые образовывается в процессе реакции, прибавляют 2-3 капле 2 н. раствора амониаку, энергично встряхивают и прибавляют 1 каплю 2%-ного раствора купрум(ИИ) сульфата. Образовывается сиреневый осадок комплексной соли купруму цианурової кислоты.
Образование цианурової кислоты с трех молекул мочевины можно представить таким образом:
Цианурова и изоцианурова кислоты – две таутомерни формы.
Контрольные вопросы:
1. Чему реакция солеутворення мочевины происходит только с одним эквивалентом нитратной кислоты?
2. С помощью каких химических реакций идентифицируют продукты гидролиза мочевины? Напишите уравнение соответствующих реакций.
3. Напишите схему взаимодействия мочевины с нитритною кислотой. Чему данную реакцию используют для количественного выявления мочевины (метод Слейка)?
4. Какое практическое применение взаимодействия мочевины с калий гипобромитом?
5. Какие химические реакции происходят при нагревании мочевины?
6. Напишите схему образования комплексной соли биурету с йонами купрум(ИИ).
Студент должен знать:
– способы получения, физическое и химическое свойства важнейших функциональных карбоновых кислот.
Студент должен уметь:
– проводить реакции, которые характеризуть химические свойства важнейших функциональных карбоновых кислот;
– идентифицировать галогенангидриди, ангидриды, амиды, гидразиди, нитрилы карбоновых кислот, гидроксамови кислоты, естери с помощью качественных реакций и физических методов анализа.
Список рекомендованной литературы: 1. В.П. Черных, Б.С. Зименковський, И.С. Грищенко. Органическая химия. В 3-х ч. Харьков “Основа”, 1986. Ч. 2. С. 422-432, 454-461. 2. Ю.О. Ластухин, С.А. Воронов. Органическая химия. Львов “Центр Европы”, 2000. С. 457-479. 3. Б.Н. Степаненко. Курс органической химии. В 2-х. ч. М.: Высш. Шк., 1981. Ч. 1. С. 396-404. 4. А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Трощенко. Органическая химия. Г.: Высш. шк., 1981, С. 252-258. 5. Тексты лекций.
Методическое указание составил: к.х. н., доц. Загричук Г.Я.
асист. Демид А.Е.
Утверждено на заседании кафедры
“___” ___________ 200__ г. Протокол № _____
Пересмотрено на заседании кафедры
“___” ___________ 200__ г. Протокол № _____
