Реакции нуклеофильного присоединения и замещения. Реакции элиминирования
 Скачать 21.37 Kb.
|
|
Лабораторное занятие №4. Тема: Реакции нуклеофильного присоединения и замещения. Реакции элиминирования. Цель: Изучить основные химические превращения оксосоединений, имеющих важное значение в биологических системах и уметь проводить качественные реакции на отдельные представители альдегидов и кетонов. Сформировать знания закономерностей и особенностей в химическом строении и поведении карбоновых кислот. Вопросы для рассмотрения: 1. Реакции нуклеофильного присоединения с участием π- связи оксогруппы С = О в альдегидах и кетонах с водой, спиртами, тиолами, аминами и их производными. 2. Влияние электронных и пространственных факторов, роль кислотного катализа. Обратимость реакций АN. Механизм АN. 3. Гидролиз ацеталей и иминов. Механизм реакций гидролиза. 4. Реакции альдольного присоединения. Основный катализ. 5. Альдольное расщепление, как реакция обратная альдольному присоединению. 6 Биологическое значение реакций АN. 7. Строение и реакционная способность карбоксильной группы. 8. Реакции ацилирования (образование ангидридов, сложных эфиров, сложных тиоэфиров, амидов), и обратные им реакции гидролиза. Роль кислотного и основного катализа. 9. Сравнительная активность ацилирующих реагентов (ангидридов, карбоновых кислот, сложных эфиров, сложных тиоэфиров). 10. Ацилфосфаты и ацилкоферменты А – природные макроэргические ацилирующие реагенты. Биологическая роль реакции ацилирования. 11. Реакции по типу альдольного присоединения с участием ацетилкофермента А, как путь образования углерод-углеродной связи. Рекомендуемая литература: 1. Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия: учебник / Н. А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков, С. Э. Зурабян. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 416 с. 2. Тюкавкина, Н. А. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии / Под ред. Н. А. Тюкавкиной. - М.: Медицина, 1985. 3. Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия : учебник / Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков. - 6-е изд.стер. - М.: Дрофа, 2007. - 542 с. : ил. - (Высшее образование : современный учебник). 1. Алифатические и ароматические альдегиды и кетоны – высоко реакционноспособные вещества, позволяющие получать органические соединения различных классов, в том числе и лекарственные препараты. Оксогруппа С = О входит в состав многих биологически активных веществ (ретинол, витамин В6, углеводы). Знание свойств этих соединений необходимо для качественного и количественного анализа многих лекарственных средств. 2. Карбоновые кислоты и их функциональные производные широко распространены в природе. Кислоты являются промежуточными продуктами обмена веществ, их производные входят в состав многих природных и синтетических соединений, применяемых в качестве лекарственных средств. Хлорангидриды и ангидриды кислот – важные ацилирующие агенты, используемые в синтезах. Вопросы и упражнения: 1. Приведите электронное строение карбонильной группы и реакционные центры в молекуле альдегидов. 2. Опишите механизм реакции АЕ по карбонильной группе. 3. Напишите уравнения реакций: окисление - аммиачным раствором оксида серебра формальдегида, этаналя; - сульфатом меди в щелочной среде этаналя, изомасляного альдегида. 4. Восстановление бутанона-2 и 2-метилпропаналя. 5. Гидратация хлораля. 6. Альдольное расщепление серина (2-амино-3-гидроксипропановой кислоты). 7. Образование уротропина. Приведите его структурную формулу. Кислотный гидролиз уротропина. Назовите продукты реакций. 8. Напишите схему и опишите механизм реакции взаимодействия: 8.1 Этаналя и пропанола; 8.2 Пропаналя и этанола; 8.3 Этаналя и бутанола; 8.4 Этаналя и этантиола. Назовите продукты по ЗН. 9. Напишите схемы и опишите механизмы реакций образования: 9.1 Циклического полуацеталя 4-гидроксибутаналя; 9.2 Циклического полуацеталя 5-гидрокиспентаналя. 10. Напишите схемы и опишите механизмы реакций взаимодействия: 10.1 3-метилбутанона-2 и гидроксиламина; 10.2 Пропанона и гидроксиламина; 10.3 Пропанона и гидразина. 11.Напишите схемы и опишите механизмы реакций образования: 11.1 Оксима диэтилкетона; 11.2 Оксима пропаналя; 11.3 Фенилгидразона бутаналя. 12. Напишите схему и опишите механизм альдольной и кротоновой конденсации: 12.1 Этаналя; 12.2 Пропаналя; 12.3 Этаналя и бензальдегида; 12.4 Пропаналя и бензальдегида. 13. Напишите схему и опишите механизм реакции этерификации: 13.1 этановой кислоты и этанола 13.2 пропановой кислоты и метанола Назовите продукты по ЗН. Обязательная самостоятельная работа студентов: Напишите схему и опишите механизм реакции элиминирования (Е): 1. дегидрогалогенирования 2,3-диметил-2-хлорбутана; 2. дегидрогалогенирования 2-метил-3-хлорбутана; 3. дегидрогалогенирования 3-хлорпентана; 4. дегидрогалогенирования 2-хлор-3-этилпентана; 5. дегидрохлорирования 2-хлор-3-этилпентана; 6. дегидрохлорирования 2-хлор-3-этилпентана; 7. дегидратации пропанола-2; 8. дегидратации 2-метилпропанола-2. 9. дегидрогалогенирования 3-метил-2-хлорбутана; 10. дегидрогалогенирования 3-бром-2-метилпентана; 11. дегидрогалогенирования 2-метил-3-хлорбутана; 12. дегидратации 2-метилбутанола-2; 13. дегидратации 2-метилбутана; 14. дегидратации 2-метил-бутанола-2; 15. дегидратации 2-метилпентанола-3; 16. дегидратации 3-этилпентанола-3; 17. дегидратации бутанола-2; 18. дегидратации 3-метилбуанола-2. |