Занятие № 10 гетерофункциональные соединения бензольного ряда. Биологически активные производные пятичленных гетероциклических соединений

Мотивация цели. Гетерофункциональные соединения ароматического и гетероциклического рядов являются родоначальниками важнейших групп биологически активных соединений, в том числе лекарственных препаратов. На их основе получены жаропонижающие средства (ацетилсалициловая кислота, фенацетин, парацетамол, амидопирин), антибактериальные препараты (сульфаниламиды), анестетики и анальгетики (анестезин, новокаин, анальгин). Структурной основой многих витаминов, аминокислот, гормонов, антибиотиков, алкалоидов также являются гетерофункциональные производные бензольного и гетероциклического ряда.

Цель самоподготовки. Необходимо усвоить строение и свойства важнейших гетерофункциональных производных бензольного ряда и пятичленных гетероциклов, а также их значение для биологии и медицины.

План изучения темы

1. п-Аминофенол и его производные (Самостоятельная работа № 5).

2. п-Аминобензойная кислота и её производные (Самостоятельная работа № 6).

3. Сульфаниловая кислота и её производные.

   1. Кислотно-основные свойства сульфаниловой кислоты.

   2. Строение амида сульфаниловой кислоты. Общая структура сульфаниламидов.

   3. Биологическая роль сульфаниламидов. Объяснение механизма их антимикробного действия.

4. Салициловая кислота и её производные. Объяснение повышенных кислотных свойств салициловой кислоты в сравнении с бензойной.

   1. Получение лекарственных препаратов – салицилата натрия, метилсалицилата, фенилсалицилата, ацетилсалициловой кислоты. Их медицинское применение.

   2. Определение доброкачествености ацетилсалициловой кислоты.

   3. п-Аминосалициловая кислота – противотуберкулёзное средство.

5. Определение понятия «гетероциклические соединения». Классификация гетероциклов.

6. Общая характеристика реакционной способности пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом.

   1. Строение пиррола, фурана и тиофена. Их ароматичность. Понятие «π-избыточные системы».

   2. Сравнение активности этих гетероциклов и бензола в реакциях электрофильного замещения. Ацидофобные свойства. Особенности реакций нитрования и сульфирования.

7. Пиррол и его производные.

   1. Кислотно-основные свойства.

   2. Реакции гидрирования пиррола. Основные свойства продуктов гидрирования.

   3. Тетрапиррольные производные (порфин, гем). Их биологическая роль.

   4. Индол (бензопиррол). Кислотно-основные свойства. Окислительное (до серотонина) и неокислительное (до триптамина) окисление триптофана.

8. Производные фурана.

   1. Фурфурол. Свойства как альдегида.

   2. Получение фурацилина (семикарбазона 5-нитрофурфурола) из фурфурола. Биологическое действие препаратов – производных 5-нитрофурана.

9. Общая характеристика реакционной способности пятичленных гетероциклов с двумя гетероатомами (азолов).

   1. Строение пиразола, имидазола, тиазола. Их ароматичность.

   2. Кислотно-основные свойства. Прототропная таутомерия пиразола и имидазола.

10. Биологически важные производные пиразолона-3(5). (Самостоятельная работа № 7).

11. Производные имидазола (гистидин, гистамин) и бензимидазола (дибазол).

12. Реакция гидрирования тиазола. Тиазолидин – структурный фрагмент пенициллинов.

Рекомендуемая литература

А - с. 271-297.

А* - с. 271-290

А** - с. 255-274.

Б – тема 2.2, обучающая задача 1 (с. 160-163), тема 2.3, обучающая задача 1 (с. 164-166).

Вопросы для самоконтроля (задания, обозначенные *, обязательны для выполнения в письменном виде)

1. Приведите строение биполярного иона сульфаниловой кислоты.

2. П риведите общую структурную формулу сульфаниламидов и формулу норсульфазола.

4*. Приведите схемы реакций получения натрия салицилата, метилсалицилата, фенилсалицилата.

5. Приведите схему реакции получения ацетилсалициловой кислоты. Какая реакция может с ней протекать при хранении при повышенной влажности? Как проверяют доброкачественность ацетилсалициловой кислоты?

6*. Объясните, почему пиррол, порфин, имидазол, пиразол являются ароматическими соединениями. Сравните поведение имидазола и пиррола в присутствии конц. серной кислоты.

7. Приведите схемы реакций окислительного и неокислительного декарбоксилирования триптофана, декарбоксилирования гистидина.

Назовите полученные биогенные амины.

План работы на предстоящем занятии.

1. Разбор основных вопросов темы, выполнение упражнений.

2. Тестовый контроль.

3. Выполнение лабораторной работы:

- Гидролиз ацетилсалициловой кислоты.

4. Оформление лабораторного журнала, контроль выполнения лабораторной работы.

Лабораторная работа

Гидролиз ацетилсалициловой кислоты

Несколько кристалликов ацетилсалициловой кислоты растворите в 2 мл воды, поделите раствор на две части. Прокипятите содержимое одной из пробирок 2-3 мин и охладите. В обе пробирки добавьте по одной капле хлорида железа (III). Объясните изменение цвета. Запишите схему реакции.

Блок информации

Граф 21

Производные п-аминофенола (жаропонижающие средства)

Граф 22

Производные салициловой кислоты

Граф 23

Производные п-аминобензойной кислоты (местноанестезирующие средства)

Таблица 16

Производные сульфаниловой кислоты – сульфаниламиды (антибактериальные средства)

Препарат	R	Препарат	R
Стрептоцид	H	Сульфазин
Норсульфазол		Сульфадимезин
Этазол		Сульфадиметоксин
Сульфапиридазин		Сульфален

Граф 24