| Трех- и чотырехчленные гетероциклы |
| Кислородсодержащие |
| Азотсодержащие |
| оксетан |
| оксиран |
| азиридин |
| азетидин |
| Реагенты: H2O, C2H5OH, NH3, RMgBr |
| Способность к реакциям присоединения |
| Реагенты: RI, RCOCl, HNO2 |
| Способность к реакциям замещения |
учебные ЗадаНИЯ
Задание 1
Назовите предложенные гетероциклические соединения. Для составления названий воспользуйтесь схемой, по предлагаемой выше.
Пример решения:
2-этилоксиран
а) 
б) 
в) 
г) 
д) 
е) 
Задание 2
Опишите строение гетероциклических соединений, приведенных в задании 1 (размер цикла, степень насыщенности, название гетероциклического атома.
Задание 3
Напишите схемы извлечения: а) Азетидин, б) азиридин, в) оксиран, г) оксетан
Задание 4
Сравните реакционную способность оксиран и его протонированной формы в реакциях нуклеофильного присоединения AN. Ответ объясните.
Задание 5
Выполните схемы преобразований при участии трех и чотирехчленных гетероциклов:
задания для проверки достижения конкретных целей обучения
1. Строение органического соединения:
По систематической номенклатуре это соединение называется:
A. 1-амино-3-метил-2,4-тиазол
B. 4-амино-2-метил-1,3-азатиол
C. 5-амино-2-метил-1,3-тиазол
D. 4-амино-1-метил-2,5-тиазол
2. Название гетероциклического соединения по систематической номенклатуре ОКСОЛАН. Выберите структурную формулу данного соединения:
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
3. По химическому строению органическое вещество является гетероциклических соединений с замкнутым цепью сопряжения. Определите это вещество:
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
Для извлечения гетероциклического соединения в лаборатории органическое вещество подействовали концентрированным раствором щелочи и получили оксиран.
Выберите исходное вещество:
A. НОСН2-СН2-Сl
B. НОСН2-СН2-СН2-Сl
C. СН2=СН2
D. НОСН2-СН2-ОН
E. СН3-СН3
5. Для получения гетероциклического соединения провели реакцию окисления этилена по схеме:
Определить полученный гетероцикл.
A. B. C. D. E.
Реакционная способность гетероциклических соединений зависит от природы гетероцикла и реагента. Выберите реагент которому азиридин реагирует без разрыва гетероцикла
A. H2O
B. NH3
C. HCl
D. CH3NH2
E. CH3J
Оксиран реагирует с аммиаком по приведенной схеме.
Определите правильное направление реакции:
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
8. Азиридин вступает в реакцию с водой по схеме:
Определите продукт реакции:
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
Эталоны ответов:
1.C, 2.B, 3.А, 4.А, 5.В, 6.E, 7.B, 8.В.
Занятие № 22
ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Учитывая большое количество гетероциклических соединений значительная химии гетероциклических соединений внимание уделяется веществам, имеющих ароматические свойства. Ароматичность гетероциклических соединений подчиняется тем же признакам ароматичности, что и ароматичность карбоциклических: наличие плоского замкнутого цикла, системы сопряженных двойных связей, и подчинение числа общих π-электронов правилу Хюккеля.
Рассмотрение понятия ароматичности имеет важное значение для объяснения устойчивости и химических свойств соединений. Умение пользоваться этим понятием характеризует уровень профессионализма химика и фармацевта.
Понятие кислотно-основных свойства соединений помогают провизору объяснять фармакокинетику, биологическую активность, характер распределения и метаболические превращения лекарственных веществ в организме. Для гетероциклических соединений эти свойства непосредственно связаны с ароматичность и состоянием атома азота в ароматической системе: пирольний или пиридиновый. Понятие ароматичности и кислотно-основных свойств являются фундаментальными в химии гетероциклов.
Для ароматических соединений в отличие от других ненасыщенных структур более характерны реакции замещения чем присоединение. Для ароматических пятичленных гетероциклов харатерно реакции электрофильного замещения: нитрование, сульфирование, галогенирование, алкилирование, ацилирование.
При этом пиррол, фуран и тиофен лучше чем бензол вступают в реакции электрофильного замещения SN, поскольку является π-електрононадлишковимы ароматическими системами (шесть электронов приходится на пять атомов цикла). В отличие от бензола в молекулах пиррола, фурана и тиофена электронная плотность распределена неравномерно и появляются четко выраженные реакционные центры в a-положениях.
Появление в пиррола и фурана "ацидофобних" свойств (кислотобоязнь) является причиной подбора специфических реагентов в реакциях нитрования и сульфирования с их участием.
С точки зрения синтеза производных пиррола интересно рассмотрение свойств пирролиду калия, который по своему строению является солью. В солях пиррола реакции алкилирования и ацилирования могут проходить по гетероциклических атома азота.
Цели занятия
Общая цель: Уметь интерпретировать свойства пятичленная гетероциклических соединений с одним гетероатомом, опираясь на строение их молекул для использования полученных знаний-умений на следующих кафедрах для определения физико-химических показателей лекарственных средств.
Конкретные цели.
Уметь:
- Проявлять признаки ароматичности гетероциклов.
- Оценивать строение пятичленных гетероциклических соединений с одним гетероатомом.
- Составлять схемы синтеза пятичленных гетероциклов используя данные о способах добычи.
- Составлять уравнения реакций, характерных для пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом, используя данные о химических свойствах.
содержание обучения
1. Основные теоретические вопросы:
1. Классификация и номенклатура пятичленная гетероциклических соединений с одним гетероатомом.
2. Ароматичность гетероциклических соединений. Понятие о гетероатомы пирольного и пиридинового типа.
3. Кислотно-основные свойства гетероциклов.
4. Способы добывания пиррола, фурана и тиофен:
– циклизация 1,4-дикарбонильних соединений (синтез Пааль-Кнорра);
– взаимные превращения пиррола, фурана тиофена (цикл реакций Юрьева);
– специфические способы получения.
5. Физические и химические свойства пиррола, фурана и тиофен:
– ацидофобнисть фуранов и пиррола;
– реакции электрофильного замещения (SE);
– восстановление;
– окисления.
6. Специфические химические свойства пиррола и фурана. Реакционная способность калия пирролиду.
7. Идентификация пиррола, фурана и тиофен.
2. Основные термины и их определения:
