Гетероциклические соединения. номенклатура. изомерия. способы получения. строение и свойства

1. Напишите структурные формулы следующих соединений (укажите их тривиальное название, если оно принято):

а) 2-метилфуран; б) 2,5-диоксопиперазин;

в) фуран-2-карбоновая кислота; г) тетрагидрофуран;

д) 1-метилизохинолин; е) 2-метилпиридин;

ж) хинолин-4-карбоновая кислота; з) 2-метилпиримидин;

и) 3-метилиндол; к) тиофен-2-сульфокислота.

2. Никотин – алкалоид (сильно ядовитое вещество, широко используемое для борьбы с вредными насекомыми):

Укажите типы гетероциклов в этом соединении. Рассмотрите электронные эффекты обоих атомов азота, сравните их основность.

3. Назовите следующие гетероароматические соединения:

4. Напишите структурные формулы всех изомерных диметилпирролов и метилиндолов.

5. Назовите следующие гетероароматические соединения:

6. Какие дикарбонильные соединения надо взять, чтобы при их гетероциклизации получить: а) 2,4-диметилтиофен; б) 2,3,5-трифенилтиофен?

7. Как с помощью реакции Юрьева получить из сильвана (2-метилфурана) 2-метилтиофен, α-метилпиррол, 1-фенил-2-метилпиррол?

8. Какие дикарбонильные соединения надо взять, чтобы при дегидратации (либо совместной дегидратации с аммиаком или амином) получить следующие вещества: а) 2,5-диметилфуран; б) 3,4-диметилпиррол; в) 1,2,5-триметилпиррол?

9. Напишите схему синтеза Скраупа (образования хинолина при нагревании смеси анилина, глицерина, нитробензола и серной кислоты). Какое соединение можно получить таким путем, если использовать вместо анилина: а) п-толуидин; б) м-анизидин?

10. Получите фуран из пирослизевой кислоты. Напишите для фурана реакции нитрования, ацилирования, хлормеркурирования.

11. Как получить фуран из фурфурола?

12. Сравните основность пиррола и пирролидина. Дайте объяснение различию свойств.

13. Сравните на примере галогенирования (например, йодирования) реакционную способность ядра пиррола, тиофена, бензола и пиридина.

14. Укажите структурные формулы всех продуктов, образующихся при взаимодействии хинолина со следующими реагентами (в том случае, если реакция протекает напишите уравнения; если нет- укажите).

а)°Br₂, 240°С; б) H₂SO₄, 240°С; в) PhCOCl, AlCl₃;

г) PhCl, AlCl₃; д) PhMgBr, 20°C; е) HNO₃, разб.;

ж) КОН конц.; з) PhCO₂H; и) PhN₂⁺Cl^-;

к) SO₃, 20°C; л) KMnO₄, H⁺, t°C; м) NaNH₂, t°C.

15. Сравните пиридин и пиперидин по их основности, отношению к уксусному ангидриду, йодистому метилу, азотистой кислоте.

16. Укажите, в какое положение идет электрофильное замещение для следующих гетероцилов:

а) фуран; б) тиофен; в) 1-фенилпиррол;

г) индол; д) пиридин; е) хинолин.

17. Поставьте в ряд по легкости нитрования следующие соединения: пиридин, м-динитробензол, тиофен, п-ксилол, бензол.

18. Нарисуйте таутомерные формы для изомерных оксипиридинов.

19. Как реагирует пиридин со следующими веществами:

а) бромистый водород; б) хлористый бензоил;

в) амид натрия; г) едкое кали (300^оС);

д) пероксид водорода; е) диметилсульфат?

20. Напишите уравнения реакций и назовите получающиеся вещества:

в) тиофен + I₂ + H₂O

г) 1-ацетил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин

д) индол + (СН₃СО)₂О

e) пиррол + I₂

21. Напишите структурные формулы промежуточных и конечных продуктов в схемах следующих синтезов:

22. Из тиофена получите следующие соединения:

23. Напишите формулы строения промежуточных и конечного продуктов в следующих схемах:

24. Напишите формулы строения промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах:

25. Получите из пиридина α- и β-оксипиридины и α- и β-аминопиридины. Укажите, для каких из этих соединений возможна таутомерия?

26. Проведите восстановление пиридина и α-пиколина водородом в момент выделения и каталитически.

27. Напишите реакции взаимодействия пиперидина с HCl, HNO₂, (CH₃CO)₂O, C₆H₅COCl, CH₃I.

28. Проведите восстановление хинолина натрием в кипящем спирте.