Методические указания с органической химии для студентов II курса специальности „Фармация”
Пятичленные гетероциклические соединения с двумя гетероатомами.
ЦЕЛЬ: сформировать знание о строении, классификации, номенклатуре, изомерию, методы добывания и химические свойства гетероциклических соединений соединения с двумя гетероатомами.
Основные теоретические вопросы
1. Номенклатура и способы получения пиразолу, имидазолу, тиазолу, оксазолу и изооксазолу.
2. Ароматичнисть п’ятичленних гетероциклив с двумя гетероатомами.
3. Физическое и химическое свойства пиразолу, имидазолу и тиазолу:
· амфотернисть и азольна таутомерия диазолив;
· основнисть и нуклеофильнисть;
· взаимодействие с електрофильними реагентами;
· восстановление и окиснення.
4. пиразолон -5: одеожання, таутомерни преобразование (СН2-, ВОН-, NH- формы), химические свойства, производные.
5. Бензимидазол: получение, таутомерия, химические свойства,
производные.
6. 2-аминотиазол: получение, химические свойства, производные.
7. Оксазол и изоксазол: получение, химические свойства.
8. Отдельные представители, применение.
Домашняя задача: 1, 2, 3, 4, 7, 12
Ситуационные задачи
1. Напишите структурные формулы таких соединений: 1) 1, 2-диазолу; 2) 1, 3-тиазолу; 3) 1, 2-оксазолу; 4) 4-аминопиразолу; 5) 2, 4-диметилтиазолу; 6) 5(6)-нитробензимидазолу; 7) тиазолию хлорида; 8) 4-метилтиазолу; 9) имидазол-4-сульфокислоти; 10) 2, фенилпиразолону-5; 11) 4-нитрозоантипирину; 12) 2, 5-диетилоксазолу; 13) 3, 5-диметилизоксазолу.
2. Назовите приведенные соединения:
3. Укажите, которые из указанных гетероцикличних соединений имеют ароматичнисть: 1) пиразол; 2) бензимидазол; 3) тиазол; 4) пиразолидин; 5) оксазол; 6) 2-пиразолин; 7) тиазолидин; 8) изоксазол. Определите тип гибридизации гетероатомив в молекулах.
4. Дайте определение понятию «азоли». Охарактеризуйте электронное строение пиразолу, имидазолу, тиазолу, оксазолу и изоксазолу.
5. Объясните, как влияет на химические свойства атом нитрогену пиридинового типа в молекулах пиразолу и имидазолу сравнительно с пиролом.
6. Приведите схемы азольної 3-таутомерии метилпиразолу, 5-метилимидазолу и укажите равноценные положения в циклах.
7. Напишите схемы реакций, которые подтверждают амфотерный
характер пиразолу и имидазолу.
8. Напишите уравнение возможных реакций пиразолу и имидазолу с такими реагентами: 1) НС1; 2) КОН; 3) СН3И; 4) СН3СОС1; 5) конц. НNО3; 6) конц. Н2SО4 • SО3 (олеум); 7) Вг2 (Н2ОБ); 8) С12; 9) 2Н (С2Н5ВОН + Nа); 10) 2Н2 (Рt); 11) 2Н2О2. Назовите продукты.
9. Приведите схему таутомерних преобразований пиразолону-5 (СН2-,ВОН-, Нн-форми).
10. Напишите схемы последовательных преобразований, которые разрешают, исходя из ацетооцтового естеру и фенилгидразину, осуществить синтез антипирина и амидопирину.
11. Изобразите структурные формулы и укажите химические названия врачебных препаратов – производных пиразолону-5 (антипирина, амидопирину, анальгина). Напишите схемы реакций, которые разрешают отличить эти препараты один от другого.
12. Приведите схему ферментативного декарбоксилування гистидину [а-амино- 3-(имидазолил-4)-пропионової кислоты]. Назовите продукт и укажите его значение в обменных процессах организма.
13. Напишите уравнение реакций, которые разрешают осуществить такие химические преобразования:
14.Предложите схему синтеза бензимидазолу с о-фенилендиамину и соответствующей карбоновой кислоты.
15. Напишите схемы взаимодействия бензимидазолу с такими реагентами: 1) НС1; 2) NаОН; 3) СН3И; 4) конц. НNO3; 5) конц. Н2SО4; Назовите продукты.
16. Сравните кислотные и основные свойства имидазолу и бензимидазолу. Ответ объясните. Приведите схему таутомерних преобразований бензимидазолу.
17. Приведите схему синтеза тиазолу из хлороцтового альдегида и тиоформамиду. В которых таутомерних формах взаимодействуют исходные соединения в условиях синтеза Ганча?Напишите схемы 4-реакций метилтиазолу с такими реагентами: 1) НС1; 2) СН3И; 3) NaNН2,ґ; 4) конц. НNО3,; 5) СН3СОООН. Назовите продукти.
18. Приведите схему 2-получение аминотиазолу (синтез Ганча). Напишите схемы 2-взаимодействия аминотиазолу с такими реагентами: 1) НС1; 2) С2Н5И; 3) СН3СОС1; 4) С6Н5СОН. Назовите продукты.
19. Приведите схемы получения: 1) оксазолу – циклодегидратациєю ?-ацетиламинопропанону в присутствии минеральных кислот; 2) изоксазолу – реакцией 1, 3-дикарбонильних соединений с гидроксиламином.
Методика выполнения практической работы
П’ятичленни гетероциклични соединения с двумя гетероатомами.
Работа 1. Качественные реакции на антипирин.
А. В пробирке в 4 каплях воды растворяют несколько кристаллов антипирина. К полученному раствору прибавляют 1 каплю 1 %-ного раствора феруму (III) хлорида и наблюдают появление интенсивно-оранжевой окраска, обусловленной образованием комплексного соединения – феропирину:
Б. В пробирке в 4 каплях воды растворяют несколько кристаллов антипирина. К полученному раствору прибавляют 1 каплю 10 %-ного раствора натрия нитрита и 3 капле разбавленной сульфатной кислоты. Наблюдают появление изумрудно-зеленой окраски, обусловленной 4-образованием нитрозоантипирину:
Работа 2. Качественные реакции на амидопирин.
А. В пробирке в 4 каплях воды растворяют несколько кристаллов амидопирину. К полученному раствору прибавляют 1 каплю 1 %-ного раствора феруму (III) хлорида. Появляется синяя, быстро исчезающая окраска. В пробирку прибавляют еще 3 капле 1 %-вого раствора феруму (III) хлорида. Образовывается хлопьевидный коричневый осадок. При дальнейшем подкислении содержимого пробирки 2 каплями разбавленной хлороводневої кислоты осад растворяется, а раствор приобретает
неисчезающей интенсивной сине-фиолетовой окраски (отличительная реакция амидопирину от анальгина):
Б. В пробирке в 4 каплях воды растворяют несколько кристаллов амидопирину. К полученному раствору прибавляют 10 капель свежеприготовленного раствора калия гексацианоферату (III) К3[Fе(СN)6] и 1 каплю 1 %-вого раствора феруму (III) хлорида. Наблюдают появление темно-синей окраски раствора, обусловленного образованием берлинской лазури Fе4[Fе(СN)6]с (отличная реакция амидопирину от антипирина):
Работа 3. Качественные реакции на анальгин.
А. В пробирке в 4 каплях воды растворяют несколько кристаллов анальгина и прибавляют 1 каплю 1 %-ного раствора феруму (III) хлорида. Наблюдают появление темно-синей окраски, которая переходит в темно-зеленое, а потом в желтое.
Б. В пробирку вмещают несколько кристаллов анальгина, 5 капель воды и 4 капле 10 %-ного раствора хлороводневої кислоты. Содержимое пробирки нагревают на протяжении 2 мин на водном куполе. Ощущают резкий запах сульфуру (IV) оксида и формальдегида:
Студент должен знать:
строение, классификацию, номенклатуру, изомерию, методы добывания и химические свойства п’ятичленнихи гетероцикличних соединений с двумя гетероатомами.
.Студент должен уметь:
– на основе функциональных групп относить вещества к определенному классу органических соединений;
– давать названия органических соединениям с помощью рациональной и международной (IUPAC) номенклатурных систем;
– проводить реакции, которые характеризуют химические свойства.
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 № _____
