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.