166304 (582608), страница 12

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

Текст из файла (страница 12)

Галогенирование фурана галогенами приводит к замещению всех четырех атомов водорода:

Моногалоидные производные получают косвенным путем:

Фуран легко вступает в реакцию Дильса-Альдера с диенофилами (малеиновый ангидрид):

При нагревании с разбавленной соляной кислотой цикл легко раскрывается:

Фурановый цикл приобретает устойчивость при наличии в нем электроноакцепторных заместителей: -NO₂, -CHO, -COOH, -SO₂OH, галогены.

Из производных фурана большое значение имеет применяемый в качестве растворителя тетрагидрофуран, получаемый при гидрировании фурана на никелевом катализаторе.

Тиофен по ароматичности наиболее близок к бензолу и для него характерны все реакции электрофильного замещения, протекающие с большей легкостью, чем у незамещенного бензола. Так, одним из способов очистки технического бензола от тиофена является обработка бензола серной кислотой на холоду:

Образующаяся при этом сульфокислота тиофена растворяется в серной кислоте. Тиофен устойчив в сильнокислых средах, но атом серы чувствителен к окислению, поэтому при нитровании тиофена не применяют азотную кислоту, а используют ацетилнитрат (см. фуран).

При галогенировании в тиофене замещаются только 2 атома водорода:

Бромтиофен легко образует магнийорганические соединения, из которых можно получить многие производные тиофена. При восстановлении тиофена получают тетрагидротиофен (тиофан) (I) , последний может быть окислен в сульфоксид (II) или сульфолан (III):

Вследствие наличия значительной доли положительного заряда у атома азота пиррол в большей степени проявляет кислотные свойства, нежели основные. Тем не менее, это все же очень слабая кислота, способная отдавать протон лишь при взаимодействии с очень сильными основаниями:

Отрицательный заряд аниона (I) значительно делокализован, поэтому в реакциях с галоидными алкилами можно получить как N-замещенные алкилпирролы (при низких температурах), так и a- алкилпирролы, при повышенной температуре):

Свободный пиррол в отличие от тиофена мало устойчив в кислых средах, также проявляя склонность к полимеризации и окислению. Однако, повышенная электронная плотность в кольце приводит и к большей легкости протекания реакций электрофильного замещения, которые проходят в мягких условиях, подобно фурану.

Пиррол имеет сравнительно высокую температуру кипения (130°С), которая объясняется структурированием при образовании межмолекулярных водородных связей:

2 На примере пиразола покажите строение пиррольного и пиридинового атомов азота. С помощью химических реакций докажите амфотерный характер пиразола

Строение пиразола:

Атом азота в положении 1 (пиррольный атом) sp3-гибридизован, имеет неподеленную электронную пару и способен участвовать в образовании сопряженной ароматической системы, вследствие чего на этом атоме, при отрыве протона, возникающий отрицательный заряд распределяется по всей системе. Пиридиновый атом азота в положении 2 имеет sp2-гибридизацию и неподеленную электронную пару, которая не участвует в образовании ароматической системы (ее образует двойная связь), что обуславливает его основность.

Реакция с основанием:

Реакция с кислотой:

3 Получите синтезом Скраупа хинолин. Покажите, какое соединение получится, если синтез Скраупа проводить не с акриловым альдегидом, а с бутен-2-алем. Напишите для хинолина схемы реакций с НС1, СН₃I, СН₃С(O)Сl, полученные продукты назовите

Синтез Скраупа представлен ниже:

Аналогичная реакция, только с участием бутен-2-аля:

Реакции хинолина с:

а) HCl

Продукт: N-хлорид хинолина

б) CH₃I

Реакции не происходит

в) CH₃C(O)Cl

Реакции не происходит

4 Осуществите превращения, все продукты назовите

Синтез пиррола

Реакция А

Продукт: пиррол-натрий

Реакция Б.

Продукт: N-метилпиррол

Реакция В

Продукт: 2-нитропиррол

Реакция Г.

Продукт: пирролидин

Реакция Д.

Продукт: N-нитрозопирролидин

5 Напишите структурные формулу тиамина (витамина В₁), назовите гетероциклические системы, входящие в его структуру. Укажите значение тиамина

Структурная формула тиамина:

В его структуру входят такие гетероциклические системы, как пиримидил и тиазол.

Физиологическое значение

В природе тиамин синтезируется растениями и многими микроорганизмами. Животные и человек не могут синтезировать тиамин и получают его вместе с пищей. В тиамине нуждаются все животные за исключением жвачных.

Всасываясь из кишечника, тиамин фосфорилируется и превращается в тиаминпирофосфат.

Тиаминпирофосфат (ТПФ) — активная форма тиамина — является коферментом пируватдекабоксилазного и α-кетоглутаратдекарбоксилазного комплексов, а также транскетолазы. Первые два фермента участвуют в метаболизме углеводов, транскетолаза функционирует в пентозофосфатном пути, участвуя в переносе гликоальдегидного радикала между кето- и альдосахарами. ТПФ синтезируется ферментом тиаминпирофосфокиназой, главным образом в печени и в ткани мозга. Реакция требует присутствия свободного тиамина, ионов Mg₂₊ и АТФ. Также ТПФ выступает коферментом дегидрогеназы γ-оксиглутаровой кислоты и пируватдекарбоксилазы клеток дрожжей.

Другими производными тиамина являются:

Тиаминтрифосфат, обнаружен у бактерий, грибов, растений и животных, у E. coli играет роль сигнальной молекулы при ответе на аминокислотное голодание.

Аденозинтиаминдифосфат — накапливается у E.coli в результате углеродного голодания.

Аденозинтиаминтрифосфат — присутствует в небольших количествах в печени позвоночных, функция его неизвестна.

6 Напишите схему получения 2,6-дигидроксипурина (ксантина) из мочевой кислоты. Покажите таутомерные превращения ксантина

Получение ксантина из мочевой кислоты:

Схема таутомерных превращений:

7 Сравните основность атомов азота в молекуле алкалоида никотина

Количественно основность можно оценить, исходя из константы основности. Для пиридинового атома азота ее величина составляет K_b ≈ 10^-9, а для алифатического азота Kb ≈ 10^-4. Поэтому пиридиновый атом углерода проявляет основные свойства гораздо в меньшей степени, чем алифатический.

8 Соединение C₆H₇N даёт соли с кислотами, при действии СН₃I даёт вещество состава C₇H₁₀NI. При окислении исходное вещество превращается в бета-пиридинкарбоновую кислоту. Какое строение имеет соединение C₆H₇N? Напишите указанные реакции

Строение соединения:

9 Напишите структуру триацилглицерина, содержащего остатки олеиновой, линолевой и пальмитиновой кислот, дайте систематическое название. Напишите уравнения кислотного и щелочного гидролиза полученного липида

Соединение носит название 1-олеоил-2-линоил-3-пальмитоилглицерин. Его структура представлена ниже

Кислотный гидролиз

Щелочной гидролиз

10 Напишите структуру лецитина, включающего остатки пальмитиновой и линолевой кислот. Приведите формулу внутренней соли лецитина

Структура данного лецитина следующая:

Формула внутренней соли лецитина

11 Приведите схему синтеза камфоры из пинена. Укажите значение камфоры. Напишите уравнения реакций, доказывающих наличие в молекуле камфоры кетонной группы. Выделите в молекуле камфоры изопреновые звенья

Схема синтеза камфоры из альфа-пинена

Значение камфоры

Камфору используют в медицине и ароматерапии.

В начале XX века камфора широко применялась в производстве некоторых пластмасс, особенно целлулоида — как пластификатор нитрата и ацетата целлюлозы, а также как флегматизатор бездымного пороха.

С давних пор камфору и камфорное эфирное масло применяли для борьбы с молью, но в настоящее время, из-за достаточно высокой токсичности, такое её использование заметно снизилось.

В Китае и по всей юго-восточной Азии, камфору использовали в качестве благовонного курения, для чего кристаллы камфоры помещали на раскаленные угли в курильнице.

В некоторых районах Индии, в основном Бенгалии и Ориссе, натуральную камфору используют в кулинарии, как специю при приготовлении сладостей и молочных пудингов.

Натуральную камфору, желательно борнеосскую, используют при создании химического барометра -штормгласса Роберта Фитцроя.

Вследствие высокой криоскопической константы камфора используется для определения молекулярной массы методом криоскопии.

Применение в медицине

Фармакологи рассматривают камфору, как важный представитель аналептических средств. При введении под кожу растворы камфоры в растительном масле тонизируют дыхательный центр, стимулируют сосудодвигательный центр. Оказывает также непосредственное действие на сердечную мышцу, усиливая обменные процессы в ней и повышая её чувствительность к влиянию симпатических нервов. Под влиянием камфоры суживаются периферические кровеносные сосуды. Способствует отделению мокроты. Возможно, что камфора ингибирует агрегацию тромбоцитов, в связи с чем она рекомендована к применению для улучшения микроциркуляции. Противозудное действие камфоры, возможно, связано с тем, что она, как и ментол, избирательно активирует холодовые рецепторы.

Применяют правовращающую натуральную камфору, добываемую из камфорного дерева, или синтетическую, левовращающую, получаемую из пихтового масла, либо рацемическую.

Кроме того, эфирное масло камфорного лавра применяется в ароматерапии (но только «белое» эфирное масло) — одна из трех фракций исходного масла.

В начале XX века считали, что терапевтическое действие оказывает только натуральная (правовращающая) камфора, затем было доказано, что синтетические продукты — левовращающая и рацемическая камфора не имеют существенного различия с действием натуральной формы. Камфора улучшает альвеолярную вентиляцию, лёгочный кровоток и функцию миокарда. В сборнике рассказов М.А.Булгакова "Записки юного врача" часто всплывает камфора, как что-то первостепенное, необходимое в аптечке врача - действие происходит в 1917 году...

Применяют растворы камфоры в комплексной терапии при острой и хронической сердечной недостаточности, коллапсе, при угнетении дыхания; пневмонии и других инфекционных заболеваниях, при отравлениях снотворными и наркотическими средствами в качестве антидота.

Из производных камфоры в медицине в качестве седативного средства применяется 3-бромкамфора.

Применение камфоры противопоказано при эпилепсии и склонности к судорожным реакциям.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)