MBF_farmatsevty_2_kurs_1_modul

Материалы к занятиям 1-го модуля по дисциплине «Органическая химия» в 2 семестре 2019/2020 уч. г. для студентов 2 курса на медико биологическом факультете, специальность «Фармация».

С п и с о к л и т е р а т у р ы и е е у с л о в н ы е о б о з н а ч е н и я

ОХ-1 Органическая химия. Кн. 1: Основной курс. Под ред. Н. А.Тюкавкиной. М.:

Дрофа, 2008.

ОХ-2 Органическая химия. Кн. 2: Специальный курс. Под ред. Н. А.Тюкавкиной.

М.: Дрофа, 2008.

ОХ Органическая химия. Учебник. Под ред. Н. А. Тюкавкиной. М.: ГЕОТАРМедиа, 2015.

Тема 22. Угольная кислота и ее функциональные производные

Содержание темы. Общая характеристика угольной кислоты. Хлорангидриды, сложные эфиры и амиды угольной кислоты.

Материалы к занятию: материал лекции прошлого семестра по производным угольной кислоты, ОХ-1, раздел 20.7 (с.494–501), ОХ, с.331–334.

Ситуационные задачи для самостоятельной аудиторной работы студента (САРС)

1.Напишите уравнения следующих реакций:

1)фосгена с одним и двумя молями метанола в присутствии триэтиламина;

2)пропандиола-1,2 с фосгеном в присутствии щелочи;

3)фосгена с одним и двумя молями этиламина;

4)фосгена с диизопропиламином;

5)этилхлороформиата с пропиламином и метанолом;

6)этилизоцианата с бензиловым спиртом;

7)мочевины с уксусным ангидридом;

8)биуретовой реакции;

9)этилортокарбоната с аммиаком;

10)гуанидина с соляной кислотой.

2.Предложите реагент для удаления избытка азотистой кислоты из реакционной смеси, в результате взаимодействия которого с ним будут только вода и газообразные вещества. Напишите схему соответствующей реакции.

3.А.П. Бородин (1875) разработал метод количественного анализа соединения, продуктами взаимодействия которого с гипобромитом натрия в щелочной среде являются бромид натрия, карбонат натрия, вода и азот. Напишите схему соответствующей реакции. Вычислите объѐм выделяющегося азота, если в анализируемой пробе содержится 30 г этого соединения.

4.Опасной примесью в препарате ―Мочевина для инъекций‖ является биурет. Напишите схему реакции образования биурета из мочевины. С помощью какой качественной реакции можно обнаружить биурет?

5.В нейрохирургической практике раствор мочевины для инъекций готовят непосредственно перед введением. Какое химическое превращение может происходить с мочевиной при длительном хранении ее водных растворов? Напишите схемы этих реакций в кислой и щелочной среде.

6.Метиловый эфир фенилкарбаминовой кислоты является промежуточным продуктом в производстве сульфаниламидных лекарственных средств. Предложите схему синтеза этого соединения, исходя из бензола и используя на одной из стадий синтеза фосген.

7.Дульцин (N-п-этоксифенилмочевина) известен как вещество, в 200 раз превосходящее по сладкому вкусу тростниковый сахар. Предложите схему синтеза дульцина, исходя из фенола и используя на одной из стадии фосген.

8.Соединение состава С3Н7NO2 при взаимодействии с гидроксидом натрия выделяет газ, окрашивающий лакмус в синий цвет, а при взаимодействии с соляной кислотой

— газ, образующий осадок при пропускании его через раствор Ва(ОН)2. Органическое вещество, образующееся также в первой реакции имеет в ИК-спектре полосы поглощения 3660 2970 см-1, а в спектре ПМР сигналы с δ 4,0 (синглет 2Н), 3,59 (квадруплет 2Н) и 1,16 м.д. (триплет 3Н). Установите строение вещества

С3Н7NO2.

Тема 23. Сульфоновые кислоты и их функциональные производные

Содержание темы. Общая характеристика сульфоновых кислот, их строение, способы получения, физические и химические свойства. Сульфонилхлориды, сульфонамиды, эфиры сульфоновых кислот. Метод Хинсберга.

Домашнее задание по теме 23

1.Проработайте материал лекции прошлого семестра по сульфоновым кислотам и их производным, а также ОХ-1, раздел 20.8 (с.501–507) или ОХ, с.343–354.

2.Напишите уравнения следующих реакций:

1)бензилхлорида с сульфитом аммония;

2)десульфирования мета-бромобензолсульфокислоты;

3)тозилата калия с хлоридом фосфора(V);

4)тозилхлорида с глицерином;

5)бензолсульфохлорида с аммиаком;

6)этилмезилата с феноксидом натрия;

7)пара-толуолсульфонамида с гидроксидом натрия и образующегося продукта с хлором.

Ситуационные задачи для самостоятельной аудиторной работы студента (САРС)

1.В результате взаимодействия толуола с концентрированной серной кислотой при 0°С получается смесь орто- (53%), мета (4%) и пара (43%) изомеров метилбензолсульфоновой кислоты. Если реакцию проводить при 100°С, то образуется преимущественно пара-изомер (80%). Объясните причину региоселективности реакции сульфирования толуола при нагревании.

2.Приведите схему синтеза о-бромотолуола (без примеси пара-изомера) из толуола с использованием реакций сульфирования и десульфирования.

3.Напишите схемы реакций бензолсульфонилхлорида с метиламином и диметиламином. Какой из полученных амидов не взаимодействует со щелочами?

4.А. Ремсен и К. Фальберг (1879) по приведенной схеме синтезировали соединение, превосходящее в 500 раз по сладкому вкусу тростниковый сахар:

Тема 26. Гидроксикислоты

Содержание темы. Гидроксикислоты, их строение, номенклатура. Способы получения и общие химические свойства. Специфические свойства α- и β- гидроксикислот, лимонной кислоты. Лактоны и лактиды. Их получение и свойства.

Раздел, выносимый на самостоятельную проработку

Отдельные представители гидроксикислот (ОХ-1, с.564–568).

Домашнее задание по теме 26

1.Проработайте материалы лекций 16-18, ОХ-1, глава 23 (с.558–565), ОХ, с.379–

2.Напишите уравнения следующих реакций:

1)α-, β- и γ-хлормасляных кислот с избытком гидроксида натрия;

2)получения молочной кислоты циангидринным способом;

3)получения 3-гидрокси-2-метил-4-фенилбутановой кислоты по реакции Реформатского;

4)получения δ-гидроксивалериановой кислоты из циклопентанона;

5)образования лактона из ω-гидроксикапроновой кислоты и лактида из гликолевой кислоты;

6)проходящих при нагревании 3-гидрокси-3-фенилпропановой кислоты в кислой и щелочной среде, 2-гидрокси-3-фенилпропановой кислоты при нагревании с разбавленной и концентрированной серной кислотой.

Ситуационные задачи для самостоятельной аудиторной работы студента (САРС)

1. Напишите последовательность реакций для молочной кислоты:

-СООН → -СООR → -CH2OH → -CH2OTs → -CH2I → -CH2CN → -CH2CH2NH2 →→ - CH2CH2OH → -CH2CH2OTs → -CH2CH2I → CH2CH3.

Укажите конфигурацию конечного продукта, если исходная кислота имела S- конфигурацию.

2.Предложите схему синтеза миндальной кислоты С6Н5СНОН-СООН из бензальдегида и циановодородной кислоты. Обладает ли полученная кислота оптической активностью? С помощью формул Фишера изобразите строение ее R и S изомеров.

3.Предложите путь синтеза 2-гидрокси-2-метилпропановой кислоты из пропина и неорганических реагентов.

4.Почему при действии водоотнимающих средств (P2O5 и т.п.) на 3- гидроксипропановую кислоту получается не ее ангидрид, а другое соединение. Приведите строение этого соединения, к какому классу оно относится?

5.Предложите схему получения гликолевой кислоты из уксусной кислоты. Приведите формулу вещества, образующегося при нагревании гликолевой кислоты.

6.Изобразите проекционные формулы Фишера всех пространственных изомеров хлорояблочной кислоты HOOC-CH(OH)-CH(Cl)-COOH. Назовите их, используя стереохимические номенклатуры.

7.Приведите строение промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах реакций:

8.Один из продуктов гидролиза атропина имеет состав С9Н10О3. Он окисляется раствором KMnO4 в кислой среде до бензойной кислоты, под действием HBr превращается в соединение С9H9O2Br, которое в спиртовом растворе щелочи

образует вещество С9Н8О2. ИК-спектр соединения С9Н10О3 имеет размытую полосу в области 3500-2000 см-1 и интенсивную полосу поглощения 1700 см-1. В ПМРспектре при низкой температуре имеются сигналы с δ 2,0 (синглет 1Н) и 13,0 м.д. (синглет 1Н), которые сливаются при повышении температуры, а также мультиплет в области 7 м.д. (5Н), триплет с δ 4,0 м.д. (1Н) и дублет с δ 1,9 м.д. (2Н). Определите строение вещества С9Н10О3 и напишите уравнения соответствующих реакций.

9.При нагревании вещества состава С5Н10О3 образовалось соединение С5Н8О2, в ИК-спектре которого содержится интенсивная полоса поглощения 1780 см-1, а в спектре ПМР — дублет 1,3 м.д. (3Н), триплет 2,2 м.д. (2Н), квадруплет 1,7 м.д. (4Н) и секстет 4,55 м.д. (1Н). Напишите уравнение соответствующей реакции.

Тема 27. Оксокислоты (альдегидокислоты и кетонокислоты)

Содержание темы. Оксокислоты, их строение, номенклатура и способы получения. Химические свойства α-, β- и γ-оксоксикислот. Таутомерия. Синтезы на основе малонового и ацетоуксусного эфира.

Домашнее задание по теме 27

1.Проработайте материалы лекции18, ОХ-1, глава 24 (с.569–582), ОХ, с.390–397.

2.Напишите уравнения следующих реакций:

1)получения 2-оксо-2-фенилэтановой кислоты из фенилуксусной;

2)получения α-кетомасляной кислоты с использованием цианида калия;

3)сложноэфирной конденсации этилпропионата, перекрестной сложноэфирной конденсации этилформиата и этилацетата и внутримолекулярной сложноэфирной конденсации диэтилового эфира 2,4-диметилгександиовой кислоты;

4)получения 5-метил-4-оксогептановой кислоты из янтарного ангидрида;

5)расщепления α-кетомасляной кислоты разбавленной и концентрированной серной кислотой;

6)кето-енольной таутомерии этилового эфира 3-оксо-4-фенил-2-этилбутановой кислоты.

3.Оформите лабораторный журнал к лабораторной работе № 12 «Гидрокси- и оксокислоты». ПР. с. 44.

Ситуационные задачи для самостоятельной аудиторной работы студента (САРС)

1. На основании анализа приведенной ниже таблицы сделайте выводы об относительной кислотности гидрокси- и оксокарбоновых кислот:

Домашнее задание по теме 28

1.Проработайте лекцию 17, ОХ-1, глава 25 (с.582–605), ОХ, с.379–390.

2.Напишите уравнения следующих реакций:

1)получения α-аланина (α-аминопропионовой кислоты) из пропионовой кислоты;

2)получения валина (2-амино-3-метилбутановой кислоты) из изовалериановой кислоты и фталимида калия;

3)получения фенилаланина (2-амино-3-фенилпропановой кислоты) с использованием бромомалонового эфира и фталимида калия;

4)получения лейцина (2-амино-4-метилпентановой кислоты) по ШтреккеруЗелинскому;

5)получения аспарагиновой кислоты (аминобутандиовой кислоты) восстановительным аминированием щавелевоуксусной кислоты;

6)получения 3-амино-4-фенилбутановой кислоты по реакции Родионова;

7)получения сульфаниловой кислоты из бензола.

Ситуационные задачи для самостоятельной аудиторной работы студента (САРС)

1.Предложите способ получения коламина и холина с использованием этиленоксида.

2.Предложите способ получения парацетамола и фенацетина из пара-нитро- хлоробензола.

3.Предложите способ синтеза N-бутиламида сульфаниловой кислоты из анилина.

4.Напишите уравнения реакций, протекающих при нагревании α-, β-, γ- и δ-ами- новалериановых кислот.

5.γ-Лактамы могут быть получены путем взаимодействия лактонов с аммиаком при высокой температуре (250оС). Напишите схему реакции получения бутиролактама (пирролидона-2) из соответствующего лактона.

6.Предложите путь получения пара-аминосалициловой кислоты из бензола.

7.В результате взаимодействия этилового эфира 2-хлорбутановой кислоты с фталимидом калия (синтез Габриэля) с последующим гидролизом в кислой среде получается соединение, образующее внутрикомплексную соль с гидроксидом меди (II). Напишите схему синтеза Габриэля и реакцию полученного соединения с гидроксидом меди (II).

8.Расшифруйте следующие схемы превращений:

Тема 29. α-Аминокислоты, пептиды

Содержание темы. Альфа-аминокислоты, их строение, классификация и номенклатура. Стереоизомерия α-аминокислот. Рацематы. Способы разделения рацемических смесей. Биологически важные реакции α-аминокислот. Пептиды. Пептидный синтез. Установление аминокислотной последовательности.

Домашнее задание по теме 29