Задания для самостоятельной работы студентов
1. Пятичленные гетероциклические соединения с одним и двумя гетероатомами
1. Какой структурный аналог бензола можно получить, если в его молекуле заменить: а) атомную группировку −СН=СН− на атом серы; б) одну атомную группировку −СН= на атом кислорода и группировку −СН=СН−, стоящую через один углерод на атом азота; в) атомную группировку −СН=СН−СН= на атомы азота и серы?
2. Составьте структурные формулы всех возможных изомеров: а) этилпиррола; б) метилтиофена.
3. Напишите структурные формулы следующих соединений:
а) 2-метил-5-этилфурана; б) 2,5-диметил-2,5-дигидропиррола; в) пирролина; г) 2-фуральдегида; д) N-метил-α,β-диэтилпиррола.
4. Назовите следующие соединения:
5. Какие соединения образуются в условиях реакции Ю. К. Юрьева при взаимодействии следующих веществ:
а) тиофен + этиламин;
б) 2,5-диметилфуран + H2S;
в) 2-метилфуран + метиламин.
6. Какое соединение получится при взаимодействии янтарного альдегида с метиламином?
7. Напишите уравнение реакции сульфирования тиофена. Какое соединение – тиофен или бензол – легче сульфируется?
8. С учетом электронных смещений, происходящих в молекулах пиррола и пирролидина, сравните их основные свойства.
9. Какое влияние окажет N-метильная группа на дипольные моменты пиррола и пирролидина?
10. Какое соединение образуется при взаимодействии пиррола c металлическим калием? Что произойдет, если на полученное вещество подействовать бромистым этилом?
11. Объясните разную ацидофобность фурана и тиофена. Подтвердите это соответствующими уравнениями реакций.
12. Напишите уравнения реакций пиррола с калием и соляной кислотой.
13. Сравните фуран, пиррол и тиофен по активности в реакции гидрирования. Напишите соответствующие уравнения реакций и назовите их продукты.
14. Осуществите цепь превращений и назовите промежуточные и конечный продукт реакции. Какое биологическое значение имеет конечный продукт?
15. Каковы особенности электронного строения пятичленных гетероароматических соединений по сравнению с бензолом? Как изменяются их ароматические свойства в зависимости от характера гетероатома?
16. Какие соединения называются азолами? Приведите примеры этих соединений.
17. Поясните, почему имидазол одновременно является более сильной кислотой, чем пиррол, и более сильным основанием, чем пиридин.
18. Из радела 3.1 «Упражнения» ответьте на вопросы № 8, 10 и 11.
2. Шестичленные гетероциклические соединения с одним и двумя гетероатомами
19. Каковы особенности электронного строения пиридина (сравнить с пирролом и бензолом)?
20. Перечислите и обоснуйте основные отличия в проявлении ароматических свойств пиридина, пятичленных гетероциклов и бензола.
21. В какой последовательности изменяется энергия сопряжения у пятичленных гетероциклов (фуран, пиррол, тиофен, имидазол), пиридина и бензола?
22. Объясните, почему пиридин в присутствии сильных кислот не подвергается процессам полимеризации (как пиррол).
23. Напишите структурные формулы всех изомерных пропилпиридинов. Назовите эти соединения.
24. Напишите уравнения реакций взаимодействия пиридина со следующими веществами: а) водородом (в присутствии катализатора); б) едким кали (при нагревании); в) пикриновой кислотой; г) амидом калия; д) хлористым этилом; е) концентрированной азотной кислотой (при нагревании); ж) надуксусной килотой.
25. Какие выводы о реакционной способности пиридина можно сделать исходя из его молекулярной диаграммы и мезоструктуры?
26. Каковы причины затруднений в осуществлении реакций алкилирования и ацилирования пиридина?
27. Напишите структурные формулы пиримидина и пиримидиновых оснований в виде таутомерных форм (урацила, тимина и цитозина).
28. Каковы структурные формулы пурина, аденина, гуанина и мочевой кислоты? Для оксипроизводных укажите таутомерные формы.
29. Осуществите цепи превращений и назовите промежуточные и конечные продукты реакций:
30. Из раздела 3.2 «Упражнения» ответьте на вопросы № 30, 31, 32, 33, 39, 46 и 47.