Тема «Гетероциклы: 5-членные гетероциклы с двумя гетероатомами». I.Вопросы для проверки исходного (базового) уровня знаний
1.Какие гетероциклические системы Вам известны?
2. Почему они ароматичны?
3. Реакции электрофильного замещения в 5-членных гетероциклах с одним гетероатомом: по какому атому углерода они идут?
4. Механизм реакции электрофильного замещения.
5. Ацидофобность этих гетероциклов, подбор реагентов для реакций электрофильного замещения.
6.Кислотно-основные свойства?
7. Что такое основность и нуклеофильность?
II. Целевые задачи:
Студент должен знать:
| Литература:
| 1.Какие молекулы являются гетероциклами?
2.В состав каких природных соединений входят гетероциклы?
3.Клссификацию гетероциклов в зависимости от: а) размера цикла; б) числа гетероатомов в цикле; в) по типу элемента, входящего в состав цикла; г) по природе и взаимному расположению гетероатомов в цикле: 1-2 и 1-3 азолы д) по степени насыщенности; е) по числу циклов в полициклических системах.
4.Номенклатуру гетероциклов с двумя гетероатомами – это аналоги фурана, тиофена и пиррола. Наиболее значимые из них: пиразол, имидазол, тиазол, оксазол; Номенклатуру ИЮПАК: если гетероциклы содержат различные гетероатомы, то соблюдают следующий порядок падения старшинства атомов: О>S>N.
5.Как даются названия гетероциклам по систематической номенклатуре?
6.Критерии их ароматичности.
7.Кислотные свойства имидазола и пиразола, благодаря N-H кислотному центру, оба они по кислотности превышают пиррол ( лучше делокализация отрицательного заряда из-за 2-х атомов азота).
8.Амфотерность пиразола и имидазола, образование межмолекулярных ассоциатов в кристаллическом состоянии и в неполярных растворителях.
9.Реакции электрофильного замещения из-за π-избыточности дают молекулы пиразола , имидазола и тиазола, но намного труднее, чем гетероциклы с одним гетероатомом, почему? , а π-дефицитность оксазола из-за атома кислорода делает невозможным этот тип реакций.
10.Алкилирование, ацилирование приводит к 1-
алкил- и 1-ацилпроизводным
| ОСНОВНАЯ:
1. Э.Т.Оганесян Органичекая
химия «Академия», 2011.
с.366.
2.Н.А.Тюкавкина,
В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян и др. Органическая химия, специальный курс – учебник для вузов. М.: Издательский центр «Дрофа»,2008, стр. 3… 60… , 65 … .
3.О.Я.Нейланд
Органическая химия, Учеб.для хим. спец. вузов.-М. Высш. шк.,1990. с. 674…
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
В.И.Иванский «Химия гетероциклических соединений» М, 1978, с.86. 3.Щеголев Органическая химия, учеб. Пособие для студ. мед. и фарм. обр-ю, Архангельск, 2008г., с. 557.
| Студент должен уметь:
|
| 1.Доказывать ароматичность пятичленных гетероциклов с двумя гетероатомами: называть структурные критерии ароматичности;
2.Объяснять их ацидофобность;
3.Записать реакции электрофильного замещения, учитывая ацидофобность подбирать « мягкие» реагенты.
4.Называть продукты реакций
|
|
III. Задания для самостоятельной работы по изучаемой теме:
1. Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами – это плоские пятиугольники, с тремя атомами…………………………… и двумя ……………. атомом в состоянии…….. гибридизации.
2.Пиразол содержит атомы …………… , один из которых……………………, а второй……………………. .
3. Пиррольный азот проявляет …………………….. свойства. 4.Пиридиновый азот проявляет……………………….свойства.
Из всех 5-членных гетероциклов с двумя гетероатомами наиболее ароматичен………………, т.к………………………………………………………… ………….……..…………………………………………………………………………
5. Из 5-членных гетероциклов с двумя гетероатомами наиболее ацидофобен…………………, .
6. Продуктами восстановления пиррола являются …………………………………..
7.В электронный секстет включается ………………………пара……………………, поэтому эти гетероциклы удовлетворяют правилу………………………………… .
8.Биологически активные вещества: пиразол и его производные в природе не обнаружены, но они используются в производстве лекарственных средств и пестицидов; пиразолоны: антипирин, амидопирин, анальгин, бутадион.
Тиазол – часть структуры тиамина ( витамина В1), а тиазолидин – структурный фрагмент пенициллиновых антибиотиков;
Аминокислота гистидин, продукт его дезаминирования – гистамин.
Тест для самоконтроля
1.Гетероциклы - это большая группа органических соединений, молекул которых
входят в состав таких важнейших природных соединений, как :
А) гемоглобин Б) хлорофилл В) антибиотиков Г)алкалоидов
2.Чаще в состав природных соединений входит молекула:
а) фурана б) тиофена в) пиррола г)имидазола д) пиразола
3.Основные свойства в большей степени проявляет гетероцикл:
а) пиразол б) пиридин в) тиофен г) хинолин
4. Химические свойства 5-ти членных гетероциклов с двумя гетероатомами
обусловлены:
а) ароматичностью; б) электроотрицательностью гетероатома;
в) ацидофобностью; г) непредельностью; д) основностью.
5. Приразол, имидазол и тиазол относятся к π- избыточным системам, т.к. в них число электронов, образующих ароматичную систему
а) превышает общее число атомов в цикле;
б) равно общему числу атомов в цикле;
в) меньше общего числа атомов в цикле.
6. Наиболее устойчив к действию кислот:
а) пиррол б) фуран в) тиофен
7. В незамещенных гетероциклах с двумя гетероатомами электрофильная атака осуществляется преимущественно:
а)по атому С-2 ; б) С-3 ; в) С-4; г) С-5.
8. Для введения нитрогруппы в пиразол используют:
а) нитрующую смесь; б) ацетилнитрат; в) азотную кислоту
9. Легче всего в реакции присоединения вступает:
а) пиразол б) тиазол в) имидазол г) оксазол
10.Наиболее устойчив к действию окислителей:
а) пиразол б) тиазол в) имидазол г) оксазол
Ответы: 1- все; 2 – в; 3-1; 4 – а,б; 5 – а; 6 –в; 7 –в,г; 8 –г; 9 –а; 10-г .
Задания для самостоятельной работыстудентов 2 курса фарм. факультета по курсу органической химии.
Тема «ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ».
I.Вопросы для проверки исходного (базового) уровня знаний
1.Что такое кислота и основание по Бренстеду-Лоури?
2. Что такое кислота и основание по Льюису?
3. Какие гетероциклы мы уже изучили, их ароматичность.
4. Какие гетероциклы ацидофобны и почему?
5. В какое положение идут электофильные заместители в пирроле, фуране и тиофене?
6. Какой характер придает соединению пиррольный азот?
7. В какое положение идут электрофильные заместители в пиразоле, имидазоле.
8.Пчему пиразол и имидазол амфотерны?
II. Целевые задачи:
Студент должен знать:
| Литература:
| - Строение пиридина
-Ароматичность пиридина
-Основность пиридина
-Почему реакции электрофильного замещения в пиридине идут с большим трудом и в какое положение? Сульфирование, нитрование, галогенирование пиридина – замещение по атомам углерода.
- Почему для пиридина характерны реакции нуклеофильного замещения?
-В какие положения идут реакции нуклеофильного замещения и почему? Реакция Чичибабина ( аминирование), гидроксилирование, алкилирование и арилирование литийорганическими соединениями.
Гомологи пиридина , продукты их окисления.
Продукты окисления и восстановления пиридина
| ОСНОВНАЯ
1.Э.Т.Оганесян Органичекая
химия «Академия», 2011.
с.376.
2.Под ред.Н.А.Тюкавкиной,
Органическая химия, спец. курс – учебник для вузов. М.: Издательский центр «Дрофа»,2008, стр. 16. 3.О.Я.Нейланд
Органическая химия, Учеб.для хим. спец. вузов.-М. Высш. шк.,1990. с. 686...)
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
1.В.И.Иванский «Химия гетероциклических соединений» М, 1978, с.86.
| Студент должен уметь:
|
| 1.Доказывать ароматичность, основность пиридина.
2.Писать уравнения реакций электрофильного и нуклеофильного замещения в пиридине
3.Называть исходные вещества и продукты.
|
|
III. Задания для самостоятельной работы по изучаемой теме:
1.Дописать пропущенные слова:
Пиридин- это ……………………………. гетероцикл с…………….. гетероатомом
Критерями ароматичности пиридина являются: система…………………………………………………………………………………
Основность пиридина объясняется тем, что……………………………………………...................................................................
Реакции электрофильного замещения в пиридине идут с ……………………………
в полжение………… или в положение…………, если предыдущее занято.
Реакции нуклеофильного замещения в пиридине идут в положение………….. , т.к.
…………………………………………………………………………………………….
2.Почему пиридин-это основание по Льюису? Особенности пиридинового атома азота.
3. Почему в пиридине возможны реакции нуклеофильного замещения?
4.Почему реакции электрофильного замещения в пиридине идут с трудом?
5.В какое положение идут реакции электрофильного замещения и почему?
Привести примеры.
6.В какое положение идут реакции нуклеофильного замещения и почему?
Привести примеры.
7.В каких условиях сульфируется пиридин?
8.Образоание солей пиридиния.
Тест для самоконтроля
1. Из перечисленных гетероциклов основностью обладают:
а) имидазол б) пиридин в) пиразолин г) тетрагидрофуран
2. Для пиридина число n в формуле Хюккеля равно
а) 4 б) 6 в) 1 г) 2
3. Наиболее характерной для ароматических гетероциклических соединений
является реакция:
а) электрофильного замещения б) электрофильного присоединения
в) нуклеофильного замещения г) окисления
4. Продуктом восстановления пиридна является:
а) пирролин б) пиперидин в)пиперазин г) пирролидин
5. Со щелочными металлами взаимодействует:
а) пиридин б) пиррол в) хинолин г) имидазол
6. Самым кислым характером обладает
а) пиррол б) имидазол в) фуран г) тиофен
7. Амфотерные свойства проявляют:
а) пиррол б) пиразин в) фуран г) имидазол д) пиразол
8. В основе молекулы антипирина и амидопирина лежит гетероцикл
а) пиразол б) тиазол в) тетразол г) пиразолон – 5
9. 5-членным гетероциклом с двумя различными гетероатомами является:
а) пиразол б) имидазол в) оксазол г) пиразолин
10. Реакции нуклеофильного замещения в пиридине идут в положение
а) 2 б) 3 в) 4 г) 5 д) 6
11. Реакции электрофильного замещения в пиридине идут в положение
а) 2 б) 3 в) 4 г) 5 д) 6
12. В реакциях электрофильного замещения менее активен
а) бензол б) пиррол в) пиразол г) пиридин
Ответы: 1- а,б; 2 - б; 3 - а; 4 - г; 5 - б,г; 6 - б; 7 - г,д; 8 - г; 9 -в; 10 - 2; 11- б; 12 –г
Задания для самостоятельной работы студентов 2 курса фарм. факультета по курсу органической химии.
Тема «Производные и шестичленных гетероциклов:
Хинолин, изохинолин; »
I.Вопросы для проверки исходного (базового) уровня знаний
1. Какие тетероциклы нам уже известны? Что их всех объединяет?
2. Какие из изученных гетероциклов являются π-избыточными, а какие нет?
3. Критерии ароматичности.
5. Что такое π-связь?
6. Что нам известно о пиридине?
7. Какие амфотерные гетероциклы нам известны?
8. Какой азот является четвертичным?
9. Строение пиридина.
10.Дописать уравнения реакций и назвать продукты:
а) пиридин + NaNH2 б) пиридин +КОН ?
11. Основность пиридина.
II. Целевые задачи:
Студент должен знать:
| Литература:
| 1. Общую характеристику гетероциклов: классификацию, номенклатуру, изомерия, свойства: основность пиридина, хинолина
2. Хинолин, изохинолин , их строение, распределение электронной плотности
3. Кислотно-основные свойства .
4. Реакции электрофильного замещения, какое кольцо подвергается электрофильной атаке? Почему эти реакции в хинолине идут легче, чем в пиридине?
5. Реакции нуклеофильного замещения куда идут?
6. Производные хинолина и изохинолина как лекарственные средства.
7. Хинолин сочетает два ароматических цикла-
какие?
8. Критерии ароматичности
9. Производные хинолина как лекарственные средства.
| ОСНОВНАЯ
1. Э.Т.Оганесян Органичекая
химия «Академия», 2011.
с.376.
2. Под ред.Н.А.Тюкавкиной,
Органическая химия, специальный курс – учебник для вузов. М.: Издательский центр «Дрофа»,2008г стр. 33.
3.О.Я.Нейланд Органическая химия, Учеб.для хим. спец. вузов.-М. Высш. шк.,1990. с. 695.)
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
4. К. Ингольд Теоретические основы органической химии, перевод с англ.М. Мир, 1973
2.Щеголев Органическая химия, учеб. Пособие для студ. мед. и фарм. обр-ю, Архангельск, 2008г. с. 575.
| Студент должен уметь:
|
| 10. Доказывать ароматичность гетероциклов.
11. Записывать уравнения реакций электрофильного замещения в пиридине, хинолине и изохинолине.
12. Называть исходные вещества и продукты реакций;
13. Писать уравнения реакций нуклеофильного замещения в пиридине и хинолине;
14. Определять по формуле характер вещества: кислота это или основание, нуклеофил это или электрофил; Доказывать основные свойства хинолина и кислые свойства пиррола.
15. Определять тип реакции по его уравнению;
16. Называть важнейшие представители данного класса, приводить их способы получения, химические свойства и применение.
|
|
III. Задания для самостоятельной работы по изучаемой теме:
1.Дописать пропущенные слова:
Молекула хинолина состоит из двух колец……………......... и ……………....
Хинолин как и пиридин ароматичен, т.к………………………………………..
Хинолин также как и пиридин проявляет основные свойства,т.к……………….
Индол как и пиррол проявляет кислые свойства, т.к…………………………….
Хинолин как и пиридин дает рекции нуклеофильного замещения, т.к………....
Реакции электрофильного замещения в пиридине идут в положение …………., а
в хинолине – в положение……………. .
2.Производные хинолина, изохинолина как лекарственные средства:
оксин, (8-гидроксихинолин), сульфат оксина –хинозол и его нитропроизводное -
(8-гидрокси-5-нитрохинолин) –нитроксолин используются как
противомикробные препараты, т.к…………………………………………………
3.Привести структурные формулы пиридина, хинолина, изохинолина, указать
нумерацию атомов в них, доказать ароматичность, основность на примере
хинолина.
4.Почему хинолин относится к π-дефицитным соединениям? Какие особенности
структуры сказываются на его свойствах?
Привести формулы и названия двух веществ, содержащих в своем составе ядро
хинолина и являющихся лекарственными препаратами. Указать область их
применения.
Тест для самоконтроля:
1. Молекула хинолина – это конденсированная система
а) бензола и пиррола б) бензола и пиридина
в) бензола и пиразола г) бензола и имидазола
2. Молекула индола – это конденсированная система
а) бензола и пиррола б) бензола и пиридина
в) бензола и пиразола г) бензола и имидазола
3. Основные свойства в большей степени проявляет
а) пиррол б) пиридин д) хинолин
в) индол г) имидазол е) пиразол
4. Кислотные свойства в большей степени проявляет
а) пиррол б) пиридин д) хинолин
в) индол г) имидазол е) пиразол
5. Реакции электрофильного замещения в хинолине идут в положение
а) 2 б) 3 в) 4 г) 5 д) 6 е) 7 ж) 8
6. Со щелочными металлами взаимодействует:
а) пиридин б) пиррол
в) хинолин г) имидазол
д) индол е) хинолин
7. Реакции нуклеофильного замещения в хинолине идут в положение
а) 2 б) 3 в) 4 г) 5 д) 6
8. В реакциях электрофильного замещения менее активен
а) бензол б) пиррол
в) пиразол г) пиридин
д) хинолин е) индол
9. Амфотерные свойства проявляют:
а) пиррол б) пиразин
в) фуран г) имидазол
д) пиразол е) хинолин
10. Реакции электрофильного замещения в индоле идут в положение
а) 2 б) 3 в) 4 г) 5 д) 6 е) 7 ж) 8
Ответы: 1- б: 2- а; 3- г; 4- а; 5- г,ж; 6-б,д; 7- а; 8-г; 9-б,г; 10-б.
Задания для самостоятельной работы студентов 2 курса фарм. факультета по курсу органической химии.
|