14_10-Hetero (1126161)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

63

ВВЕДЕНИЕ

Выпуск 8 из серии сборников в “Учебно-методическом пособии по общему курсу органической химии” включает задачи и упражнения с решениями по синтезу и свойствам таких ароматических гетероциклов как фуран, пиррол, тиофен, пиридин, хинолин и индол.

Гетероциклы являются очень важным классом соединений, составляющим более половины всех известных органических соединений. Большинство наркотических анальгетиков, витаминов и других природных соединений являются гетероциклами.

Алкалоиды это природные продукты, которые содержат один или более гетероатомов азота и находятся в листьях, коре, корнях, семенах растений. В качестве примера можно привести кофеин (содержится в листьях чая, в зернах кофе и орехах кола) и никотин (содержится в листьях табака). Хорошо известны два других гетероцикла – валиум (синтетический транквилизатор) и серотонин (нейромедиатор), ответственные за самообладание или эмоциональную устойчивость.

Химия гетероциклов чрезвычайно разнообразна. В пособии собраны задачи по соединениям, содержащим ароматические гетероциклы, которые обычно выделяются при преподавании общего курса органической химии в обособленный класс органических соединений (в отличие от насыщенных гетероциклов). Задачи, представленные в этом разделе разнообразны и тесно связаны с задачами по химическим свойствам карбонильных соединений (синтез гетероциклов), с задачами на ароматичность и на реакции ароматического электрофильного и нуклеофильного замещения (химические свойства гетероциклов).

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. В приведенном ниже ряду укажите ароматические, неароматические и антиароматические молекулы.

2. Свободная электронная пара атома азота в пирроле находится на орбитали

A) sp² орбитали

B) sp³ орбитали

C) p орбитали

D) sp орбитали

3. Нарисуйте орбитальную картину для молекулы фурана.

4. Нарисуйте орбитальную картину для молекулы пиридина.

5. Предложите объяснение наблюдающейся основности пиррола (рК_а -4.4), пиридина (рК_а 5.29) и пирролидина (рК_а 11.31).

6. Фуран можно получить относительно просто из фурфурола (фуран-2-карбальдегида) декарбонилированием в жестких условиях (400^oC / H₂O / Zn(CrO₄)₂. Напишите реакцию, отражающую синтез фурфурола из кочерыжек кукурузных початков.

7. Получите 2,5-диметилфуран (А) из этилацетата и других необходимых реагентов. Напишите схему механизма генерирования фуранового цикла.

8. Из ацетоуксусного эфира, пинаколина (3,3-диметилбутан-2-она) и других необходимых реагентов получите 2-трет-бутил-5-метилфуран (А).

9. Из циклогексанона, пирролидина, бромацетона и других необходимых реагентов получите замещенный фуран А.

10. Как получить 1-метил-2,5-дифенилпиррола (А) из метиламина, этилбензоата, этилацетата и других необходимых реагентов? Приведите схему механизма генерирования пиррольного цикла.

11. Получите соединение А, исходя из адипиновой кислоты, бромацетона и метиламина.

12. Из бензола, о-аминофенола и левулиновой (4-оксопентановой) кислоты получите соединение А, которое используется в синтезе лекарственных препаратов.

13. Получите пиррол А, если в Ваше распоряжение предоставлены циклопентанон, пиридин, пирролидин и -бромацетофенон.

14. Исходя из ацетофенона и диэтилового эфира адипиновой кислоты, осуществите синтез соединения А.

15. Реакции электрофильного замещения для фурана, пиррола и тиофена проходят преимущественно в положение С-2, а если это положение занято, то в положение С-5. Объясните этот факт. Нарисуйте резонансные структуры для промежуточного -комплекса, который образуется при атаке в положения С-2 (С-5) и С-3 (С-4).

16. Напишите условия приведенных ниже реакций.

17. Из фурана и других необходимых реагентов синтезируйте фурфуриловый спирт.

18. Приведите структуру соединения А, получающегося в результате следующей реакции.

19. В нижеприведенной схеме укажите структуры соединений А-С.

20. Приведите строение соединения А, которое образуется при обработке 2,5-диметилфурана одним эквивалентом диметилового эфира ацетилендикарбоновой кислоты.

21. Напишите структуру продукта А нижеприведенной реакции.

22. Предложите два метода синтеза 5-этилтиофен-2-карбоновой кислот, исходя из тиофена и других необходимых реагентов.

23. Исходя из метилфурана и других необходимых реагентов, получите, используя на одной из стадий реакцию Юрьева, 1,2-диметилпиррол (А). Напишите структуру продукта реакции монобромирования 1,2-диметилпиррола под действием диоксандибромида.

24. Расшифруйте приведенную ниже схему.

25. Предложите схему синтеза -фурил--тиенилкетона (А), исходя из тиофена, фурфурола и других необходимых реагентов.

26. Расшифруйте цепочку превращений

27. Приведите структуру соединения А.

28. Исходя из формальдегида и ацетоуксусного эфира, получите 2,6-диметилпиридин А, используя синтез пиридинов по Ганчу.

29. Получите 3-бензоилпиридин (А), исходя из пиридина.

30. Укажите условия превращения пиридина: А) в 3-нитропиридин; В) в 3-бромпиридин.

31. Нарисуйте структуры интермедиатов, образующихся в электрофильных атаках по положениям С-2, С-3 и С-4 кольца пиридина и объясните, почему замещение по положению С-3 является преобладающим.

32. Напишите схемы превращения А) пиридина в 2-аминопиридин под действием амида натрия в жидком аммиаке и В) 4-хлорпиридина в 4-метоксипиридин при обработке метилатом натрия в метиловом спирте; сравните эту реакцию с взаимодействием 4-нитрохлорбензола с нуклеофильными реагентами.

33. Приведите схему механизма превращения 2-хлорпиридина в 2-метоксипиридин.

34. Укажите структуры соединений A-Е в приведенной ниже схеме.

35. Расшифруйте приведенную ниже цепочку превращений.

36. Из пиридина, бензола и других необходимых реагентов получите кетон А. Напишите формулу продукта нитрования кетона А нитрующей смесью.

37. Укажите структуры соединений А и В в приведенной последовательности превращений.

38. Расшифруйте представленную ниже схему.

39. Исходя из пиридина, получите 2,5-дибромпиридин (А). Какой продукт получится при обработке этого соединения раствором одного эквивалента метилата натрия в метаноле?

40. Обработка 4-бромпиридина NaNH₂ / жидк. NH₃ дает два изомерных соединения А и В с брутто-формулой C₅Н₆N₂, а реакция с MeONa / MeOH приводит только к одному продукту – С (C₆Н₇NO) Приведите структуры соединений А, В и С и схемы их образования.

41. Получите 2- и 4-бромпиридины, исходя из пиридина.

42. Исходя из пиридина и других необходимых реагентов, получите соединения пиридинового ряда A и В.

43. Получите 3-пиридинкарбоновую (никотиновую) кислоту (А) двумя способами: из а) хинолина и из б) пиридина.

44. Взаимодействие бут-2-еналя с анилином в условиях реакции Дебнера-Миллера приводит к 2-метилхинолину (реакция 1). Напишите структуры продуктов 2 и 3, получающихся в результате реакций (2) и (3). На примере реакции (1) приведите схему механизма реакции Дебнера-Миллера.

45. Укажите реагенты и условия синтеза замещенного хинолина А реакцией Дебнера-Миллера.

46. Расшифруйте схему приведенной ниже реакции.

47. Напишите структуру соединения А в приведенной ниже схеме.

48. Синтезируйте 6-бромхинолин (А) из анилина и глицерина.

49. Из 2-броманилина, гептандиаля и других необходимых реагентов получите замещенный хинолин А.

50. Исходя из анилина, ацетофенона и 4-хлорбензальдегида, синтезируйте замещенный хинолин А.

51. Взаимодействие орто-ацетиланилина с метилэтилкетоном (реакция Фридлендера) в зависимости от условий может давать изомерные хинолины А или В. Приведите структуры этих хинолинов.

52. Сопоставьте свойства бензольного и пиридинового колец в хинолине. Напишите соответствующие уравнения реакций.

53. Укажите реагенты и условия реакций, необходимые для осуществления приведенного ниже превращения.

54. Получите 4-гидрокси-2-метилиндол (А) реакцией Фишера, исходя из 3-гидразинофенола и ацетона. Приведите схему механизма реакции.

55. Получите индол (А) по Фишеру, исходя из 4-броманилина, бензил(н-пропил)кетона и других необходимых реагентов. Обьясните направление циклизации, рассмотрев схему механизма реакции.

56. Имея в своем распоряжении 3-ацетилпиридин и пара-анизидин (пара-метоксианилин), получите соединение А.

57. Какие исходные соединения необходимы для синтеза реакцией Фишера индола А?

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы