[ «III семестр. Занятие 1 Тема: Основные положения теории строения органических соединений. Классификация, номенклатура органических соединений. Введение в практикум. Правила техники безопасности. (4 часа, 180 минут). ...»
Методические указания (материалы) студентам
Рекомендуется изучить материал каждого занятия с использованием
учебной литературы, проверить полученные знания по предлагаемым к
каждому занятию вопросам для самоконтроля.
III семестр.
Занятие 1
Тема: Основные положения теории строения органических соединений.
Классификация, номенклатура органических соединений.
Введение в практикум. Правила техники безопасности.
(4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (150 минут).
1.1.Теория строения органических соединений А. М. Бутлерова и ее развитие на современном уровне.
1.2. Классификация органических соединений: а) по углеродному скелету, б) по функциональным группам. Старшинство функциональных групп.
Основные классы органических соединений. Моно-, поли- и гетерофункциональные соединения.
1.3. Принципы химической номенклатуры органических соединений.
Систематическая и радикально-функциональная (ИЮПАК) (рациональная) номенклатура.
1.4. Строение атома углерода и электронные представления о химических связях в органических соединениях. Гибридизация орбиталей (sp3, sp2,sp).
Ковалентные - и -связи. Строение двойных (С=С, С=О, С=N) и тройных (CC, CN) связей; их основные характеристики ( длина, энергия, полярность, поляризуемость).
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА. (20 мин) КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10 мин.) 3.
Литература:
1.Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.10-39.
3. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.11-24.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
Задачи для самоконтроля.
1. Приведите структурные формулы следующих соединений:
1) 2,3- диметилгексан, 2) 4 – изопропил -2,4,5-триметилгептан, 3) 4,4 -диэтилдекан, 4) 2,2-диметил-4-пропилоктан, 5) 4-(1,1-диметилэтил) октан, 6) изопропиловый спирт, 7) изопентилфторид, 8) трет.-бутиламин, 9) 2-метил-N-пропил-1-пропанамин, 10) N-этилэтанамин, 11) 3-этил-1-(метиламино)пентан, 12) 4-амино-2-метилгексан, 13) 5-метил-1-гексанамин, 14) N,N-диметил-3-пентанамин, 15) циклогексилэтилметиламин, 16) 1,1-диизопропилнонан, 17) 4-трет.- бутилгептан, 18) 5,5-дибромо-2-метилоктан, 19) 4-бромо-3-пентанол, 20) 2-метил-N,N-диметил-4-гексанамин 2. Напишите возможные структурные изомеры пентана, пентена и пентина, назовите их по рациональной и заместительной номенклатуре.
4. Напишите формулы винилэтинилпропилизопропилэтилена, метилдиизопропилуксусной кислоты и назовите эти соединения по систематической номенклатуре.
5. Приведите все структурные изомеры соединений состава С4Н10О и назовите их по рациональной и систематической номенклатуре. Укажите в них первичные, вторичные и третичные атомы углерода.
6. Приведите все структурные изомеры циклических соединений состава С7Н14 и назовите их по систематической номенклатуре. Отметьте первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.
7. Приведите структурную формулу стимулятора ЦНС фенамина по названию: 2-амино-3-фенилпропан.
8. Аминокислота метионин входит в состав большинства белков и служит источником метильных групп в биосинтетических процессах. Приведите структурную формулу метионина по его названию: 2-амино-4-метилтиобутановая кислота.
9. Ксилит используется как подсластитель продуктов для больных сахарным диабетом. Название этого вещества по заместительной номенклатуре ИЮПАК пентанпентаол-1,2,3,4,5. Напишите структурную формулу ксилита и укажите, к какому классу соединений он относится.
10.Напишите структурную формулу 4-аминофенола (4-амино-1-гидроксибензола). Назовите все функциональные группы.
11. Кислота, впервые выделенная из незрелых яблок, известна под тривиальным названием яблочная кислота. Назовите соединение по заместительной номенклатуре ИЮПАК и укажите функциональные группы в молекуле яблочной кислоты: НООС–СН(ОН)–СН2– СООН.
12.Структурная формула цитраля – (СН3)2С=СНСН2СН2С(СН3)=СН–СН=О. Дайте название соединению по систематической номенклатуре. К какому классу относится это соединение?
12. Основу биологически активных простагландинов составляет простановая кислота, систематическое название которой 7-(2-октилциклопентил)гептановая кислота. Приведите ее структурную формулу.
13. Лекарственное средство унитиол представляет собой натриевую соль соединения, имеющего строение СН2SH–CHSH–CH2SO3H. Выделите в этом соединении функциональные группы и назовите его по заместительной номенклатуре.
14. Ментол (2-изопропил-5-метилциклогексанол-1) входит в состав медицинского препарата обладающего сосудорасширяющим действием. Напишите структурную формулу ментола.
15. Лекарственное средство димедрол имеет систематическое название N,Nдиметил-2-(дифенилметокси)-этанамин. Напишите его структурную формулу.
Тема: Строение органических соединений. (4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (150 минут).
1.1.Изомерия органических соединений. Виды изомерии.
1.2.Структурная изомерия на примере алканов, алкенов, алкинов.
1.3.Пространственное строение молекул и стереоизомерия. Тетраэдрическая конфигурация атома углерода. Хиральные и ахиральные молекулы.
диастеремеры алкенов. D,L- и R,S – системы стереохимической номенклатуры. Рацематы и способы их разделения.
1.4.Конфигурация (конформеры) ациклических и циклических углеводородов. Аксиальные и экваториальные заместители. Проекционные формулы Ньюмена. Виды напряжений. Энергетика конформационных превращений.
Связь пространственного строения с биологической активностью.
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА. (20мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10 мин.) Литература:
1 Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.88-137.
3. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.47-84.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Приведите структурные формулы следующих соединений:
13) 2,2-диметил-4-пропилоктан, 18) 2-метил-N-пропил-1-пропанамин, 10) N-этилэтанамин, 11) 3-этил-1-(метиламино)пентан, 12) 4-амино-2-метилгексан, 13) 5-метил-1-гексанамин, 14) N,N-диметил-3-пентанамин, 15) циклогексилэтилметиламин, 16) 1,1-диизопропилнонан, 17) 4-трет.- бутилгептан, 18) 5,5-дибромо-2-метилоктан, 19) 4-бромо-3-пентанол, 20) 2-метил-N,N-диметил-4-гексанамин 2. Напишите возможные структурные изомеры пентана, пентена и пентина, назовите их по рациональной и заместительной номенклатуре.
формулы винилэтинилпропилизопропилэтилена, метилНапишите диизопропилуксусной кислоты и назовите эти соединения по систематической номенклатуре.
4.Приведите все структурные изомеры соединений состава С4Н10О и назовите их по рациональной и систематической номенклатуре. Укажите в них первичные, вторичные и третичные атомы углерода.
5.Приведите все структурные изомеры циклических соединений состава С7Н14 и назовите их по систематической номенклатуре. Отметьте первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.
6.Приведите структурную формулу стимулятора ЦНС фенамина по названию: 2-амино-3-фенилпропан.
13.Аминокислота метионин входит в состав большинства белков и служит источником метильных групп в биосинтетических процессах. Приведите структурную формулу метионина по его названию: 2-амино-4-метилтиобутановая кислота.
7.Ксилит используется как подсластитель продуктов для больных сахарным диабетом. Название этого вещества по заместительной номенклатуре ИЮПАК пентанпентаол-1,2,3,4,5. Напишите структурную формулу ксилита и укажите, к какому классу соединений он относится.
8.Напишите 4-аминофенола (4-амино-1-гидроксибензола). Назовите все функциональные группы.
9 Кислота, впервые выделенная из незрелых яблок, известна под тривиальным названием яблочная кислота. Назовите соединение по заместительной номенклатуре ИЮПАК и укажите функциональные группы в молекуле яблочной кислоты: НООС–СН(ОН)–СН2– СООН.
10.Структурная формула цитраля – (СН3)2С=СНСН2СН2С(СН3)=СН–СН=О. Дайте название соединению по систематической номенклатуре. К какому классу относится это соединение?
11. Основу биологически активных простагландинов составляет простановая кислота, систематическое название которой 7-(2-октилциклопентил)гептановая кислота. Приведите ее структурную формулу.
12. Лекарственное средство унитиол представляет собой натриевую соль соединения, имеющего строение СН2SH–CHSH–CH2SO3H. Выделите в этом соединении функциональные группы и назовите его по заместительной номенклатуре.
13. Ментол (2-изопропил-5-метилциклогексанол-1) входит в состав медицинского препарата обладающего сосудорасширяющим действием. Напишите структурную формулу ментола.
14. Лекарственное средство димедрол имеет систематическое название N,Nдиметил-2-(дифенилметокси)-этанамин. Напишите его структурную формулу.
Тема: Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений.
(4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1СЕМИНАР. (150 минут).
1.1 Понятие об электронных эффектах.
1.1.1. Индуктивный эффект 1.1.2. Мезомерный эффект в сопряженных системах. Сопряженные системы с открытой и замкнутой цепью. Примеры,-, и p,-систем сопряжения (бутадиен-1,3, бензол, карбоновые кислоты). Энергия сопряжения.
качественный способ описания делокализации электронной плотности.
2.1 Гомолитический и гетеролитический разрыв ковалентной связи. Строение промежуточных активных частиц (карбокатионов, карбо-анионов, свободных радикалов). Переходное состояние. Энергетический барьер.
1.1. Классификация органических реакций по результату (присоединение, замещение, отщепление, перегруппировки). Понятие о механизмах реакций (радикальные, нуклеофильные, электрофильные, ионные).
2.ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА.(20мин) 3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10 мин.) 1.Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.39-73.
3.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.24-46.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Дайте определение понятия «сопряжение». Назовите вид сопряжения и электронных эффектов в хлоропрене, хлорвиниле и акриловой кислоте.
2. Напишите реакции присоединения брома к этилену, бутандиену-1,3, бензолу (в присутствии трибромида алюминия), акриловой кислоте.
Разберите механизм реакций.
3. Напишите уравнение реакции сульфирования этилена, бензола, анилина и бензойной кислоты.
4. Напишите уравнение реакции пропена с бензолом (в присутствии безводного трихлорида алюминия). Проведите реакцию окисления полученного соединения хлором.
5. Приведите схему распределения электронной плотности в нитробензоле.
Опишите влияние нитрогруппы на реакцию электро-фильного замещения в бензольном ядре.
6. Многие природные соединения, используемые в фармации, являются производными фенантрена. Определите, является ли фенантрен ароматическим соединением.
7. Обычно органические ионы (карбокатионы, карбоанионы) неустойчивы и легко вступают в реакции. Однако катион тропилия (циклогепта-триенилкатион) довольно стабилен. Почему?
8. В основе ряда биологически важных систем (гемоглобин, хлорофилл, некоторые ферменты) лежит порфиновый макроцикл. Напишите структурную формулу порфина и объясните причину его повышенной термодинамической устойчивости. Сравните величины энергий сопряжения порфина и бензола.
9. Почему циклопентадиенид анион более устойчив, чем карбоанион пентадиена-1,4 (СН2=СН –СН–СН=СН2 )?
10. Покажите, как распределена электронная плотность в молекуле кротоновой (транс-2-бутеновой) кислоты, содержащейся в кротоновом масле. Укажите виды сопряжения и сравните электроотрицательность атомов в сопряженном фрагменте.
11. Обозначьте графически электронные эффекты заместителей в молекуле сульфаниловой (n-аминобензолсульфоновой) кислоты, лежащей в основе группы сульфаниламидных лекарственных средств.
12. Сравните электронные эффекты диметиламиногруппы –N(CH3)2 в молекулах третичных аминов – диметилэтиламина и винилдиметиламина.
13.Проявляют ли одинаковые функциональные группы одни и те же эффекты 14. Электронодонорное или электроноакцепторное влияние оказывают на электронную плотность бензольного кольца каждая из функциональных групп в молекуле ванилина?
15. Какое влияние оказывают функциональные группы в молекуле норадреналина?
16. Проявляют ли одинаковые функциональные группы одни и те же электронные эффекты в молекулах n-аминосалициловой и 2-амино-4гидроксибутановой кислот?
17.Сравните устойчивость карбокатионов – СН2=СН–СН+–СН3 и СН2=СН– СН2–СН2+ Ответ обоснуйте.
Тема: Кислотно-основные свойства органических соединений. (4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1.СЕМИНАР. (140 минут).
1.1.Теория Аррениуса.
1.2.Теория Бренстеда – Лоури.
1.3 Теория Пирсона (ЖМКО).
1.4.Факторы, определяющие кислотность и основность: электроотрицательность и поляризуемость атомов кислотного и основного центров, электронные эффекты заместителей, сольватационный эффект.
2.лабораторная РАБОТА.(30 мин) 3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10 мин.) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.138-157.
3. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.100-116.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Укажите кислотные центры и расположите их в порядке уменьшения кислотности в молекуле n-аминосалициловой кислоты.
2. Сравните кислотность 3-нитропропановой и 3-диметиламинопропано-вой кислот в нейтральной и кислой средах.
3. Глицерин взаимодействует с гидроксидом меди (), а пропанол-1 – нет.
Дайте объяснение различию в кислотности и напишите схему реакции.
4. Определите наиболее прочную из возможных водородных связей, возникающих в этанольном растворе фенола.
5. Бензанилид С6Н5CO–NHC6H5, будучи довольно слабым основанием, присоединяет протон только в сильнокислой среде. Определите наиболее вероятное место протонирования в молекуле бензанилида.
6. Объясните причину легкой растворимости в щелочах большинства сульфаниламидных лекарственных средств.
7. Под действием сильных кислот простые эфиры и тиоэфиры расщепляются тем легче, чем выше их основность. Какое соединение будет легче расщепляться – диэтиловый эфир С2Н5ОС2Н5 или диэтилсульфид С2Н5SC2H5?
8. Почему карбоновые кислоты RCOOH имеют более высокие температуры кипения и плавления, чем соответствующие спирты RCH2OH?
9. Установлено, что ощущение сладкого вкуса возникает при одновременном наличии в соединении слабых кислотного и основного центров, находящихся на определенном расстоянии друг от друга и образующих водородные связи с вкусовыми рецепторами. Укажите кислотные и основные центры в соединении 2-амино-4-нитро-1пропоксибензоле, которое слаще свекловичного сахара в 3100 раз.
10.Учитывая возможность образования внутримолекулярных водородных связей между гидроксильными группами определите, какая из конфигураций этиленгликоля СН2ОН–СН2ОН – заторможенная или скошенная – более устойчива?
11.Как средство повышающее артериальное давление, норадреналин применяется в виде соли винной кислоты (тартрат). Определите место протонирования в молекуле норадреналина и напишите схему образования гидротартрата норадреналина.
12.Объясните, почему в водном растворе уксусная кислота (рКа 4,76) более кислое соединение, чем фенол (рКа 9,98), хотя в газовой фазе их кислотность почти одинакова.
13.Какое соединение в каждой из приведенных пар – ROH и ROH2+; RNH2 и RNH3+ -является более сильной кислотой?
14.Укажите кислотные центры в молекуле радиозащитного средства меркамина (2-аминоэтантиола) и сравните их кислотность.
Тема: Современные физико-химические методы исследования часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (140 минут).
1.1.Спектральные методы анализа: РСА-, УФ-, ВС-, ИК-, СВЧспектроскопия.
1.2.Электронная спектроскопия (УФ и видимая области); типы электронных переходов и их энергия. Основные параметры полос поглощения, смещение полос (батохромный и гипсохромный сдвиги) и их причины.
1.3.Инфракрасная (ИК) спектроскопия; типы колебаний атомов в молекуле (валентные, деформационные); характеристические частоты.
2. лабораторная РАБОТА.(30мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10 мин.) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.168-171, 180Высшее учебник 182, 205, 214, 227-232, 471, 508-514, 537-541.
3.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с507-518.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Какому из приведенных ниже соединений принадлежит ИК-спектр, изображенный на рис 1. Объясните ваш выбор.
2. Какому соединению нонану или гексанолу-1 соответствует ИК- спектр, изображенный на Рис 2.?
3. По данным спектра ПМР (протонно-магнитный резонанс) неизвестное СН3СН2СН2-, альдегидную группу. Предложите структурную формулу вещества и посмотрите, приведенному на Рис 3.
4. Сопоставьте ИК-спектр представленный на Рис. 4, со структурой соеспектр,, динения 5. Выскажите предположение о структуре соединения C5H8O2 по ИК-спектру, представленному на Рис. ставленному ИК- спектру (Рис. 5).
Рис. 5. ИК-спектр соединения с брутто-формулой С5Н8О 6. По данным спектроскопии ПМР соединение с молекулярной формулой С11Н14О3 имеет строение n-замещенного бензольного производного. В его составе есть две этоксидные СН3СН2О-группы, несколько различающиеся ближайшим окружением. В ИК-спектре этого соединения присутствуют полосы поглощения при следующих значениях волновых чисел: 3100, 3000–2900, 1730, 1600, 1500, 1250, 1150, 1100, 1025, 840c –1. Определите структурную формулу вещества и расшифруйте ИК-спектр 7. В УФ-спектрах спектрах 4-диэтиламинобензойной кислоты, снятых в этаноле, проявляется полоса поглощения с максимумом 288 нм ( 19000), а в растворе соляной кислоты – 270 нм ( 1000). В чем причина различия спектров?
8. К какому типу электронных переходов относятся полосы максимального поглощения 2,6-диметилгептадиен диметилгептадиен-2,5-она-4 260 нм ( 24000) и 380 нм ( 80)? В каком направлении смещаются данные полосы при увеличении полярности растворителя?
9. Молярный коэффициент погашения макс енольной формы пентан-дионаравен 12500. Рассчитайте соотношение енольной и кетонной форм указанного вещества в равновесной смеси в гексане, этаноле и воде, исходя из следующих данных для енольной формы:
Гексан макс 269 нм ( 12100), Этанол макс 273 нм ( 10500), Вода Каково влияние растворителя на соотношение таутомерных форм вещества?
10. Рассчитайте соотношение енольной и кетонной форм ацетоуксусного эфира для его растворов в гексане, эфире и воде, исходя из следующих данных для енольной формы:
Гексан макс 244 нм ( 8100), Эфир макс 244 нм ( 5100), Вода макс 255 нм ( 120).
11. Каково влияние растворителя на соотношение таутомерных форм вещества?
Какие характерные частоты в ИК-спектре можно использовать для контроля за протеканием реакции каталитической дегидратации амида 2метилпропановой кислоты в ее нитрил?
12. Для контроля за протеканием реакции диазотирования анилина [C6H5-NH3] Сl- + HONO———>[C6H5-NN]+ Сl-+ 2H2О можно использовать ИК-спектроскопию. Какие характерные частоты в ИК-спектре можно увидеть?
13. Почему в электронных спектрах альдегидов полоса, обусловленная nпереходом в карбонильной группе, при смене неполярного растворителя на полярный, смещается в сторону более коротких длин волн (гипсохромный сдвиг)?
14. При смене растворителей в УФ-спектрах п-диэтиламинобензойной кислоты произошли следующие изменения:
этанол макс 288 нм ( 19000); соляная кислота макс 270 нм ( 970).
В чем причина различия этих спектров?
Тема: Современные физико-химические методы исследования строения органических соединений (продолжение). (4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (150 минут).
1.1. ЯМР - спектроскопия органических соединений.
1.2. ПМР – спектроскопия, химический сдвиг, спин-спиновое расщепление.
Масс – спектроскопия, определение молекулярной формулы соединения.
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА. (20 мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10 мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с. с.168-171, 180Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.518-525.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Из ацетона и неорганических реагентов получите 3-амино-2,3диметилбутанол-2. Какой продукт образуется при обработке последнего нитритом натрия в сернокислой среде. Написать ПМР- и масс- пектры полученных соединений.
2. Из ацетона и других доступных реагентов получите не менее чем двумя способами триметилуксусную кислоту. Напишите ПМР и Масс спектры соединений.
3. В спектре ПМР бензойной кислоты имеются два сигнала: мультиплет (7,4м.д.) и синглет (12,8 м.д.). Чем обусловлена мультиплетность сигнала в более сильном поле?
4. Напишите ПМР-спектр 1-бромобутана. Каким группам принадлежат сигналы в наиболее слабом и наиболее сильном полях спектра. Чем объясняется наличие сложного мультиплета в области 1-2 м.д.?
5. Напишите ПМР- и масс- спектры бутилацетата. Для каких сигналов в спектре можно сделать надежное отнесение? Чем обусловлена мультиплетность сигнала в области 1,5 м.д.?
6. Будут ли наблюдаться различия в спектрах ПМР изовалериановой кислоты и изопентилового (изоамилового) спирта, снятых в водных растворах или растворах тяжелой воды D2O?
7. Будут ли различаться по положению, мультиплетности и интенсивности сигналов в спектрах ПМР хлорэтан и бромэтан?
8. При нагревании соединения А состава С5Н10О3 образовалось соединение Б состава С5Н8О2, в ИК-спектре которого содержатся интенсивные полосы поглощения 1780 и 1170 см-1 (широкая полоса), в спектре ПМР – дублет 1,3 м.д., мультиплет в области 1,5-2,6 м.д. с интегральной интенсивностью 4Н, секстет с центром 4,55 м.д. Какое строение имеют соединения А и Б?
Напишите схему получения соединения Б из соединения А.
9. На основе ацетоуксусного эфира получено соединение А, в масс-спектре этого соединения содержатся следующие пики: m/z (интенсивность в %) (25), 71 (9), 58 (9), 57 (26), 43 (100), 29 (16). Какое строение имеет соединение А?
10. Определите строение вещества с брутто-формулой С6Н14О2. Известно, что оно реагирует с натрием, выделяя водород, а при нагревании с серной кислотой превращается в соединение С6Н12О. Последнее дает галоформную реакцию, одним из продуктов которой является триметилуксусная кислота. Предложите схему синтеза исходного соединения из уксусной кислоты. Напишите ПМР- спектры соединений.
«Основы строения органических соединений. Физико-химические методы анализа органических соединений». (4 часа, 180 минут).
ТИПОВОЙ БИЛЕТ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.
1. Приведите структурные формулы следующих соединений:20) 2-метил-N-пропил-1-пропанамин, 3) 5,5-дибромо-2-метилоктан, 4) 2-метил-N,N-диметил-4-гексанамин 2.Приведите структурную формулу стимулятора ЦНС фенамина по 3. Структурная формула цитраля – (СН3)2С=СНСН2СН2С(СН3)=СН–СН=О.
Дайте название соединению по систематической номенклатуре. К какому классу относится это соединение?
4. Дайте определение понятия «сопряжение». Назовите вид сопряжения и электронных эффектов в хлоропрене, хлорвиниле и акриловой кислоте.
5. Напишите уравнение реакции хлорпропана с бензолом (в присутствии безводного трихлорида алюминия) и механизм.
6.. Приведите схему распределения электронной плотности в нитробензоле.
Опишите влияние нитрогруппы на реакцию электрофильного замещения в бензольном ядре.
7. Многие природные соединения, используемые в фармации, являются производными фенантрена ароматическим соедин 9. Почему карбоновые кислоты RCOOH имеют более высокие температуры кипения и плавления, чем соответствующие спирты RCH2OH?
10.Укажите кислотные центры в молекуле радиозащитного средства меркамина (2-аминоэтантиола и сравните их кислотность.
11. Какому из приведенных ниже соединений принадлежит ИК-спектр, изображенный на рис 1. Объясните ваш выбор.
Тема: Алканы алкены, диены, алкины. (4 часа 180 минут).
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (140 минут).
1.1. Алканы. Номенклатура. Физические свойства.
Реакции радикального замещения (галогенирование), механизм.
Способы образования свободных радикалов и факторы, определяющие их устойчивость. Региоселективность радикального замещения. Понятие о цепных процессах. Окисление алканов.
1.2. Циклоалканы. Номенклатура. Особенности химических свойств малых циклов (реакции присоединения). Обычные циклы. Реакции замещения.
экваториальные связи. 1,3- Диаксиальное взаимодействие как причина инверсии цикла в производных циклогексана. Понятие о полициклических системах (адамантан).
электрофильного присоединения, механизм. Присоединение галогенов, гидрогалогенирование, гидратация и роль кислотного катализа. Правило Марковникова, его современная интерпретация. Окисление алкенов (гидроксилирование, радикального и нуклеофильного присоединения в ряду алкенов.
1.4. Диены. Номенклатура. Сопряженные диены.
Реакции электрофильного присоединения (гидрогалогенирование, присоединение галогенов). Особенности присоединения в ряду сопряженных диенов. Реакции с диенофилами (диеновый синтез).
1.5. Понятие о высокомолекулярных соединениях.
Полиэтилен. Представление о стереорегулярном строении полимеров (полипропилен). Синтетические каучуки (бутадиеновый, хлоропреновый).
Стереорегулярное строение натурального каучука и гуттаперчи.
1.6. Алкины. Номенклатура. Физические свойства. Реакции электрофильного Гидратация ацетилена (реакция Кучерова). Сравнение реакционной способности алкинов и алкенов в реакциях электрофильного присоединения. Образование ацетиленидов как следствие СН- кислотных свойств алкинов.
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.157-249, 214Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.116-135.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Напишите структурные формулы следующих углеводородов:
а) метилизопропилизобутилметан б) ди- трет – бутилметан в) 2,2,4- триметилпентан (изооктан) г) 2,2- диметил – 3– этилоктен – д) симм. – метилэтилэтилен е) диметилаллилметан ж) 4,4 – диметил – 3 – этилпентин – з) 5,6 – диметил – 5 – этил – 3 – пропилнонин – и) 3 – метил – 3 – винилпентадиен – 1, к) 2 – метилпентен – 1 –ин- л) пиперилен 2. Какие побочные вещества образуются при получении пентана по схеме:
CH3CH2CH2I + ICH2CH3 + 2Na CH3CH2CH2CH2CH3 + 2NaI ?
Рассмотрите механизм реакции.
3. Предложите схему синтеза следующих углеводородов:
а) 2,7 – диметилоктана б) 2,6 – диметилгептана в) 2,5 - диметилгексана г) н – декана 4. Установите строение углеводорода С8Н18, если он был получен по реакции Вюрца из первичного галогеналкана в качестве единственного продукта реакции, а при его мононитровании образуется третичное нитросоединение.
5. Сколько граммов СО2 и Н2О получится при сжигании без доступа воздуха над оксидом меди (II):
а) 0,2840 г н - декана б) 0,2280 г изооктана Сколько окcида меди (II) нужно для сжигания?
6. Синтезируйте следующие соединения, исходя из бромистого аллила (СН2=СНСН2Вr) и других необходимых соединений:
а) 4 – метилпентен – б) 1,2,3 – трибромпропан 7. Из изоамилового спирта (СН3)2СНСН2СН2ОН получите 2–хлор–2-метилбутан.
8. н – Гексан (т. кип. 68,80С) трудно выделить из его смеси с гексеном – 2 (т.
кип. 68,20С) фракционированной перегонкой. Какие реакции можно использовать для разделения этой смеси на индивидуальные углеводороды?
9. Сколько процентов гексена –1 содержится в смеси с гексаном, если 5 г.
такой смеси присоединяют 8 г. брома?
10.Углеводород поглощает 2 моль водорода, образует в результате окисления следующие вещества:
а) СН3-СН2-С(О)-СН б) НООС-СН2-СН2-СООН в) СН3-СН2-СООН Какова его структура?
11. Какое соединение образуется при последовательной обработке бутина –1 метилатом натрия и бромистым этилом?
12. При помощи каких реакций можно симметричный диметилэтилен через стадию образования ацетиленового углеводорода превратить в метилэтиленкетон?
13. Какое соединение образуется, если к циклогексену присоединить бром и затем обработать спиртовым раствором щелочи?
14. Напишите схему образования озонида 2,6 – диметилоктатриена – 2,5,7 и его расщепления при нагревании с водой.
15. Определите строение диенового углеводорода С6Н10, если известно, что, присоединяя одну молекулу брома, он образует соединение состава С6Н10Br2, в результате озонолиза которого получается бромацетон СН3С(О)СН2Br.
16. Расположите следующие соединения в порядке понижения способности к нуклеофильному замещению атома галогена (на примере реакции с метилатом натрия).
а) СН3-СНBr-CH2-CH2-CH б) (CH3)2CH-CH2-CH2Br в) (СН3)2С=СBr-CH2-CH г) (СН3)2С=СН-СН2Br 17. Сколько бромида получится при действии 4 г брома на 10 г 20%-ного раствора в хлороформе следующих соединений:
а) гексен – б) нонен – в) изобутилен?
18. а) Предложите схемы синтеза гексана, гексена–1 и гексина-1, содержащих С в положении 1, исходя из Ba13CO3 и других реактивов.
б) Как выделить их из смеси, не прибегая к перегонке?
в) Опишите характерные черты ИК(1)- и ПМР(2)- спектров.
19. При нитровании пропана в паровой фазе при t = 400-4500С образуются 4 нитросоединения. Одно из них, представляющее собой бесцветную жидкость с запахом горького миндаля (т. кип.1010С), имеет в УФ- спектре максимум поглощения 275 нм ( 14,5), интенсивные полосы поглощения 1578 и 1390 см-1 в ИК- спектре и единственный сигнал 4,27 м.д. в спектре ПМР. На основании представленных данных установите строение этого нитропроизводного.
20. При нагревании метилциклопентана с хлороводородной кислотой в присутствии хлорида алюминия протекает изомеризация с образованием соединения, которое имеет в спектре ПМР синглет 1,42 м.д. Определите строение продукта изомеризации.
21. В УФ- спектрах (в циклогексане) у одного соединения проявляется полоса поглощения 218 нм ( 23000), у другого – 257 нм ( 42700). Какой из этих спектров принадлежит гексадиену –2,4 и какой – гексатриену – 1,3,5? Какой продукт образуется при взаимодействии гексадиена –2,4 с хлороводородом в эквимолярном соотношении?
22. Предложите схему синтеза 3- метилциклогександикарбоновой –1, кислоты, используя реакцию диенового синтеза, а в качестве диенофила – диметиловый эфир малеиновой кислоты.
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (140 минут) 1.1.Моноядерные арены. Номенклатура. Ароматические свойства. Реакции электрофильного замещения, механизм. Галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование аренов. Влияние электронодонорных и электроноакцепторных заместителей на направление и скорость реакции электрофильного замещения. Ориентанты Iи II рода. Согласованная и несогласованная ориентация. Реакции, протекающие с потерей ароматичности,: гидрирование, присоединение трифенилметан).
1.2.Конденсированные арены.
Нафталин, ароматические свойства. Реакции электрофильного замещения (сульфирование, нитрование). Ориентация замещения в ряду нафталина.
Антрацен, фенантрен; ароматические свойства. Восстановление, окисление. Высшие конденсированные арены. 3,4- Бензопирен.
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.61-67, 249-298.
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.
41-45, 135-149, 224-228.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Напишите структурные формулы следующих соединений:
а) п-ксилол;
б) о-этилтолуол;
в) п-диизопропилбензол;
д) п-метилстирол;
е) пропенилбензол;
ж) 1,5-диметилнафталин;
з) 2-метилантрацен;
2. Сколько существует дизамещенных (R,R и R,R) соединений для нафталина? Назовите все возможные диметильные производные.
Какие углеводороды могут образоваться при дегидрировании (ароматизации) следующих соединений:
а) циклогексан;
б) 1-циклогексилциклогексен-1;
в) н-пентан;
г) н-октан;
4. Синтезируйте этилбензол, исходя из ацетилена и неорганических реагентов.
5. Из циклогексана синтезируйте дифенил.
6. Определите строение углеводорода С8Н6, если он обесцвечивает бромную воду, образует осадок с аммиачным раствором оксида серебра (I), а при окислении дает бензойную кислоту.
7. Какие мононитропроизводные получаются при нитровании (в ядро) следующих соединений:
а) изопропилбензол;
б) бензойная кислота;
г) м-этилтолуол;
д) бензолсульфокислота;
е) м-дихлорбензол;
8. В ИК-спектре продукта реакции наряду с другими полосами поглощения наблюдаются две полосы поглощения – 1685 и 1545 см-1. Какому структурному фрагменту молекулы соответствуют эти полосы поглощения?
В пробирку поместите несколько кристалликов бензилтриэтиламмонийхлорида, добавьте 1-2 капли воды и 1 каплю 1%-ного раствора нитрата серебра. Выпадает осадок. О каком характере связи галогена в молекуле бензилтриэтиламмонийхлорида свидетельствует эта реакция?
10. Предскажите области химических сдвигов протонов в спектре ПМР продукта реакции и характер расщепления сигналов.
11. В спектре ПМР бензойной кислоты имеются два сигнала: мультиплет (7,4-8,1 м.д.) и синглет (12,8 м.д.). Чем обусловлена мультиплетность сигнала в более сильном поле?
12. Соотнесите со структурой п-бромоанилина следующие полосы поглощения, наблюдаемые в ИК-спектре продукта: 3450, 3350, 1620 и 13. Из толуола получите 1,2-дифенилэтандиол-1,2 и подействуйте на него серной кислотой. Сравните ИК-спектры исходного и конечного продуктов.
14. Из бензола и глицерина получить -хинолон, а затем его N-метильное производное.
15. Получите 2,4-динитрофенол из бензола.
16. Напишите схему взаимодействия бензальдегида с анилином.
17. Путем каких превращений можно получить из фенола капролактам?
18. Сколько граммов фенола было в реакционной смеси, если при действии бромной воды получилось 4,97 г трибромфенола?
19. Как химическим путем можно разделить смесь бензилового спирта и бензальдегида?
20. Напишите структурные формулы всех изомерных ароматических кислот с общей формулой С8Н8О2 и назовите их.
“Взаимосвязь строения и реакционной способности углеводородов”.
(4 часа, 180 минут).
ТИПОВОЙ БИЛЕТ КО ЛЛОКВИУМА.
1. Строение, изомерия, номенклатура и химические свойства соединений общей формулы CnH2n-6.2. Правило Марковникова на примере реакции пропена с HI.
3. Решение индивидуальных спектральных задач по химическим превращениям углеводородов.
Тема: Галогеноуглеводороды. (4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1.СЕМИНАР. (140 минут).
1.1 Галогенопроизводные углеводородов. Классификация. Номенклатура.
Физические свойства.
1.2. Галогеноалканы и галогеноциклоалканы. Характеристика связей углерод-галоген (длина, энергия, полярность, поляризуемость). Реакции нуклеофильного замещения; механизм моно- и бимолекулярных реакций, галогеноуглеводородов в спирты, простые и сложные эфиры, сульфиды, амины, нитрилы, нитропроизводные.
1.3. Реакции отщепления (элиминирования): дегидрогалогенирование, дегалогенирование. Правило Зайцева. Конкурентность реакций нуклеофильного замещения и элиминирования. Этилхлорид, тетрахлорометан, хлороформ, винилхлорид, поливинилхлорид, хлоробензол, бензилхлорид.
1.4. Аллил- и бензилгалогениды. Причина повышенной реакционной способности в реакциях нуклеофильного замещения. Винил- и арилгалогениды. Причина низкой подвижности галогена.
1.5. Фтороуглеводороды. Особенности получения и химических свойств.
Фторотан. Фторопласты (тефлон).
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.298-340.
3.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.
149-154.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Напишите структурные формулы следующих соединений:
а) перфторэтилен б) трет.-хлористый амил в) триметиленхлорбромид г) 3-хлор-4,4-диметилпентин- д) йодоформ е) втор.-бутилхлорид 2. Напишите схему реакции пропана с хлором. Укажите условия, разберите бромпроизводные?
3. Напишите схемы получения хлороформа из:
а) ацетона;
б) этанола;
в) ацетилена 4. Напишите реакции получения а) втор.-хлористого бутила;
б) 2,3-дибромпентана;
в) 2,2-дихлорбутана из соответствующих ненасыщенных углеводородов.
5. К метилацетилену присоединили 1 моль брома, а затем 1 моль хлороводорода. Назовите полученное соединение.
6. Какой реагент надо использовать, чтобы получить из изобутилена 3-бром-2-метилпропен-1?
7. Какие вещества должны образоваться при обработке основанием следующих соединений в условиях, достаточных для отщепления только одной молекулы галагеноводорода:
а) СНСl2-СНСl б) (СН3)2CBr-CH2-CH2-CH2Br?
8. Напишите структурную формулу вещества C4H9Br, если в результате гидролиза оно превращается в первичный спирт, а в результате дегидробромирования и последующего гидробромирования образует третичный бромид.
9. Какова структурная формула бромида C3H5Br, если он не реагирует с цианистым калием и гидроксидом серебра, а при действии бромистого водорода образует 2,2-дибромпропан?
10. Как из пропилена получить 1,2,3-трихлорпропан? Укажите условия.
Объясните ход реакции.
11. Приведите схему получения поливинилхлорида: а) из ацетилена; б) из 1,2-дихлорэтана.
12. Различите соединения:
а) CH3-CH=CHBr и BrCH2-CH=CH б) CH3-CH=CH-CH2Br и BrCH2-CH2-CH=CH 13. При нагревании 1-бром-2-бутена (CH3-CH=CH-CH2Br) образуется равновесная смесь, состоящая из 85% исходного соединения и 15% его изомера. Назовите изомер и напишите механизм реакции.
14.
Охарактеризуйте свойства данного полимера.
15. Напишите структурную формулу вещества C4H9Br, образующего при гидролизе вещество состава C5H12О. Последнее при дегидратации и последующем озонолизе превращается в смесь формальдегида и метилэтилкетона (бутанона-2).
16. Напишите структурную формулу вещества C6H12Сl2 переходящего при гидролизе в карбонильное соединение. Последнее не дает йодоформной реакции, при окислении превращается в смесь уксусной, пропионовой и масляной кислот.
17. Установите строение соединения C3H3Сl5, если в ЯМР-спектре имеются следующие сигналы: 1 4,52 м.д. (триплет) и 2 6,07 м.д. (дублет).
18. Напишите структурную формулу ДДТ.
19. Определите строение углеводорода состава C5H10, который при каталитическом гидрировании образует метилбутан, а при обработке HBr (в отсутствие перекисей) и последующем гидролизе образует спирт, переходящий при окислении в кетон.
20. Определите строение углеводорода состава C3H8О по следующим данным:а) в ИК-спектре имеется широкая полоса поглощения в области 3500-3200см-1 ; б) в ЯМР-спектре имеются сигналы: 1 1,20 м.д. (дублет), 1,60 м.д. (синглет) и 3 4,00 м.д. (мультиплет).
Тема: Спирты, фенолы, тиолы. (4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (140 минут).
1.1. Спирты. Классификация. Номенклатура. Физические свойства.
1.1.Кислотные свойства; образование алкоголятов. Основные свойства;
образование оксониевых солей. Межмолекулярные водородные связи и их влияние на физические и спектральные характеристики.
Нуклеофильные и основные свойства спиртов; получение галогеноалканов, простых и сложных эфиров. Внутримолекулярная дегидратация и окисление спиртов. Метанол, этанол, пропанолы, бутанолы, бензиловый спирт.
1.2.Многоатомные Этиленгликоль, глицерин.
1.3.Непредельные спирты. Виниловый спирт. Винилацетат, поливинилацетат, поливиниловый спирт.
1.4.Фенолы. Классификация. Номенклатура. Физические свойства.
Кислотные свойства, получение фенолятов. Нуклеофильные свойства фенола: получение простых и сложных эфиров. Окисление фенолов.
Реакции электрофильного замещения в фенолах: галогенирование, нитрование, сульфирование, нитрозирование, карбоксилирование.
2,4,6-Тринитрофенол (пикриновая кислота); - и - нафтолы.
1.5. Многоатомные фенолы. Строение, свойства. Пирокатехин, резорцин, гидрохинон, флюроглюцин.
1.6. Тиолы. Номенклатура. Кислотные свойства, образование тиолятов.
Алкилирование, ацилирование и окисление тиолов.
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.363-390,408-420.
3. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.
101-108, 154-157, 159-163.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Напишите структурные формулы следующих соединений:
а) п- этилфенол б) 2,4- динитрофенол в) фенол-2,4- дисульфокислота г) 5-метил-2- изопропилфенол д) 2-метилбутандиол-2, е) диизопропилкарбинол ж) трибутилфосфат з)3,4- этоксигексан и) гексаметиленгликоль к) 2-метоксибутан л) метилвинилизобутилкарбинол 2. Напишите все возможные изомеры и дайте название спиртов и простых эфиров:
а) С3Н6О б) С3Н12О 3. Объясните, почему t0кип этиленгликоля (1970С) значительно выше, чем у пропилового (97,20С) и изопропилового спиртов (82,30С), хотя все три спирта имеют одинаковую молярную массу (58г/моль).
4. Получите из метилового спирта и неорганических реагентов:
а) пропиловый спирт;
б) изопропиловый спирт.
5. Напишите получение этилпропилового эфира различными способами.
6. Получите следующие спирты реакцией гидрирования в присутствии катализатора- кислоты из соответствующих алкенов:
а) трет-бутиловый спирт;
б) 2-гексанол;
в) циклопентанон;
г) 1-метилциклогексанол.
7. Продуктом гидрирования (в присутствии катализатора) 3,3-диметил-1бутена является 2,3-диметил-2-бутанол. Предложите механизм реакции.
8. Объясните, почему следующая реакция необратима?
9. Напишите уравнение кислотно-основных реакций, между этанолом и следующими веществами. Укажите для каждой из реакций более сильное основание или кислоту:
а) CH3CCNa;
б) СH3-CH2-CH2-CH2Li;
в) СH3-CH2-MgBr.
фосфорной кислоты получаются следующие продукты с соответствующим выходом: 3,3-диметил-1-бутен (0,4%); 2,3-диметил-1-бутен (20%) и 2,3диметил-2-бутен (80%). Напишите механизмы всех реакций. Почему 2,3диметил-2-бутен является основным продуктом реакции?
11. Приведите схему получения транс-2-метилциклогексанола из циклогексена.
12.Какой восстановитель (NaBH4 или LiAlH4) нужно использовать в приведенных ниже реакциях:
13.Напишите уравнение реакций, этанола с одним из ниже перечисленных реагентов:
б) CH3-(CH2)3-Li в) CH3CH2MgBr 14. Реакциями бензола или толуола с необходимыми спиртами или неорганическими соединениями, получите следующие соединения:
а) метилбензосульфонат б) изопропил п- толуолсульфонат в) трет-бутил- п-бромбензосульфонат.
15.Сравните отношение к окислению спиртов и тиолов. Напишите схемы реакций. «Мягкое» и «жесткое» окисление тиола.
Тема: Простые эфиры и тиоэфиры. (4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (100 минут).
1.1.Простые эфиры. Номенклатура. Физические свойства.
Основные свойства, образование оксониевых солей.
Нуклеофильное расщепление галогеноводородными кислотами.
Окисление.
Представление об органических гидропероксидах и пероксидах.
Диэтиловый эфир, анизол, фенетол, диоксан, полиэтиленгликоль.
1.2.Сульфиды. Номенклатура. Алкилирование. Окисление.
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) фенолы, простые эфиры и их тиоаналоги” (50мин).
Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.390-407,418-420.
3.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.157-163.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Приведите два способа получения изопропилметилового эфира по методу Вильямсона. Объясните, какой из этих способов лучше и почему.
2. Приведите механизм, объясняющий образование тетрагидрофурана из 4-хлоро-1-бутанола и водного раствора NaOH.
3. Приведите структуры всех продуктов реакций:
а) этиленоксид + CH3OH (H+) C3H8O2 (метилцеллозольв) б) этиленоксид + C2H5OH (H+) C4H10O2 (этилцеллозольв) в) этиленоксид +KI (H2O) C2H5IO г) этиленоксид + CH3ONa (CH3OH) C3H8O 4. При проведении реакции пропеноксида с этоксидом натрия в этаноле образуется первичный 1-этокси-2-пропанол и очень мало 2-этокси-1пропанола. Какой фактор определяет это?
5. Допишите продукты реакций приведенных ниже простых эфиров с избытком концентрированной бромоводородной кислоты:
а) метилэтиловый эфир б) фенилэтиловый эфир в) тетрагидрофуран г) диоксан 6. Закончите уравнения:
а) циклогексанол + уксусный ангидрид б) фенол + фталевый ангидрид в) п-крезол + Br2 (водн.) г) бензиловый спирт + KMnO4 (OH-) д) бензиловый спирт + NaH е) цис-3-гексен + бензойная кислота ж) продукт (е) + H+/H2O 7. Какой качественной реакцией можно отличить аллилпропиловый эфир и дипропиловый эфир?
8. Соединение состава С8Н18О было нагрето с избытком бромоводородной кислоты. При обработке продукта реакции металлическим натрием был получен 3,4-диметилгексан. Установите строение исходного соединения и напишите схемы указанных реакций.
9. Напишите схему реакции получения метилового эфира -нафтола.
10. Какие метилирующие агенты можно использовать для получения простых эфиров?
11. Напишите схемы реакций диэтилового эфира с концентрированной серной и хлороводородной кислотами. Какие свойства проявляет диэтиловый эфир в этих реакциях?
12.Сравните основные свойства диэтилового эфира и воды.
13.Растворяются ли простые эфиры в концентрированных растворах щелочей?
14.Напишите схему реакции кислотного гидролиза фенетола.
15.Взаимодействие хлорбензола с разбавленным раствором щелочи в жестких условиях (300-400°С, 100 атм.) является техническим способом получения вещества, имеющего запах герани и применяемого для отдушки туалетного мыла. Соединение не растворяется в растворах щелочей и минеральных кислот, устойчиво к действию йодоводородной кислоты при нагревании, имеет полосы поглощения в УФ-области 255 нм ( 11000) и 272 нм ( 2000). Определите строение этого соединения.
16.Предложите схему синтеза изопропилпропилсульфида из пропанола-1 и соответствующих неорганических реагентов.
Содержание занятия:
1.СЕМИНАР. (140 минут).
1.1.Альдегиды и кетоны. Номенклатура. Физические свойства.
Реакции нуклеофильного присоединения, механизм. Влияние радикала на реакционную способность карбонильной группы.
1.2. Присоединение воды. Факторы, определяющие устойчивость гидратных форм. Присоединение спиртов. Роль кислотного катализа в образовании полуацеталей и ацеталей. Присоединение гидросульфита натрия, циановодорода. Полимеризация альдегидов. Параформ, паральдегид.
Присоединение магнийорганических соединений первичных, вторичных и третичных спиртов).
1.1.Реакции присоединения-отщепления; образование иминов (оснований Шиффа), оксимов, гидразонов, семикарбазонов; использование их для идентификации альдегидов и кетонов. Взаимодействие формальдегида с аммиаком (гексаметилентетрамин).
1.2.Реакции с участием СН-кислотного центра -атома углерода альдегидов и кетонов. Строение енолят-иона. Кето-енольная таутомерия. Конденсация альдольного и кротонового типа. Галоформная реакция; йодоформная проба.
1.6. Окисление и восстановление альдегидов и кетонов; различие в способности к окислению. Окисление альдегидов оксидом серебра (I) и гидроксидом меди (). Восстановление гидридами и комплексными Клемменсену как способы удаления оксогруппы.
1.7. Формальдегид (формалин), ацетальдегид, хлораль (хлоральдегидрат), акролеин, бензальдегид, ацетон, циклогексанон, ацетофенон. Реакция Антрахинон.
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) 3. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.420-453.
3. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.182-194.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Приведите структурные формулы:
л) ванилин 2. Приведите структурные формулы продуктов взаимодействия пропаналя с перечисленными ниже веществами:
в) LiAlH4, затем Н2О и) Br2 в уксусной кислоте 3. Приведите структурные формулы продуктов реакции (если они есть) ацетона с реагентами из задания (2).
4. Допишите продукты реакций п-толуилового альдегида с приведенными ниже соединениями:
5. Допишите продукты взаимодействия ацетофенона с приведенными ниже соединениями :
6. Предложите метод получения пропилкетона из бензола и любого другого необходимого компонента.
7. Приведите три способа превращения фенилпропилкетона в н-бутилбензол.
8. Предложите реакции отличия:
9. Приведите основные значения ИК-спектров реагентов и продуктов реакции:
10. С-Н связь -атома углерода кротонового альдегида (CH3CHСH-COH) проявляет слабую кислотность (Ка =10-20) а) напишите резонансные структуры, объясняющие этот факт б) приведите механизм следующей реакции:
C6H5CH=CHCOH+ CH3CH=CHCOH C6H5(CH=CH)3COH+C2H5OH 11.Какие реагенты могут быть использованы для осуществления следующих синтезов:
12. а) Соединение А (С9Н10О) не дает качественной реакции с йодоформом.
В ИК-спектре соединения А присутствует большой пик при 1690см-1, в ПМР- спектре соединения А присутствуют следующие полосы:
триплет 1.3(3Н) квадруплет 3.0 (2Н) мультиплет 7.7 (5Н) Какую структуру имеет соединение А?
б) Соединение Б - изомер (С9Н10О) дает пробу с йодоформом. В ИКспектре сильный пик при 1705 см-1, в ПМР- спектре:
синглет 2.0(3Н) квадруплет 3.5 (2Н) мультиплет 7.1 (5Н) Какую структуру имеет соединение Б?
13. Когда семикарбазин H2NNHCONH2 взаимодействует с кетоном (или альдегидом), образуя семикарбазон, только один атом азота семикарбазина реагирует как нуклеофил, атакуя атом углерода карбонильной группы.
Продуктом реакции соответственно являются R2C=NNHCONH2 чаще, чем R2C=NCONHNH2. Какой фактор влияет на то, что два другие атома азота семикарбазина не являются нуклеофилами?
14. Напишите схему реакции, происходящей при пропускании паров уксусной кислоты над нагретым катализатором (ThO2, MnO2). Что получится, если взять смесь уксусной и пропионовой кислот; пропионовой и муравьиной кислот?
15. Напишите схемы альдольной и кротоновой конденсации для уксусного, пропионового и масляного альдегидов.
16. Предложите химический способ разделения смеси валерианового альдегида, валериановой кислоты и амилового спирта.
17. Напишите уравнение и схему взаимодействия уксусного альдегида с аммиаком. Разберите механизм реакции.
18. Из уксусного альдегида и метанола получите полуацеталь и ацеталь.
19.Установите строение соединения C5H10О, которое в ИК-спектре имеет интенсивную полосу поглощения при 1720 см-1, а в ЯМР-спектре наблюдается два резонансных сигнала:
1 0,9 м.д. (триплет) и 2 2,4 м.д. (квадруплет).
20. Напишите структурную формулу C7H14О, которое:
а) в ИК-спектре имеет интенсивную полосу поглощения при 1715 см-1; б) при гидрировании образует соединение C7H16О, которое при дегидратации и последующем озонолизе дает смесь пропаналя и метилэтилкетона.
Тема: Карбоновые кислоты и их функциональные производные. (4 часа, Содержание занятия:
1. СЕМИНАР. (140 минут).
1.1. Карбоновые кислоты. Классификация. Номенклатура. Физические свойства.
Монокарбоновые кислоты. Строение карбоксильной группы и карбоксилат-иона как,-сопряженных систем. Кислотные свойства.
1.2.Реакции нуклеофильного замещения у sp2- гибридизованного атома углерода; механизм. Роль кислотного и основного катализа. Образование производных карбоновых кислот. Реакции ацилирования. Ангидриды и галогеноангидриды как активные ацилирующие агенты.
1.3.Реакции с участием углеводородного радикала карбоновых кислот.
Галогенирование по Геллю – Фольгарду – Зелинскому. Использование галогенозамещенных кислот для синтеза -гидрокси-, -амино- и,непредельных кислот.
1.4.Муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, изовалериановая, акриловая, метакриловая, бензойная и коричная кислоты. Полиакрилаты, полиметилакрилат.
1.5. Амиды карбоновых кислот. Строение амидной группы. Кислотноосновные свойства амидов. Гидролиз амидов, кислотный и щелочной катализ. Расщепление амидов гипобромитами и азотистой кислотой.
Дегидратация в нитрилы. Гидролиз, восстановление нитрилов. Гидразиды карбоновых кислот. Гидроксамовые кислоты.
Сложные эфиры. Реакция этерификации, необходимость кислотного 1.6.
катализа. Кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров. Аммонолиз сложных эфиров.
1.7. Сложные эфиры карбоновых и неорганических кислот, используемые в фармации. Триацилглицерины (жиры, масла). Высшие жирные кислоты как структурные компоненты триацилглицеринов (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая). Гидролиз, гидрогенизация, окисление жиров и масел (иодное число, число омыления).
мирициловый). Пчелиный воск. Спермацет. Твины.
Фосфатидная кислота. Фосфолипиды (фосфатидилколамины, фосфатидилхолины).
1.8.Дикарбоновые кислоты, их свойства как бифункциональных соединений.
Специфические свойства дикарбоновых кислот. Повышенная кислотность первых гомологов; декарбоксилирование щавелевой и малоновой кислот.
СН-кислотные свойства малонового эфира. Карбоанионы как реагирующие частицы. Синтезы на базе малонового эфира (получение карбоновых кислот).
Образование циклических ангидридов янтарной, глутаровой, малеиновой кислот). Фталевая кислота. Фталевый ангидрид, фталимид. Фенолфталеин, индикаторные свойства.
1.9.Угольная хлоругольный эфир, карбаминовая кислота и ее эфиры (уретаны). Карбамид (мочевина). Основные и нуклеофильные свойства. Ацилмочевины (уреиды), уреидокислоты. Гидролиз мочевины. Взаимодействие мочевины с азотистой кислотой и гипобромитами. Образование биурета; биуретовая реакция.
Гуанидин, основные свойства.
1.10.Сульфокислоты.
свойства, образование солей. Десульфирование ароматических соединений.
Нуклеофильное замещение в аренсульфокислотах; получение фенолов.
Функциональные производные сульфокислот: эфиры, амиды, хлорангидриды.
1.11.Поликонденсационные высокомолекулярные соединения.
Поликонденсация дикарбоновых кислот с диаминами как способ получения полиамидов. Нейлон. Полимеризация -капролактама (капрон).
Поликонденсация дикарбоновых кислот с этиленгликолем (лавсан).
Полисилоксаны. Строение силоксановой связи, свойства полисилоксанов (термическая устойчивость, гидрофобность, биологическая инертность).
1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) 2. КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.138-147, 453Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.100-108, 194-208.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Приведите структурные формулы:
в)2-метил-4-гексеновая кислота г) фталевая кислота и) 2-нафталиновая кислота к) малеиновая кислота н) диэтилмалонат соединениям:
3. Получите бензойную кислоту из каждого приведенного ниже соединения:
4. Получите фенилуксусную кислоту из каждого соединения:
а) фенилацетальдегид б) бензилбромид (2 способа) 5. Получите пентановую кислоту из следующих соединений:
д) пентанал 6. Напишите уравнения реакций ацетилхлорида с каждым из перечисленных ниже соединений:
п) фенол и пиридин 7. Какие продукты будут получены по реакции уксусного ангидрида с приведенными ниже соединениями. Напишите уравнения реакций 8. С помощью каких качественных реакций можно различить:
а) бензойную кислоту и метилбензоат б) бензойную кислоту и бензоилхлорид в) бензойную кислоту и бензоилхлорид г) бензойную кислоту и n-крезол д) 2-хлорбутановую кислоту и бутановую кислоту е) олеиновую кислоту и уксусную кислоту.
9. Какие продукты образуются при нагревании следующих веществ:
а) 4-гидроксибутановая кислота б) 3-гидроксибутановая кислота в) 2-гидроксибутановая кислота г) глутаровая кислота?
10. По приведенным ниже пикам в спектрах ПМР и ИК установите формулу соединения:
г) С2Н2Сl2О2 синглет 6.0 (3Н) 11. Какие кислоты получаются при взаимодействии н-бутилбромида и третбутилбромида с цианидом калия с последующим гидролизом? Напишите схемы реакций.
12. Предложите реакции, с помощью которых можно отличить соединения в каждой из приведенных пар:
а) муравьиная и уксусная кислоты б) уксусная кислота и этилацетат в) бензойная и щавелевая кислоты
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
“Оксосоединения. Карбоновые кислоты и их функциональные производные”.(4 часа, 180 минут).
ТИПОВОЙ БИЛЕТ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.
1. Приведите структурные формулы:2. Приведите структурные формулы продуктов взаимодействия пропаналя с перечисленными ниже веществами:
3. Допишите продукты реакций п-толуилового альдегида с приведенными ниже соединениями:
4. Приведите основные значения ИК-спектров реагентов и продуктов реакции:
5. С-Н связь -атома углерода кротонового альдегида (CH3CHСH-COH) проявляет слабую кислотность (Ка =10-20) а) напишите резонансные структуры, объясняющие этот факт б) приведите механизм следующей реакции:
C6H5CH=CHCOH+ CH3CH=CHCOH C6H5(CH=CH)3COH+C2H5OH 6. Расположите в ряд по увеличению кислотности следующие кисло ты:
СН 3 СООН; СlСН 2 -СН 2 -СООН; СН 3 -СН 2 СООН; СН 3 -СНСl-СООН.
Результат поясните.
7. Привести схему и механизм реакции этерификации на примере пропановой кислоты и этанола.
8.Опишите механизм реакции нитрования бензойной кислоты.
9.Напишите метилметакрилата, метилакрилата. Какое значение имеют полученные полимеры?
10.Приведите качественные реакции по обнаружению муравьиной кислоты в растворе.
11.Что легче бромируется: бензойная кислота или толуол? Ответ обосновать.
Напишите строение двух - диастереомеров на примере олеиновой и элаидиновой кислот, «олл-цис» формы линолевой и линоленовой кислот.
12. Дайте определение йодного числа жира и рассчитайте его для триолеата глицерина.
Напишите структурные формулы фосфатидилколаминов (кефалины), 13.
фосфатидилхолинов (лецитины), содержащих остатки олеиновой и стеариновой кислот. Какие продукты получаются в результате их гидролитического расщепления?
Тема: Амины. Диазо- и азосоединения. (4 часа, 180 минут).
Содержание занятия:
1.СЕМИНАР. (140 минут).
1.1.Амины. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения алифатических и ароматических аминов.
Кислотно-основные свойства.
Нуклеофильные свойства. Алкилирование аммиака и аминов.
Четвертичные аммониевые соли. Раскрытие -оксидного цикла аминами, образование аминоспиртов. Реакции первичных, вторичных и третичных алифатических и ароматических аминов с азотистой кислотой. Карбиламинная реакция – аналитическая проба на первичную аминогруппу.
1.2. Активирующее влияние аминогруппы на реакционную способность ароматического ядра. Галогенирование, сульфинирование, нитрование ароматических аминов.
Анилин, -метиленанилин,,-диметиланилин, толуидины, фенетидины, дифениламин.
1.3. Диазо- и азосоединения. Номенклатура. Реакции диазотирования, условия проведения. Строение солей диазония.
Реакции солей диазония с выделением азота. Синтетические возможности реакции: замещение диазогруппы на гидроксигруппу, алкоксигруппу, водород, галогены, цианогруппу.
Реакции солей диазония без выделения азота. Азосочетание как реакция электрофильного замещения. Диазо- и азосоставляющие. Использование реакции азосочетания для идентификации фенолов и ароматических аминов.
Азокрасители (метиловый оранжевый, конго красный), их индикаторные свойства. Основные положения теории цветности.
2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. (30мин) 3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (10мин) Литература:
1. Конспект лекций.
2. В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П.Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред.Н.А.
Тюкавкиной. Органическая химия- М.; Дрофа, 2002 – кн.1: Основной курс, с.; ил. - (Высшее образование: Современный учебник), с.147-150, 514Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с.108-111, 163-167.
4. И.В.Жданович, С.В.Зимина, А.С. Гордецов, Е.Ю.Ладилина; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 1. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2005 – 88 с.
1. Напишите структурные формулы следующих соединений:
2. Дайте название следующих соединений:
3. Получите бензиламин из каждого следующего соединения:
в) бензилбромид (два способа) г) бензальдегид 4. Как можно получить анилин из каждого перечисленного соединения?
5. Получите каждое из приведенных ниже соединений из первичного бутилового спирта:
а) первичный бутиламин;
б) первичный пентиламин;
в) первичный пропиламин;
г) метил первичный бутиламин.
6. Приведите структурные формулы продуктов реакций следующих аминов с нитритом натрия и соляной кислотой:
а) пропиламин б) дипропиламин в) N-пропиламин г) N-N- дипропиламин д) n-пропиламин.
7. Закончите уравнения реакций:
а) этиламин + бензоилхлорид б ) метиламин + ацетангидрид в) метиламин + сукцинангидрид г) продукт реакции (в) при нагревании д) п- толуидин + Br2 (изб.) 8. Исходя из бензола или толуола приведите схемы получения следующих соединений через соли диазония (как интермедиаты):
а) о-крезол б) м-крезол в) n-крезол г) м-дихлорбензол д) м-С6Н4(СN) е) м-йодофенол ж) м-бромобензонитрил з) 1,3- дибромо-5-нитробензол и) 3,5-дибромоанилин к) 3,4,5-трибромофенол л) 3,4,5-трибромобензонитрил м) 2,6-дибромобензойная кислота н) 1,3-дибромо-2-йодобензол о) 4-бромо-2-нитротолуол п) 3-нитро-4-метилфенол 9. Приведите уравнения качественных реакций, с помощью которых можно различить:
а) бензиламин и бензамин б) аллиламин и пропиламин в) n-толуидин и N- метиланилин г) циклогексиламин и анилин д) триэтиламин и диэтиламин е) хлорид трипропиламмония и хлорид тетрапропиламмония.
10. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно разделить смесь анилина, п-крезола, бензойной кислоты и толуола.
11. Соединение А (С15Н17N) получено по реакции бензосульфонилхлорида и водного раствора гидроксида калия. В ПМР – спектре соединения А присутствуют пики:
7.3(5Н), 6.7 (5Н), 4.4 (2Н), 3.2(2Н), 1.4 (3Н). Предложите структурную формулу соединения.
12.Установите строение соединения состава С4Н11N, в ИК-спектре которого наблюдается полосы поглощения 3330, 2960, 2850, 1460 и 1380 см-1, а в спектре ПМР – три сигнала с химическими сдвигами 1,2 м.д. (триплет), 1, м.д. (синглет) и 2,7 м.д. (квадруплет). Предположите пути получения этого соединения.
13. Исследуемое соединение представляет собой маслянистую жидкость. В масс-спектре этого соединения содержатся изотопные пики с m/z (100%), 108 (8,09) и 109 (0,29), а в ИК-спектре – характеристические полосы поглощения: 3470,3030,1600,1500,1450, 750, 698 см-1.Определите строение этого соединения.
14. Используя реакцию азосочетания, предложите способ получения nметоксиазобензола.
15. Напишите схему реакции диазотирования анилина. Объясните механизм реакции.
16.Приведите строение 4-диметиламиноазобензола в кислой и щелочной средах. Объясните различие окраски в кислой и щелочной средах.
17.Сравните химические свойства следующих соединений:
CH3CH2CH2NH2 и СН3СН2СОNH2. С помощью каких реакций их можно различить? Сравните реакционную способность атомов водорода в аминогруппах.
18.Какой изобутиламин? Какие еще вещества можно обнаружить в реакционной смеси?
19.Какие из перечисленных веществ можно применить для обезвоживания аминов: сульфат натрия, хлористый кальций, едкое кали, окись алюминия, фосфорный ангидрид?
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА.
“Амины, диазо- и азосоединения”. (4 часа, 180 минут).
ТИПОВОЙ БИЛЕТ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.
Получите амин из следующего исходного соединения:2. Осуществите реакцию: CH3C(O)Cl + PhNH 2. Получите нитросоединение из следующего исходного, используя органические и неорганические реагенты. Напишите механизм реакции.
(CH3)2CH-CH2-Br 4. Напишите продукты реакции: (CH3)2CHCH2-N+NCl + PhNH ИТОГОВОЕ ЗАНЯТИЕ. ЗАЧЕТ. (4 часа, 180 минут).
Тема: Введение в органический синтез. Лабораторные методы органических соединений. (7 часов, 315 минут).
1.СЕМИНАР (250 мин).
1.1.Правила техники безопасности при работе в химической лаборатории.
1.2.Знакомство с посудой и приборами для органического синтеза.
1.3.Лабораторные методы выделения и очистки органических веществ.
1.4.Методы идентификации органических веществ.
2.ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА. (40 мин) 3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ. (25 мин.) Литература:
1.Конспект лекций.
2.Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия/ Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков. – М.: Дрофа, 2005. – 542с., с. 507 – 513; 523 – 525.
3. И.В.Жданович, А.С. Гордецов, В.В. Козырев, Л.Н. Мартынова, А.А.Пономарева; Органическая химия: методическое пособие для студентов II курса фармацевтического факультета. Часть 2. Нижний Новгород: Изд – во Нижегородская государственная медицинская академия, 2008 – 118 с.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ
В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ.
Меры безопасности при работе с легковоспламеняющимися (ЛВЖ) 1. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости должны храниться в лаборатоном помещении в толстостенных банках (склянках) с притертыми пробками под ответственностью старшего лаборанта.Банки помещают в специальный металлический ящик с плотно закрывающейся крышкой, стенки и дно которого выложены асбестом.
Ящик должен быть установлен на полу вдали от проходов и от нагревательных приборов с удобным подходом к нему. На внутренней стороне крышки ящика делают четкую надпись с указанием наименований и общей допустимой нормой хранения горючих и легковоспламеняющихся жикостей для данного помещения.
2. По окончании работы эти вещества должны быть вынесены на хранение на склад.
3. Диэтиловый эфир (серный) следует хранить изолированно от других веществ в холодном и темном помещении, так как при хранении серного эфира на свету образуется взрывчатое вещество – перекись эфира.
4. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости следует доставлять со склада в лабораторию в замкнутой небъющейся посуде или в стеклянной посуде, помещенной в футляр.
5. Все работы с легковоспламеняющимися веществами и горючими жидкостями должны проводиться в вытяжном шкафу при работающей электроприборах. Концентрировать работы с огнеопасными веществами в одном месте, а также поручать проведение этих работ неопытному сотруднику лаборатории категорически запрещается.
Огнеопасные вещества могут находиться на рабочем месте лишь в количествах, нужных непосредственно для работы.
6. Перегонять и нагревать низкокипящие вещества (ацетон, бензол, эфиры, спирты, т.п.) следует в круглодонных колбах, изготовленных из тугоплавкого стекла, на банях, заполненных соответствующим теплоносителем (водой, маслом) в зависимости от температуры кипения данного вещества. Категорически запрещается нагрев сосудов с находящимися в них низкокипящими огнеопасными жидкостями на открытом огне или вблизи источников огня. Жидкости с более низкой температурой кипения нагревают на электронагревательных приборах закрытого типа – колбонагревателях. При этом электропроводка должна быть заключена в резиновые трубки.
7. Вся аппаратура, применяемая для нагревания легковоспламеняющихся веществ, должна быть в полной исправности, контакты во избежание искрения должны быть припаяны. Деревянные части вытяжных шкафов, в которых проводятся работы с легковоспламеняющимися веществами, должны быть окрашены огнеупорным лаком или покрыты асбестовым картоном.
8. Все работы, связанные даже с небольшим испарением в атмосферу лаборатории сильно пахнущих ядовитых веществ, таких как бензол, нитробензол, толуол, ксилол, хлороформ, диэтиловый эфир, спирты, эфиры органических кислот, сероуглерод, необходимо проводить только в вытяжном шкафу.
9. Во избежание взрыва запрещается выпаривать диэтиловый эфир и другие органические растворители досуха. При выпаривании обязательно должно оставаться некоторое количество их в колбе.
10.Необходимо помнить, что вещества, легко отдающие свой кислород, могут взрываться при взаимодействии с восстановителями. К таким веществам относятся: перекись водорода, перекись натрия, четырехокись калия, перекиси магния, ртути и серебра, озониды и др.
Во избежание взрыва работы с этими веществами необходимо проводить в вытяжном шкафу.
11.При нагревании легковопламеняющихся жидкостей в количестве более 0,5 л необходимо под прибор ставить кювету достаточной емкости для предотвращения разлива жидкости в случае аварии. Нагревая жидкость, держать пробирку так, чтобы её отверстие было направлено в сторону от оператора и тех, кто работает рядом.
12.Запрещается выливать горючие жидкости в канализацию.
Отработанные горючие жидкости следует собирать в специальную герметически закрывающуюся тару, которую удаляют из лаборатории для регенерации или уничтожения этих жидкостей.
13.При случайных проливах огнеопасных жидкостей необходимо немедленно выключить все газовые горелки, нагревательные приборы, обесточить комнату общим выключателем, находящимся вне комнаты, а при больших количествах разлитого вещества необходимо также выключить все нагревательные приборы и в соседних (прилегающих) комнатах. Место пролива жидкости следует засыпать песком.
Загрязненный песок собирают деревянными лопатами или совком.
14.В случае воспламенения горючей жидкости (возникновения пожара) немедленно выключить газовые горелки, электронагревательные вынести из помещения все сосуды с огнеопасными веществами и применять наиболее эффективные для данного случая средства при возникновении пожара вызвать пожарную команду по пожаротушения, расположение которых должны знать все работающие, и поставить в известность руководителей ВУЗа.
Примечание: Пламя необходимо гасить следующими средствами:
при загорании жидкостей, смешивающихся с водой, – любыми огнетушителями: струей воды, песком, асбестовым или суконным одеялом (кошмой);
при загорании жидкостей, не смешивающихся с водой, - углекислотными огнетушителями (ОУ), песком, покрывалами, начиная с периферии;
горящий фосфор – мокрым песком, огнетушителями, водой в обильном количестве. Для желтого фосфора лучшее средство тушения – 2-3%-ный раствор медного купороса;
горящий металлический калий и натрий – углекислотным огнетушителем, сухим песком, покрывалами, сухой поваренной солью, хлористым кальцием. Применение воды запрещено;
горящие провода и электроприборы, находящиеся под напряжением, - обесточить и тушить углекислотными огнетушителями;
горящие деревянные части – всеми огнегасящими средствами.
Сухой песок, кошма (одеяло), огнетушители всегда должны быть на видном месте, в исправном состоянии с удобными подходами для быстрого использования. Мокрый песок может усилить, а не ослабить горение.
15.Жидкости, кипящие при температуре не выше 80С, нагреваются на водяной бане. Температура нагревания должна быть приблизительно на 20С выше температуры кипения вещества. При перегонке жидкостную бани. Если температура лежит выше 220С – применяют металлическую баню из сплава Вуда или расплав равных частей азотнокалиевой или азотнонатриевой солей (в железном тигле).
16.Нельзя хранить легковоспламеняющиеся или легколетучие вещества вблизи работающих термостата или электропечи, нагретой батареи и т.д.
17.Все операции, связанные с применением, выделением или образованием ядовитых, огне- или взрывоопасных веществ, необходимо проводить только в вытяжном шкафу под тягой на удалении от других работ с обязательным принятием всех мер предосторожности. При этом в лаборатории должно находиться не менее двух человек.
18.Нельзя наливать горючее в спиртовку, не потушив её.
19.При работе по перегонке горючих веществ сначала необходимо пустить воду в холодильник и, только убедившись, что ток установился, включить нагревание. Колбу приемника опустить на противень с песком.
20.Ведя перегонку, нужно все время следить за приборами и нормальной работой холодильника, не оставляя прибор без наблюдения даже на короткое время. Уходя, выключить источник обогрева.
21.При всех работах, связанных с горючими веществами, нужно следить, чтобы поблизости не было открытого огня.
22.Своевременная и качественная уборка помещений является необходимым условием для предупреждения взрыва и загорания пыли.
23.Нельзя работать без спецодежды или в загрязненной спецодежде.
Одежда, на которую падают капли растворов окислителй, легко воспламеняется от малейшего нагрева. Особенно нужно опасаться кислородной струи: от нее может произойти самовоспламенение даже незагрязненной одежды.
24.При загорании одежды нельзя допускать быстрого движения – это раздувает пламя. Для тушения загоревшейся одежды набрасывают на пострадавшего кошму или пальто.
25.При работе с новыми веществами необходимо тщательно выяснить все возможные виды опасности и принять заблаговременно меры к их предотвращению, использовать защитные очки, щитки и другие защитные приспособления. Первые опыты вести с минимальным количеством веществ.
со щелочными металлами (натрий, калий, литий).
1. Щелочные металлы (натрий, литий, калий) относятся к наиболее химически активным элементам, поэтому представляют при работе энергично взаимодействуют с водой, выделяя при этом большое взрывается. Поэтому при работе с металлическим натрием, калием и литием необходимо соблюдать особую осторожность, не допуская соединениями.
2. Загорание может возникнуть при наличии влаги в керосине или парафине, под слоем которых хранятся металлический натрий, калий и укомплектованы эти металлы. Запрещается работать со щелочными металлами в помещении с высокой влажностью.
3. При попадании щелочных металлов на кожный покров и слизистую оболочку образуются тяжелые ожоги. Металлический натрий и калий могут иметь примеси, по своему составу являющиеся перекисными соединениями, гидратами и др., которые при контакте с режущим инструментом могут давать вспышки и взрывы.
4. Резать металлический натрий и калий необходимо на фильтровальной бумаге сухим и острым ножом. Первичная резка натрия должна производиться под слоем керосина с целью снятия верхнего перекисного слоя, потому что контакт перекисных соединений с чистым металлическим натрием на открытом воздухе может вызвать взрыв.
5. Сразу после резания натрия или калия его кладут в широкогорлую толстостенную банку с керосином. Слой натрия или керосина над натрием должен быть не менее 15 мм.
6. Все отходы щелочных металлов необходимо собирать в банку.
Выбрасывать отходы этих металлов в раковину или мусоросборники категорически запрещается, так как это приводит к взрыву или пожару.
Отходы металлического натрия или калия, которые нельзя использовать в работе, уничтожают одним из следующих методов:
путем полного растворения их в метаноле, растворение необходимо вести небольшими порциями: полученный раствор сливают в канализацию;
сжигают на открытом огне, на железном противне вдали от населенных пунктов с принятием мер предосторожности.
7. Хранить металлический натрий или калий следует под слоем обезвоженного керосина или парафина в стеклянной банке с притертой пробкой или лучше с плотно закрытой корковой пробкой, банки помещают в металлический ящик с песком. Загружать эти металлы в аппараты и вынимать их из тары следует только сухим пинцетом или тигельными щипцами. Керосин с поверхности кусков удаляют фильтровальной бумагой.
Меры безопасности при работе с перекисями.
1. В настоящее время в лабораториях применяется большое количество перекисей и гидроперекисей. Значительная часть взрывоопасна при обычной температуре, а некоторые из них взрываются в момент образования. Многие их них обладают свойством самопроизвольно разлагаться до взрыва.
«