Химические свойства – ароматический характер пиридина выражается очень ярко, значит реакции нуклеофильного и электрофильного замещения.
Электронная плотность в ядре пиридина понижена (в следствии повышенной электроотрицательности гетероатома): в α и γ положении она ниже, чем в β положениях. Отсюда следует, что реакции нуклеофильного замещения идут легче, чем реакции электрофильного замещения.
Реакции электрофильного замещения всегда идут в положении 3 (β), т.к. оно меньше всего обеднено электронами и имеет наибольшую электронную плотность.
Основность пиридина – пиридин обладает основными свойствами за счет свободной электронной пары гетероатома.
Реакции нуклеофильное замещения
α-аминопиридин
Реакции электрофильного замещения
2. Контрольно–измерительные материалы
2.1 Контрольные вопросы
Тема: Шестичленные гетероциклы.
1.Общие свойства о шестичленном гетероцикле – пиридине.
2.Способы получения пиридина.
3.Физические свойства пиридина
4.Химические свойства пиридина
5.Отдельные представители пиридина и их применение.
6.Общие свойства хинолина.
7.Общая характеристика изохинолина.
8.Общая характеристика акридина.
9.Общая характеристика пиримидина.
10.Общая характеристика тирозина.
Тема: Гетероциклы с несколькими гетероатомами.
1. Пилокаприн.
2. Пенициллин.
3. Производные пиразола.
4. Ферментативное разложение гистидина.
5. Физиологическая активность гистамина.
6. Циклосерин. Его биоактивность.
7. Диазины и их производные.
8. Производные пурина.
9. Нуклеиновые кислоты.
10. Пиримидиновые и пуриновые основания.
11. Получение производных пурина.
12. Фторурацил.
Тема: Небензоидные ароматические соединения.
1.Кем было высказано предложение, что ароматическими свойствами могут обладать не только соединения бензольного ряда, но и небензоидные соединения.
2.Строение циклопропеилия.
3.Имеет наибольшую энергию сопряжения катион (С6Н5+) или анион (С6Н5-).
4.Как образуется анио циклопентадиена?
5.В каком году был получен тропилий?
6.Способы получения тропилия.
7. Образоваие ерастворимого хлорплатината (С7Н7)2PtCl4 является качественной реакцией на ион…
8.Что образуется в результате взаимодействия ацтил-ацетона с катионом тропилия?
9. Характеристик азулена.
10. Общая характеристика макроциклических ароматических соединений.
Задачи и упражнения
Тема: Шестичленные гетероциклы.
1.Каковы структурные формулы следующих соединений: 1) α-аминопиридина, 2) 2-оксипиридина (таутомерные формы), 3) 4-оксипиридина (таутомерные формы), 4) 3-нитропиридина, 5) гидроксида 4-метил пиридиния, 6) иодида N-метил пиридиния, 7)γ-метилпиридина, 8) 2-метил-5-винилпиридина, 9) 2-метилхинолина?
2.Напишите уравнения реакций: 1) нитрования пиридина, 2) сульфирования пиридина. Укажите условия реакций. Почему реакций электрофильного замещения в молекуле пиридина идут лишь в жестких условиях? Нарисуйте предельные структуры ơ-комплексов, образующихся при электрофильном замещении в положения 2 и 3, и сравните их устойчивость.
3.В какое положение будет преимущественно вступать сульфогруппа при сульфировании 3-метилпиридина? Напишите уравнение реакций.
4.Предложите схемы синтезов из пиридина: 1) 3-оксипиридина, 2) 3-аминопиридина.
5.Напишите соответствующие уравнения, если в реакцию вступают: 1) 2-хлорпиридин и гидроксид натрия, 2) 2,4-дихлорпиридин и метиламин (избыток). По какому механизму идут эти реакций? Какое вещество легче вступает в реакцию с гироксидом натрия: 2-хлорпиридин или 3-хлорпиридин?
6.Нуклеофильное замещение хлора в 3-хлорпиридине может происходить по кине - механизму с образованием в промежуточной стадий гетарина, формально аналогичного дегидробензолу. напишите уравнения реакций аминирования 3-хлорпиридина амидом калия и рассмотрите механизм реакций.
7.Какие вещества образуются при обработке пиридина (при нагреваний): 1) амидом натрия, а затем водой, 2) гидроксидом калия (в присутствии окислителя)? Напишите уравнения реакций и рассмотрите механизм реакции Чичибабина.
8.Составьте структурные формулы следующих биологически активных соединений: 1) витамина РР (β-пиридинкарбоновой кислоты и ее амида), 2) пиридоксала (отличается от пиридоксола присутствием группы СНО в положений 4).
9.Каковы структурные формулы следующих алкалоидов: 1) конина (2пропилпиперидина), 2) никотина (1- метил-2-(3 пиридил)пирролидина), 3) анабазина (2-(3-пиридил) пиперидина).
10.Составьте схемы образования неклеозидов из следующих соединений: 1) 2-дезокси- β-Д-рибофуранозы и 2,4-диокси-5-метилпиримидина (тимина), 2) β-Д-рибофуранозы и 2,4-диоксипиримидина (урацила).
11.Каковы структурные формулы : 1) пурина, 2) 6-оксипурина, 3) 6-аминопурина (аденина), 4) 2,6-диоксипурина (ксантина), 5) 2-амино-6-оксипурина (гуанина), 6) 2,6,8-триоксипурина (мочевой кислоты)?
12.Рассмотрите механизм образования следующих нуклеозидов: 1) аденозина, 2) гуанозина, 3) дезоксицитидина, 4) дезоксиаденозина, 5) уридина и 6) цитидина.
13.Напишите уравнения реакций гидролитического дезаминирования аденина и гуанина. Назовите полученные продукты.
14.Сравните реакционную способность следующих соединений в реакциях нуклеофильного замещения хлора: 1) 3-хлорпиридина, 2) хлорбензола, 3) 4-хлорпиридина, 5) 2,4-дихлорпиридина.
15.Объясните, почему не вступает в реакций алкилирования по Фриделю – Крафтсу.
Тема: Гетероциклы с несколькими гетероатомами.
1.Изобразите формулу оксазола, изотиазола и гистамина,получение пиразола.
2.Изобразите формулу изоксазола, тиазола, гистидина и имидазола, получение имидазола и тиазола.
3.Составьте структурные формулы изомерных диазинов и назовите их.
4.Напишите таутамерные формы (лактам-лактимная таутомерия) пиридиновых оснований:1) 2,4-диоксипиримидина (урацила), 2) 2,4-диокси – 5-метилпиримидина (тимина), 3) 6-амино-2-оксипиримидина (цитозина).
5.напишите уравнение реакций гидролитического дезаминирования аденина и гуанина. Назовите полученные продукты.
6.Имидазол существует в виде агрегатов из 20-ти и более молекул вследствие образования, межмолекулярных водородных связей. Составьте схемы образования водородных связей. Могут ли образовывать такие связи 1-метилимидазол и 2-метилимидазол.
7.Напишите уравнения реакций, если взаимодействуют: 1) N-метилимидазол и метилиодид, 2) N-метилпиразол и этилбромид.
8.Какие вещества образуются при взаимодействии имидазола со следующими реагентами:1) разбавленной серной кислотой, 2) концентрированной серной кислотой, 3) азотной кислотой в смеси с концентрированной серной кислотой, 4) бромом.
9.Чем можно объяснить, что галогенирование азолов в отсутствии сильной кислоты проходит значительно легче, чем реакции нитрования и сульфирования сильными кислотами.
10.За счет образования водородных связей пиразол существует в виде димера. Рассмотрите схему его образования.
11.Каковы структурные формулы: 1) пурина, 2) гипоксантина (6-оксипурина), 3) аденина (6-аминопурина), 4) ксантина (2,6-диоксипурина), 5) гуанина (2-амино-6-оксипурина), 6) мочевой кислоты (2,6,8-триоксипурина).
Лабораторные работы