1.Тема «Функциональные производные углеводородов»

1.1.Задания

Для лекарственного средства (табл. 1, вариант соответствует последней цифре в номере зачетной книжки студента) необходимо:

1. Назвать его по международной (заместительной) номенклатуре и привести нумерацию атомов углерода

2. Указать родоначальную структуру: цикл (варианты 1-4 ) или цепь (варианты 5-10) и записать уравнения реакций ( функциональные группы можно не учитывать):

1. Галогенирования

2. Сульфирования

3. Нитрования

3. Назвать все функциональные группы и написать уравнения характерных химических реакций данного соединения (в том числе возможные реакций с натрием, метиламином, ацетальдегидом, уксусной и соляной кислотами)

Таблица 1

Варианты контрольной работы

ВАРИАНТ	ВЕЩЕСТВО
	Ментол
	Парацетамол
	Новокаин
	Анестезин
	Тирозин
	Фениланалин
	Креатин
	Адреналин
	Эфедрин
	Мезатон

1.2.Примеры выполнения

Первый пример приведен для соединения, в котором родоначальной структурой является ароматический цикл

4

3 5

2 6

1

1. По международной номенклатуре для фенетидин можно привести следующие названия:

2. За родоначальную структуру можно принять анилин –производное бензола (ароматический карбоцикл), для которого можно записать следующие уравнения реакций (без учета функциональных групп):

1. Галогенирования

2. Сульфирования

   1. 

3. Нитрования

3. Фнетидин имеет следующие функциональные группы:

• амино-группу (NH₂-), характерную для аминов

• алкокси-группу (-ОС₂Н₅), которая называется этоски-группой и характерна для простых эфиров.

Для аминов характерны следующие типы реакций: окисления, реакции замещения и присоединения (нуклеофильные свойства)

1. Алкилирование галогеналканами

2. Взаимодействие с карбонильными соединениями

3. Ацилирование производными карбоновыми кислотами

4. Взаимодействие с эпоксидами (атака наименее замещенного С)

5. Карбиламинная реакция (только для первичных аминов)

Основные свойства аминов (реакции протонирования) зависят от природы радикала. Кислотные свойства аминов (только при наличии N-H связи)- очень слабые

Для ароматических аминов характерны реакции электрофильного замещения (S_Е).

В реакциях с азотистой кислотой идут реакции разных типов в зависимости от класса аминов:

1. Первичные ароматические (р. диазотирования)

2. Первичные алифатические (дезаминирование с выделением N₂)

3. Все вторичные (алифатические и ароматические) и третичные алифатические (образование N-нитрозоаминов)

4. Третичные ароматические (аминогруппа не реагирует, с участием ароматического кольца образуется n-нитрозопроизводное

Простые эфиры имеют низкую реакционную способность (не реагируют при нагревании с водой, щелочами, разбавленными кислотами). Для них характерны реакции окисления, расщепления (или разложения) под действием минеральных кислот (ацидолиз). В зависимости от класса простого эфира (по строению радикалов) возможны реакции, характерные для углеводородов. Например, радикальное замещение S_R характерно алифатических аминов с участием α-атомов углерода ( a-галогенирование).

4. Старшей функциональной группой является амино-группа (NH₂-), класс- первичные ароматические амины.

5. Молекулу фенетидина можно представить в виде:

С₂Н₅О

|

|

NН₂ или С₂Н₅О –С₆Н₄- NН₂

Для фенетидина возможны следующие реакций:

• с ацетальдегидом

С₂Н₅О –С₆Н₄- NН₂+О=СН-СН₃ Н₂О+ С₂Н₅О –С₆Н₄- N=СН-СН₃

• с уксусной кислотой

О О

|| ||

С₂Н₅О –С₆Н₄- NН₂+НО-С-СН₃ Н₂О+ С₂Н₅О –С₆Н₄- NН-С-СН₃

• с соляной кислотой

С₂Н₅О –С₆Н₄- NН₂+НCl [С₂Н₅О –С₆Н₄- N⁺Н₃] Cl^-

Второй пример приведен для соединения, в котором родоначальной структурой являетсяуглеводородная цепь

6 1

5 1 2

4  2

3

1. По международной номенклатуре НОРАДРЕНАЛИН имеет название: 1-(3,4-диоксифенил)-2-аминоэтанол-1

2. Родоначальной структурой является этан (алкан или предельный углеводород из двух атомов углерода), для которого можно записать следующие уравнения реакций (без учета функциональных групп):

1. Реакция галогенирования (бромирования) h CН₃-СН₃ + Br₂ CН₃-СН₂Br +НBr

2. Реакция сульфирования дымящей серной кислотой при высоких температурах характерна высшим углеводородам, содержащим третичный атом углерода. Пропансульфокислоту можно получить сульфоокислением при действии смеси SO₂ и О₂ в присутствии перекисей:

ROOR

2CН₃-СН₃ + 2 SO₂ + О₂ 2 CН₃-СН₂-SO₃H

3. Реакция нитрования при 140С и действии разбавленной азотной кислоты (реакция Коновалова):

140С

CН₃-СН₃ + НО-NO_{2 (10%р-р)} CН₃-СН₂-NO₂+НОН

3. Норадреналин имеет следующие функциональные группы:

• амино-группу (NH₂-), характерную для аминов

• гидрокси-группу (-ОН), характерную для фенолов и спиртов.

Для аминов характерны следующие типы реакций: окисления, реакции замещения и присоединения (нуклеофильные свойства)

1. Алкилирование галогеналканами и спиртами

2. Взаимодействие с карбонильными соединениями

3. Ацилирование производными карбоновыми кислотами

4. Взаимодействие с эпоксидами (атака наименее замещенного С)

5. Карбиламинная реакция (только для первичных аминов)

Основные свойства аминов (реакции протонирования) зависят от природы радикала. Кислотные свойства аминов (только при наличии N-H связи)- очень слабые

Для ароматических аминов характерны реакции электрофильного замещения (S_Е).

В реакциях с азотистой кислотой идут реакции разных типов в зависимости от класса аминов:

1. Первичные ароматические (р. диазотирования)

2. Первичные алифатические (дезаминирование с выделением N₂)

3. Все вторичные (алифатические и ароматические) и третичные алифатические (образование N-нитрозоаминов)

4. Третичные ароматические (аминогруппа не реагирует, с участием ароматического кольца образуется n-нитрозопроизводное

Спирты проявляют слабые кислотные свойства (под действием активных металлов) и очень слабые основные (образуют нестабильные оксониевые соединения). Для спиртов характерны реакции с участием нуклеофильного центра (О-алкилирование, О-ацилирование), электрофильного центра (атака α-атома углерода и замещение гидроксильной группы на атом галогена), СН-кислотного центра (элиминирование), окисление и восстановление.

Кислотность фенолов выше, чем спиртов. Для фенолов также характерны реакции с участием нуклеофильного центра (О-алкилирование, О-ацилирование), электрофильного центра (галогениерование), окисление и восстановление. Для ароматического ядра фенолов характерны реакции электрофильного замещения

4. Старшей функциональной группой является гидрокси-группа (-ОН), класс- первичные спирты.

5. Для норадреналина возможны следующие реакций:

• с ацетальдегидом (для амино-группы)

• с соляной кислотой (для амино-группы)

• с уксусной кислотой (для амино-группы)

• с уксусной кислотой (для ОН- группы спиртов)

• с уксусной кислотой (для ОН-группы фенолов)

• с натрием (для фенольного гидроксила)

• с натрием (для спиртового гидроксила)

• с метиламином (для спиртового гидроксила)