Алгоритм идентификации производных пиразолона-5

Выходная лекарственная субстанция

Реакция с хлоридом феррума (ІІІ)

жолтогарячее окрашивание

синее окрашивание, кот быстро исчезает

синее окрашивание, кот переходит в зеленое

Реакция с нитритом натрия в кислой среде

Реакция с калия гексацианоферратом(ІІІ)

Реакция разложения в присутствии хлоридной кислоты, с добавлением FeCl3

изумрудно-зеленое окрашивание

синий осадок, берлинськой лазури

Резкий запах сульфур (І\/) оксида и формальдегида, розовое окрашивание

Антипирин

Амидопирин

Анальгин

учебные ЗадаНИЯ

Задание 1

Составьте названия приведенных соединений:

а) б) в) г) д)

Задание 2

Составьте схемы синтеза предложенных производных пятичленных гетероциклических соединений с двумя гетероатомами: а) 4-изопропилпиразол; б) 2,5-диметилимидазол; в) 2-амино-4-метилтиазол; г) 5-метил-3-фенилизооксазол

Задание 3

Напишите схемы таутомерных преобразований пиразолона-5 и подпишите виды таутомерии им соответствуют.

Задание 4

Заполнить следующие схемы химических превращений. Назовите продукты.

задания для проверки достижения конкретных целей обучения

1. Установлено, что по строению пятичленная гетероциклических соединений является ароматической с атомом азота пирольного типа. Определите такое соединение:

A. B. C. D. E.

2. Строение гетероциклических соединений с двумя гетероатомами может быть описана с помощью таутомерных форм:

Этот вид таутомерии носит название:

A. азольная

B. амино-имена

C. кето-енольна

D. лактам-лактимна

E. нитро-ацинитро

3. Гетероциклические соединения добывают способом взаимодействия гидразину с ацетил ацетоном по схеме:

Определите продукт реакции.

A. B. C. D. E.

4. Реакция пиразолу с неизвестным реагентом протекает по гетероциклическим атомом. Определите этот реагент:

A. Н₂

B. SO₂Cl₂

C. CH₃Cl

D. HNO₃, H₂SO₄

E. H₂SO₄

Реакция 2-аминотиазолу с неизвестным реагентом протекает по аминогруппе.

Определите этот реагент:

A. СH₃COCl

B. CH₃−CHO

C. CH₃I

D. SOCl₂

E. HNO₂

6. Проводят реакции идентификации на препарат группы пиразолона: анальгин. Его отличает от других препаратов группы пиразолона:

A. зеленую окраску с азотистой кислотой

B. запах при нагревании с соляной кислотой

C. оранжевую окраску с хлоридом железа

D. синюю окраску с гексацианоферратов (III) калия

Эталоны ответов:

1.B, 2.A, 3.D, 4.C, 5.E, 6.B.

Занятие № 25

Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. пиридин

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Важнейшим представителем шестичленных гетероциклических соединений с одним гетероатомом является пиридин. Пиридиновый цикл входит в состав большого количества природных соединений имеющих высокую биологическую активность - алкалоидов, а так же в состав многих лекарственных препаратов.

В теме рассматриваются такие важнейшие производные пиридина как метилпиридин, гидроксипиридины, аминопиридин и пиридинкарбоновые кислоты. Изучение этих тем позволяет проследить изменение свойств химических соединений при взаимном влиянии атомов и заместителей, и является логическим продолжением развития умения интерпретировать свойства ароматических соединений.

Большинство производных пиридина широко применяются в синтезе лекарственных препаратов и других промышленно важных веществ. Никотиновая кислота и ее амид (никотинамид) известны в медицинской практике как две формы витамина РР. При недостатке витамина РР в организме человека развивается заболевание кожи - пеллагра. На основе производных изоникотиновой кислоты созданы лекарственные препараты изониазид и фтивазид, которые применяют при лечении туберкулеза.

Таким образом, тема шестичленных гетероциклов создает логическую основу для понимания химических процессов нашего организма и является базовой для изучения производных пиридина в курсах биохимии, фармакогнозии и фармацевтической химии ..

цели обучения

Общая цель: Уметь интерпретировать свойства пиридина и его производных, опираясь на строение их молекул для использования полученных знаний-умений на следующих кафедрах для определения физико-химических показателей лекарственных средств.

Конкретные цели.

Уметь:

1. Составлять названия производных пиридина.
2. Составлять схемы синтеза производных пиридина используя данные о способах добычи.
3. Составлять уравнения реакций используя данные о химических свойствах пиридина и его производных.

содержание обучения

1. Основные теоретические вопросы:

1. Номенклатура пиридина и его производных.

2. Способы добывания пиридина и его гомологов.

3. Физические и химические свойства пиридина:

– реакции, протекающие с участием гетероатому;

– реакции замещения атомов водорода пиридинового цикла (электрофильное

– (SE) и нуклеофильное (SN) замещения);

– восстановление;

– окисления.

4. N-оксид пиридина: строение, отношение к электрофильных и нуклеофильных реагентов.

5. Пиколин: получение, свойства.

6. Гидроксипиридины и аминопиридин: способы добычи, таутомерия, химические свойства.

7. Пиридинкарбоновые кислоты: номенклатура, способы получения, химические свойства, важнейшие функциональные производные.

8. Идентификация пиридина и его производных.

2. Основные термины и их определения:

Пиридин - бесцветная жидкость с характерным запахом, смешивается с водой и эфиром во всех соотношениях. Образует азеотропную смесь состава C₆H₅N×3H₂O

Способы получения. Пиридин и его монометильни производные - , , -пиколины получают из каменноугольной смолы.

Синтетичні методи отримання:

1. Нагрев уксусного альдегида с аммиаком в присутствии Al2O3 приводит к смеси метильных производных пиридина (пиколинив):

2. При нагревании акролеина с аммиаком получается -пиколин:

3. Взаимодействие ацетилена с синильной кислотой:

4. Конденсация ацетальдегида и форм альдегида с аммиаком:

Строение

Пиридин относится к ароматических соединений. Его молекула имеет плоскую структуру. Атомы углерода и азота находятся в состоянии sp2-гибридизации. В образовании ароматического секстета участвуют пять р-атомных орбиталей атомов углерода и одна р-атомная орбиталь атома азота.

Неразделенная пара электронов атома азота занимает sр2-гибридную орбиталь и не участвует в образовании ароматического секстета, что сообщает пиридина основные свойства. Атом азота такой конфигурации получил название пиридинового. Влияние атома азота на электронную плотность пиридинового ядра по сравнению с влиянием нитрогруппы на бензольное кольцо в молекуле нитробензола, но сильнее.

Гетероциклы, в которых гетероатом снижает электронную плотность на атомах углерода ароматического кольца, называют π-дефицитными. То есть пиридин является л-дефицитной ароматической системой.

Химические свойства

I. Реакции по гетероциклических атома азота.

1. Взаимодействие с кислотами. Пиридин проявляет слабые основные свойства. При взаимодействии с сильными минеральными и органичноми кислотами он образует хорошо растворимые пиридиния соли

пиридин бромид

2. Реакция с серы (VI) оксидом. С участием неподеленной пары электронов атома азота пиридин легко реагирует с триоксида серы, образуя донорно-акцепторный комплекс:

пиридинсульфотриоксид

3. Взаимодействие с алкил- и ацил галогениды. В этих реакциях пиридин образует четвертичные соли N -алкил- и N -ацилпиридиния соответственно.

N-метилпиридиний бромид

N-цетилпиридиния хлорид