Гетероциклические соединения (стр. 5 )

9. С какими из приведенных ниже соединений реагирует пиридин? Приведите схемы возможных реакций: а) HBr; б) Н2SO4, 0°C; в) Н2SO4, SO3, 350°C; г) Н2SO4, НNO3, 300°C; д) Br2, 350°C; е) KMnO4, H2O; ж) СН3СООН; з) С2Н5Вr; и) (CH3CO)2O; к) KOH, H2O; л) КОН (т), t; м) NaNH2, NH3 (ж), 130°C.

10. Охарактеризуйте химические свойства хинолина: основность, отношение к нуклеофильным и электрофильным реагентам. Напишите реакции хинолина со следующими соединениями: а) соляной и серной кислотами на холоду; б) иодистым метилом; в) нитрующей смесью; г) амидом натрия. Назовите полученные соединения. Приведите механизм реакций (в) и (г). В какое положение вступают замещающие группы и почему?

11. Напишите все стадии синтеза амидопирина, анальгина и бутадиона исходя из ацетоуксусного эфира.

12. Почему пиридин, пиперидин, пирролидин, пиразол, имидазол, хинолин и изохинолин обладают свойствами оснований? Напишите реакции этих соединений с соляной и уксусной кислотами.

13.  Сравните свойства пиридина, пиперидина и пирролидина как циклических аминов. С помощью какой реакции их можно различить?

14. Получите изомерные пиридинкарбоновые кислоты из соответствующих пиколинов. Для никотиновой кислоты напишите реакции со следующими реагентами: а) HBr; б) KOH; в) NH3, t; г) (C2H5)2NH, t; д) C2H5OH/H+; е) CH3I.

15.  Приведите формулы пиримидиновых и пуриновых оснований, входящих в состав ДНК и РНК в виде соответствующих таутомерных форм. Сравните строение рибонуклеозида и рибонуклеотида (на примере урацила), укажите принципиальное отличие в структуре, определите к какому классу производных относятся нуклеозиды и нуклеотиды. Чем отличаются рибонуклеозиды и 2 -дезоксирибонуклеозиды, приведите примеры?

16. Приведите стуктурные формулы алкалоидов пиридинового и изохинолинового рядов. На примере анабазина подвердите, что этот алкалоид является основанием и амином.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА № 1

Опыт 1. Взаимодействие углеводородов с бромом.

       Налейте в три пробирки  по 1 мл бромной воды. В первую пробирку добавьте 2 мл н-гептана, во вторую – 2 мл циклогексена. Встряхните содержимое пробирок. В третью пробирку пропустите ацетилен, полученный из карбида кальция. Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Получение ацетилена:  В колбу Вюрца, снабженную капельной воронкой и газоотводной трубкой, положите 2 г  карбида кальция (СаС2). Газоотводную трубку опустите в пробирку, которая наполнена бромной водой. Из капельной воронки прибавьте к карбиду кальция 2-3 мл воды. При этом  образуется ацетилен.

Опыт 2. Окисление углеводородов раствором перманганата калия.

Налейте в три пробирки  по 1 мл раствора перманганата калия. В первую пробирку добавьте 2 мл н-гептана, во вторую – 2 мл циклогексена. Встряхните содержимое пробирок. В третью пробирку пропустите ацетилен, полученный из карбида кальция. Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 3. Получение ацетиленидов меди.

В пробирку налейте 1 мл раствора аммиачного комплекса однохлористой меди. В пробирку пропустите ацетилен, полученный из карбида кальция. Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 4. Горение углеводородов.

       Налейте в фарфоровые чашечки по 2 мл н-гептана и циклогексена, подожгите (опыт проводить под тягой!). Подожгите ацетилен, полученный из карбида кальция. Проследите за окраской пламени. Напишите уравнения горения н-гептана, циклогексена, ацетилена. Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 5. Проба Бельштейна.

       Для открытия галогенов используется медная проволочка. Перед определением прокалите проволочку в пламени горелки. Охладите ее на воздухе и опустите в хлороформ. Смоченный хлороформом кончик проволоки внесите в пламя горелки. Хлороформ горит (обратите внимание на цвет пламени). При дальнейшем прокаливании проволочки пламя горелки окрашивается в зеленый цвет.

       Хлор, который содержался в хлороформе, соединяется с медью, образуя хлорид меди (II). Галоидные соли меди при испарении окрашивают пламя в зеленый цвет.

       Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 6. Получение этилата натрия.

       В сухую пробирку налейте 1 мл абсолютного этилового спирта и внесите небольшой кусочек натрия (0,1 г). Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 7. Получение глицерата меди.

       Налейте в пробирку 0,5 мл 2% раствора сернокислой меди и 1 мл 10%-ого раствора едкого натра. При этом образуется студенистый голубой осадок гидроксида меди (II). В эту же пробирку добавьте 4 капли глицерина. Осадок гидроксида меди растворяется, а раствор окрашивается в синий цвет.

       Затем добавьте 1 мл 20% HCl, окраска исчезает. Это качественная реакция на гликоли и полиолы. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 8.Окисление альдегидов и кетонов.

       а) Налейте в две пробирки по 1 мл свежеприготовленного аммиачного раствора гидроксида серебра и добавьте в одну пробирку 2 мл формалина (40%-ый раствор формальдегида в воде), в другую – 1 мл ацетона. Перемешайте содержимое пробирок и поместите их на 5 минут в водяную баню, нагретую до ~50°С. Проследите за изменениями, происшедшими в обеих пробирках. Выводы запишите в журнал.

       б) Налейте в две пробирки по 5 мл раствора Фелинга и добавьте в одну пробирку – 0,5 мл ацетона, в другую – 1 мл формалина. Погрейте обе пробирки на кипящей водяной бане 5-7 минут. Проследите за происшедшими изменениями. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 10. Получение йодоформа из ацетона.

       В пробирку налейте 0,5 мл ацетона, 2 мл воды и добавьте несколько кристаллов йода, затем прибавьте 5 капель концентрированного раствора гидроксида натрия. Смесь встряхните. Постепенно образуется желтый осадок йодоформа.

Опыт 11. Получение бисульфитного производного ацетона.

       Налейте в пробирку 1 мл насыщенного раствора бисульфита натрия и 3 мл ацетона, хорошенько встряхните и охладите под холодной водой. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 12. Выделение жирных кислот из мыла и получение кальциевых солей.

       Получите у лаборанта 10 мл раствора мыла в воде. Раствор разлейте в две пробирки по 5 мл.

       а) В первую пробирку с раствором мыла добавьте 2 мл разбавленной серной кислоты. Происходит обменная реакция и выделяется жирная кислота, которая в воде не растворяется. Поэтому раствор становится мутным.

       Нагрейте полученную смесь, а затем охладите. При нагревании жирные кислоты всплывают наверх, а при охлаждении они затвердевают. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

       б) Во вторую пробирку с раствором прибавьте 2 мл раствора хлористого кальция. Энергично взболтайте. Образуется осадок кальциевых солей высших жирных кислот. Эти соли не растворяются в воде. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 13. Получение изоамилацетата.

       Внесите в пробирку 2 мл изоамилового спирта (3-метилбутанол-1), 2 мл  ледяной уксусной кислоты и 0,5 мл концентрированной серной кислоты. Смесь перемешайте и нагревайте 5 минут на водяной бане. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

       Содержимое пробирки охладите и вылейте в другую пробирку с водой. Эфир всплывет наверх. Уксусноизоамиловый эфир имеет запах грушевой  эссенции.

Опыт 14. Непредельные кислоты. Свойства олеиновой кислоты.

       а) Получение соли олеиновой кислоты.

       Налейте в пробирку 1 мл олеиновой кислоты и добавьте 2 мл воды. Обратите внимание на растворимость олеиновой кислоты в воде. Добавьте 2 мл концентрированной щелочи (NaOH); встряхните смесь. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

       б) Окисление олеиновой кислоты.

       К 1 мл олеиновой кислоты прибавьте 2 мл раствора марганцовокислого калия. Энергично перемешайте содержимое пробирки. Олеиновая кислота окисляется до диоксистеариновой кислоты, а марганцовокислый калий восстанавливается с выделением двуокиси марганца. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА №2

Опыт 1. Свойства толуола: растворимость в воде, взаимодействие с бромной водой и  раствором перманганата калия.

       А) Налейте в пробирку 2 мл толуола и 2 мл воды. Встряхните пробирку. Смесь расслаивается. Толуол в воде не растворяется. Обратите внимание на то, что толуол легче воды.

       Б) В две пробирки налейте по 2 мл толуола и добавьте в одну 2 мл бромной воды, а в другую – 2 мл раствора перманганата калия. Обе пробирки встряхните.

Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 2. Нитрование толуола.

       В плоскодонную колбу на 10 мл  налейте 2 мл концентрированной серной кислоты и 1 мл концентрированной азотной кислоты. Полученную нитрующую смесь охладите до комнатной температуры.  Прилейте к ней 1 мл толуола. Закройте пробкой и энергично встряхивайте в течение 5-6 минут. Затем вылейте смесь в стакан  с холодной водой. Образовавшая смесь орто - и пара-нитротолуолов собирается на дне стакана в виде желтоватых маслянистых капель. Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал.

Опыт 3. Гидролиз хлористого бензила и хлорбензола.

       Налейте в одну пробирку 1 мл хлористого бензила, а в другую 1 мл хлорбензола. Затем в каждую пробирку прибавьте по 2 мл спиртового раствора азотнокислого серебра. Смеси встряхните. Вследствие различия подвижности галогена осадок хлорида серебра появляется только в первой пробирке, так как хлористый бензил легко гидролизуется с образованием HCl. Хлорбензол с нитратом серебра не реагирует. Напишите уравнение реакции взаимодействия хлористого бензила с нитратом серебра.

Опыт 4. Растворимость в воде фенола.

       а) Налейте в пробирку  1 мл воды и добавьте 0,5 г фенола, встряхните. Пробирку сохраните для опытов 6. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 5. Получение фенолята натрия.

       К смеси воды и фенола, из опыта 4 добавьте по каплям 10%-ый раствор едкого натра до полного растворения фенола. Образовавшийся раствор фенолята натрия разделите на две пробирки. В первую пропустите углекислый газ, во вторую добавьте несколько капель разбавленной серной кислоты. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 6. Бромирование фенола.

       Налейте в пробирку 1 мл раствора фенола в воде, добавьте к нему 1 мл бромной воды, наблюдается выпадение белого осадка. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 7. Окисление глюкозы реактивами Толенса и  Фелинга.

       а) Налейте в пробирку 2 мл 5%-ого раствора глюкозы и 2 мл аммиачного раствора оксида серебра. Смесь нагрейте на водяной бане в течение 5 минут. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

       б) К 5 мл раствора Фелинга добавьте 1 мл 5%-ого раствора глюкозы. Нагрейте на кипящей водяной бане. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 8. Получение ацетилцеллюлозы.

       Поместите в пробирку 0,5 г ваты. Прилейте к ней 25 мл ледяной уксусной кислоты, 25 мл уксусного ангидрида и 0,5 мл концентрированной серной кислоты. Реакционную смесь нагрейте на водяной бане до полного растворения в ваты. Вылейте смесь в стакан с 200 мл воды. Ацетилцеллюлоза выпадает в виде хлопьев. Наблюдения и выводы запишите в журнал.

Опыт 9. Реакция крахмала с йодом.

       Налейте в пробирку 2 мл раствора крахмала и 2 капли раствора йода. Раствор окрашивается в синий цвет вследствие образования комплексных соединений и адсорбции.  Пробирку нагрейте на водяной бане. Синяя окраска исчезнет. При охлаждении она появляется вновь. Реакция с йодом является качественной реакцией на крахмал.