Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекция №1 Сопряженные системы. Ароматические и гетероциклические соединения
Содержание
- 1. Лекция №1 Сопряженные системы. Ароматические и гетероциклические соединения
- 2. Классификация органических реакцийПо механизму
- 3. А) Радикальныегомолитический разрыв связи:А· + В· -
- 4. Н.Н. Семенов Лауреат Нобелевской премии (1956 г.)Создатель теории механизма свободно-радикальных(цепных) реакций
- 5. б) Ионныегетеролитический разрыв связиобразуются положительные частицы электрофилы
- 6. в) синхронные
- 7. 2) По конечному результату
- 8. 3) По числу частиц, принимающих участие
- 9. II. Электронные эффекты заместителей. Участок молекулы, где
- 10. Электронные эффекты заместителей.Любой атом или группа атомов,
- 11. Индуктивный эффект Индуктивный эффект – перераспределение
- 12. Изображают I эфф. стрелкой
- 13. МЕЗОМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ СОПРЯЖЕНИЯ) Мезомерный
- 14. н.п.е (р) образует единое
- 15. - М эфф. – заместитель с p–связью:Две
- 16. Суммарный эффект заместителей складывается из I и
- 17. Сопряженные системыС открытой цепью сопряжения имеют начало
- 18. Системы с открытой цепью сопряженияСОПРЯЖЕНИЕ – это
- 19. В сопряженных системах существует чередование двойной и
- 20. Слайд 20
- 21. Примеры систем с открытой цепью сопряжения:
- 22. β–каротин – провитамин А, обуславливает окраску моркови,томатов,
- 23. ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ СОПРЯЖЕННЫХ СИСТЕМ С ОТКРЫТОЙ
- 24. Слайд 24
- 25. циклопентадиениланионСистемы с замкнутой цепью сопряжения за счет
- 26. 1) Молекула должна иметь плоский замкнутый скелет
- 27. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗОЛА
- 28. Для ароматических УВ, характерны реакции, обусловленные замкнутой
- 29. Общая схема SEа) Образование электрофильной частицы под
- 30. в) Образование σ–комплексаσ–комплекс: неароматический: 4 электрона в
- 31. 1) Галогенирование: Реагенты: Cl2, Br2;катализаторы: AlCl3,FeBr3
- 32. 1) Галогенирование Реагенты: Cl2, Br2
- 33. 2) Нитрование Реагент: HNO3 (конц.); УСЛОВИЯ: H2SO4
- 34. 3) Сульфирование Реагент H2SO4 конц. (SO3)E=SO3)H2SO4SО3SO3HH2О+(конц.+бензолсульфокислота
- 35. 4) Алкилирование – образование гомологов бензола (реакция
- 36. 5) Ацилирование (реакция Фриделя-Крафтса)
- 37. ПРАВИЛА ЗАМЕЩЕНИЯ В БЕНЗОЛЬНОМ КОЛЬЦЕПервый заместитель встает
- 38. CH3Br2AlBr3CH3CH3BrBr+++2HBr1-бром-2-метилбензол1-бром-4-метилбензолЗаместители первого рода - усиливают электронную плотность
- 39. Заместители второго рода – уменьшают электронную плотность
- 40. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА НА ОСНОВЕ БЕНЗОЛА
- 41. Фенолокислоты Фенолокислоты — это ароматические кислоты,
- 42. ЭФИРЫ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫМетилсалицилатMethylii salicylasМетиловый эфир салициловой кислоты.С8Н8О3
- 43. Фенилсалицилат (салол)Phenylii salicylasC13H10O3 Фениловый эфир салициловой кислоты.
- 44. Ацетилсалициловая кислота (аспирин)
- 45. АРОМАТИЧЕСКИЕ МНОГОЯДЕРНЫЕ КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- 46. Многие биоактивные вещества имеют
- 47. Структура тетрацена – в тетрациклиновых антибиотиках.Эти антибиотики
- 48. Некоторые многоядерные конденсированные углеводороды обладают канцерогенными свойствами.
- 49. Метилхолантрен - сильнейший канцероген.Образованный в организме при
- 50. 3, 4 – бензпирен содержится в табачнoм
- 51. Химические свойства конденсированных систем
- 52. Химические свойства конденсированных систем
- 53. 1. SЕ протекают в более мягких условиях,
- 54. Замена сульфогруппы на гидроксильную
- 55. 2.Реакции присоединения протекают легче в фенантрене и
- 56. 3. Менее устойчивы к окислению
- 57. Физико-химические методы исследования и идентификации ароматических соединений.Электронная
- 58. Энергия электронного перехода связана с частотой электромагнитного
- 59. Положение полос поглощения в УФ- спектре зависит
- 60. Слайд 60
- 61. Если вводить заместители,вступающие с бензолом в сопряжението наблюдается значительное смещение полос с увеличением их интенсивности
- 62. Применение метода электронной спектроскопииИдентификация органических соединений-сравнение спектра
- 63. Инфракрасная спектроскопияИК-спектроскопия является распространенным спектральным методом.В этом
- 64. ИК-спектр возникает при поглощении веществом электромагнитного излучения с длиной волны от 2,5 до 25 мкм (4000-400см-1
- 65. . Поглощенная веществом энергия преобразуется главным образом
- 66. Слайд 66
- 67. Биологически важные гетероциклические соединения
- 68. БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯГетероциклическими называются циклические органические
- 69. Гетероциклические соединенияПятичленные гетероциклы(π-избыточные) - С одним гетероатомом
- 70. Шестичленные гетероциклы π - НЕДОСТАТОЧНЫЕ СИСТЕМЫ
- 71. Атом N называют пиридиновым
- 72. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА π-недостаточных системРеакции SЕ. Меньшая реакционная
- 73. ββ – пиридинсульфокислота -антиметаболит,структурный аналог – β – пиридинкарбоновой кислоты.(витамина РР)Реакции SЕ. а) сульфирование
- 74. β – пиридинкарбоновая кислота (Никотиновая к-та
- 75. Никотинамид – вторая форма витамин PP
- 76. В организме свободная никотиновая кислота быстро превращается
- 77. Амид никотиновой кислоты - в медицине как
- 78. В организме свободная никотиновая кислота быстро превращается
- 79. Амид никотиновой кислоты - в медицине как
- 80. 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА гидроксид пиридиния хлорид пиридиния
- 81. 3. РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ (ГИДРИРОВАНИЕ) ПРОТЕКАЮТ В БОЛЕЕ
- 82. пиперидинВстречается во многих алкалоидах: никотин, кониинАлкалоиды – гетероциклические азотсодержащие основания растительного происхождения, обладающие выраженным физиологическим действием
- 83. Кониин-производное пиперидина яд, выделенный из болиголова: этим веществом был отравлен Сократ
- 84. НикотинМолекула никотина содержит ядро пиридина и метилированного
- 85. 4. РЕАКЦИИ SN α
- 86. МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВДЫХАНИЕ ПАРОВ ПИРИДИНА МОЖЕТ
- 87. II. Хинолин (бензопиридин) – ароматическое соединение, содержит
- 88. ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ХИНОЛИНАВ реакциях SE атаке
- 89. хинолин-8-сульфокислота
- 90. Антибактериальным действием
- 91. и нитроксолин, или 5 – НОК (8
- 92. Бактерицидное действие
- 93. III. ИЗОХИНОЛИН ВХОДИТ В СОСТАВ АЛКАЛОИДОВ МОРФИНА
- 94. Применяют морфин как болеутоляющее
- 95. А так же при подготовке к операции, при бессоннице, иногда при сильном кашле.
- 96. Гетероциклы, содержащие два атома
- 97. III. Пиримидинменее основный (2N конкурируют)почти не вступает в SЕОсобенности реакционной способности
- 98. Биологическое значениевходит в состав: а)
- 99. Пиримидиновые основанияПиримидин Урацил Ura(2,4-диоксопиримидин) Тимин Thy(5-метил-2,4-диоксопиримидин, 5-метилурацил Цитозин Cyt(4-амино-2-оксопиримидин)
- 100. Свойства тиаминаИграет важную роль в метаболизме углеводов
- 101. Источники витамина тиамина
- 102. Пятичленные гетероциклические соединения
- 103. пиррол
- 104. H2O, Al2O3, toNH3H2SH2OH2SNH3ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
- 105. I. ФУРАН
- 106. ПИРРОЛ
- 107. Пиррольный атом азота имеет неподеленную электронную пару
- 108. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА π-избыточных систем1) Реакции SЕ. Большая
- 109. 1. Реакции SEа) алкилированиеб) галогенирование
- 110. б) галогенирование
- 111. Пиррол и фуран обладают свойствами ацидофобности (т.е.
- 112. б) сульфирование+ С5Н5N · SO3+ С5H5N пиридинсульфотриоксидα-пирролсульфокислота
- 113. г) нитрованиеα-нитрофуран
- 114. 2) Слабокислые свойства (Н
- 115. 3) восстановление пиррола:
- 116. Пиррол образует кольца из четырех пиррольных циклов
- 117. При биологическом окислении в печенигемоглобина и других
- 118. II. ИНДОЛ (БЕНЗОПИРРОЛ)
- 119. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ИНДОЛА Триптофан –
- 120. пиридиновыйимидазолIII.Имидазолпиррольный
- 121. Имидазол-амфотерное соединение 1. Проявляет слабокислотные свойства
- 122. Биологически активные производные имидазолаГистидин -α-амино-β-(4(5)‘-имидазолиллил) пропионовая кислота.
- 123. Пурин Важнейшая конденсированная гетероциклическая система –
- 124. Свойства пуринаУстойчив к действию окислителейХорошо растворяется в
- 125. Азотистые основания, входящие в состав РНК И
- 126. Гипоксантин, ксантин, мочевая
- 127. К пуриновым
- 128. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
- 129. Скачать презентанцию
Классификация органических реакцийПо механизму А В А
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Лекция №1
Сопряженные системы.
Ароматические и гетероциклические соединения.
Кафедра общей и медицинской
химии
Слайд 2Классификация органических реакций
По механизму
А В
А + + В-
Гомолитический
разрыв связи
А + В
Гетеролитический
разрыв связи
Слайд 3А) Радикальные
гомолитический разрыв связи:
А· + В· - свободные R очень
активные частицы,
стремятся к образованию связей
Н·, Cl·, O:, ·OH
Условия: газовая фаза,
свет, неполярный растворитель
Слайд 4Н.Н. Семенов
Лауреат Нобелевской премии (1956 г.)
Создатель теории механизма свободно-радикальных(цепных)
реакций
Слайд 5б) Ионные
гетеролитический разрыв связи
образуются положительные частицы
электрофилы - -(Е)
(Н+, NO2+, Br+, SO3 и т.д.)
отрицательные частицы – нуклеофилы – Nu
(H–, OH–, NH2, H2O и т.д.)
Условия: полярные растворители
Слайд 7
2) По конечному результату
S: (реакции замещения)
SR
- алканы
SE - арены
SN - галогенпроизводные, спирты, карбоновые кислоты
A: (реакции присоединения)
AR – алкены, алкины
AE – алкены, алкины
AN – альдегиды, кетоны
E (реакции отщепления)
OBР (окислительно-восстановительные)
Слайд 8
3) По числу частиц,
принимающих участие в элементарной стадии
- мономолекулярные (SN1)
- бимолекулярные (SN2)
Слайд 9II. Электронные эффекты заместителей.
Участок молекулы, где ē - плотность
максимальная или минимальная является самым реакционно способным.
На реакционную способность
влияют:электронные эффекты заместителей
наличие сопряжения
пространственные факторы
Слайд 10Электронные эффекты заместителей.
Любой атом или группа атомов,
замещающая H в
исходном соединении, называется заместителем.
Влияние заместителей определяется электронными эффектами:
индуктивным
(I) и мезомерным (M).
Слайд 11 Индуктивный эффект
Индуктивный эффект – перераспределение электронной плотности по
системе σ–связей, вызванное разной электроотрицательностью (ЭО) атомов.
-δ2 - δ1 +δ+I эфф. имеют все R, причем для них I эфф. меняется в следующей последовательности: CH3 < C2H5 < (CH3)2 CH < (CH3)3C;
также +I эфф. характерен для Мe и иона О2-.
Іδ1І > Іδ2І
+I эфф.
Слайд 12 Изображают I эфф. стрелкой вдоль сигма-связи.
I эфф. затухает через 3–4 атома углерода из-за малой
поляризуемости сигма-связи С–С.–I эфф.: Hal, NH2, OH, OR, NO2, COOH
CH3
CH2
Y
+d2
+d1
-d
- I эффект
Слайд 13МЕЗОМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ СОПРЯЖЕНИЯ)
Мезомерный эффект (М) –
перераспределение электронной плотности по системе p–связей.
М
эфф., в отличие от I эфф., возникает лишь там, где появляется сопряжение. Сопряжение – это выравнивание связей и зарядов в реальной молекуле по сравнению с идеальной.
Сопряжение возникает в результате образования единого –делокализованного облака, принадлежащего более чем двум атомам.
Слайд 14 н.п.е (р) образует единое π–делокализованное облако с
π–связью, и на дальнем углероде возникает отрицательный заряд
+
-
+ М эфф.:
NH2, OH, OR, Hal, SH, NR2 имеют гетероатом, участвующий в p-π сопряжении. Заместитель не имеет двойной связи.+М эффект
(p-π сопряжение)
виниламин (аминоэтен)
Слайд 15- М эфф. – заместитель с p–связью:
Две p–связи С=С и
С=О объединяются в единое p-делокализованное облако, оно смещается в сторону
более ЭО кислорода, происходит уменьшение электронной плотности в p-связи С=С.- +
-
+
- М эффект (π-π сопряжение)
пропеновая (акриловая) кислота
Слайд 16Суммарный эффект заместителей складывается из I и М эффектов.
В результате заместители делятся на:
1) электронодонорные (ЭД);
2) электроноакцепторные (ЭА).ЭД (+ М > - I) OH, OR, NH2, NHR, NR2, SH
(+ I ) R
ЭА (- I, - M) COOH, CHO, NO2, CN, SO3Н
(- I > + M) Hal (F, Cl, Br, I)
Слайд 17Сопряженные системы
С открытой цепью
сопряжения
имеют начало и конец
сопряжения
Представители:
- бутадиен-1,3
- изопрен
- циклопентадиен
- сорбиновая кислота
- β-каротинС замкнутой цепью
сопряжения
циклическое
сопряжение
Представители
- арены
- гетероциклические
соединения
Слайд 18Системы с открытой цепью сопряжения
СОПРЯЖЕНИЕ – это выравнивание связи по
энергии и по длине, вызванное образованием π –единого делокализованного облака.
ЭНЕРГИЯ
СОПРЯЖЕНИЯ – понижение энергии реальной молекулы, по сравнению с молекулами с изолированными связями.В результате сопряжения молекула становится более термодинамически устойчивой.
NB! Чем больше энергия сопряжения, тем устойчивее молекула!
Слайд 19В сопряженных системах существует чередование двойной и одинарной связей:
Если имеется начало и конец сопряжения – это открытая цепь
сопряжения. бутадиен-1,3:Е сопр. = 15 кДж/Моль
Слайд 21 Примеры систем с открытой цепью сопряжения:
а) 2-метилбутадиен-1,3
(изопрен)
б)
циклопентадиен-1,3
в) CH3-CH=CH-CH=CH-COOH
СОДЕРЖИТСЯ В СОКЕ РЯБИНЫ,
ЭФФЕКТИВНЫЙ АНТИСЕПТИК.
сорбиновая кислота
Слайд 22 β–каротин – провитамин А, обуславливает окраску моркови,томатов, масла; имеет сопряженную
систему из 11= связей. В организме при его расщеплении образуется
ретинол – витамин А – (5 =): витамин роста, понижает сопротивление к инфекционным заболеваниям; и ретиналь (6 =): отвечает за поглощение света в зрительном нерве. Чем длиннее цепь сопряжения, тем устойчивее молекула к внешним воздействиям!
Слайд 23ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ СОПРЯЖЕННЫХ СИСТЕМ С ОТКРЫТОЙ ЦЕПЬЮ СОПРЯЖЕНИЯ
Химическое поведение молекулы обусловлено природой химической связи, распределением
электронной плотности.Особенности химической связи в сопряженных системах:
Образование π-делокализованного облака, единого для всей молекулы
Выравнивание длины связи
Легкая поляризуемость π-облака
NB!
Слайд 24
Br
t<0 |
СH2=C-CH=CH2 + HBr СH3-C-CH=CH2
| |
CH3 CH3 АЕ (1,2).
t>0
СH2=C-CH=CH2 + HBr СH3-C=CH-CH2Br
| |
CH3 CH3 АЕ (1,4)
Для систем с открытой цепью сопряжения характерны реакции присоединения – АЕ (1,4) или АЕ (1,2).
Соотношение продуктов 1,4-присоединения и 1,2-присоединения зависит от:
1) природы алкадиена
2) электрофильного реагента
3) от условий протекания реакции(t, природы растворителя)
3-бром-3-метилбутен-1
1-бром-3-метилбутен-2
Слайд 25циклопентадиениланион
Системы с замкнутой цепью сопряжения за счет круговой делокализации называются
ароматическими.
СИСТЕМЫ С ЗАМКНУТОЙ ЦЕПЬЮ СОПРЯЖЕНИЯ
(АРОМАТИЧЕСКИЕ)
нафталин C10H8
Карбоциклические
Слайд 26 1) Молекула должна иметь плоский замкнутый скелет из σ-связей, sp2-гибридизацию
атомов и единую p–сопряженную систему р–е , охватывающую все атомы
цикла.2) Число электронов в π-облаке, по правилу Хюккеля, равно 4n+2, где n=1, 2, 3, 4…
Условия ароматичности.
Слайд 28Для ароматических УВ, характерны реакции, обусловленные замкнутой цепью сопряжения.
Устойчивость к
окислению (энергия сопряжения =150 кДж/моль) ;
Способность к реакциям SЕ (сохраняющим
ароматичность)Относительная устойчивость к реакциям присоединения А (жесткие условия).
Слайд 29Общая схема SE
а) Образование электрофильной частицы под действием катализатора:
б) Образование
π-комплекса
π–комплекс: нехимическое соединение, π–облако содержит
6 электронов, ароматический характер не
нарушен
Слайд 30в) Образование σ–комплекса
σ–комплекс: неароматический: 4 электрона в кольце,
(углерод в
sp3–гибридизации), неплоский
г) отщепление водорода (Н+),
возврат к ароматичности:
Слайд 31 1) Галогенирование: Реагенты: Cl2, Br2;катализаторы: AlCl3,FeBr3
2) Нитрование:
Реагент: HNO3 (конц.); УСЛОВИЯ: H2SO4 (конц.)
3) Сульфирование: Реагент H2SO4
конц. (SO3)4) Алкилирование – образование гомологов бензола (реакция
Фриделя-Крафтса): Реагент R – Г, катализатор AlCl3, FeCl3, FeBr3
5) Ацилирование - образование кетонов (реакция Фриделя-Крафтса)
Реагент: RCOCl, ;катализаторы: AlCl3,FeBr3
Химические реакции
Слайд 32 1) Галогенирование
Реагенты: Cl2, Br2 катализаторы:
AlCl3, FeBr3
Образование электрофильной частицы под действием катализатора:Химические реакции
E
+
E = Cl +
Слайд 332) Нитрование
Реагент: HNO3 (конц.); УСЛОВИЯ: H2SO4 (конц.)
E=NO2+
Образование
электрофильной частицы под действием катализатора:
Слайд 354) Алкилирование – образование гомологов бензола (реакция
Фриделя-Крафтса)
Реагент
R – Г, катализатор AlCl3, FeCl3, FeBr3
E=CH3+
C
H
3
C
l
Al
C
l
3
C
H
3
H
Cl
+
+
метилбензол (толуол)
Слайд 37ПРАВИЛА ЗАМЕЩЕНИЯ В БЕНЗОЛЬНОМ КОЛЬЦЕ
Первый заместитель встает в любое положение
и влияет на распределение электронной плотности в кольце.
2.
По влиянию на распределение электронной плотности заместители делятся на два рода.NB!
Слайд 38C
H
3
B
r
2
Al
B
r
3
C
H
3
C
H
3
Br
Br
+
+
+
2HBr
1-бром-2-метилбензол
1-бром-4-метилбензол
Заместители первого рода - усиливают электронную плотность в кольце, активируют
реакции SЕ, орто- ,пара – ориентанты: R, CH2=CH- , OH,
NHR, NR2, NH2, OR , (Cl, Br, I)
Слайд 39Заместители второго рода – уменьшают электронную плотность в кольце, дезактивируют
реакции SE, мета – ориентанты:
3-бромбензолсульфокислота
Слайд 41Фенолокислоты
Фенолокислоты — это ароматические кислоты, в молекуле которых
одновременно с карбоксильной группой имеется фенольный гидроксил. Наибольшую физиологическую активность
проявляет -о-гидроксибензойная, или салициловая,
2-гидроксибензойная кислота
(салициловая)
Слайд 42ЭФИРЫ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
Метилсалицилат
Methylii salicylas
Метиловый эфир салициловой кислоты.
С8Н8О3
Производные салициловой
кислоты – физиологически активные вещества. Одно из них производное –
метилсалицилат.Применяется наружно (из-за раздражающего действия) как обезболивающее, жаропонижающее и противовоспалительное средство, чаще в смеси с хлороформом и жирными маслами для втирания при суставном ревматизме.
Слайд 43Фенилсалицилат (салол)
Phenylii salicylas
C13H10O3
Фениловый эфир салициловой кислоты.
Ф. является
эфиром салициловой кислоты и фенола. Впервые он был получен М.
В. Ненцким в 1886 г.Обладая способностью проходить желудок неизмененным, фенилсалицилат применяется часто в качестве материала для покрытия пилюль, когда бывает необходимость, чтобы эти пилюли прошли без изменения через желудок и выделили свои ингредиенты в кишечнике.
Слайд 44Ацетилсалициловая кислота (аспирин)
Acidum acetylsalicylicum
C9H8O4
2-(ацетилокси)-бензойная кислота.
Салициловая кислота впервые
была получена путем окисления
салицилового альдегида,
содержавшегося в растении
Таволге (род Spireae). Отсюда её
первоначальное название –
спировая кислота, с которым
связано название аспирин
(«а» обозначает ацетил).
Ацетилсалициловая кислота в
природе не найдена.
Слайд 45АРОМАТИЧЕСКИЕ МНОГОЯДЕРНЫЕ КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
С10Н8 - нафталин С - sp2 -плоский скелет
4 х 2 + 2 = 10 е – по правилу Хюккеля
С14Н10 - антрацен 4 х 3 + 2 = 14 е
С14Н10 фенантрен 4 х 3 + 2 = 14 е
π-электронное облако охватывает
все атомы углерода циклов
Слайд 46 Многие биоактивные вещества имеют аналогичную структуру, поэтому
конденсированные углеводороды используют в синтезе лекарственных препаратов. Например, структура фенантрена
лежит в основе стероидов и алкалоидов ряда морфина.
Слайд 47Структура тетрацена – в тетрациклиновых антибиотиках.
Эти антибиотики представляют собой производные
частично гидрированного нафтацена – соединения, состоящего из четырех линейно конденсированных
шестичленных карбоциклов. Тетрациклины обладают широким спектром антимикробного действия и могут быть использованы даже при вирусных заболеваниях.
Слайд 48Некоторые многоядерные конденсированные углеводороды обладают канцерогенными свойствами. Они изучаются в
связи с проблемами раковых заболеваний.
Из холестерина
в организме может образовываться метилхолантрен
Слайд 49Метилхолантрен - сильнейший канцероген.Образованный в организме при нарушении обмена холестерина,
он накапливается в предстательной железе, вызывает рак простаты.
Слайд 503, 4 – бензпирен содержится в табачнoм дыме, легко окисляется
по связям (1,2 и 3,4). Вступает во взаимодействие с NH2-
группами гуанина (в ДНК), что приводит к необратимым изменением в ДНК и возникновению раковых заболеваний клеток.
Слайд 51 Химические свойства конденсированных систем
Химические свойства подобны
свойствам бензола но, в связи с неполной выравненностью электронной плотности,
имеют особенности:а) SЕ протекают легче, чем в бензоле
б) достаточно активны в реакциях присоединения и окисления
Слайд 52 Химические свойства конденсированных систем
Химические свойства подобны
свойствам бензола но, в связи с неполной выравненностью электронной плотности,
имеют особенности:а) SЕ протекают легче, чем в бензоле
б) достаточно активны в реакциях присоединения и окисления
Слайд 531. SЕ протекают в более мягких условиях, чем в бензоле
Для нафталина образуется преимущественно α-продукт
- нафталин-
сульфокислота
- нафталин
сульфокислота
Слайд 54 Замена сульфогруппы на гидроксильную в β– нафталинсульфокислоте
приводит к образованию β – нафтола, который используется в медицине
как дезинфицирующее средство.
Слайд 552.Реакции присоединения протекают легче в фенантрене и антрацене, чем в
нафталине (в положениях 9, 10).
C6H6 < нафталин
фенантрен, антрацен (в пол. 9, 10)C10H18 – декалин (декагидронафталин)
9, 10 – дибром- 9, 10 – дигидрофенантрен
+
5
H
2
N
i
3
0
0
o
9
1
0
+
B
r
2
B
r
B
r
Слайд 57Физико-химические методы исследования и идентификации ароматических соединений.
Электронная спектроскопия
При поглощении молекулой
вещества электромагнитного излучения,соответствующего УФ (180-400 нм) и видимой (400-800нм) областям
спектра происходит определенный переход валентных электронов.
Слайд 58Энергия электронного перехода связана с частотой электромагнитного излучения ν и
длиной волны λ соотношением
ΔЕ= hν= hc/λ,где h-постоянная Планка,а с-скорость света
Электронный спектр записывается в виде графика зависимости интенсивности поглощения от длины волны
Слайд 59Положение полос поглощения в УФ- спектре зависит от строения молекул
Структурные
группы (кратные связи, ароматические фрагменты),обусловливающие избирательное поглощение УФ-света, называются хромофорами,.
Ауксохромы
- группы ,вступающие в р,π-сопряжение с хромофорами(NH2,OH,SH и др.)
Для бензола характерны три полосы поглощения- 180 нм,
204 нм и в области 230-26- нм..
Слайд 61Если вводить заместители,вступающие с бензолом в сопряжение
то наблюдается значительное смещение
полос с увеличением их интенсивности
Слайд 62Применение метода электронной спектроскопии
Идентификация органических соединений-сравнение спектра исследуемого соединения со
спектрами соединений известной структуры.
Изучение кинетики и контроль за ходом реакции.
Изучение
пространственного строения.Количественный анализ содержания действующих компонентов в составе лекарственной формы
Слайд 63Инфракрасная спектроскопия
ИК-спектроскопия является распространенным спектральным методом.
В этом виде спектроскопии установлены
четкие эмпирические закономерности,связывающие структуру вещества с параметрами спектра.
Применение ИК-спектроскопии:
Идентификация и
установление строения вещества.Анализ смесей.
Кинетический контроль за ходом реакции
Изучение внутри- и межмолекулярных взаимодействий
Слайд 64ИК-спектр возникает при поглощении веществом электромагнитного излучения с длиной волны
от 2,5 до 25 мкм (4000-400см-1
Слайд 65. Поглощенная веществом энергия преобразуется главным образом в энергию колебания
атомов, и молекула переходит в возбужденное колебательное состояние.
Молекула поглощает ИК-излучение
с такими частотами,с какими колеблются отдельные связи в молекуле.Некоторые группы атомов поглощают частоты в узком интервале частот независимо от строения остальной части молекулы
.Это-характеристические частоты и группы.
CH,CH2,CH3,OH,NH2,SH, и группы с кратной связью:CO,SO2,NO,CN и др.
Они собраны в таблицы и используются при интерпретации ИК-спектров.
Интенсивность полос оценивается только качественно (сильная,средняя,слабая, переменная. )
Слайд 68БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Гетероциклическими называются циклические органические соединения, в состав
цикла которых, помимо атомов углерода, входят один или несколько атомов
других элементов (гетероатомов).
Слайд 69Гетероциклические соединения
Пятичленные гетероциклы
(π-избыточные)
- С одним гетероатомом
- С двумя
гетероатомами
Шестичленные гетероциклы
(π-недостаточные)
- С одним гетероатомом
- С двумя гетероатомами
Слайд 70Шестичленные гетероциклы
π - НЕДОСТАТОЧНЫЕ СИСТЕМЫ
= СН заменили на N = C5H5N
Доказательства ароматичности:
1) Плоский скелет из -связей, N – в SP2
2) π е облако замкнуто, содержит 4 х 1 + 2 = 6 е ( правило Хюккеля)
N вступает в π – π сопряжение и оттягивает электронную плотность на себя (ЭОN > ЭОC), в результате в кольце пиридина электронная плотность меньше, чем в С6Н6.
I. П И Р И Д И Н
Слайд 71 Атом N называют пиридиновым – на внешней
sp2-гибридизованной атомной орбитали располагается неподеленная электронная пара, которая придаёт основные
свойства С5Н5N.
Слайд 72ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
π-недостаточных систем
Реакции SЕ. Меньшая реакционная способность, чем у
С6Н6. .Реакции SE затруднены. .Функциональная группа встает в β-положение.
Основные свойства(
у атома N).Реакции SN в -положение
Слайд 73β
β – пиридинсульфокислота -
антиметаболит,
структурный аналог –
β – пиридинкарбоновой кислоты.
(витамина
РР)
Реакции SЕ.
а) сульфирование
Слайд 74 β – пиридинкарбоновая кислота (Никотиновая к-та или витамин РР)
β - пиколин
(β – метилпиридин )
Окисление гомологов
Слайд 76В организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амид никотиновой
кислоты.
Избыток никотиновой кислоты и её амида выводится из организма с
мочой в виде главным образом N- метилникотинамида и частично некоторых других их производных. N+
CONH2
CH3
N- метилникотинамид
Слайд 77Амид никотиновой кислоты - в медицине как лекарственное средство при
таких заболеваниях как:
Диабет. Способно в определенной степени предотвращать повреждение
поджелудочной железы, приводящее к утрате организмом способности вырабатывать собственный инсулинОстеоартрит. Никотинамид также уменьшает боли и улучшает подвижность суставов при остеоартрите.
Профилактика и лечение пеллагры
Слайд 78В организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амид никотиновой
кислоты.
Избыток никотиновой кислоты и её амида выводится из организма с
мочой в виде главным образом N- метилникотинамида и частично некоторых других их производных. N+
CONH2
CH3
N- метилникотинамид
Слайд 79Амид никотиновой кислоты - в медицине как лекарственное средство при
таких заболеваниях как:
Диабет. Способно в определенной степени предотвращать повреждение
поджелудочной железы, приводящее к утрате организмом способности вырабатывать собственный инсулинОстеоартрит. Никотинамид также уменьшает боли и улучшает подвижность суставов при остеоартрите.
Профилактика и лечение пеллагры
Слайд 813. РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ (ГИДРИРОВАНИЕ) ПРОТЕКАЮТ В БОЛЕЕ МЯГКИХ УСЛОВИЯХ, ЧЕМ
В С6Н6
Na + C2H5OH
+ 3Н2 ИЛИ Ni, t
ПИПЕРИДИН,
входит в состав промедола
Слайд 82пиперидин
Встречается во многих алкалоидах: никотин, кониин
Алкалоиды – гетероциклические азотсодержащие основания
растительного происхождения, обладающие выраженным физиологическим действием
Слайд 83Кониин-производное пиперидина
яд, выделенный из болиголова: этим
веществом был отравлен Сократ
Слайд 84Никотин
Молекула никотина содержит ядро пиридина и метилированного у азота пирролидина
(гидрированного пиррола):
Никотин в виде солей лимонной и
яблочной кислот содержится в листьях табака tabacum, откуда его и получают. Содержание никотина в табаке достигает 3% и более.
Слайд 86 МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
ВДЫХАНИЕ ПАРОВ ПИРИДИНА МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К ТЯЖЕЛОМУ ПОРАЖЕНИЮ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
ГОМОЛОГ ПИРИДИНА β – ПИКОЛИН ПРЕВРАЩАЕТСЯ В НИКОТИНОВУЮ КИСЛОТУ,
НИКОТИНАМИД, КОТОРЫЕ ИЗВЕСТНЫ КАК ДВЕ ФОРМЫ ВИТАМИНА РР, ДИЭТИЛАМИД НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ – КОРДИАМИН – ЭФФЕКТИВНЫЙ СТИМУЛЯТОР ЦНС
ПИПЕРИДИН ВХОДИТ В СОСТАВ ПРОМЕДОЛА, ВСТРЕЧАЕТСЯ ВО МНОГИХ алкалоидах.
Слайд 87II. Хинолин (бензопиридин) – ароматическое соединение, содержит пиридиновое и бензольное
кольцо, относится к π-недостаточным системам.
Имеет плоский σ- скелет и
единую сопряженную систему из десяти p – электронов.1
2
3
4
5
6
7
8
Слайд 88ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ХИНОЛИНА
В реакциях SE атаке подвергается бензольное кольцо
(кольцо пиридина является π – недостаточным). Замещение протекает в положении
5 или 8.В реакции SN может вступать только π – недостаточное пиридиновое кольцо (положения 2 и 4).
Слайд 89хинолин-8-сульфокислота
8-гидроксихинолин
H2SO4
-
H2O NaOH, t
- NaHSO3
Реакция сульфирования лежит в основе
получения 8 – гидроксихинолина.
Слайд 90 Антибактериальным действием обладают такие производные
8 – гидроксихинолина, как энтеросептол (8 – гидрокси – 7
иод – 5 хлорхинолин)
Слайд 91и нитроксолин, или 5 – НОК (8 – гидрокси –
5 – нитрохинолин), который может быть получен нитрованием 8 –
гидроксихинолина
Слайд 92 Бактерицидное действие средств на основе
8 – гидроксихинолина заключается в их способности связывать в прочные
комплексы ионы Ме (Со2+, Сu2+, Bi3+ и другие). Таким путем происходит выведение микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности кишечных бактерий.хелат 8-гидроксихинолина
Слайд 94 Применяют морфин как болеутоляющее средство при травмах
и различных заболеваниях, сопровождающихся сильными болевыми ощущениями
Слайд 96 Гетероциклы, содержащие два атома азота называются диазины
и различаются взаимным расположением атомов азота.
пиридазин пиримидин пиразинШестичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами
Слайд 97III. Пиримидин
менее основный (2N конкурируют)
почти не вступает в SЕ
Особенности реакционной
способности
Слайд 98Биологическое значение
входит в состав:
а) нуклеиновых кислот в
форме NH2 – и ОН –производных пиримидин (урацил,тимин,цитозин)
б)
витамина В1 – тиамина, одиного из важнейших витаминов. В1 содержит два гетероцикличиских кольца – пиридиновое и тиазольное, связанные метиленовой группой
Слайд 99 Пиримидиновые основания
Пиримидин
Урацил Ura
(2,4-диоксопиримидин)
Тимин
Thy
(5-метил-2,4-диоксопиримидин,
5-метилурацил
Цитозин Cyt
(4-амино-2-оксопиримидин)
Слайд 100Свойства тиамина
Играет важную роль в метаболизме углеводов и жиров.
Незаменим
для утилизации глюкозы
Поддерживает работу сердца,нервной и пищеварительной систем.
Недостаток
витамина в пище приводит к тяжелому заболеванию «бери-бери»
Слайд 103 пиррол
фуран
тиофенДОКАЗАТЕЛЬСТВА АРОМАТИЧНОСТИ
1) Замкнутые, циклические, плоские скелеты (атомы углерода и азота в sp2 гибридизации )
2) 4n + 2 = 4 х 1 + 2 = 6 (е)
π – избыточные,т.к. N(O) вступает в р- π сопряжение,электронная плотность в кольце увеличивается,кроме того, 6 е приходится на 5 атомов цикла .В результате электронная плотность в пирроле > C6H6
Пятичленные гетероциклические
π – избыточные системы
Слайд 107Пиррольный атом азота имеет неподеленную электронную пару и участвует в
р- p сопряжении.
Связь N–Н ослабляется, и пиррол проявляет кислотные
свойства.
Слайд 108ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА π-избыточных систем
1) Реакции SЕ. Большая реакционная
способность, чем
у С6Н6
а) алкилирование
б) галогенирование
в) ацилирование
г) сульфирование
д) нитрование
2) Слабокислые свойства
Слайд 111Пиррол и фуран обладают свойствами ацидофобности (т.е. разрушаются в кислой
среде.
Реагент не должен содержать Н+ )
Тиофен – более ароматичен,
не боится кислоты.
Слайд 1153) восстановление пиррола:
4[H]
пирролидин
Входит в состав лекарственных средств, некоторых алкалоидов,α-аминокислоты пролина.
Слайд 116Пиррол образует кольца из четырех пиррольных циклов – порфиновые, (если
водород замещается, то – порфириновые). Входит в состав хлорофилла, гемоглобина.
Слайд 117При биологическом окислении в печени
гемоглобина и других
порфиринсодержащих метаболитов
образуются
билирубиноиды.
Они содержат линейную
тетрапиррольную структуру.
Наиболее важный - -билирубин имеет
оранжевую
окраску.Билирубины-пигменты желчи
Слайд 118II. ИНДОЛ (БЕНЗОПИРРОЛ)
-δ
Слабая NH-кислота.
Вступает в реакции SE (положение 3).
Биологически активные производные –триптофан и продукты его метаболизма (серотонин)
Слайд 119БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ИНДОЛА
Триптофан – α-амино-β-(β‘-индолил) пропионовая кислота.
Входит в состав полипептидов растительных и животных организмов. Участвует в
реакции гидроксилирования (получение 5-гидрокситриптофана, который подвергается декарбоксилированию с образованием 5-гидрокситриптамина(серотонина).
Серотонин является одним из нейромедиаторов головного мозга. Нарушение его нормального обмена ведет к шизофрении. Гормон удовольствия.
Слайд 121Имидазол-амфотерное соединение
1. Проявляет слабокислотные свойства за счет
пиррольного N
2. Слабоосновные – за счет пиридинового N
образует
соли с сильными кислотами и щелочными металлами NH кислотная группа и –N= основная образуют межмолекулярные водородные связи
Слайд 122Биологически активные производные имидазола
Гистидин -
α-амино-β-(4(5)‘-имидазолиллил) пропионовая кислота.
Входит в состав
многих белков-глобина Участвует в ферментативных реакциях (кислотный и основной катализ)
Гистамин – биогенный амин, продукт декарбоксилирования гистидина, имеет отношение к аллергическим
реакциям организма
Слайд 123Пурин
Важнейшая конденсированная гетероциклическая система – пурин состоит двух
сочлененных колец – имидaзола и пиримидина.
пурин
Слайд 124Свойства пурина
Устойчив к действию окислителей
Хорошо растворяется в воде
Амфотерен, образует соли
не только с сильными кислотами, но (благодаря наличию NH –
группы) и со щелочными Ме.!Наиболее важны гидрокси – и аминопурины, принимающие
активное участие в процессах жизнедеятельности.
Слайд 125Азотистые основания, входящие в состав РНК И ДНК.
Азотистые основания(нуклеиновые)- гетероциклические
соединения, производные пурина и пиримидина.
Пуриновые основанияАденин
(6-аминопурин)
Гуанин Gua
(2-амино-6-оксопурин)
Пурин
Слайд 126 Гипоксантин, ксантин, мочевая кислота – продукты
превращения нуклеиновых кислот в организме
гипоксантин ксантин мочевая кислота
Слайд 127 К пуриновым алкалоидам относятся:
Эти алкалоиды оказывают возбуждающее действие на
центральную нервную систему.теофиллин
(чай)
кофеин
(чай, кофе)
теобромин
(какао)
