Методичні вказівки для студентів 2 курсу фармацевтичного факультету
Скачать 2.54 Mb.
|
Заняття № 9ГАЛОГЕНОПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ. РЕАКЦІЇ НУКЛЕОФІЛЬНОГО ЗАМІЩЕННЯ та ЕЛІМІНУВАННЯАКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ Галогенопохідні вуглеводнів широко використовуються в органічному синтезі, багато з них знайшли використання в фармації та медицині. Наприклад, фторетан виявляє сильну наркотичну дію і використовується в медицині для місцевого знеболювання при невралгіях, нейроміозитах, невеликих поверхневих розрізах. Йодоформ з давнїх часів застосовується як антисептичний засіб у стоматології, а також у формі присипок і мазей для лікування інфікованих ран і виразок. Фторетан виявляє сильну наркотичну дію і низьку токсичність, тому він широко застосовується в медичній практиці як засіб для комбінованого інгаляційного наркозу. Перфторвуглеводні використовують в якості основи для створення кровозамінників ( перфторан, чи так названа “блакитна кров“ ). Дифтордихлорметан ( фреон-12 ) використовується як хладагент у холодильних установках, а також як пропелент у виробництві аерозольних лікарських препаратів. Таким чином, уміння інтерпретувати хімічну будову й властивості галогенопохідних вуглеводнів необхідне для вивчення таких дисциплін, як фармацевтична хімія, токсикологічна хімія, фармакологія, фармакогнозія. ЦІЛІ НАВЧАННЯ Загальна ціль: Вміти визначати хімічні властивості галогенопохідних вуглеводнів для застосування у фармацевтичних і токсикологічних дослідженнях. Конкретні цілі Вміти:
ЗМІСТ НАВЧАННЯ Основні теоретичні питання: 1. Класифікація, номенклатура та ізомерія галогенопохідних вуглеводнів 2. Способи отримання галогенопохідних вуглеводнів. Механізми введення атома галогену в органічні сполуки (SE , SR, SN,A E ).
4. Ідентифікація галогенопохідних вуглеводнів Граф логічної структури ГАЛОГЕНОПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ. СПОСОБИ ОТРИМАННЯ БУДОВА МОЛЕКУЛ ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СИНТЕЗ ПОХІДНИХ Реакції нуклеофільного заміщеня SE1 і SN 2 Реакціі елімінування Е1 і Е2 ІДЕНТИФІКАЦІЯ ВИКОРИСТАННЯ ГАЛОГЕНОПОХІДНИХ ВУГЛЕВОДНІВ В СИНТЕЗІ ЛІКАРСЬКИХ ЗАСОБІВ Джерела інформації Обов'язкова література:
Додаткова література:
ОРІЄНТОВНА ОСНОВА ДІЇ (ООД) 1. План опису механізму реакцій нуклеофільного заміщення Утворення нестійкого перехідного стану 2. Інструкція з виконання лабораторних дослідів Хімічні властивості галогенпохідних вуглеводнів Принцип методу: наявність атому галогену в вуглеводні створює умови для проведення подібних реакцій ідентифікації для всіх речовин цього класу. Хімічні властивості галогенпохідних вуглеводнів значно відрізняються в залежності відбудови вуглецевого залишку. Ціль: за допомогою характерних реакцій практично довести хімічні властивості представників класу галогенпохідних вуглеводнів Обладнання та реактиви: штатив з пробирками, чистий та технічний хлороформ, хлорбензен, бензилхлориду, 10 %-ний р-н KI, 5 %-ний р-н NaOH, 5 %-ного р-н HNO3, крохмальний клейстер, 4 %-ний спиртовий р-н AgNO3, 1 %-ний р-н AgNO3. Методика виконання: Опит 17. Визначення доброякісності хлороформу Хлороформ під дією світла і кисню повітря поступово окислюється з утворенням хлороводню і отруйного фосгену, який при подальшому окисленні розкладається до карбон (IV) оксиду і вільного хлору. Паралельно для порівняння проводять досліди з очищеним хлороформом. Для відкриття хлороводню в пробірку поміщають 2 краплі технічного хлороформу, додають 3 краплі води і 2 краплі 1 %-ного розчину срібла нітрату. У пробірці з технічним хлороформом спостерігають появу муті білого кольору. Для відкриття хлору в пробірку поміщають 3 краплі технічного хлороформу, додають 5 крапель води і 1 краплю 10 %-ного розчину калію йодиду. Вміст пробірки перемішують і за наявності вільного хлору в розчині спостерігають забарвлення нижнього хлороформного шару в рожевий колір. Відсутність рожевого забарвлення свідчить про те, що розчин не містить йоду, а отже, і домішок хлору. Якщо забарвлення розчину слабке і з'являється сумнів в наявності йоду, додають 1 краплю крохмального клейстеру. Спостерігають появу фіолетового забарвлення розчину. Опит 18. Гідроліз сполук, що містять галогени в ароматичному ядрі і боковому ланцюзі У одну пробірку поміщають 2 краплі хлорбензену, в іншу - 2 краплі бензилхлориду і додають по 6-8 крапель 5 %-ного раствора натрію гідроксиду. Вміст пробірок нагрівають до кипіння і додають по 2 краплі 1 %-ного розчину срібла нітрату. У пробірці з бензилхлоридом спостерігають появу білого осаду : У пробірці з хлорбензеном видимих змін не спостерігають. Опит 19. Проба Бельштейна Аналізовану пробу наносять на кінець заздалегідь прожареного мідного дроту і нагрівають в полум'ї пальника, що не світиться. За наявності в пробі галогенів полум'я пальника забарвлюється в зелений колір. Опит 21. Відщеплення галогену під дією спиртового розчину срібла нітрату Опит проводять паралельно з різними галогенпохідними вуглеводнів, заздалегідь промитими водою для усунення можливих домішок. У суху пробірку поміщають 1 мл 4 %-ного спиртового розчину срібла нітрату і 1 краплю досліджуваної сполуки. Якщо впродовж 1-2 хв не виділяється осад срібла галогеніду, то вміст пробірки нагрівають до кипіння. Осади срібла галогенідів, на відміну від інших можливих сполук, не розчиняються при додаванні 2-3 крапель 5 %-ного розчину азотної кислоти. Хід роботи:
завдання для перевірки досягнення конкретних цілей навчання Тест 1 Для назв органічних сполук використовують замісникову номенклатуру ІUРАС? Виберіть хімічну назву, відповідно даній номенклатурі, для приведеної сполуки: CH3CH2CHCH2CHCH = CH2 Вr CH3
Тест 2 Галогеналкани можна одержати із насичених спиртів відповідно до схеми: RСН2OH + ? RСН2Hal + побічні продукти Які речовини використовуються як реагенти в даній реакції?
Тест 3 Серед перерахованих типів органічних реакцій виберіть ту яка характерна галогеналканів:
Тест 4 Реакція гідролізу хлорметану протікає за рівнянням: СН3 Cl + NaOH H2O СН3 OH +Na Cl Н Н Механізм реакції: СН 3 Cl + OH HO--C-- Cl СН3 OH + Cl . H Виберіть позначення механізму даної реакції:
Тест 5 Для реакцій заміщення в галогеналканах можливе протікання реакції за двома механізмами бімолекулярному й мономолекулярному. Первинні галогеналкани вступають в реакції заміщення переважно за механізмом:
Тест 6 Хімічні властивості дигалогеналканів аналогічні властивостям моногалогеналканів. Реакція елімінування дїхлорпропану перебігає за рівнянням: CH3CHCH2 + ? CH3CCH + 2H2O + 2NaCl Cl Cl Доповніть схему відсутнім реагентом.
Тест 7 Атоми галогенів виступають в якості замісника в бензольному кільці і впливають на напрям та швидкість реакцій електрофільного заміщення. Виберіть сполуку, що є продуктом реакції Cl + HNO3 до H2SO4 Cl Cl Cl NO2 A. В. С. NO2 NO2 NO2 SO3H D. Е. SO3H Тест 8 Для отримання ароматичних галогенопохідних використовують спосіб галогенування алкіларенів. Укажіть формули реагенту й каталізатора, необхідні для синтезу п-хлортолуолу відповідно до схеми: СН3 + ? ? Cl СН3
Тест 9 Приєднання галогеноводнів до ароматичних галогеналкенів проходить за правилом Марковникова: СН2СНСН2 СН2СНСН3 Cl + HCl Вкажіть механізм даної реакції:
Еталони відповідей: 1.D, 2.E, 3.B, 4.E, 5.B, 6.C, 7.A, 8.E, 9.C. КОРОТКІ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ПРОВЕДЕННЯ ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ На занятті перевіряється підготовка студентів до проведення практичного заняття, проводиться інструктаж з техніки безпеки при роботі з хімічними реактивами. Під керівництвом викладача виконуються завдання для самостійної роботи. Потім студенти приступають до виконання лабораторної роботи, використовуючи інструкцію робочого журналу. Після виконання лабораторної роботи студенти оформлюють протокол, роблять висновки до роботи, що перевіряється і контролюється викладачем. Проводиться підсумковий тестовий контроль за темою, підводяться підсумки заняття. |