книги / Органическая химия. Т

НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Толуол С6Н5СН3 выделяют из летучих продуктов коксохимического производства, в процессах каталитического риформинга нефтяных фракций Cg-Cg. Бесцветная жидкость со своеобразным запахом, т. кип. ] 10,6 °С, с водой не смешивается, смешивается с этанолом, диэтиловым эфиром, углеводородами. Применяют в производстве бензола, бензойной кисло­ ты, толуилендиизоцианатов, нитротолуолов, бензилхлорида и бензотрихлорида. Обладает слабым наркотическим действием. ПДК 50 мг/м3.

Ксилолы С6Н4(СН3)2 получают в виде смеси изомеров (60-70% мета-, 25-35% орто-, 5% - пара) при каталитическом риформинге нефтяных фракций C6-C g. Пахучая жидкость, т. кип. 138-144 °С, очень плохо растворима в воде, легко - в этаноле, диэтиловом эфире, аце­ тоне, бензоле. Применяют в качестве растворителей в производстве лакокрасочных матери­ алов и высокоактивной добавки к авиационным бензинам. В виде индивидуальных изомеров используют для получения соответствующих фталевых и толуиловых кислот, ксилидинов, фталодинитрилов. ПДК 50 мг/м3.

Кумол С6Н5СН(СН3)2 получают жидкофазным (катализатор А1С13) или газофазным

(катализатор HjPO^ алкилированием бензола пропиленом. Пахучая жидкость, т. кип. 152,4 °С, не растворяется в воде, смешивается с этанолом, диэтиловым эфиром, бензолом. Применя­

ют в производстве фенола и ацетона, сс-метилстирола, в качестве растворителя в производ­

стве лакокрасочных материалов. ПДК 50 мг/м3.

Стирол С6Н5СН=СН2 получают каталитическим дегидрированием этилбензола. Бес­ цветная жидкость, т. кип. 145,2 °С, очень плохо растворим в воде, смешивается с этанолом, эфиром, сероуглеродом. Применяют в качестве мономера в производствах полистирола, бутадиен-стирольного каучука, термоэластопластов, сополимеров с акрилонитрилом, винилхлоридом. Раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. ПДК 5 мг/м3.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ

Бензильная защита - получение бензильного производного по какой-либо функциональ­ ной группе (например, карбоксильной или гидроксильной) с целью устранения ее реакцион­ ной способности. Как правило, бензильная защита легко удаляется на последующих стади­ ях, например, гидрогенолизом.

Бензильный атом углерода (бензильное положение) - атом углерода алкильной группы в арене, соседний с ароматическим фрагментом.

Восстановление по Берчу - реакция бензола (и его замещенных) со щелочными метал­ лами в смеси жидкого аммиака и спирта; подчиняется орбитальному контролю.

Гидрогенолиз - разрыв ковалентной связи под действием водорода над катализатором. мета-Изомер - дизамещенный бензол, в молекуле которого два заместителя находятся

в положениях 1 и 3.

орто-Изомер - дизамещенный бензол, в молекуле которого два заместителя находятся у соседних атомов углерода, т. е. в положениях 1 и 2.

лара-Изомер - дизамещенный бензол, в молекуле которого два заместителя находятся в

положениях 1 и 4.

Реакции боковой цепи алкилбензолов - реакции алкилбензолов, в которых трансформи­ руется алкильный заместитель (боковая цепь). К этим реакциям относятся, в частности, радикальные реакции галогенирования, нитрования и окисления, протекающие преимуще­

ственно по бензильному атому углерода.

З А Д А Ч И

Задача 10.1. Предложите оптимальные схемы для превращения толуола соответственно

в о-, п- и м-бромбензойные кислоты.

П оскольку человеческий организм не обладает способностью биохими­ чески синтезировать бензольное кольцо, и ф енилаланин, и тирозин отно­ сятся к числу так называемых незаменимых ам инокислот . Такие аминокис­ лоты поступают в наш организм только с пищей.

В качестве ещ е одного характерного примера органического соедине­ ния, содерж ащ его бензольный фрагмент, можно вспомнить ранее уж е упо­ мянутый женский стероидный половой гормон эст радиол .

ОН

НО

эстрадиол

У ж е эти примеры показывают, что производные бензола могут быть совместимы с биологическими субстратами. Ещ е бол ее в этом убеж даю т рассмотренны е ниже примеры лекарственных препаратов.

Как было показано ранее в этой главе, на основе реакций SEM и последу­ ющих превращений в молекулу бензола могут быть введены разнообразны е функциональные группы. Оказывается, что каждая такая группа определен­ ным образом трансформирует не только химическое поведение арена. Н еко­ торые из функциональных групп сообщ аю т соответствующ ей молекуле и фармакологические свойства. Такие группы называют ф арм акоф орам и . К ним, безусловно, следует отнести карбамидные, сложноэфирны е и эфирные группы. Это видно на примере фенацетина и парацет амола, которые отно­ сятся к группе ненаркотических анальгет иков (болеутоляющ ие средства).

И нтересно,что парацетамол является м ет аболит ом ф енацетина и, как установлено, является истинным лекарством при применении и того, и друго­ го средства. Фенацетин поэтому следует рассматривать как пролекарст во.

Парацетамол часто применяют в качестве ж аропониж аю щ его средства. Особенно эф ф ективной оказывается комбинация парацетамола с аспири­ ном (ацетилсалициловая кислота).

ОСОСНз

аспирин

В этом случае усиливается и жаропонижаю щ ий, и болеутоляю щ ий эф ф ект. Кроме того (и это очень важно), парацетамол защ ищ ает слизистую оболоч ­ ку желудка от раздраж аю щ его действия ацетилсалициловой кислоты.

Как работаю т лекарства? В чем состоят функции ф армакоф орны х групп?

Одно из главных свойств молекулы соединения, обладаю щ его ф армако­ логическим эф ф ектом , заклю чается в его способности эф ф ективно взаи­ модействовать с соответствую щ им рецептором - активным фрагментом протоплазмы клетки. Такое взаимодействие оказы вается возмож ны м лишь в том случае, если молекула лекарства и рецептор имею т в своих структурах совместимые фрагменты - так называемые ком плем ент арны е участ ки . Образно говоря, такие участки должны подходить друг к другу как ключ к замку. При этом взаимодействие лекарство-рецептор, как правило, не обусловлено образованием прочных ковалентных связей. Б ол ее значимы­ ми в таком взаимодействии оказываются водородны е и координационные связи, ван-дер-ваальсовы и электростатические силы.

В некоторы х случаях фиксация молекулы лекарства на рецепторе, бло­ кирующая его активную поверхность, сама по себе уж е оказывается причи­ ной фармакологического эф ф екта. Так работаю т лекарства, действующ ие по принципу ант агони ст ов. Одним из наиболее характерных примеров ус­ пешной работы лекарства по типу антагониста является ф армакологичес­ кий эф ф ект бел о го ст репт оцида (н-аминобензолсульфамид): молекула и-аминобензолсульфамида блокирует на рецепторе м есто связывания

N H 2 N H 2

Реакция Гомберга-Бахмана

П о этой реакции получаю т несимметрично зам ещ енны е биарилы. Диазосоединение, полученное в стандартных условиях (но в присутствии минимального количества воды), подщ елачивают и смеш ивают при низкой температуре с жидким ареном (реакция Г о м б ер га -Б а х м а н а , 1924 г.).

(JH3

и-толуидин

11.1.2.Строение производных бифенила

Вкристаллическом состоянии оба бензольны х кольца бифенила леж ат в одной плоскости. В растворе и в газообразном состоянии угол м еж ду плос­ костями бензольны х колец составляет 45°. В ы ход бензольны х колец из плоскости объясняется пространственным взаимодействием орт о - и орт о'-

атомов водорода в м олекуле бифенила, как показано ниже.

НН

о/

ГЛ

о\

нн

Если в о р т о ,о р т о '-положениях находятся крупные заместители, враще­ ние относительно связи С -С становится затруднительным. Если заместите­ ли неодинаковы, соответствую щ ие производные могут быть расщеплены на энантиомеры .

энантиомеры 6,б'-динитробифенил-2,2'-дикарбоновой кислоты