Внеаудиторная самостоятельная работа по разделу «Реакционная способность нитросоединений».

Актуальность изучаемого раздела. Нитросоединения используются в синтезе аминов. Нитрогруппа входит в структуру многих лекарственных соединений различного спектра фармакологического действия.

План изучения раздела

1. Определение, классификация, номенклатура нитросоединений. Электронное строение нитрогруппы.

2. Способы получения ароматических и алифатических нитросоединений:

- нитрование аренов;

- нитрование алканов;

- окисление аминов и оксимов;

- из алкилгалогенидов.

3. Химические свойства нитросоединений:

- CH-кислотные свойства нитроалканов, аци-формы (нитроновые кислоты), нитронаты.

- восстановление ароматических нитросоединений в кислой среде, работы Н.Н. Зинина.

После самостоятельного изучения раздела необходимо письменно ответить на следующие вопросы:

1. Предложите схему синтеза п-толуидина из бензола.

2. Приведите схемы последовательных реакций получения 2-нитропропана из пропана.

Литература.

1. Оганесян,Э.Т. Органическая химия: учеб. для студентов учреждений высш. проф. образования , обучающихся по специальности " Фармация"/ Э.Т.Оганесян.- М.: Академия, 2011.- 425 с. (Высш. проф. образование).

2. Органическая химия: учебник для студентов высш. учеб. заведений, обуч. по специальности " Фармация" : В 2 кн. / В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян, А.П.Лузин, Н.А.Тюкавкина; Под ред. Н.А.Тюкавкиной. - М.: Дрофа, - (Высш.образование : Соврем. учеб.). Кн. 1: Основной курс. -2002.-640 с.

3. Химическая энциклопедия. www.xumuk.ru.

Форма контроля самостоятельной работы: проверка выполнения упражнений для самоконтроля.

План работы на предстоящем занятии

1. Определение исходного уровня знаний (тестовый контроль).

2. Разбор основных вопросов темы.

3. Выполнение лабораторной работы:

- Основные свойства алифатических и ароматических аминов (опыт 10.4, стр. 218);

- Бромирование анилина (опыт 17.1, стр. 293);

- Лигниновая проба на анилин (опыт 17.2, стр. 292);

- Взаимодействие первичных алифатических и ароматических аминов с азотистой кислотой (см. описание опыта в приложении);

- Окисление первичных ароматических аминов (см. описание опыта в приложении).

4. Выполнение синтеза сульфаниловой кислоты (см. описание в приложении).

Лабораторная работа

Взаимодействие первичных алифатических и ароматических

аминов с азотистой кислотой

Возьмите две пробирки. В пробирку №1 поместите 3-4 капли анилина, в пробирку № 2 – 3-4 капли метиламина. В обе пробирки прилейте по 2 мл 10% соляной кислоты и 3-4 капли 0,1н раствора нитрита натрия. Запишите свои наблюдения.

Содержимое пробирки № 1 прибавьте к 3 мл щелочного раствора β-нафтола. Запишите свои наблюдения. Сделайте выводы.

Окисление первичных ароматических аминов

В пробирку поместите 2 капли анилина и 10% серную кислоту до его полного растворения. Прибавьте 2 капли 10% раствора бихромата калия. Запишите свои наблюдения. Сделайте выводы.

Синтез сульфаниловой кислоты

Для получения сульфаниловой кислоты используют метод, основанный на том, что при нагревании в течение 3-4 часов при температуре около 180^о анилиния гидросульфат превращается в соответствующую сульфокислоту, причем сульфирование преимущественно протекает по п-положению.

Работу проводят в вытяжном шкафу! В ступку помещают 5,5 мл концентрированной серной кислоты и постепенно, небольшими порциями, приливают 9,3 г анилина. Образуется соль – анилиния гидросульфат, которую хорошо растирают пестиком и переносят в фарфоровый тигель. Его закрывают асбестовой крышкой с отверстием, в которое вставляют термометр. Нагревание ведут на песочной бане в течение 3-4 часов при температуре 175-180^оС. при этом образуется сульфаниловая кислота. Реакция считается законченной, когда проба сульфомассы, опущенная в раствор щелочи, не выделяет капелек анилина.

По окончании реакции горячую сульфаниловую кислоту измельчают в ступке и для очистки растворяют в 40 мл 10% раствора гидроксида натрия. раствор кипятят 5 мин с активированным углем, чтобы избавиться от окрашенных примесей, фильтруют и выделяют сульфаниловую кислоту, добавляя 2н раствор соляной кислоты до кислой реакции по Конго красному. Реакционную смесь охлаждают холодной водой и через 20 мин отфильтровывают выпавшие кристаллы сульфаниловой кислоты на воронке Бюхнера.

Запишите схемы реакций, протекающих при выполнении синтеза. Зарисуйте используемую установку. Заполните данную таблицу и рассчитайте теоретический выход продукта.

Название и формула исходных и получаемых веществ	Молекуляр-ная масса М	Плотность ρ (для жидкостей)	Количество вещества
			V (мл)	m (г)	В молях n= m/М

Последовательность операций по расчету:

а) подсчитать молекулярные массы исходных веществ;

б) найти по справочнику химика плотности для жидких веществ;

в) перевести объемные количества жидкостей в массовые;

г) рассчитать количество молей исходного вещества;

д) пользуясь уравнением реакции, рассчитать, какое из исходных веществ находится в недостатке;

е) по уравнению реакции рассчитать теоретический выход продукта (в молях, в граммах).

После высушивания взвесить полученное вещество и определить его практический выход в процентах от теоретического.