LPZ_4_Reaktsii_An_Sn_E

Лабораторное занятие №4.

Тема: Реакции нуклеофильного присоединения и замещения. Реакции элиминирования.

Цель: Изучить основные химические превращения оксосоединений, имеющих важное значение в биологических системах и уметь проводить качественные реакции на отдельные представители альдегидов и кетонов. Сформировать знания закономерностей и особенностей в химическом строении и поведении карбоновых кислот.

Вопросы для рассмотрения:

1. Реакции нуклеофильного присоединения с участием π- связи оксогруппы С = О в альдегидах и кетонах с водой, спиртами, тиолами, аминами и их производными.

2. Влияние электронных и пространственных факторов, роль кислотного катализа. Обратимость реакций А_N. Механизм А_N.

3. Гидролиз ацеталей и иминов. Механизм реакций гидролиза.

4. Реакции альдольного присоединения. Основный катализ.

5. Альдольное расщепление, как реакция обратная альдольному присоединению.

6 Биологическое значение реакций А_N.

7. Строение и реакционная способность карбоксильной группы.

8. Реакции ацилирования (образование ангидридов, сложных эфиров, сложных тиоэфиров, амидов), и обратные им реакции гидролиза. Роль кислотного и основного катализа.

9. Сравнительная активность ацилирующих реагентов (ангидридов, карбоновых кислот, сложных эфиров, сложных тиоэфиров).

10. Ацилфосфаты и ацилкоферменты А – природные макроэргические ацилирующие реагенты. Биологическая роль реакции ацилирования.

11. Реакции по типу альдольного присоединения с участием ацетилкофермента А, как путь образования углерод-углеродной связи.

Рекомендуемая литература:

1. Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия: учебник / Н. А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков, С. Э. Зурабян. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 416 с.

2. Тюкавкина, Н. А. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии / Под ред. Н. А. Тюкавкиной. - М.: Медицина, 1985.

3. Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия : учебник / Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков. - 6-е изд.стер. - М.: Дрофа, 2007. - 542 с. : ил. - (Высшее образование : современный учебник).

1. Алифатические и ароматические альдегиды и кетоны – высоко реакционноспособные вещества, позволяющие получать органические соединения различных классов, в том числе и лекарственные препараты. Оксогруппа С = О входит в состав многих биологически активных веществ (ретинол, витамин В6, углеводы). Знание свойств этих соединений необходимо для качественного и количественного анализа многих лекарственных средств.

2. Карбоновые кислоты и их функциональные производные широко распространены в природе. Кислоты являются промежуточными продуктами обмена веществ, их производные входят в состав многих природных и синтетических соединений, применяемых в качестве лекарственных средств. Хлорангидриды и ангидриды кислот – важные ацилирующие агенты, используемые в синтезах.

Вопросы и упражнения:

1. Приведите электронное строение карбонильной группы и реакционные центры в молекуле альдегидов.

2. Опишите механизм реакции АЕ по карбонильной группе.

3. Напишите уравнения реакций: окисление

- аммиачным раствором оксида серебра формальдегида, этаналя;

- сульфатом меди в щелочной среде этаналя, изомасляного альдегида.

4. Восстановление бутанона-2 и 2-метилпропаналя.

5. Гидратация хлораля.

6. Альдольное расщепление серина (2-амино-3-гидроксипропановой кислоты).

7. Образование уротропина. Приведите его структурную формулу. Кислотный гидролиз уротропина. Назовите продукты реакций.

8. Напишите схему и опишите механизм реакции взаимодействия:

8.1 Этаналя и пропанола;

8.2 Пропаналя и этанола;

8.3 Этаналя и бутанола;

8.4 Этаналя и этантиола.

Назовите продукты по ЗН.

9. Напишите схемы и опишите механизмы реакций образования:

9.1 Циклического полуацеталя 4-гидроксибутаналя;

9.2 Циклического полуацеталя 5-гидрокиспентаналя.

10. Напишите схемы и опишите механизмы реакций взаимодействия:

10.1 3-метилбутанона-2 и гидроксиламина;

10.2 Пропанона и гидроксиламина;

10.3 Пропанона и гидразина.

11.Напишите схемы и опишите механизмы реакций образования:

11.1 Оксима диэтилкетона;

11.2 Оксима пропаналя;

11.3 Фенилгидразона бутаналя.

12. Напишите схему и опишите механизм альдольной и кротоновой конденсации:

12.1 Этаналя;

12.2 Пропаналя;

12.3 Этаналя и бензальдегида;

12.4 Пропаналя и бензальдегида.

13. Напишите схему и опишите механизм реакции этерификации:

13.1 этановой кислоты и этанола

13.2 пропановой кислоты и метанола

Назовите продукты по ЗН.

Обязательная самостоятельная работа студентов:

Напишите схему и опишите механизм реакции элиминирования (Е):

1. дегидрогалогенирования 2,3-диметил-2-хлорбутана;

2. дегидрогалогенирования 2-метил-3-хлорбутана;

3. дегидрогалогенирования 3-хлорпентана;

4. дегидрогалогенирования 2-хлор-3-этилпентана;

5. дегидрохлорирования 2-хлор-3-этилпентана;

6. дегидрохлорирования 2-хлор-3-этилпентана;

7. дегидратации пропанола-2;

8. дегидратации 2-метилпропанола-2.

9. дегидрогалогенирования 3-метил-2-хлорбутана;

10. дегидрогалогенирования 3-бром-2-метилпентана;

11. дегидрогалогенирования 2-метил-3-хлорбутана;

12. дегидратации 2-метилбутанола-2;

13. дегидратации 2-метилбутана;

14. дегидратации 2-метил-бутанола-2;

15. дегидратации 2-метилпентанола-3;

16. дегидратации 3-этилпентанола-3;

17. дегидратации бутанола-2;

18. дегидратации 3-метилбуанола-2.