Тема 13: Нитросоединения, амины, серосодержащие соединения

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Нитросоединения.

1.1. Классификация и номенклатура нитросоединений. Электронное строение нитрогруппы.

1.2. Способы получения: а) нитрование алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов; б) из галогеналканов.

1.3. Физические и химические свойства. Кислотность, образование аци-формы. Восстановление нитросоединений.

2. Амины.

2.1. Классификация и номенклатура (первичные, вторичные, третичные, четвертичные аммониевые соли, алифатические, циклические, ароматические). Гидроксиламин, гидразин, пирролидин, пиперидин, пиперазин.

2.2. Алифатические амины.

2.2.1. Способы получения: а) из алкилгалогенидов; б) восстановление нитрилов и амидов;

в) восстановление нитросоединений; г) гипогалогенидная перегруппировка Гофмана;

д) реакция Габриеля с фталимидом.

2.2.2. Химические свойства. Кислотно-основные свойства. Сравнение основности алифатических и ароматических аминов, влияние заместителей на основность. Образование солей. NH-кислоты. Нуклеофильность – реакции ацилирования и алкилирования; образование азометинов (оснований Шиффа); взаимодействие с эпоксидами; взаимодействие с азотистой кислотой первичных, вторичных и третичных аминов; образование хлораминов.

2.3. Ароматические амины.

2.3.1. Способы получения: восстановление нитробензола: а) в кислой среде – образование нитрозобензола, фенилгидроксиламина, анилина; б) в щелочной среде – образование азобензола, гидразобензола, анилина. Перегруппировки фенилгидроксиламина. Бензидиновая перегруппировка.

2.3.2. Химические свойства. Образование солей, ацилирование («защита» аминогруппы), алкилирование. Электрофильное замещение в ароматическом кольце, ориентирующее действие аминогруппы и аммонийной группы.

2.3.3. Реакция диазотирования.

2.4. Четвертичные аммониевые основания и соли. Методы их синтеза, термическое разложение (по Гофману). Природные соединения, содержащие четвертичный атом азота (холин, ацетилхолин).

3. Производные угольной кислоты.

3.1. Хлорангидриды: фосген, хлоругольные эфиры, их химические свойства

3.2. Амиды: карбаминовая кислота и её эфиры, карбамид (мочевина). Физические свойства мочевины. Способ получения мочевины, синтез Вёлера, применение мочевины в технике и фармации. Химические свойства мочевины: а) основность – образование солей; б) реакции разложения: образование биурета (биуротовый комплекс с Cu²⁺) и циануровой кислоты;

в) уреиды, циклические уреиды (барбитураты); г) N-алкилпроизводные мочевины; д) количественное определение мочевины (реакция Ван-Слайка). Лекарственные препараты – производные мочевины (букарбан, бутамид). Канцерогенные и лечебные свойства нитрозоалкилмочевин.

3.3. Аналоги мочевины. Гуанидин – его структура и химические свойства: высокая основность. Гуанидиновые производные в организме (аргинин, креатин). Тиомочевина (тиокарбамид), её структура и химические свойства: реакции алкилирования по S-атому.

4. Органические соединения, содержащие серу (С-S-связи). Классификация и номенклатура серосодержащих соединений по степени окисления атома серы.

4.1. Тиолы (тиоспирты) и сульфиды (тиоэфиры). Способы их получения замещением галогена на SH- и SR-группы. Кислотность тиолов (ср. с соответствующими спиртами), образование тиолятов и комплексов с металлами. Основность сульфидов (ср. с соответствующими эфирами и аминами), образование сульфониевых солей.

4.2. Окисление тиолов: образование дисульфидов, сульфиновых кислот, сульфокислот.

4.3. Окисление сульфидов: образование сульфоксидов и сульфонов.

4.4. Биологические реакции природных тиолов и сульфидов: образование дисульфидов в белковых молекулах, образование S-аденозилметионина.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Составьте схемы реакций нитрования изобутана, метилбутана, этилбензола в условиях радикальной реакции. Назовите полученные соединения.

2. Составьте названия следующих соединений:

3. Сравните основные свойства атомов азота в парах следующих соединений:

А) норадреналин и адреналин (см. формулы в учебнике); Б) этиламин и диэтиламин;

В) аминоэтанол и этиламин.

4. Дополните следующие схемы формулами вместо цифр:

5. Напишите схемы реакций получения соединений А и В из соответствующих аминов

и оксосоединений:

6. Как можно синтезировать из уксусной кислоты без других органических веществ следующие соединения: а) ацетамид, б) метиламин, в) этиламин?

7. Напишите структурные формулы следующих соединений:

1) Дифенилдисульфид 2) Метилэтилсульфид 3) Триметилсульфоний иодид

4) Этилсульфат 5) Сульфобензол (бензолсульфокислота)

6) 4-Толуолсульфохлорид 7) 4-Сульфамидобензойная кислота

8. Приведите названия следующих веществ:

9. В следующей схеме определите структуру соединений A, B, C, D, E, F, G:

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №9 Химические свойства мочевины.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:

1. Лекции по темам: "Нитросоединения, амины", "Производные угольной кислоты и мочесвины".

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c. 408-419, 494-508, 514-537.

3. Под ред. Тюкавкиной Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по органической химии – Дрофа, М., 2003 г., c.246-265.

Дополнительная:

1. Терней А. Современная органическая химия в 2-х томах. М.Мир 1981.