Свойства и превращения соединений производных бензольного и гетероциклического рядов - Химия контрольная работа

Главная

Химия
Свойства и превращения соединений производных бензольного и гетероциклического рядов

Реакция получения анилина из нитробензола. Производство салициловой кислоты. Схема азосочетания диазотированной сульфаниловой кислоты с N,N-диметиланилином. Структурные формулы фурана и пиримидина. Таутомерные превращения барбитала; строение папаверина.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


1. Приведите схему реакции получения анилина из нитробензола. Напишите для анилина схемы следующих реакций:
Получение анилина из нитробензола реакцией Зинина (в лаборатории):
Каталитическим гидророванием нитробензола (промышленный способ):
а) анилин с уксусным ангидридом (реакция ациллирования);
в) с азотистой кислотой (реакция диазотирования):
2. Напишите схему азосочетания диазотированной сульфаниловой кислоты с N,N-диметиланилином. При каких значениях рН протекает эта реакция?
С аминами, активными в непротонированной форме, азосочетание проводят при рН 3,5-6. Кроме того, в кислой среде предотвращается диссоциация водорода в сульфогруппе.
3. Приведите схему промышленного получения салициловой кислоты. Охарактеризуйте свойства салициловой кислоты как гетерофункционального соединения
В промышленности салициловую кислоту обычно получают карбоксилированием фенолята натрия углекислым газом при 150--180 °C и давлении 5 атм (реакция Кольбе-Шмидта):
Гетерофункциональные карбоновые кислоты -- бифункциональные соединения, обладающие свойствами карбоновых кислот и свойствами того класса органических соединений, который определяет заместитель в углеводородном радикале.
Салициловая кислота - бифункциональное соединение, обладающее свойствами фенолов и карбоновых кислот.
В реакцию с гидрокарбонатом натрия вступает только карбоксильная группа, и как следствие -- образуется мононатриевая соль салициловой кислоты, а при действии щелочей -- динатриевая соль салициловой кислоты.
Из-за близости функциональных групп в молекуле салициловая кислота, в отличие от ее изомеров, взаимодействует с гидроксидом меди (II):
С участием карбоксильной группы протекают реакции со спиртами, галогенирующими реагентами:
При взаимодействии салициловой кислоты с уксусным ангидридом образуется ацетилсалициловая кислота (т.е. происходит ациллирование фенольной группы):
Салициловая кислота по кислотным свойствам превосходит бензойную кислоту, а также о- и п-гидроксибензойные кислоты. Это можно объяснить тем, что происходит дополнительная стабилизация салицилат-иона за счет образования внутримолекулярной водородной связи:
Итак, указанные химические свойства салициловой кислоты характерны только для гетерофункциональных соединений.
4. Дайте определение таутомерии. Из предложенных соединений - 4-гидроксибутандиовая кислота, оксобутандиовая кислота, пропанон - выберите то, для которого возможна кето-енольная таутомерия. Приведите схему таутомерного равновесия, назовите таутомерные формы. Напишите схемы реакций, доказывающих наличие таутомерных форм.
Таутомерия -- явление обратимой изомерии, при которой два или более изомера легко переходят друг в друга. При этом устанавливается таутомерное равновесие, и вещество одновременно содержит молекулы всех изомеров (таутомеров) в определённом соотношении. Процесс такого взаимопревращения таутомеров называют таутомеризацией. Она протекает с обязательным разрывом одних хим. связей и образованием др. связей между атомами одной молекулы (внутримолекулярная таутомерия) или агрегата молекул (межмолекулярная таутомерия).
Для решения поставленной задачи рассмотрим структурные формулы указанных соединений:
Итак, для 4-гидроксибутановой кислоты кето-енольная таутомерия невозможна, так как гидрокси- и карбокси- группы не проявяют подобных свойств (явление характерно для альдегидов и кетонов).
Пропанон (ацетон) формально образует таутомерные формы, однако их количества в растворах ничтожно малы - равновесие практически полностью смещено в сторону кетонной формы, а содержание енольной формы в ацетоне составляет всего 0,00025%.
Это объясняется тем, что в соединении отсутствуют другие электроноакцепторые группы, поэтому длина сопряжения связи, а следовательно, и устойчивость енольной формы незначительна.
Кето-енольная таутомерия в значительной степени возможна у 2-оксобутандиовой кислоты. Это связано с тем, что соединение обладает более длинной цепью сопряжения заряда (электронная плотность с двойной связи углерод-углерод распределяется в том числе и на электроноакцепторный карбоксильный атом углерода (1)), вследствие чего растет и и термодинамическая устойчивость енольной формы (в условиях равновесия ее количество составляет 80%). Кроме того, дополнительным стабилизирующим фактором является образование водородной связи между водородом гидроксигруппы и атомом килорода карбоксильной группы.
5. Приведите структурные формулы фурана и пиримидина с нумерацией атомов в циклах. Перечислите все условия, по которым эти соединения удовлетворяют критериям ароматичности. Выделите и изобразите электронное строение атомов азота пиррольного и пиридинового типов. Сравните реакционную способность пиримидина и фурана в реакциях электрофильного замещения. Приведите схему бромирования фурана.
Рассмотрим критерий ароматичности. Ароматичной может называться ненасыщенная циклическая молекула, если все атомы цикла входят в полностью сопряженную систему таким образом, что в основном состоянии все р-электроны располагаются только на связывающих молекулярных орбиталях аннулярной (замкнутой) оболочки.
Итак, фуран- гетероароматическое соединение, свойства которого определяются наличием кольцевого секстета р-электронов, образованных 4 р-электронами двух связей С=С и неподеленной электронной пары гетероатома; другая неподеленная пара электронов атома кислорода остается свободной и может участвовать в образовании оксониевых соединений. Молекула ненасыщенна, имеет сопряженную устойчивую систему.
Для пиримидина, подобно пиридину, характерна 6р-электронная сопряженная ароматическая система, образованных 2 р-электронами связи С=С и 4 р-электронами двух связей С=N. Поэтому его цикл обладает повышенной устойчивостью. Пиримидин содержит в своей структуре два пиридиновых атома азота.
Выделим атомы азота пиридинового типа в пиримидине.
В пиридине на s-орбитали располагается неподелённая пара электронов, не участвующая в образовании связей. Из трёх электронов, располагающихся на р х , р у , р z орбиталях, два участвуют в образовании сигма-связей с атомом углерода, а один - в образовании шестиэлектронной р-системы:
Следовательно, данная система является электронодифицитной.
В пирроле: на s-орбитали располагается электрон, участвующий в связи с атомом водорода. Из четырёх электронов, располагающихся на р х , р у , р z - орбиталях, два участвуют в образовании сигма-связей с атомом углерода, а оставшиеся два (неподелённая пара) - в образовании шестиэлектронной ароматической р-системы:
Следовательно, данная система является электрононасыщенной.
Для фурана, являющегося электрононасыщенным соединением из-за наличия в ароматической системе неподеленной электронной пары с атома кислорода, характерны реакции электрофильного замещения: галогенирование, нитрование, сульфирование, ацилирование, меркурирование и др, протекающие в мягких условиях. Повышенная реакционная способность фурана в сравнении с пиримидином связана с положительным мезомерным эффектом гетероатома.
С одной стороны, он приводит к появлению частичного отрицательного заряда на атомах углерода в составе гетероцикла и обуславливает большее сродство к электрофилу, а с другой стороны, приводит к более эффективной стабилизации катионного интермедиата этой реакции - р-комплекса и, следовательно, к снижению энергии переходного состояния реакции.
Реакционная способность в реакциях электрофильного замещения у электронодефицитного (как видно из вышесказанного) пиримидина значительно ниже, чем у фурана из-за снижения электронной плотности в положениях 2, 4, 6, вызванного наличием двух атомов азота в цикле. Так, пиримидин не нитруется и не сульфируется, однако в виде соли бромируется в положение 5.
Электрофильное замещение становится возможным только при наличии электронодонорных заместителей и направляется в наименее дезактивированное положение 5.
анилин пиримидин барбитал папаверин
6. Сравните реакционную способность бензола и пиридина в реакциях нуклеофильного замещения. Напишите схемы реакций пиридина со следующими реагентами:
По каким механизмам протекают эти реакции? Опишите механизм последней реакции
Нуклеофильная атака незамещенного бензольного ядра протекает гораздо с большим трудом, чем электрофильная. Это связано с тем, что -электронное облако ядра отталкивает приближающийся нуклеофил.Кроме того, -система бензольного ядра гораздо менее способна к делокализации (а, следовательно, к стабилизации) двух лишних электронов, внесенных в систему нуклеофилом, чем к делокализации положительного заряда в -комплексе при электрофильном замещении.
Пиридин же, напротив, в реакции нуклеофильного замещения вступает значительно легче, чем в реакции электрофильного замещения, потому что кольцо его значительно обеднено электронной плотностью по сравнению с бензолом (вследствие наличия в кольце сопряжения атома азота, приводящего к значительному перераспределению электронной плотности в сторону азота и дефициту электронной плотности во всей системе). Введение же в систему нуклеофила снижает дефицит электронной плотности. Для пиридина характерны реакции ароматического нуклеофильного замещения, протекающие преимущественно по орто-пара положениям кольца.
а) Пиридин - основание, поэтому N-алкилирование пиридина галоидными алкилами, приводит к алкилпиридиниевым солям. Следовательно, реакция пиридина с пропилхлоридом идет по атому азота.
б) При нагревании до 400 °С пиридин реагирует с NaОН с образованием б-гидроксипиридина
7. Приведите схему таутомерных превращений барбитала, назовите таутомерные формы. Какая таутомерная форма барбитала принимает участие в образовании соли? Приведите схему реакции взаимодействия барбитала с гидроксидом натрия
В отличие от барбитуровой кислоты, барбитал не способен образовывать таутомеры по механизму кето-еольной таутомерии (так как атом углерода связан с двумя этильными группами). Поэтому единственный тип изомерии барбитала - лактим-лактатная.
В образовании соли при взаимодействии со щелочью принимает участие лактимная форма барбитуровой кислоты.
8. Приведите строение папаверина. Напишите схемы реакций взаимодействия папаверина со следующими реагентами:
а) йодоводородной кислотой при нагревании;
Структурная формула папаверина (1-(3,4-диметоксибензил)-6,7-диметоксиизохинолин) имеет
а) Реакция папаверина с йодоводородной кислотой при нагревании:
б) Реакция папаверина с разбавленной серной кислотой:
9. Заполните схему превращений, назовите продукты реакций, укажите механизмы отдельных реакций:
1. Нитрование бензола нитрующей смесью:
2. Восстановление нитробензола до анилина:
4. Взаимодействия фенилдиазонийхлорида с метанолом:
1. Окисление г-пиколина до г-карбоксипиридина
2. Получение соответствующего хлорангидрида
3. Получение соответствующего гидразида
1. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа,2001.-768с.
2. Гауптман З., Грефе Ю., Ремане Х. Органическая химия, Москва, "Химия", 1979, 832с.
3. Левитина Т.П. Справочник по органической химии: Учебное пособие. - СПб: «Паритет», 2002. - 448с.
4. Начала органической химии. В 2 кн. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. М.: Изд. "Химия", 1969. - 664с.; 1970 - 824с.
5. Нейланд, О.Я. Органическая химия: Учеб. для хим. спец.вузов.- М.:Высш.шк., 1990.- 751 с.
6. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. СПб.: «Иван Федоров», 2008. -- 624 с.
Теоретические и практические аспекты синтеза, очистки и анализа свойств сульфаниловой кислоты. Формула бензольного кольца ароматических сульфокислот, их молекулярное строение. Гидролиз сульфанилина в кислой среде. Физические свойства исходных веществ. курсовая работа [744,3 K], добавлен 31.01.2012
Обоснование технологической схемы и аппаратурного оформления производства нитробензола. Материальный баланс водной промывки. Разбавление отработанной кислоты и экстракция нитробензола и азотной кислоты из отработанной кислоты. Расчет аппарата промывки. курсовая работа [96,4 K], добавлен 25.01.2013
Строение и схема получения малонового эфира. Синтез ацетоуксусного эфира из уксусной кислоты, его использование для образования различных кетонов. Таутомерные формы и производные барбитуровой кислоты. Восстановление a,b-Непредельных альдегидов и кетонов. лекция [270,8 K], добавлен 03.02.2009
Общая характеристика салициловой кислоты, ее основные физические и химические свойства, реагентность. Стадии и назначение производства салициловой кислоты. Особенности пиразолоновых противовоспалительных средств и других нестероидных препаратов. реферат [184,7 K], добавлен 16.09.2008
Изучение состава и свойств барбитуровой кислоты, методы её синтеза. Таутомерные формы барбитуровой кислоты и пути её метаболизма. Содержание алкильных или арильных заместителей в производных барбитуровой кислоты. Барбитураты и их применение в медицине. реферат [286,7 K], добавлен 02.06.2014
Структурная, химическая формула серной кислоты. Сырьё и основные стадии получения серной кислоты. Схемы производства серной кислоты. Реакции по производству серной кислоты из минерала пирита на катализаторе. Получение серной кислоты из железного купороса. презентация [759,6 K], добавлен 27.04.2015
Общая характеристика лекарственных средств, производных барбитуровой кислоты. Химическое строение таблеток бензонала и порошка тиопентала натрия. Хроматографический анализ производных барбитуровой кислоты. Реакции идентификации лекарственных средств. курсовая работа [830,6 K], добавлен 13.10.2017
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Свойства и превращения соединений производных бензольного и гетероциклического рядов контрольная работа. Химия.
Эссе На Тему Мой Любимый Праздник
Дипломная Работа На Тему Проектирование Физкультурно-Оздоровительного Комплекса
Реферат: Pree 19th Centurey War Poetry Essay Research
Дипломная работа по теме Особенности готовности к школьному обучению детей шести-семи лет с задержкой психического развития
Дипломная работа по теме Проектирование дороги
Контрольная работа по теме Прудовое рыбоводство
Дипломная Работа На Тему Педагогічні Основи Використання Самостійних Робіт У Малокомплектній Початковій Школі
Реферат На Тему Предоставление Жилья Малоимущим Гражданам
Сочинение Про Мое Любимое Занятие
Дипломная работа по теме Діагностика фінансово-економічного потенціалу підприємства
Курсовая работа по теме Особенности международной торговли нефтью
Ответы Для Лабораторных Работ По Физике
Реферат: Розробка конструкції гібридної мікросхеми
Итоговое Сочинение Разговор С Собой Список Литературы
Контрольная работа: Государственный аппарат России в 16 веке
Типы Современных Браков В России Эссе
Реферат по теме Субъективное гражданское право на жилое помещение: нормативные основания и некоторые проблемы правовой охраны
Курсовая работа: Расчет цеховой себестоимости одной тонны годного литья
Реферат: Ринкові реформи та інтеграція України у світовий економічний та освітянський простір. Потреби економіки та підготовка управлінців нового типу в Україні
Контрольная работа по теме Стили и модели общения
Урок "Международный день Земли" - Педагогика конспект урока
Изучение ретровирусов - Биология и естествознание курсовая работа
Организация зоны природы в ДОУ, как одна из форм экологического воспитания дошкольников - Педагогика курсовая работа