Окси и -гедрокси кислоты. Вопросы. Д
.docФизико-химические методы исследования ФГОС-3 2012-13 учебный год 2 семестр
Занятие № 1
Гидрокси- и оксокислоты. Химические свойства. Биологическая активность.
Спектральные методы исследования гидрокси- и оксокислот:электронная и инфракрасная спектроскопия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса
1. Основные вопросы темы:
-
Оптическая изомерия.Понятие о хиральных молекулах. Формулы Фишера:построение энантиомеров на примере гидроксикислот. Свойства энантиомеров, биологическая активность. Стереоизомерия молекул с двумя и более хиральными атомами: стереоизомерия винных кислот.
-
Гидроксикислоты - соединения со смешанными функциями. Представители гидроксикислот: молочная, яблочная,винная,лимонная.
-
Структурная изомерия гидроксикислот. Специфические реакции , , , гидроксикислот.
-
Химические свойства гироксикислот .Реакции по ОН-, СООН-функциональным группам, и специфические реакции, обусловленные их взаимным влиянием.
-
Особенности реакционной способности винной кислоты, обусловленные наличием двух карбоксильных и двух гидроксидных групп.
-
Салициловая кислота. Биологическое значение её функциональных производных
-
Оксокислоты. Представители оксокислот: пировиноградная, ацетоуксусная, щавелевоуксусная, кетоглутаровая, их биологическая роль.
-
Химические свойства оксокислот.Специфические свойства оксокислот,обусловленные взаимным влиянием функциональных групп.
-
Кето-енольная таутомерия на примере ацетоуксусного эфира.
-
Гетерофункциональные соединения - биологически активные вещества и лекарственные препараты.
-
Спектральные методы исследования гидроки- и оксокислот: -электронная (ультрафиолетовая) спектроскопия, инфракрасная спектроскопия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса
-
Анализ органических соединений
2. Задания на самоподготовку (Обязательное домашнее задание)_
1. Какие из перечисленных ниже соединений могут проявлять оптическую изомерию:
1) 2 –бромбутановая кислота
2) 2 –метилпропановая кислота
3) 2 –гидроксипропановая кислота
4) 3 - гидроксипропановая кислота
2. Изобразите энантиомеры молочной кислоты с помощью проекционных формул Фишера Какой из них относится к мясомолочной кислоте?
3. Изобразите стереоизомеры винной кислоты с помощью проекционных формул Фишера.
4. Назовите соединения
1)СН3-СО-СН2-СООН
2)СН3-СН-СООН
ОН
3)СН2-СН=СН-СООН
ОН ОН
5.Напишите структурные формулы :
1)этилового эфира молочной кислоты
2)Nа –соли яблочной кислоты
3) гликолевой,винной и лимонной кислот
6. Получите из пропионовой кислоты молочную кислоту
7. Что образуется при щелочном гидролизе хлорянтарной кислоты
8. Какая гидроксикислота образуется при гидролизе гидроксинитрила, полученного из :уксусного альдегида. Напишите соответствующие уравнения реакций.
9. Напишите уравнения реакций, протекающих при нагревании α- β- и γ – гидроксимасляных кислот ?
10.Для молочной кислоты напишите уравнения реакций и назовите полученные соединения:
1)с уксусным ангидридом
2)с этиловым спиртом (две реакции )
3)с РСl5
4) NaOH
11. Напишите уравнение реакции получения реактива Фелинга на основе винной кислоты
12.Какие соединения образуются при действии на салициловую кислоту следующих реагентов:
1)NаОН (водный раствор )
2)хлористого ацетила
3)фенола
4)метилового спирта?
Назовите полученные соединения
13. Напишите уравнение реакции разложения лимонной кислоты при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты
14.Напишите схему декарбоксилировании салициловой кислоты
15.Какой реакцией можно показать, что салициловая кислота –фенолокислота ?
16.Как химически отличить аспирин (ацетилсалициловую кислоту)и салол (фенилсалицилат) ?
17. Напишите формулы пировиноградной кислоты, ацетоукусной, щавелевоуксусной и α –кетоглутаровой кислот Изобразите енольную форму щавелевоуксусной кислоты
18. Напишите уравнения реакций, доказывающих наличие двух функциональных групп в пировиноградной кислоте.
19 .Напишите уравнения реакций декарбоксилирования пировиноградной и ацетоуксусной кислот.
20. Напишите уравнения реакций, доказывающих существование кето-енольной таутомерии в растворе ацетоуксусного эфира ( с FeCI3 и Br2)
21. Напишите формулы всех соединений в приведенной схеме ; Назовите эти соединения
НООС-СН2-СН2-СООНСl2(1 моль )→АКОНспирт→БВr2→ВКОНводный→Г
Укажите ,какие пространственные изомеры возможны для каждого из этих соединений
22. Путем последовательных реакций превратите этаналь в оптически активный этиллактат и получите из него этилпируват.
23.По каким физическим константам в органическом анализе идентифицируют исследуемое вещество?
24.Какие химические реакции используются в органическом анализе для обнаружения альдегидной и фенольной или енольной гидроксильной группы?
25.Как использование данных УФ- и ИК –спектров позволяет сделать вывод о структуре гетерофункциональных соединений?
3. Задания для самоконтроля (Тесты включены в коллоквиум)
1 .Чем обусловлены оптические свойства гидроксикислот?
1 ) наличием углеводородной цепи, 2) наличием хирального центра,
3) наличием карбоксильной группы, 4 ) наличием гидроксильной группы
2. Что представляет собой мезовинная кислота?
1) смесь яблочных кислот, 2) смесь яблочной и винной кислот,
3) смесь винной и лимонной кислот
4)диастереомер D(+) винной и L(-) винной кислоты, не обладающий оптической активностью
3.Какое соединение необходимо взять для получения 2-гидрокси-3-метилбутановой кислоты через гидроксинитрил?
1) соответствующий спирт, 2) соответствующий альдегид,
3) непредельную кислоту, 4) соответствующий амин
4.Какой реактив необходимо использовать для получения 3-хлорбутановой кислоты из 3-гидроксибутановой?
1) Cl2, 2)
SOCl2, 3)
HCl (газ)
, 4)
NaCl
5. Какую гидроксикислоту следует подвергнуть дегидратации при нагревании, чтобы получить пропеновую (акриловую) кислоты?
1) 2-метил-3-гидроксипропановую, 2) 3-гидроксипропановую,
3) 2-метил-2-гидроксипропановую, 4) 3-метил-3-гидроксипропановую
6. Какое карбонильное соединение получится при нагревании 2-гидрокси-2-метилбутановой кислоты с серной кислотой?
1) бутаналь, 2) бутанон-2, 3) пентанон-2, 4) пентанон-3
7. Какой продукт образуется при нагревании 3-гидроксивалерьяновой кислоты?
1) лактам, 2) лактон, 3) лактид, 4) непредельная карбоновая кислота
8. Какие реактивы необходимо взять, чтобы показать двойственную природу винной кислоты (образование реактива Фелинга) ?
1) KOH, 2) KOH, NaOH и Cu(OH)2, 3) NaOH, 4) Cu(OH)2
9. Почему 2-гидроксибензойная (салициловая) кислота обладает более сильными кислотными свойствами по сравнению с 3-гидроксибензойной кислотой?
1)влияние заместителей на бензойное кольцо
2)наличие внутримолекулярных водородных связей между функциональными группами,
3) наличие ковалентных связей в молекуле кислоты,
4) наличие межмолекулярных водородных связей
10. С помощью какого реактива можно доказать, что аспирин подвергся гидролизу?
1) ROH, 2) FeCl3, 3) HCl, 4) NaOH
11.Какой реактив необходимо использовать для получения салициламида из метилсалицилата:
1) N2, 2) NaNO2, 3) NH3, 4) NO
3) салициловая кислота, 4) ПВК
12.Чем объясняется большая реакционная способность -оксокислот?
1)наличием в молекуле оксогруппы,
2)наличием в молекуле карбоксильной группы
3)близким расположением оксо- и карбоксильной групп
4)природой радикала
13.Какой реактив не будет реагировать с оксо-группой -оксоглутаровой кислоты?
1) Cl2, 2) HCN, 3) NaHSO3, 4 ) H2
14. Каково главное условие возникновения кето-енольной таутомерии?
1)наличие оксогруппы
2)наличие в молекуле карбоксильной группы,
3)наличие углеродного скелета из трех атомов,
4)наличие атома водорода при -углеродном атоме и рядом стоящей кетогруппы
15. Каким видом изомерии является кето-енольная таутомерия?
1) пространственной, 2) оптической,
3) структурной 4)равновесной динамической изомериией
16. Какое из соединений существует в таутомерных формах?
1) винная кислота, 2) масляная кислота, 3) ЩУК, 4) щавелевая кислота
17. С помощью каких реактивов можно доказать наличие в растворе енольной формы?
1) HCl, 2) CH3Cl, 3) FеCl3, 4) Br2
18. Каким реактивом необходимо воспользоваться, чтобы доказать наличие кетоформы?
1) Cl2, 2) HI, 3) HNO3, 4) NaHSO3.
19.С помощью какого реактива можно доказать наличие в растворе ЩУК кратной связи в енольной форме?
1) НI , 2) FeCl3 3) Br2, 4) FeBr3
20.В сторону какой формы (кето- или енольной-) смещено равновесие в растворе ацетоуксусного эфира ?
1) енольной, 2) кето-,
3) равное количество кето- и енольной формы 4)зависит от растворителя
4. Задания для самостоятельной работы на занятии
|
№1
|
|
№2
|
|
№3
|
|
№4
метан ® ацетальдегид ® 1-гидрокси-1-цианоэтан ® 2-гидроксипропановая кислота.
|
|
№5
|
|
№6 1. Дайте определение рацемической смеси (рацемата). Покажите, из каких энантиомеров состоит рацемическая молочная кислота. Укажите в молекуле молочной кислоты хиральные центры. 2. Напишите уравнения реакций получения пировиноградной кислоты из пропионовой кислоты. 3. Приведите уравнения реакций, доказывающих наличие в растворе ацетоуксусного эфира кето- и енольной форм. 4. Напишите уравнения реакций получения реактива Фелинга.
|
|
№7
4 D-(+)-винная кислота содержится в винограде. Ее выделяют из винограда, а затем получают реактив Фелинга. Напишите уравнения реакций синтеза реактива Фелинга.
|
|
№8
|
|
№9
4.g–гидроксимасляная кислота и ее производные, g-гидроксибутираты, являются нейрорегуляторами. Напишите уравнение реакции, протекающей с кислотой при нагревании. |
|
№10
4. В клетках в присутствии фермента декарбоксилазы происходит декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Напишите уравнение реакции. |
|
№11
4, Дубильные вещества содержат в своем составе остатки галловой (3,4,5‑тригидроксибензойной) кислоты. Галловая кислота легко декарбоксилируется при нагревании с образованием трехатомного спирта – пирагаллола. Напишите уравнение соответствующей реакции. |
|
№12
4. В процессе работы в мышцах накапливается мясомолочная кислота, которая может быть причиной метаболического ацидоза. Напишите уравнения реакций, происходящих при дальнейшем окислении молочной кислоты и декарбоксилировании продукта окисления под действием некоторых микроорганизмов. |
|
№13
|
|
№14
|
|
№15
4. Пировиноградная кислота в организме может претерпевать окислительное декарбоксилирование. Напишите уравнение соответствующей реакции.
|
|
№16
4. Правовращающая L-молочная кислота образуется в живых организмах в результате расщепления углеводов. Особенно много ее накапливается в мышцах при больших физических нагрузках. Напишите уравнение реакции, протекающей при нагревании молочной кислоты.
|
|
№17.
4.g-гидроксимасляная кислота и ее производные, g-гидроксибутираты, являются нейрорегуляторами. Напишите уравнение реакции, протекающей с кислотой при нагревании.
|
|
№18
4. Дубильные вещества содержат в своем составе остатки галловой (3,4,5‑тригидроксибензойной) кислоты. Галловая кислота легко декарбоксилируется при нагревании с образованием трехатомного спирта – пирагаллола. Напишите уравнение соответствующей реакции.
|
|
№19
4.D-(+)-винная кислота содержится в винограде. Ее выделяют из винограда, а затем получают реактив Фелинга. Напишите уравнения реакций синтеза реактива Фелинга.
|
|
№20
4. Салициловая кислота оказывает антисептическое жаропонижающее и антимикробное действие. Являясь кислотой средней силы (рК=3), она вызывает раздражение пищеварительного тракта, поэтому вовнутрь применяют ее соли и эфиры кислоты. Напишите уравнение реакции получения аспирина из салициловой кислоты.
|
|
№21
4. В процессе работы в мышцах накапливается мясомолочная кислота, которая может быть причиной метаболического ацидоза. Напишите уравнения реакций, происходящих при дальнейшем окислении молочной кислоты и декарбоксилировании продукта окисления под действием некоторых микроорганизмов.
|
|
№22
4. В медицине метилсалицилат используется в качестве противоревматического средства. Напишите уравнение реакции получения метилсалицилата из салициловой кислоты.
|
|
№23
|
|
№24
|
|
№25
4. Лимонная кислота содержится в растениях, и была выделена из лимонного сока. Напишите уравнения реакций разложения лимонной кислоты под действием концентрированной серной кислоты.
|
-гидроксикислот.