1.Гетероциклды қосылыстарға түсінік беріңіз. Гетероциклды қосылыстардың тәжірибелік мәнділігіне мысал келтіріңіз

Сақинасында С атомдарынан басқа да әр түрлі элемент атомдары бар органикалық қосылыстарды гетероциклді қосылыстар деп атайды. Сақинадағы көміртек атомдарынан басқа элемент атомдарын гетероатомдар деп атайды. Олардың құрамында O,S,N секілді гетероатомдар жиі кездеседі.

Сақина бойындағы атомдар санына қарай гетероциклді қосылыстар:

Үшмүшелі оксиран азиридин

Төртмүшелі оксетан азетидин

Бесмүшелі фуран тиофенпиррол

Алтымүшелі пиридин пиримидин

Гетероциклді қосылыстар сақина бойындағы гетероатом табиғатына бойынша да топталынады.

Азотты қосылыстар

азиридин пирролпиридин

Оттекті гетероциклді қосылыстар

оксиран оксетанфуран

2.Гетероциклды қосылыстардың негізгі принципті заманауи номенклатурасын атаңыз.

Моноциклді қосылыстарға қолданылатын жүйелі номенклатура 19ғасырда Ганч және Видеманмен жасалды. Осының заманауи түрі 1983жылы IUPAC "1982 кепілдемесі" деген атпен жарық көрді. Бұл жүйе бойынша гетероцикл стандартты префикстердің бірігуі арқылы құралады.

Химиялық әдебиетте гетеромоноциклді түбір ретінде аламыз, ал кейде жұрнақ. Сөздің бірінші буыны,яғни түбірі, грек сын есімінің бірнеше әріпін алып тастау арқылы жасалынады ("ир" "ет" "еп"). "ол" бесмүшелі және "ин" алтымушелі қанықпаған цикл атауы азотты қосылыстардың тривиалды атаудың жалғауы болып табылады.

1-кесте. Ганч - Виндеман жүйесіндегі бірінші буынның шығуы. 

2-кесте. Ганч - Виндемана жүйесі: префикстер. 

3-кесте. Ганч - Виндеман жүйесі: атаудың негізі (түбір жұрнағымен).

"ирин" -азот атомы бар 3мүшелі цикл "иридин", "етидин", "олидин" - азот атомы бар, 3-, 4-, 5-мүшелі цикл. "инин"- бор- және фосфоры бар гетероцикл "ан" - "окс", "ти" префиксінен кейн қолданылады. 6 және көпмүшелі гетеромоноциклдерде соңғы "ин" циклдың қанықпағанын көрсетеді. "идин" қаныққан 3-, 4-, 5- мүшелі азотты моноциклде қолд. "ан" қалған барлық қаныққан гетеромоноциклде қолд.  гетероатомның тұрған орны нумерацияны бастайды, гетероатом 1-ші болады. еки және көп бірдей гетероатом "ди", "три" т.б. приставкамен беріледі. гетероатомның сақинадағы орнын анықтайтын сандық белгі атаудың алдынан жазылады. егер сақинада 2 ж/е көп гетероатом болса нөмірлеу улкен гетероатомнан басталады, яғни 2ші кестеде жоғарыда тұрған. мысалдар:

3. Үш мүшелі гетероциклдер. Азиридин (этиленимин), оксиран (элиленоксид), тииран (этиленсульфид), азирин, оксирен, тиирен

Азиридин синтезі:

1. Венкер әдісі бойынша 2-аминоэтилсульфат арқылы моноэтаноламинді циклдеу реакциясы:

2. 1,2-дихлорэтанның NH₃ артық мөлшерімен әрекеттесуі:

3. Моноэтаноламиннің 380^о-та ниобий катализаторы қатысында тікелей конверсиялануы:

Оксиран синтезі:

1. Этиленхлоргидриннен алу. Осы әдіспен оксиранды өнеркәсіпте алуға болады:

Этиленхлоргидринді этилен мен хлордан сулы ортада алу:

Алынған этиленхлоргидринді күйдіргіш сілтілермен әрекеттестіріп, этилен оксидін алу:

2. Этиленді гомогенді газды фазада этилен оксидіне дейін тотықтыру:

Тииран синтезі:

1. Оксираннның оттегін KSCN, тиомочевина, тиондар әсерімен күкірт атомына ауыстыру (тиолдау):

2. Орынбасқан тиолат-аниондардың молекулаішілік конденсациясы:

3. Атомдық күкірттің олефиндермен қосылуы:

Азирин синтезі:

1. Винилазидтерді қыздырған кезде азид тобынан азот молекуласы айырылады, содан кейін пайда болған нитрен қос байланыс арқылы азиринге айналады:

2. 110-120^о-та α-винил азидтерді булы фазада пиролиздеу:

4. Оксиран-формуласы C2H4О болатын гетероциклді қосылыс. Тәтті иісті түссіз газ. Оны басқаша этилен оксиді деп те атайды.Ол дезинфекциялық,улы зат.Негізгі орагникалық синтез үшін оксиранның маңызы зор,хим\қ заттар мен жартылай өнім аларда ең көп қолданылатын зат. Оксиран синтезі (лабороторияда): 1) этиленхлоргидринді дегидрохлорлау арқылы:

2)Этиленді пероксилатпен тотықтыру арқылы: 3) 1,2-дииодэтанның күміс оксидімен реакциясы:

4)Этанолды тотықтыру арқылы: С2H5OH+O2 200°C Ag\Li2O\Al2O3 2(CH2CH2)O + 2H2O Өндірісте алынуы хлоргидрлеу үрдісінен басталады. Алғашында оксиранды осы үрдіс арқылы алатын болған. Сосын уақыт өте келе эитленді тура тотықтыру арқылы алу әдісі ашылды, ол әдіс өте тиімді әдіс болып есептелген. Осы екі әдіс окиран өндірісінде негізгі болып табылады. 1) оксиран өндірісіндегі хлоргидринді әдіс келесі сатылардан тұрады: - Этиленхлоргидринді алу

- Этиленхлоргидринді дегидрохлорлау арқылы оксиран алу

- Оксиранды тазалау

Практикада Оксиранды үздіксіз әдіспен алады. Бірінщі реакциялық коллонада этиленнің гипохлорлануы жүреді. Ары қарай этиленхлоргидриннің сулы ерітіндісі екінші реакциялық коллонаға түсіп 100 °Cта30%- к кальций гидроксидімен әрекеттесіп бізге оксиранды береді:

2OH-CH2CH2-Cl + Ca(OH)2=2оксиран + CaCl2 + H2O

Алынған оксиранды ректификация әдісімен тазалайды. 2) этиленді тура тотықтыру арқылы оксиран алудың жалпы реакциясы:

Бұл әдіс оксиран алу өндірісінде ең көп қолданылатын әдіс болып табылады. Әлемде бұл әдістің төрт разработкасы бар. Сапалық реакциялары:

Фенолфтолеин қосқанда индикатор қызғылт түске боялады. Оксиранды анықтаудағы негізгі әдіс болып газды хромотография болып табылады.

Қолданылуы: Этиленгликоль, этаноламин т.б. өндірісінде, дезинфицирлеуші зат, өрт тежегіш, ауыл шаруашылығында фунгицидтердің әсерін арттырғыш ретінде қолданылады.

5. Тииран синтезіне мысал кетіріңіз, өндірісте қолданылатын негізгі әдістерін көрсетіңіз. Тииран немесе оны этилен сульфиді деп атайды, үшмүшелі бір гетероатомы (күкірт) бар гетероциклді қосылыс. Формуласы:

Тииранның алу жолдары:

1. Тиоционат иондарының және тиомочевинаның әсерінен этилен тотығы тииранға айналады:

2. Алу жолының келесі түрі циклизация. Бұл ең тиімді әдіс. Мұндай әдістердің көбісінің механизмі, қарама қарсы кететін группа жағынан көміртегін гетероатоммен (O, N, S) атқылау нәтижесінде жүреді. Яғни:

3. Тииран гомологтарын алу әдісі:

4. Тииран және оның гомологтарын орынбасқан тиолат аниондарының конденсациясы нәтижесәнде алуға болады:

X – CH2 – CH2 – SH→(негіз)→ X – CH2 – CH2 – S^- → тииран

X = Cl, Br, I, SCN, RC(S)O, RSO₂O және т.б.

Тииранды өндірісте алудың ең тиімді әдістері цизлизация және тиомочевинадан алу. Себебі оңай қиындықсыз өтеді.