- •1. Стабильность Si-C-связей, влияние заместителей в связанном с атомом кремния остатке.
- •2. Реакция Пудовика. Исходные соединения, связь с реакцией Кабачника—Филдса в варианте с основаниями Шиффа.
- •3. Реакционная способность и стабильность металлорганических соединений. Основные способы получения металлорганических соединений.
- •4. Способы получения и химические свойства литийорганических соединений.
- •5. Получение алкиларсиновых кислот по реакции Мейера, получение ариларсиновых кислот по реакции Барта.
- •6. Реакции литий- и магнийорганических соединений с альдегидами, кетонами, сложными эфирами, ортоэфирами и нитрилами.
- •7. Номенклатура фосфорорганических соединений и органических производных серы.
- •8. Роль растворителей при получении литий- и магнийорганических соединений.
- •9. Исходные продукты для получения тиофосфатов с инсектицидной активностью (хлортиофосфаты и дитиофосфаты), получение фоксима и карбофоса.
- •10. Способы получения, токсические характеристики и практическое использование органических производных свинца
- •11. Гидролиз и ацидолиз эфиров кислот фосфора. Получение триметилсилильных эфиров кислот фосфора, реакция МакКенны.
- •12. Реакции ацидолиза эфиров кислот фосфора, ацидолиз при получении диалкилфосфитов, условия перегонки реакционных масс. Окисление и галогенирование диалкилфосфитов.
- •13. Получение кремнийорганических аналогов биологически активных веществ, получение силамепробамата. Эффект замены атома углерода на атом кремния в биоактивных соединениях.
- •14. Метаболизм кремнийорганических соединений.
- •15. Способы получении и свойства алюминийорганических соединений. Применение в производстве полимеров
- •16. Жидкость Кадэ. Хлорвинилхлорарсины, получение, токсические характеристики, механизм действия, антидоты.
- •17. Получение эфиров арилбороновых кислот и использование их в реакции Сузуки.
- •18. Взаимодействие α-галогензамещеных кетонов с триалкилфосфитами (реакция Перкова и Михаэлиса-Арбузова). Винилфосфаты в качестве ингибиторов холинэстеразы.
- •19. Механизм гербицидной активности глюфосината (фосфинотрицина), способы его получения. Токсичность и побочные эффекты для теплокровных.
- •20. Получение кремнийорганических соединений
- •21. Получение силиконовых полимеров, регуляция молекулярной массы, вулканизация. Их практическое использование.
- •22. Реакции Барта и Несмеянова.
- •23. Способы получения диэфиров фосфористой кислоты.
- •24. Примеры фосфорорганических соединений с инсектицидной активностью, получение диалкилхлортиофосфатов. механизм выработки резистентности на примере карбофоса.
- •25.Реакция Вюрца-Фиттига, механизм избирательности в варианте Фиттига. Промежуточные продукты в реакциях арилхлоридов с хлоридами элементов и металлическим натрием.
- •26. Присоединение диалкилфосфитов к кратным связям (С=С, С=О, С=N), реакция Абрамова и Пудовика.
- •27. Способы получения и свойства цинкорганических соединений, использование их в реакции Реформатского и для получения карбонильных соединений.
- •28. Ртутьорганические соединения. Способы получения и химические свойства. Гранозан (этилмеркурхлорид), токсичность органических производных ртути.
- •29. Превращения функционализированных по β-положению кремнийорганических соединений.
- •30. Ингибирование холинэстеразы соединениями с ацилирующей способностью, особенности ингибирования производными кислот фосфора, формула Шрадера.
- •31. Способ получения и биологическая активность силатранов
- •32. Способы получения и биологическая активность органических производных германия, герматраны.
- •33. Получение триариловых и триалкиловых эфиров фосфористой кислоты.
- •34. Способы получения и практическое использование оловоорганических соединений.
- •35. Механизм реакции Михаэлиса-Арбузова, реакционная способность исходных соединений, побочная реакция.
- •36. Способы получения мышьякорганических соединений, Реакция Бешама. Сальварсан
- •38. Биологическая активность бисфосфонатов. Примеры и способы получения бисфосфонатных средств для лечения остеопороза
- •40. Реакция диалкилфосфитов с изоцианатами, побочная реакция. Получение кренайта, механизм биологической активности.
- •41. Получение илидных соединений из диалкилсульфидов и диметилсульфоксида, синтез на их основе оксиранов и циклопропанов.
- •42. Антихолинэстеразная активность фосфорорганических соединений. Обратимое и необратимое ингибирование холинэстеразы. Примеры обратимого и необратимого ингибирования в ряду фосфорорганических инсектицидов.
- •43. Реактивация ацилированной фосфорорганическими соединениями холинэстеразы производными гидроксиламина, оксимы в качестве антидотов и фоксим.
- •44.Синтез и свойства тиольных соединений алифатического ряда
- •45. 2-Хлорэтильные производные в ряду кремний- и фосфорорганических соединений. Синтез хлорэтилфосфоновой кислоты, механизм дефолиантного действия.
- •46. Гербицидная активность фосфонометилглицина (глифосата). Способы его получения. Экологические последствия использования глифосата.
- •47. Синтез и свойства тиольных соединений ароматического ряда.
- •48. Три возможных направления использования кремнийорганических соединений в химии биологически активных соединений, привести примеры.
- •49. Получение арсоновых и арсиновых кислот по реакциям Барта и Мейера.
- •50. Зависимость токсичности от строения для фосфорорганических соединений, эмпирическая формула Шрадера.
- •51. Фосфорорганические соединения с противовирусной активностью. Получение фосфонуксусной кислоты и тринатриевой соли фосфонкарбоновой кислоты. Механизм противовирусной активности.
- •52.Взаимодействие трихлорида мышьяка с ароматическими соединениями и с ацетиленом, токсичность α-, β- и γ-льюизита, дифенилхлорарсин и фенарсазинхлорид.
- •53. Зависимость токсичности от строения в ряду нитрофениловых эфиров фосфорной и тиофосфорной кислоты. Получение О-метил-О-этилового эфира хлорангидрида тиофосфорной кислоты.
- •54. Способы получения и свойства тиофосфорных и тиофосфористых кислот. Правило ЖМКО в реакции их солей с органическими галогенидами
- •58.Биологическая активность синтетических селенорганических соединений. Получение и антиоксидантная активность эбселена.
- •59.Получение и химические свойства диметилсульфоксида в качестве растворителя и реагента
- •60.Роль серосодержащих аминокислот в составе белков и в метаболизме. Биосинтез цистеина.
9. Исходные продукты для получения тиофосфатов с инсектицидной активностью (хлортиофосфаты и дитиофосфаты), получение фоксима и карбофоса.
Взаимодействие смесей красного фосфора с серой в разных стехиометрических соотношениях при поджигании приводит к образованию различных сульфидов фосфора,
главным из которых является декасульфид Р4S10. Это соединение широко используется в органической химии для замены атомов кислорода на атомы серы и для получения эфиров тиокислот фосфора. В частности, при взаимодействии декасульфида фосфора с бутиловым спиртом образуется дибутиловый эфир дитифосфорной кислоты:
|
|
C4H9O |
|
S |
P4S10 + 8 C4H9OH |
|
4 |
P |
+ 2H2S |
|
||||
|
|
|
||
|
|
C4H9O |
|
SH |
Основными исходными продуктами для получения производных кислот фосфора являются их хлорангидриды. Трихлорид фосфора PCl3, соответствующий хлорангидриду фосфористой кислоты, получают в промышленном масштабе пропусканием сухого хлора в раствор белого фосфора в трихлориде фосфора. Реакция протекает с выделением большого количества тепла, которое используется для испарения и отгонки образующегося трихлорида фосфора. Его окислением кислородом сухого воздуха в промышленности получают фосфорилхлорид РОCl3, который ранее называли хлорокисью фосфора. Реакционную способность трихлорида фосфора по отношению к кислороду можно продемонстрировать, пропуская кислород в жидкий трихлорид – пузырьки кислорода полностью поглощаются слоем трихлорида фосфора толщиной около 20 см.
Гидролиз трихлорида фосфора приводит к достаточно стабильной фосфористой кислоте. Она может быть получена в виде гигроскопичных кристаллов с температурой плавления около 70°С. При нагревании выше 100°С фосфористая кислота начинает разлагаться с выделением воды, а выше 250°С разложение идёт по схеме диспропорционирования с образованием фосфина, аморфного фосфора и фосфорной кислоты:
4 H3PO3 3 H3PO4 + PH3
35
Тиоаналог оксихлорида фосфора тиофосфорилхлорид PSCl3 получают при длительном кипячении трихлорида фосфора с серой в присутствии безводного хлорида алюминия. Его используют для получения производных тиокислот фосфора.
При получении производных тиофосфорных кислот, представляющих собой тиоаналоги производных фосфорной кислоты, в качестве исходных соединений используют прежде всего декасульфид фосфора и тиофосфорилхлорид. По реакционной способности тиофосфорилхлорид значительно уступает фосфорилхлориду из-за того, что электроотрицательность атома серы в Р=S-группе ниже, чем у атома кислорода в Р=О-
группе. В соответствии с этим реакции тиофосфорилхлорида со спиртами проводят при охлаждении при соотношении реагентов от 1:3 до 1:4. При этом получают моноалкиловый эфир дихлортиофосфорной кислоты. Избыток спирта нужен прежде всего для того, чтобы компенсировать пассивирующий эффект хлористого водорода на спирте. Для получения диэфиров хлортиофосфорной кислоты реакцию проводят при интенсивном охлаждении с растворами гидроксидов щелочных металлов в спирте. Так,
например, для синтеза О-метил-О-этилхлортиофосфата, который получали в промышленном масштабе в качестве исходного продукта в производстве инсектицидов,
на первой стадии проводят взаимодействие тиофосфорилхлорида с избытком этилового спирта:
PSCl |
+ |
C H OH |
C H OPSCl |
+ |
HCl |
|||
3 |
|
2 |
5 |
2 |
5 |
2 |
|
|
Реакционную массу выливают в воду со льдом и отделяют нижний органический слой. Гидролиз моноэфира дихлортиофосфорной кислоты на холоду идёт очень медленно и, благодаря этому, таким простым способом удается легко отделить его от спирта, хлористого водорода и кислых примесей. После этого к содержащей в основном алкилдихлортиофосфат органической фазе при интенсивном перемешивании и охлаждении прибавляют раствор стехиометрического количества гидроксида натрия в метаноле:
36
|
|
|
C H O |
|
S |
|
|
|
|
|
2 |
5 |
|
|
|
C H OPSCl |
+ CH OH + NaOH |
|
P |
+ NaCl |
+ H O |
||
2 |
5 |
2 |
3 |
|
|
Cl |
2 |
|
|
|
CH O |
|
|
||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
Диалкилхлортиофосфаты использовались в качестве исходных продуктов для получения широкого ряда инсектицидов с тиофосфорильной группой, которые были более безопасны, чем соответствующие кислородные аналоги. Понятно, что получение диалкилхлортиофосфатов по представленной выше схеме сопровождается образованием большого количества токсичных жидких отходов, обезвреживание которых значительно усложняло производственный процесс.
В соответствии с этим были разработаны альтернативные схемы синтеза диалкилхлортиофосфатов. В частности, они могут быть получены контролируемым хлорированием О,О-диалкилдитиофосфатов, которые с высокими выходами образуются из соответствующих спиртов и декасульфида фосфора (см. выше):
CH O |
S |
Cl |
CH O |
S |
3 |
|
|||
|
|
3 |
|
|
|
|
2 |
|
|
P |
|
|
|
P |
CH O |
SH |
|
CH O |
Cl |
3 |
|
|
||
|
|
|
3 |
|
Побочными продуктами этой реакции являются смеси хлоридов серы, состав которых зависит от соотношения реагентов и условий проведения реакции. Полученную в результате хлорирования дитиофосфата реакционную массу приливают к воде со льдом, переводят образовавшуюся в результате гидролиза хлоридов серы коллоидную серу в раствор действием сульфита натрия, отделяют органический слой и выделяют из него диалкилхлортиофосфат перегонкой в вакууме.
Еще один способ получения диалкилхлортиофосфатов, при реализации которого резко сокращается количество жидких отходов, представлен хлорированием диалкилдитиофосфатов пентахлоридом фосфора:
CH O |
S |
|
CH O |
S |
|
|
3 |
|
3 |
|
|
||
P |
+ |
PCl |
P |
+ PSCl |
+ |
HCl |
|
|
5 |
|
3 |
|
|
CH O |
SH |
|
CH O |
Cl |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
37
Побочным продуктом в этой реакции становится тиофосфорилхлорид, который может быть использован для получения диалкилхлоритиофосфатов по представленной выше схеме.
Оптимальным соотношением токсичности и инсектицидной активности характеризуется тиофосфорилированный оксим (фоксим, ЛД50 2000 мг/кг), который
получают в результате фосфорилирования образующегося при нитрозировании бензилцианида цианоксима хлорангидридом диэтилтиофосфорной кислоты в присутствии основания (В):
C2H5O |
S |
|
|
CN |
|
|
|
|
C2H5O |
|
S |
|
|
|
CN |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
P |
|
|
|
|
||||
P |
|
+ HON |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5O |
|
O |
|
N |
|
C |
|
|||
C2H5O |
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве исходных продуктов для получения широкого ряда инсектицидов с невысокой токсичностью для теплокровных используются эфиры дитиофосфорной кислоты, образующиеся из соответствующего спирта и декасульфида фосфора (см. стр.
18-19). Присоединение О,О-диметил-дитиофосфата к диэтиловому эфиру малеиновой кислоты при катализе основаниями приводит к карбофосу (малатион, ЛД50 5001500 мг/кг), который нашел применение в сельском хозяйстве:
CH O |
S |
|
CH |
COOC H |
CH O |
S |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
|
CH |
COOC H |
|||
|
|
|
|
2 5 |
|
|
|||
P |
|
+ |
|
|
|
P |
2 |
2 |
5 |
|
CH |
COOC H |
|
|
|
|
|||
|
|
|
CH O |
S |
CH |
COOC H |
|||
CH O |
SH |
|
|
2 5 |
|||||
|
|
|
3 |
|
|
2 |
5 |
||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В бытовых условиях производные дитиофосфорных кислот не используются из-за присущего им неприятного запаха. Высокая избирательность карбофоса основана на том, что в организме насекомых это малотоксичное соединение окисляется с превращением тиофосфорильной группы в фосфорильную, что приводит к получению вещества с инсектицидной активностью, а в организме теплокровных идёт гидролиз сложноэфирных групп и образуются малотоксичные тионные метаболиты с кислотными функциональными группами:
38
|
|
|
|
|
CH O |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
CH |
COOC H |
||
|
|
|
|
|
P |
|
||||
|
|
|
насекомые |
|
2 |
2 |
5 |
|||
|
|
|
CH O |
S |
CH |
COOC H |
||||
CH O |
S |
|
|
|
||||||
|
|
|
3 |
|
|
2 |
5 |
|||
3 |
|
CH |
COOC H |
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
2 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
CH O |
S |
CH |
COOC H |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
2 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH O |
S |
|
|
|
|
|
|
теплокровные |
3 |
|
CH |
COOH |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
P |
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
S |
CH |
COOC |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
5 |
39