Практикум по орг.химии, часть 2 — 27.09.12

ГОУ ВПО УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра химии фармацевтического факультета



ПРАКТИКУМ
ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ



методические указания к практическим занятиям для студентов дневной формы обучения
фармацевтического факультета
(часть 2)










Свердловск
2012
ГОУ ВПО "Уральская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию"
Кафедра химии фармацевтического факультета












органическая химия
методические указания к практическим занятиям для студентов дневной формы обучения фармацевтического факультета
(часть 2)













Свердловск
2012

Методическое пособие предназначено для организации самостоятельной работы студентов. В нем приведены контрольные вопросы, отражающие содержание всех тем курса органической химии, а также даны задания для самостоятельной подготовки к занятиям. Пособие является учебным материалом для студентов II курса фармацевтического факультета.


Составитель: ст. преподаватель ГОЛОМОЛЗИН Б.В.

Редактор: профессор ТХАЙ В.Д.








ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел I. Теоретические вопросы


стр.

Тема 14. Аминокислоты, полипептиды, белки
5

Тема 15. Углеводы I. Моносахариды
7

Тема 16. Углеводы II. Полисахариды
8

Тема 17. Нуклеотиды, нуклеиновые кислоты
9

Тема 18. Липиды
11

Тема 19. Ароматические диазосоединения. Азокрасители.
12

Тема 20. Практикум – Синтез ацетона
13

Тема 21. Практикум – Синтез ацетилсалициловой кислоты
14

Тема 22. Пятичленные гетероциклы
14

Тема 23. Шестичленные гетероциклы
16

Тема 24. Конденсированные гетероциклы
18

Тема 25. Алкалоиды
21

Тема 26. Терпены
23

Тема 27. Стероиды
25


Раздел II. Лабораторные работы


стр.

Лаб. р. №10. Качественные реакции на аминокислоты и белки
26

Лаб. р. №11. Качественные реакции на моносахариды
27

Лаб. р. №12. Качественная реакция на крахмал
28

Лаб. р. №13. Получение фенилдиазонийхлорида и его реакции
28

Лаб. р. №14. Синтез ацетона
30

Лаб. р. №15. Синтез ацетилсалициловой кислоты
31

Лаб. р. №16. Кислотные свойства мочевой кислоты
32

Лаб. р. №17. Качественная реакция обнаружения кофеина
32

Лаб. р. №18. Качественные реакции на алкалоиды
33



РАЗДЕЛ I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ


Тема 14: Аминокислоты, полипептиды, белки

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Строение аминокислот, их изомерия и физические свойства, биологические функции. Особенности строения и изомерии природных аминокислот, участвующих в построении полипептидов и белков. Классификация природных аминокислот по признакам химического строения. Заменимые и незаменимые аминокислоты.
2. Поведение аминокислот в водных растворах: амфотерность, образование биполярных ионов, изоэлектрическая точка, изменение заряда и электрофоретической подвижности в зависимости от рН среды.
3. Химические свойства аминокислот:
3.1. Образование солей с кислотами и основаниями, образование хелатов.
3.2. Реакции аминогруппы: ацилирование (реакция Шоттен-Баумана), качественная реакция с нингидрином.
3.3. Реакции карбоксильной группы: образование хлорангидридов, сложных эфиров, амидов; декарбоксилирование.
3.4. Реакции
·
·
·
·
·-аминокислот при нагревании.
4. Основные пути синтеза аминокислот: аммонолиз
·-галогенкарбоновых кислот (реакция Геля – Фольгарда), и циангидриновый синтез из альдегидов (реакция Зелинского).
5. Применение аминокислот и их производных в качестве лекарственных препаратов (гистамин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, ГАМК, цистеин, метионин, тирамин, триптофан, глицин,
·-аминокапроновая кислота).
6. Определение понятия пептидов и белков, общая характеристика их биологической роли.
7. Пептидная связь и пептидная группа, их электронное и пространственное строение. Первичная структура белка, понятие о методах её определения.
8. Химические свойства пептидов и белков: амфотерность, заряд молекулы, его зависимость от рН, изоэлектрическая точка. Классификация белков по их способности к ионизации. Поверхностно-активные свойства. Растворимость белков, её зависимость от молекулярной массы, заряда и сольватации молекулы. Качественные реакции на пептиды и белки. Методы разделения и очистки белков.
9. Вторичная структура:
·-спираль,
·-структура (складчатый лист), стабилизирующие их связи.
10. Третичная структура: глобула, формирующие взаимодействия – ионное, гидрофобное, водородные и дисульфидные связи. Различие пептидов и белков. Четвертичная структура: агрегат глобулярных субъединиц. Биологическое значение четвертичной структуры. Определяющая роль первичной структуры в формировании вторичной, третичной и четвертичной структур.
11. Примеры лекарственных препаратов, производных аминокислот, полипептидов и белков:
аминокислоты – глицин, аспаркам, аминалон; антибиотики – пенициллины, грамицидины, актиномицины; гормоны – инсулин, вазопрессин, окситоцин; ферменты – трипсин, рибонуклеаза.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Изучите строение и номенклатуру природных аминокислот, из которых строятся цепи пелипептидов и белков (см. таблицу в учебнике: Тюкавкина Н. А., Бауков Ю. И. Биоорганическая химия – М: ДРОФА, 2007 – с. 317)
2. Запишите схемы диссоциации аспарагиновой кислоты, лизина и фенилаланина. При каком значении рН они существуют в виде биполярных ионов?
3. Напишите схемы следующих реакций:
13 EMBED ISISServer 1415
4. Какие соединения образуются при нагревании
·,
·,
·-аминомасляных кислот?

5. Напишите схемы следующих реакций, приведите названия продуктов:
13 EMBED ISISServer 1415
6. Проанализируйте формулу 6-аминопенициллановой кислоты:

13 EMBED ISISServer 1415
Объясните трактовку этого соединения как дипептида, образованного двумя аминокислотами (какими?).
7. Имеется раствор, содержащий три белка со значениями pI = 4,5; 7,0; 8,9. Какие заряды имеют молекулы этих белков при рН = 7? Предложите метод их разделения.
8. К раствору белка в 0.1 н HCl прибавляют по каплям раствор NaOH (титрование). В определенной точке титрования (какой?) происходит помутнение раствора, а при дальнейшем прибавлении щелочи осадок вновь растворяется. Объясните эти явления.
9. Напишите формулы следующих полипептидов:
(I) –Асп-Гли-Прол-Лиз-Цис-Гис- ;
(II) –Лей-Тир-Илей-Фен-Три-Сер-
а) обозначьте связи, стабилизирующие
·-спиральную вторичную структуру этих цепей;
б) приведите схемы качественных реакций, которыми можно определить эти пептиды. Какой качественной реакцией можно отличить их друг от друга?

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №10 Качественные реакции на аминокислоты и белки.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная
1. Лекция "Строение и свойства аминокислот, полипептидов и белков".
2. Тюкавкина Н. А., Бауков Ю. И., Биоорганическая химия – М: ДРОФА, 2007 – с. 316-345.
Дополнительная:
1. Овчинников Ю.А., Биоорганическая химия – М. Просвещение, 1987 г., с. 27-176.


Тема 15. Углеводы I. Моносахариды

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Определение углеводов как класса химических соединений. Биологическое значение углеводов. Основные классы углеводов: моносахариды, полисахариды.
2. Моносахариды.
2.1. Классификация и номенклатура. Особенности строения: альдозы и кетозы; триозы, тетрозы, пентозы (рибоза, ксилоза), гексозы (глюкоза, галактоза, манноза, фруктоза). Значение отдельных представителей.
2.2. Изомерия моносахаридов. Стереоизомерия: D- и L-ряды; диастереомеры и энантиомеры, эпимеры. Цикло-оксотаутомерия пентоз и гексоз. Пиранозы и фуранозы,
·- и
·–аномеры, мутаротация.
2.3. Химические свойства моносахаридов.
2.3.1. Образование гликозидов. Роль гликозидной связи в природных соединениях. Гликозиды. Природные гликозиды – лекарственные препараты.
2.3.2. Образование простых и сложных эфиров. Фосфорнокислые эфиры – фосфаты (глюкозо-6-фосфат, фруктозо-1,6-дифосфат), их значения в биологическом обмене веществ.
2.3.3. Окисление углеводов в различных условиях. Альдоновые, альдаровые и уроновые кислоты.
2.3.4. Восстановление углеводов натрий-боргидридом (NaBH4) на примере глюкозы, фруктозы, галактозы, рибозы. Использование в медицине полиолов. Инозитол.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Напишите структурные формулы глюкозы, галактозы, фруктозы и рибозы. Определите количество стереоизомеров у каждого из них. Как определяется принадлежность моносахарида к стереохимическому D- или L-ряду?
2. Напишите схемы цикло-оксотаутомерии (образование пиранозных и фуранозных форм) глюкозы и галактозы.
3.Напишите схемы цикло-оксотаутомерии (образование фуранозных форм) рибозы и фруктозы.
4. Составьте схемы следующих реакций, заменяя цифры нужными структурными формулами:
13 EMBED ISISServer 1415
5. Напишите схему реакции ацетилирования глюкозы уксусным ангидридом.
6. Предложите схему получения глюкуроновой кислоты из глюкозы.
7. Составьте схемы реакций восстановления ксилозы, глюкозы, фруктозы. В чем сходство и различие результатов восстановления глюкозы и фруктозы? Приведите названия образующихся соединений, укажите, какие из них и как применяются в медицине.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №11 Качественные реакции на моносахариды.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:
1. Лекция по органической химии "Углеводы I. Моносахариды".
2. 1. Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 369-400.
Дополнительная:
1. Овчинников Ю.А. – Биоорганическая химия – М.: Просвещение, 1987, с. 443-513.


Тема 16. Углеводы II. Полисахариды

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Дисахариды.
1.1. Классификация, состав, строение и номенклатура дисахаридов.
1.2. Химические свойства дисахаридов: таутомерия, реакции окисления, восстановления и гидролиза. Восстанавливающие и не восстанавливающие дисахариды.
1.3. Важнейшие представители дисахаридов: мальтоза, лактоза, сахароза, целлобиоза.
Биологическое значение дисахаридов.
2. Высшие полисахариды: классификация.
2.1. Гомополисахариды.
2.2. Крахмал и гликоген. Особенности строения, типы химических связей. Гидролиз крахмала и гликогена. Их биологическая роль. Качественные реакции на крахмал и гликоген.
2.3. Целлюлоза: физические и химические свойства (сравнить с крахмалом и гликогеном), биологическая роль. Простые и сложные эфиры целлюлозы: ацетат целлюлозы, карбоксиметилцеллюлоза – их применение в медицине.
3. Гетерополисахариды (гликозаминогликаны). Классификация, состав, типы химических связей. Строение биозных фрагментов гиалуроновой кислоты, хондроитин-сульфата, гепарина. Биологическое значение гиалуроновой кислоты, хондроитин-сульфата, гепарина.
4. Полисахариды – лекарственные препараты: детоксицирующие средства и заменители плазмы крови - декстраны, пектиновые вещества, гепарин.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Напишите схемы следующих реакций:
а) цикло-оксотаутомерные превращения мальтозы и лактозы;
б) окисление лактозы гидроксидом меди(II);
в) гидролиз сахарозы.
2. Используя формулы Хеуэрса, напишите структурные фрагменты следующих полисахаридов:
а) амилозы, амилопектина, гликогена, целлюлозы, декстрана.
б) гиалуроновой кислоты, хондроитин-сульфата, гепарина.
в) ацетилцеллюлозы.
Отметьте виды гликозидных связей.
3. Составьте схему реакции гидролиза крахмала. С помощью каких качественных реакций можно наблюдать за ходом этой реакции?
4. Ниже представлена структурная формула сукралозы (заменитель сахара).
13 EMBED ISISServer 1415
а) к какому классу соединений следует отнести сукралозу?
б) напишите схемы важнейших реакций сукралозы (на ваше усмотрение).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №12 Качественная реакция на крахмал.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:
1. Лекция по органической химии "Углеводы II".
2. Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 400-420.
Дополнительная:
1. Овчинников Ю.А. – Биоорганическая химия – М.: Просвещение, 1987, с. 443-513.


Тема 17. Липиды

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Липиды – определение понятия.
2. Классификация липидов.
3. Омыляемые липиды.
3.1. Жирные кислоты (ЖрК) – структурные компоненты омыляемых липидов. Свойства ЖрК: образование солей (мыла); цис-транс-изомерия ненасыщенных ЖрК, физико-химические свойства. Высшие жирные кислоты: длина углеводородной цепи; насыщенные и ненасыщенные ЖрК; важнейшие представители: ЖрК в составе природных жиров и масел, особенности природных ненасыщенных ЖрК, витамин F, особая роль арахидоновой кислоты.
3.2. Простые липиды. Воска: химическая структура, биологическая роль. Жиры и масла (триглицериды): химическая структура, биологическая роль, использование жиров и масел в фармации. Гидролиз и гидрогенизация (гидрирование) триглицеридов: какие продукты при этом получаются, их практическое применение.
3.3. Сложные липиды. Фосфолипиды (ФЛ). Химическое строение ФЛ: фосфатидные кислоты, фосфатидилсерины, кефалины и лецитины; роль ФЛ в структуре биологических мембран. Бифильность ФЛ, их поверхностно-активные свойства, использование в получении лекарственных препаратов. Сфинголипиды (церамиды, сфингомиелины). Гликолипиды (цереброзиды, ганглиозиды).
3.4. Свойства омыляемых липидов. Гидролиз – омыление жиров. Реакция присоединения. Гидрирование - получение маргарина из масел. Присоединение йода. Йодное число как мера ненасыщенности жиров. Окисление кислородом воздуха. "Высыхание" масел. Перекисное окисление липидов в организме, его биологическая роль.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Под действием NO2 олеиновая кислота (т.пл. 14О) превращается в элаидиновую кислоту (т.пл. 52О) с тем же строением, но имеющую транс-конфигурацию двойной связи. Напишите структурные формулы этих двух изомеров.
2. Напишите конформационную формулу арахидоновой кислоты С19Н31СООН
·5,8,11,14
(т.пл.-49,5О) и её насыщенного аналога - арахиновой кислоты (т.пл+76,5О).Имеется ли в структуре арахидоновой кислоты сопряженная система? Объясните различия в температурах плавления этих соединений.
3. Напишите структурные формулы следующих триглицеридов: пальмитодистеарин, олеопальмитолинолеин. Какую консистенцию имеют эти вещества? Для одного из них напишите схему реакции с йодом и рассчитайте теоретическое йодное число.
4. Напишите схему следующей реакции:
13 EMBED ISISServer 1415
Приведите названия исходного вещества и образующихся продуктов.
5. Напишите структурные формулы следующих фосфоглицеридов: фосфатидная кислота, фосфатидилсерин, кефалин, лецитин. Обозначьте сложноэфирные связи, напишите схему щелочного гидролиза лецитина. Какова биологическая роль этих соединений?
6. Воспроизведите структурную формулу вещества, которое в результате кислотного гидролиза (HCl) образует глицерин, линолевую, пальмитиновую и фосфорную кислоты и холин-хлорид. Приведите название этого соединения.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная
1. Лекция по органической химии "Липиды"
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия – М: ДРОФА, 2007, с.444-464.
Дополнительная
1. Реутов О.А., Курц А.Л., Буткин К.П. Органическая химия – М., МГУ, 1999 – в 2 ч.
2. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия – М: Просвещение, 1987, с. 513-547.


Тема 18. Нуклеотиды, нуклеиновые кислоты

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Нуклеиновые кислоты – биополимеры ядерного вещества клетки, их биологическая роль.
2. Нуклеотиды – мономеры нуклеиновых кислот; их составные части – азотистые основания, углеводы, фосфат.
3. Азотистые основания. Их структура, кислотно-основные свойства, таутомерия.
3.1. Пиримидиновые: урацил, тимин, цитозин.
3.2. Пуриновые: аденин, гуанин.
3.3. Лекарственные средства – антиметаболиты пуриновых нуклеиновых оснований: 5-фторурацил, 6-метилурацил, оротовая кислота, 6-меркаптопурин, тиогуанин.
4. Нуклеозиды, их строение и номенклатура. Гидролиз нуклеозидов. Лекарственные средства – нуклеозиды и их химические аналоги: рибоксин, фторафур, 3-азидотимидин.
5. Нуклеотиды, их строение и номенклатура. Гидролиз нуклеотидов в кислой и щелочной среде.
5.1. Природные мононуклеотиды, их биологическая роль. Циклические нуклеотиды
ц-АМФ, ц-ГМФ – регуляторы внутриклеточного метаболизма. АТФ и другие макроэргические нуклеотидтрифосфаты, биологические реакции АТФ – фосфорилирование, гидролиз. Динуклеотиды НАД, НАДФ, ФАД – коферменты окислительно-восстановительных реакций, их биологические реакции.
6. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК, их структура (сходство и различия). Первичная структура нуклеиновых кислот – биологический код. Вторичная структура ДНК – двойная спираль, её биологическая значимость. Рибонуклеиновые кислоты (РНК). Представление о роли нуклеиновых кислот в биосинтезе белка.
7. Лекарственные препараты – производные полинуклеотидов: полудан, натрия нуклеинат.
ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Дайте определение нуклеиновых кислот (НК), РНК, ДНК.
2. Приведите строение и таутомерные превращения пиримидиновых (У,Т,Ц) и пуриновых (А,Г) азотистых оснований. Какие их таутомерные формы присутствует в НК?
3. Напишите формулы нуклеозидов: 2-дезоксиаденозина, гуанозина, уридина и цитидина, отметьте
·-N-гликозидные связи. Приведите схемы гидролиза этих нуклеозидов.
4. Напишите формулы и схемы гидролиза в кислой и щелочной среде ГМФ и УМФ.
5. Напишите формулу АТФ и схемы его реакций: гидролиз, фосфорилирование, образование ц-3',5'-АМФ.
6. Напишите формулу НАД и схему его окислительно-восстановительной реакции.
7. Напишите структурную формулу участка одной из цепей двойной спирали ДНК, соответствующего участку ТГЦ в комплементарной цепи.
8. Напишите структурную формулу кодона т-РНК, соответствующего антикодону ЦТГ в м-РНК.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Лекция по органической химии "Нуклеотиды, нуклеиновые кислоты"
2. Тюкавкина Н. А., Бауков Ю. И. Биоорганическая химия – М: Медицина, 1991 – с. 431-457.
Дополнительная:
1. Грандберг И.И. Органическая химия – М: ДРОФА, 2001 – с. 552-568.
2. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия – М: Просвещение, 1987, с. 296-347.


Тема 19. Ароматические диазосоединения. Азокрасители

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1.Реакция диазотирования, её условия.
2.Строение ароматических солей диазония, причины их повышенной устойчивости.
3.Химические свойства солей диазония.
3.1.Реакции с выделением азота. Нуклеофильное замещение диазогруппы: на галогены (реакции Гаттермана, Зандмейера, Шимана), на водород, на -OH и -C
·N группы.
3.2.Реакциии без выделения азота.
3.2.1.Восстановление диазогруппы – образование гидразинов.
3.2.3.Электрофильные свойства солей диазония – реакция азосочетания. Влияние заместителей на активность солей диазония и на активность азосоставляющих.
4.Азокрасители. Метилоранж, красный стрептоцид.
4.1.Восстановление азосоединений.
5. Краткие представления о теории цветности. Хромофорные и ауксохромные группировки.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. В результате следующей реакции образуется соль диазония I:
13 EMBED ISISServer 1415
Напишите её структурную формулу и схемы реакций, в которых I превращается в следующие соединения: п-нитробензонитрил (1-циано4-нитробензол); нитробензол; п-нитрофенол;
п-нитрохлорбензол.
2. Дополните следующую схему формулами А, В и С. Каким еще путем может быть получено соединение А (поясните схемой)?
13 EMBED ISISServer 1415

3. Составьте схемы следующих превращений:
а) п-нитрохлорбензол 13 EMBED ChemDraw.Document.5.0 1415п-хлорбензойная кислота (4 стадии).
б) анилин 13 EMBED ChemDraw.Document.5.0 1415п-динитробензол (5 стадий).
в) нитробензол 13 EMBED ChemDraw.Document.5.0 1415п-нитрофенол (6 стадий).

4. Следующие красители получены в результате азосочетания:
13 EMBED ISISServer 1415
Составьте схемы этих реакций; определите, какие вещества в каждом случае были взяты в качестве азо- и диазосоставляющих; укажите хромофоры и ауксохромы.

5. Изучить "Методические указания к лабораторной работе" (прилагается) и подготовить отчет по лабораторной работе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Лабораторная работа №13 Получение фенилдиазонийхлорида и его реакции

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Материал лекции по теме: "Ароматические диазо- и азосоединения".
2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c. 541-555.
Дополнительная:
1. Терней А. Современная органическая химия в 2-х томах. Изд. М.Мир, 1981.


Тема 20. Практикум - Синтез ацетона

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Техника безопасной работы в лаборатории органического синтеза (стр. 8-15 Практикума – см. Список литературы).
2. Оборудование лаборатории органического синтеза, приборы и химическая посуда (стр. 16-35 Практикума).
3. Процессы перемешивания и нагревания (стр. 8-15 Практикума).
4. Перегонка жидкостей, устройство и правила сборки прибора (стр. 8-15 Практикума).
5. Температура кипения как физико-химическая константа, характеризующая чистоту жидкости. Определение температуры кипения (стр. 80-83 Практикума).
6. Окисление спиртов как метод получения альдегидов и кетонов: условия проведения реакции, применяемые реагенты (Практикум стр. 251-252, 154-155).

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Обратить особое внимание на тщательное изучение и проработку всех вышеизложенных вопросов темы!
2. Изучить методику синтеза ацетона и написать в рабочей тетради заготовку отчета по лабораторной работе (см. Методические указания к лабораторной работе №14).

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

1. Под ред. Н.А.Тюкавкиной "Руководство к лабораторным занятиям по органической химии" – М., ДРОФА, 2003 (Практикум).


Тема 21. Практикум - Синтез ацетилсалициловой кислоты

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Техника безопасной работы в лаборатории органического синтеза (стр. 8-15 Практикума – см. Список литературы).
2. Оборудование лаборатории органического синтеза, приборы и химическая посуда (стр. 16-35 Практикума).
3. Процессы перемешивания и нагревания (стр. 8-15 Практикума).
4. Кристаллизация из раствора: принцип её применения для очистки веществ, техника проведения (стр. 50-52 Практикума).
5. Температура плавления как физико-химическая константа, характеризующая чистоту вещества. Определение температуры плавления (стр. 80-83 Практикума).
6. Реакции ацилирования гидроклисльных групп: условия реакций, ацилирующие агенты, препаративное значение (стр.474, 476 Учебника).

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Обратить особое внимание на тщательное изучение и проработку всех вышеизложенных вопросов темы!
2. Изучить методику синтеза ацетилсалициловой кислоты и написать в рабочей тетради заготовку отчета по лабораторной работе (см. "Методические указания").

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
1. Под ред. Н.А.Тюкавкиной "Руководство к лабораторным занятиям по органической химии" – М., ДРОФА, 2003 (Практикум).
2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.453-514.


Тема 22. Пятичленные гетероциклы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Строение, изомерия и номенклатура пятичленных гетероциклов. Систематическая номенклатура Ганча.
2. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом:
2.1.Электронная структура гетероатомов фурана, тиофена и пиррола. Сравнительная ароматичность, (-избыточность этих циклов.
2.2. Способы получения: образование фурана, тиофена и пиррола из 1,4-дикарбонильных соединений (Кнорр); взаимопревращения фурана, тиофена и пиррола (Юрьев); образование производных фурана при сухой перегонке древесины; получение производных тиофена и пиррола из каменноугольной смолы.
2.3. Химические свойства: ацидофобность фурана, тиофена, пиррола; кислотность пиррола; электрофильное замещение в пятичленных ароматических гетероциклах: направление
и сравнительная скорость реакции, особенности нитрования, сульфирования, бромирования; окисление и восстановление, образование тетрагидропроизводных фурана, тиофена,
пиррола, их свойства.
2.4. Биологически и фармакологически значимые производные фурана, тиофена, пиролла.
Производные фурана: фурфурол, 5-нитрофурфурол и лекарственные препараты на
его основе (фурацилин). Производные пиррола: пиррол, порфобилиноген, порфирин, гем, билирубин. Пирролидон и лекарственные препараты на его основе - пирацетам, пирролидонсодержащие полимеры (поливинилпирролидон). Тиофен и его производные (биотин).
3. Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами.
3.1. Имидазол и пиразол - изоэлектронные аналоги пиррола. Их структура, сравнительная
ароматичность. Способы получения: образование имидазолов из 1,2-диаминов, образование пиразолов из производных гидразина. Особенности химических свойств: кислотность и основность, прототропная таутомерия, образование ассоциатов, затрудненность электрофильных реакций и окисления. Биологически значимые производные: гистидин, гистамин, производные пиразолона-анальгетики (антипирин, амидопирин, анальгин).
3.2. Оксазолы и тиазолы - изоэлектронные аналоги фурана и тиофена. Их структура и
сравнительная ароматичность. Способы получения и особенности химических свойств: основность, реакции электрофильного замещения. Биологически значимые производные: сульфазол, норсульфазол, сульфаметоксазол, пенициллины, циклосерин, витамин В1.
4. Триазолы, тетразолы. Строение, основные представители.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1.Напишите структурные формулы всех возможных изомеров:
1) метилфурана 2) метилпиррола 3) метилпиразола 4) метилимидазола

2. Напишите структурные формулы следующих соединений:
1) 2,3-диметилфуран 2) (-формилфуран 3) (-карбоксифуран 4) 1-сульфотиофен
5) (-бромтиофен 6) 2,5дигидропиррол 7) пергидропиррол
Для последнего соединения приведите альтернативное название.

3. Напишите схему взаимопревращений фурана, тиофена и пиррола по Юрьеву.

4. Расположите фуран, тиофен и пиррол в ряд по уменьшению ароматичности, приведите объяснения. Какими химическими свойствами можно подтвердить различия в ароматичности?

5. Гистамин (А) последовательно взаимодействует с 2 молями HCl, образуя соли – сначала В, а затем С. Напишите структурные формулы В и С.
13 EMBED ISISServer 1415
6. Сырой бензол, получаемый из каменноугольной смолы, содержит значительные количества тиофена. Каким химическим способом можно очистить бензол от тиофена?

7. Напишите схемы реакций нитрования, сульфирования и бромирования пиррола.
8. Противотуберкулезный препарат ларусан (В) получают по следующей схеме:
13 EMBED ISISServer 1415
Напишите структурные формулы соединений А и В.

9. Дополните формулами А и В следующую схему:
13 EMBED ISISServer 1415
10. Изучите структуру гема, определите число (-электронов в этом соединении. Можно
ли считать гем ароматическим соединением?

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Лекция по теме: «Пятичленные гетероциклы».
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. "Биоорганическая химия"- М.Медицина 1991 г., с.276-291.
3. Под ред. Н.А.Тюкавкиной "Руководство к лабораторным занятиям по органической химии" – М., ДРОФА, 2003 г., с. 327-330.
Дополнительная:
1. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. - «Начала органической химии», т.2 М.Химия 1970г., с.278-325.

Тема 23. Шестичленные гетероциклы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Строение, изомерия и номенклатура шестичленных гетероциклов. Систематическая номенклатура Ганча. Особые свойства ароматических циклов.
2. Основные представители азинов - азотсодержащих шестичленных гетероциклов.
2.1. Пиридин (азин). Повторить: строение пиридинового атома азота, ароматичность,
·-дефицитность пиридина, особенности образования орбиталей азота в пиридине.
2.1.1. Методы получения пиридина: циклизация ацетилена или бутадиена с циановодородами, циклическая конденсация альдегидов с аммиаком, дегидрирование пиперидина, извлечение пиридиновых фракций из каменноугольной смолы.
2.1.2. Химические свойства пиридина: основность, нуклеофильность, образование пиридиниевых ионов. Электрофильное замещение (нитрование, сульфирование, галогенирование), нуклеофильные реакции: аминирование по Чичибабину, гидроксилирование, присоединение гидрид-иона. Лактам-лактимная таутомерия 2- и 4- оксипиридинов.
2.1.3. Биологически значимые производные пиридина - природные соединения, метаболиты, лекарственные препараты: витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид) - строение, механизм действия in vivo и В6 (пиридоксаль). Гидразид изоникотиновой кислоты и его производные - противотуберкулезные препараты: сульфидин, алкалоиды: никотин, анабазин, кониин, производные тропана (атропин, кокаин, лобелин).
2.1.4. Пиперидин: строение, основные свойства.
2.2. Пиримидин (1,3-диазин) Структура, распределение электронной плотности в цикле пиримидина.
2.2.1. Общие способы получения пиримидинов - конденсация 1,3-диоксосоединений с производными мочевины и гуанидина. Синтез Траубе.
2.2.2. Химические свойства пиримидина: основность, нуклеофильное замещение в положениях 2,4,6, электрофильное замещение в положении 5.
2.2.3. Биологически значимые производные пиримидина. Нуклеиновые основания: урацил, тимин, цитозин, их строение и таутомерия. Барбитуровая кислота, ее таутомерия. Лекарственные препараты - производные барбитуровой кислоты. Сульфаниламидные препараты - сульфазин, сульфодиметоксин. Витамин В1(тиамин).
2.3. Пиразин (1,4-диазин). Структура, основные химические свойства.
2.3.1. Общие методы получения пиразинов - циклическая димеризация (-аминоальде-
гидов и кетонов, (-аминокислот.
2.3.2. Пиперазин, его значение в производстве лекарственных препаратов.
2.4. Пиридазин (1,2-диазин). Строение и основные химические свойства.
2.4.1. Общие методы получения пиридазинов: конденсация 1,4-диоксосоединений с гидразином.
2.4.3. Лекарственные препараты - производные пиридазина - сульфапиридазин.
3. Кислородсодержащие шестичленные гетероциклы - пираны.
3.1. (- и (- Пираны, причина их неароматичности и неустойчивости.
3.2. Образование 2,6-диметил-(-пирона циклической димеризацией ацетоуксусного эфира. Основность (-пирона, образование пирилий-катиона, его ароматичность. Взаимодействие пирилиевых солей с аммиаком с образованием производных пиридина.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №16 Кислотные свойства мочевой кислоты.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Напишите структурные формулы изомеров производных этилпиридина и всех изомерных ему производных пиридина. Приведите их названия.
2. Напишите структурные формулы следующих производных пиримидина:
А.2,4-диметилпиримидин, Б.2,5-диметилпиримидина, В.2,6-диметилпиримидина,
Г.4,5-диметилпиримидин, Д.4,6-диметилпиримидин, Е.5,6-диметилпиримедин.
Выделите названия, обозначающие одно и то же соединение, и выберите из них правильное.
3. Определите структуру соединения, которое образуется при термической циклополимеризации метилацетилена и циановодорода, приведите его название.
13 EMBED ISISServer 1415

4. Напишите схему следующих реакций пиридина, приведите названия продуктов:
13 EMBED ISISServer 1415
5. Определите строение продукта следующих реакций, приведите их названия и напишите все возможные их таутомерные формы.
13 EMBED ISISServer 1415
13 EMBED ISISServer 1415
6. В следующей схеме напишите формулы и названия соединений А, В и С (последнее используется при синтезе препарата сульфадимезин):
13 EMBED ISISServer 1415

7. В следующей схеме напишите формулы и названия соединений А, В и С:
13 EMBED ISISServer 1415

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:
1. Лекция по теме: «Шестичленные гетероциклы».
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. "Биоорганическая химия" М.Медицина 1991г., с.291-301.
3. Под ред. Н.А.Тюкавкиной "Руководство к лабораторным занятиям по органической химии" – М., ДРОФА, 2003 г., с. 331-335.
Дополнительная:
1.Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. - «Начала органической химии», т.2 М.Химия 1970 г.,
с.326- 354, 367-375.


Тема 24. Конденсированные гетероциклы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Индол (бензо[2,3]пиррол).
1.1. Образование производных индола с конденсацией замещенных анилина с производными хлоруксусной кислоты.
1.2. Химические свойства индола: ацидофобность, кислотные свойства; (-избыточность индольной системы, электрофильное замещение по положению 3.
1.3. Природные производные индола - триптофан, серотонин, индикан.
2. Бензимидазол (бензо[4,5]имидазол) Образование 2-замещенных бензимидазолов конденсацией орто-фенилендиамина с карбоновыми кислотами.
2-бензилбензимидазол (дибазол).
3. Хинолин (бензо[2,3]пиридин).
3.1. Образование хинолинов - синтез Скраупа.
3.2. Химические свойства хинолина: основность, нуклеофильность, окисление, восстановление. Электрофильное и нуклеофильное замещение.
3.3. Лекарственные препараты - производные хинолина: 8-оксихинолин (хинозол),
5-нитро-8-оксихинолин (НОК), аналоги налидиксовой кислоты - производные фторхинолона (пефлоксацин, норфлоксацин).
4. Изохинолин (бензо[3,4]пиридин). Производные изохинолина: папаверин, но-шпа. Способ синтетического получения папаверина из вератрола.
5. Акридин (дибензо[2,3,5,6,]пиридин).
5.1. Образование акридинов из производных дифениламина. Нуклеофильное замещение в положении 9 .
5.2. Лекарственные препараты - производные акридина: риванол, акрихин.
6. Бензо[2,3]пираны.
6.1. Получение бензо[2,3]пиранов из фенолов, ароматичность солей бензопириллия.
6.2. Природные соединения ряда бензопирана:
-токоферолы (витамин Е),
-биофлавоноиды: рутин, кверцетин, катехин, антоцианы.
7. Феноксазин (дибензо[2,3,5,6]оксазин). Его образование из орто-аминофенола. Производные феноксазинона - антибиотики актиномицины.
8. Фентиазин (дибензо[2,3,5,6]тиазин). Его образование из дифениламина. Лекарственные препараты - производные фентиазина: метиленовый синий, аминазин и его аналоги.
9. Бензодиазепины-1,4 - ряд высокоактивных транквилизаторов: элениум, седуксен, феназепам, нитразепам).
10. Пурины (имидазопиримидины).
10.1. Ароматичность пуринового цикла, его основные и кислотные свойства,
(NH)7-(NH)9 – таутомерия. Нуклеофильное замещение в положениях 2,6,8.
10.2. Нуклеиновые пуриновые основания - аденин, гуанин (повторить).
10.3. Мочевая кислота: ее таутомерия, кислотные свойства, растворимость мочевой кислоты и ее солей. Техническое значение мочевой кислоты как исходного сырья для получения пуриновых алкалоидов.
10.4. Пуриновые алкалоиды: кофеин, теофиллин, теобромин. Их природные источники и лекарственные свойства. Ксантин, гипоксантин. Методы промышленного получения пуриновых алкалоидов: а) из мочевой кислоты; б) синтез Траубе.
11. Производные птеридина (пиримидопиридина).
11.1 Фолиевая (птероилглутаминовая) кислота: ее структура, роль в обмене веществ (витамин В ).
11.2. Аллоксазин (2,4-диоксобензо[6,7]птеридин), флавин, рибофлавин (витамин В2). Их структура, роль флавиновых коферментов в обмене веществ.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №17 Качественная реакция обнаружения кофеина.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Аминокислота триптофан под действием микрофлоры кишечника разлагается с образованием следующих производных индола:
13 EMBED ISISServer 1415
Дополните эту схему (условия реакций, недостающие реакции) и приведите названия указанных соединений.


2. Напишите уравнения следующих реакций:
13 EMBED ISISServer 1415
3. Ниже приведена формула лекарственного препарата НОК. Напишите схему его получения по методу Скраупа.
13 EMBED ISISServer 1415
4. Ниже приведена формула (-токоферола (витамина Е). Определите, какие элементы структуры придают этому веществу липофильные свойства. В чем заключается механизм его антиоксидантного действия (напишите схему его реакции с активными радикалами)?
13 EMBED ISISServer 1415
5. Предложите схему получения кофеина, теофиллина и теобромина из ксантина.

6. Напишите схемы следующих реакций:
а) превращения аденина в гипоксантин; б) превращения гуанина в ксантин.
7. Напишите структурные формулы всех возможных таутомерных форм мочевой кислоты.

8. Дополните следующую схему синтеза ксантина (метод Траубе):
13 EMBED ISISServer 1415
9. Напишите структурную формулу рибофлавина и схему взаимопревращений его окисленной и восстановленной форм.

10. Напишите структурную формулу фолиевой кислоты и схему ее превращений в биохимическом переносе одноуглеродных фрагментов.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Лекция по теме: «Конденсированные гетероциклы».
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. "Биоорганическая химия" М.Медицина 1991г., с.291-301.
3. Под ред. Н.А.Тюкавкиной "Руководство к лабораторным занятиям по органической химии" – М., ДРОФА, 2003 г., с. 336-338.
Дополнительная:
1. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. - «Начала органической химии», т.2 М.Химия 1970 г., с.326-354, 367-375.


Тема 25. Алкалоиды

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Определение алкалоидов.
2. Классификация и номенклатура алкалоидов: 1) по химической структуре, 2) по биогенетическим предшественникам, 3) по природным источникам.
3. Важнейшие представители алкалоидов (химическая структура, природные источники, физиологическое действие).
3.1. Группа фенилэтиламина. Эфедрин, псевдоэфедрин. Их изомерия, структурное сходство с адреналином. Тирамин.
3.2. Группа пирролидина. Стахидрин, гигрин.
3.3. Группа пиридина. Никотин. Доказательство строения: окисление с образованием никотиновой кислоты. Анабазин. Химические свойства: бензоилирование, алкилирование. Анабазин гидрохлорид – лекарственный препарат.
3.4. Группа пиперидина. Лобелин. Синтез из лутидина.
3.5. Группа хинолина. Хинин и цинхонин. Строение хинуклидинового фрагмента. Синтетические препараты – хиноцид, примахин.
3.6. Алкалоиды опия.
3.6.1. Группа изохинолина. Папаверин, наркотин. Синтез папаверина.
3.6.2. Группа фенантрена. Морфин, кодеин. Структура циклической системы, функциональные группы. Синтетические аналоги (героин). Метилирование морфина – получение кодеина. Связь между природой функциональных групп и биологической активностью. Физиологические последствия употребления препаратов опия.
3.7. Группа тропана. Пространственное строение тропана. Атропин, кокаин: строение их "анестезиофорной" группировки, отличие их физиологического действия.
3.8. Группа индола. Гармин, иохимбин, резерпин.
4. Реакции качественного обнаружения алкалоидов
5. Применение алкалоидов в фармации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №18 Качественные реакции на алкалоиды.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Приведены структурные формулы шести алкалоидов. Определите: 1) из названия; 2) из каких растительных источников они получаются. Выделите и назовите гетероциклические фрагменты в их структуре. Определите основный центр молекулы, если таких центров несколько, то выделите наиболее основный:
13 EMBED ISISServer 1415


Во всех следующих заданиях дополните приведенные схемы синтеза:

2. Синтез алкалоида конина (Ладенбург, 1886 г.), содержащегося в пятнистом болиголове, вызывающего паралич ЦНС и остановку дыхания:
13 EMBED ISISServer 1415

3. Синтез тирамина:

13 EMBED ISISServer 1415

4. Схема промышленного получения папаверина из вератрола (I).

13 EMBED ISISServer 1415


ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:
1.Конспект лекции по теме "Алкалоиды".
2.Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 484-491.

Дополнительная:
1.В.В.Племенков "Введение в химию природных соединений" (учебное пособие), Казань, 2001, с.223-261.
3. Иванов В.Г., Горленко В.А., Гева О.Н. "Органическая химия" М."Мастерство", 2003, с.593-599.



Тема 26. Терпены

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Изопреноиды, их структура. "Изопреновое правило" Ружички.
2. Определение и химическая структура терпенов.
3. Классификация терпенов:
а) по количеству изопреновых звеньев;
б) по количеству циклов.
4. Физические свойства терпенов (плотность, т. кип., запах). Природные источники терпенов (живица, скипидар, канифоль), методы их выделения из природных источников.
5. Основные представители терпенов: нахождение в природе, химическая структура, химические свойства, биологическая активность, значение в фармации.
5.1. Монотерпены:
5.1.1. Ациклические: мирцен, оцимен, гераниол, цитраль.
5.1.2. Моноциклические:
а) Ментол: его стереоизомерия; природные источники, биологические свойства. Синтез ментола из м-крезола. Препарат валидол – его состав и метод получения.
б) ментадиены: их изомерия (дипентен, лимонен и др.), гидратация – образование терпин-гидрата, синтез терпингидрата из пинена.
5.1.3. Бициклические:
а) группа пинана: строение
·- и
·-пиненов, превращение
·-пинена в терпингидрат;
б) Группа камфана. Камфора – её физические свойства и стереоизомерия, природные источники и способы выделения. Синтез камфоры из пинена. Реакция камфоры с гидроксиламином (количественное определение). Производные камфоры – лекарственные препараты: бромкамфора, сульфокамфорная кислота. Получение бромкамфоры бромированием камфоры, её реакция с цинком в щелочной среде (количественное определение). Сульфокамфора – реакция с ДНФГ, сплавление с карбонатом и нитратом натрия, реакция с NaOH (качественное и количественное определение).
6. Тетратерпены. Каротиноиды: каротин, витамин А (ретинол, ретиналь) – их природные источники, химическая структура, биологическая активность. Превращение каротина в ретиналь.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Напишите схему следующих превращений, приведите названия всех соединений:
13 EMBED ISISServer 1415
2. Составьте схемы следующих реакций
·3 –ментена:
13 EMBED ISISServer 1415
3. Представлены формулы гераниола (А – компонент масла герани) и цитраля (В - компонент масла лимона, применяющийся в медицине). Предложите путь получения этих веществ из
·-мирцена (см. вопрос 1).
13 EMBED ISISServer 1415
Проанализируйте эти структуры и определите: а) их общие реакции; б) их отличительные реакции; в) реакции, связывающие эти соединения между собой.
4. При димеризации изопрена по типу диенового синтеза образуется дипентен - рацемическая форма циклического монотерпена. Напишите схему этой реакции, выделите в структуре дипентена хиральный атом углерода.
5. При полной гидратации дипентена или его оптически активного энантиомера лимонена (компонент лимонного масла, скипидара), образуется двухатомный спирт терпин – лекарственный препарат, применяющийся при бронхите. Напишите схему этой реакции, в структуре терпина отметьте хиральные атомы углерода.
6. Ретиналь, ретинол и каротин – вещества, обладающие А-витаминной активностью. Напишите структурные формулы этих соединений и схему превращений, связывающую их друг с другом.
7. Составьте схемы следующих превращений камфоры:

13 EMBED ISISServer 1415

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Конспект лекции по органической химии, тема "Терпены, каротиноиды".
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. "Биоорганическая химия" М., Медицина, 1991г., с.442-447.
Дополнительная:
1. В.Г.Беликов "Фармацевтическая химия", изд. 4-е, М., МЕДпресс-информ, 2007 г. с.326-339.
2. Машковский М.Д. "Лекарственные средства" (пособие для врачей) в 2 частях,
М., Медицина, 1993 г.


Тема 27. Стероиды

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Строение циклопентанпергидрофенантрена (стерана). Сквален – биохимический предшественник стероидов.
2. Холестерин: строение, физические и химические свойства. Биологическая роль.
3. Желчные кислоты: холевая, дезоксихолевая, литохолевая. Парные желчные кислоты – гликохолевая, таутохолевая – их поверхностно-активные свойства и биологическая роль.
4. Стероидные гормоны. Их структура, понятие о биологическом действии.
4.1. Гормоны коры надпочечников (кортикостероиды), производные прегнана: глюкокортикоиды – кортизон; минералокортикоиды – альдостерон.
4.2. Половые гормоны: женские – эстрагены, прогестерон; мужские – андростерон, тестостерон.
5. Лекарственные препараты стероидной струкутуры.
5.1. Синтетические аналоги глюкокортикоидов – гидрокортизон, преднизолон, фторсодержащие – препараты противовоспалительного действия.
5.2. Синтетические аналоги женских и мужских половых гормонов – препараты анаболического и противоопухолевого действия.
5.3. Сердечные гликозиды – дигитоксигенин, строфантидин.

ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

1. Напишите структурную формулу стерана, отметьте буквенное обозначение колец и нумерацию атомов.
2. Напишите структурную формулу холестерина, обозначьте нумерацию атомов. Какие физические и химические свойства холестерина можно предположить, исходя из его строения?
3. При действии серной кислоты на раствор холестерина в хлороформе появляется красное окрашивание (качественная реакция на холестерин). Какими химическими превращениями обусловлена эта реакция?
4. Проанализируйте структурные формулы трех стероидных гормонов: эстрадиола (I), эстриола (II) и андростерона (III):
13 EMBED ISISServer 1415
Какими химическими реакциями можно отличить эти вещества друг от друга?
5. Стероидные гормоны как лекарственные средства часто используются в виде так называемых ацетонидов – циклических ацеталей, образующихся при взаимодействии 1,2- и 1,3-диолов с ацетоном в присутствии кислоты. Какие из приведенных в п.4 веществ могут образовывать ацетониды? Напишите схему этой реакции.
6. В фармацевтическом анализе для идентификации некоторых препаратов используют их реакцию с 2,4-динитрофенилгидразином. Какие из приведенных в п.4 веществ могут вступать в эту реакцию? Напишите схему реакции.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1.Лекция по теме: «Cтероиды».
1. Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 469-483.
Дополнительная:
1. В.В.Племенков – Введение в химию природных соединений – Учебное пособие для химических, биологических и медицинских специальностей ВУЗов, Казань, 2001, с. 184-190.
2. Ю.А.Овчинников – Биоорганическая химия – М., Просвещение, 1987 г.,
с. 702-714.



РАЗДЕЛ II. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Работа №10: Качественные реакции на аминокислоты и белки

1. Образование комплекса Cu2+ с глицином

В пробирку помещают небольшое количество CuO, приливают 2-3 мл раствора глицина и кипятят на спиртовке ~ 1 мин. Отмечают изменение цвета раствора.

2. Биуретовая реакция на белок

В пробирке к 2-3 мл 10%-го раствора NaOH добавляют 2-3 капли раствора CuSO4, выпадает осадок Cu(OH)2. К полученной массе приливают 1-2 мл раствора яичного альбумина, встряхивают. Отмечают изменение цвета раствора.

3. Ксантопротеиновая реакция на белок

В пробирке к 1 мл раствора яичного альбумина приливают 1 мл (не больше!) азотной кислоты и нагревают на спиртовке ~ 0,5 мин. Отмечают изменение цвета. Добавляют 1-2 мл 10%-го раствора NaOH, встряхивают, отмечают изменение цвета раствора.

По окончании работы составьте отчет и сдайте на проверку преподавателю.
Содержание отчета:

I. Ход работы.
II. Выводы:
Отметьте: 1) Что означает изменение цвета реакционной массы? 2) Напишите схемы химических превращений. 3) Какое практическое значение имеют проведенные реакции?

ЛИТЕРАТУРА:
Н.Н.Артемьева, В.Л.Белобородов и др. (под редакцией Н.А.Тюкавкиной) – Руководство к лабораторным занятиям по органической химии – ДРОФА, М.,2003 г., с. 314-316.


Работа №11: Качественные реакции на моносахариды

1. Качественные реакции глюкозы

а) В пробирке к 2-3 мл 10%-го раствора NaOH добавляют 2-3 капли раствора CuSO4, выпадает осадок Cu(OH)2. К полученной массе приливают 1-2 мл раствора глюкозы, встряхивают. Отмечают изменения реакционной массы.
б) После проведения предыдущего опыта пробирку (верхнюю часть жидкости) нагревают на спиртовке 5-10 сек. Отмечают изменение цвета.
в) В пробирке к 2-3 мл раствора глюкозы приливают 1 мл реактива Фелинга и нагревают верхнюю часть пробирки на спиртовке 5-10 сек. Отмечают изменение цвета.

2. Реакция Селиванова на фруктозу
13 EMBED ISISServer 1415
В пробирку помещают 1 мл раствора фруктозы и 1 мл реактива Селиванова, перемешивают и кипятят на спиртовке 1-2 мин. Отмечают изменение цвета раствора.

По окончании работы составляется отчет и сдается на проверку преподавателю.

Содержание отчета:

I. Название работы.
II. Ход работы.
III.Схемы химических реакций.
IV.Выводы:
Отметьте: 1) Что означает изменение цвета реакционной массы? 2) Напишите схемы химических превращений. 3) Какое практическое значение имеют проведенные реакции?


Работа №12: Качественная реакция на крахмал

В пробирку помещают 1 мл раствора крахмала и добавляют 1 каплю (не больше!) раствора йода. Отмечают изменение цвета. Затем добавляют 2-3 мл воды и нагревают на спиртовке при кипении 1-2 мин. Отмечают изменение цвета. Пробирку охлаждают под струей воды (перемешивание), отмечают изменение цвета.

По окончании работы составляется отчет и сдается на проверку преподавателю.

Содержание отчета:

I. Название работы.

II. Ход работы.
III.Схемы химических реакций.
IV.Выводы:
Отметьте: 1) Что означает изменение цвета реакционной массы? 2) Напишите схемы химических превращений. 3) Какое практическое значение имеет проведенная реакция?


Работа №13: Получение фенилдиазонийхлорида и его реакции

1. Получение фенилдиазонийхлорида

Предварительно приготовляют раствор нитрита натрия: 6 лопаточек нитрита натрия растворяют в 2 мл воды.
В колбу на 25 мл помещают 1 мл анилина, 7-8 мл воды и 3 мл концентрированной соляной кислоты, перемешивают до полного растворения анилина. Смесь охлаждают в бане со льдом до 0-5о. Затем при непрерывном перемешивании по каплям 1 мл приготовленного раствора нитрита натрия, поддерживая температуру не выше 0-5о. Затем сделайте пробу реакционной массы на йодкрахмальную бумагу: если реакция полностью закончилась, то бумага окрашивается в сине-фиолетовый цвет, в противном случае добавьте еще 2-3 капли раствора NaNO2 и вновь сделайте йодкрахмальную пробу.
Полученный раствор фенилдиазонийхлорида сохраните для следующих опытов (держать при 0-5о!).

Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции диазотирования анилина, объясните её механизм.
2. Почему меняется окраска йодкрахмальной бумаги (схема реакции)?


2. Разложение фенилдиазонийхлорида при нагревании

Часть полученного раствора фенилдиазония (примерно 3 мл) отделите в чистую пробирку и слегка нагрейте её над пламенем спиртовки, Немедленно начинается выделение пузырьков газа, которое далее продолжается без нагревания. По окончании выделения газа пробирку охладите холодной водой и добавьте в неё 1 каплю раствора хлорного железа (FeCl3) – появляется фиолетовая окраска.

Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции разложения фенилдиазонийхлорижа при нагревании, Какой газ при этом выделяется?

3. Получение 4-диметиламиноазобензола

В пробирку помещают 1 каплю N,N-диметиланилина, 3-4 капли воды и добавляют несколько капель концентрированной соляной кислоты до образования прозрачного раствора. Смесь охлаждают в бане со льдом и прибавляют к ней часть (примерно 3 мл) раствора фенилдиазонийхлорида. Энергично встряхивают пробирку и медленно прибавляют к ней раствор ацетата натрия до выпадения желто-оранжевого осадка продукта.
Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции азосочетания фенилдиазонийхлорида с диметиланилином. Каков её механизм? Почему HCl в этой реакции берется в избытке?
2. С какой целью добавляется раствор ацетата натрия?

4. Получение
·-фенилазо-
·-нафтола

В пробирку помещают несколько крупинок
·-нафтола и добавляют до растворения 2-3 капли 10%-го раствора NaOH. 1 каплю полученного раствора добавляют к 3 мл раствора фенилдиазония. Азокраситель выпадает в виде осадка оранжево-красного цвета.
Вопросы и задания
1. Напишите схему реакции азосочетания фенилдиазонийхлорида с
·-нафтолом.
2. Почему в данном случае реакция азосочетания проводится в щелочной среде?

По окончании работы составьте отчет и сдайте на проверку преподавателю.

Содержание отчета:
I. Название работы.
II. Ход работы.
III. Ответы на вопросы и задания.

Литература
1.Руководство к лабораторным занятиям по органической химии под ред. Н.А.Тюкавкиной – ДРОФА, М, 2003, с. 298-299.


Работа №14: Синтез ацетона
Схема химической реакции:
13 EMBED ISISServer 1415
В двугорлую колбу емкостью 200 мл с обратным холодильником и капельной воронкой 20 мл изопропилового спирта. В стакане растворяют 22,8 г дихромата натрия в 60 мл воды, и к полученному раствору осторожно при перемешивании приливают 20 мл концентрированной серной кислоты. Полученную хромовую смесь переносят в капельную воронку и порциями по 1-2 мл приливают в колбу с изопропиловым спиртом. Реакционная смесь разогревается, поэтому следующие порции хромовой смеси прибавляют постепенно при встряхивании колбы после некоторого остывания реакционной массы. После прибавления всей хромовой смеси колбу нагревают на водяной бане в течение 10 мин. и затем охлаждают до комнатной температуры. Реакционную массу переносят в колбу Вюрца с нисходящим прямым холодильником и отгоняют ацетон на водяной бане, собирая фракцию с т.кип. в интервале 55-58оС. Полученный продукт высушивают безводным хлоридом кальция, затем отделяют от CaCl2 декантацией и замеряют его объем.

Ацетон – бесцветная жидкость с характерным запахом, т.кип. – 56оС, плотность – 0,79 г\мл; с водой и большинством органических растворителей смешивается в любых отношениях.

Содержание отчета:

I. Название работы.
II. Схема реакции.
III. Использованные реактивы.
IV. Ход работы.
V. Полученные результаты:
а) физико-химические константы полученного продукта (температура кипения);
б) количество продукта в граммах;
в) выход продукта в % от теоретического (рассчитать по уравнению реакции).

Литература
1.Руководство к лабораторным занятиям по органической химии под ред. Н.А.Тюкавкиной – ДРОФА, М, 2003, с. 154.

Работа №15: Синтез ацетилсалициловой кислоты

Схема химической реакции:
13 EMBED ISISServer 1415

В коническую колбу на 25 мл помещают 1,5 г салициловой кислоты, 3 мл уксусного ангидрида и 3-4 капли 85%-го раствора фосфорной кислоты. Колбу снабжают обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и нагревают на водяной бане при 70-80о 30 мин. Смесь охлаждают в бане со льдом и приливают в колбу 20 мл холодной воды. Ацетилсалициловая кислота выпадает в виде кристаллического осадка, который отфильтровывают под вакуумом, промывают холодной водой и перекристаллизовывают из водного этанола. Полученный продукт сушат при 50о, определяют его температуру плавления и взвешивают. Оцените качество продукта, сравнив его т.пл. с т.пл.исходной салициловой кислоты (160оС).



Ацетилсалициловая кислота (аспирин) – бесцветные кристаллы с т.пл. 133-136оС. При нагревании свыше 140о разлагается. Растворима в этаноле (20 г в 100 мл 90%-го спирта), плохо растворима в воде. При хранении во влажной атмосфере гидролизуется.

Содержание отчета:

I. Название работы.
II. Схема реакции.
III. Использованные реактивы.
IV. Ход работы.
V. Полученные результаты:
а) физико-химические константы полученного продукта (температура плавления);
б) количество продукта в граммах;
в) выход продукта в % от теоретического (рассчитать по уравнению реакции).

Литература
1.Руководство к лабораторным занятиям по органической химии под ред. Н.А.Тюкавкиной – ДРОФА, М, 2003, с. 152-153.

Работа №16: Кислотные свойства мочевой кислоты

Трудно растворимая в воде аммониевая соль мочевой кислоты является компонентом мочевых камней.

В пробирку помещают на кончике лопатки мочевую кислоту и при встряхивании добавляют 5 – 6 капель воды. Мочевая кислота плохо растворяется в воде. К полученной взвеси добавляют 1 каплю 10%-го раствора NaOH. Раствор становится прозрачным вследствие образования динатриевой соли мочевой кислоты. К этому раствору добавляют 1 каплю насыщенного раствора NH4Cl. Наблюдается появление осадка.

По окончании работы составляется отчет и сдается на проверку преподавателю.

Содержание отчета:

I. Название работы.
II. Ход работы.
III. Схема химических реакций.
IV. Выводы:
1) Напишите схемы происходящих химических реакций.
2) Какое биологическое значение имеют наблюдаемые свойства мочевой кислоты и её солей?

Литература
1.Руководство к лабораторным занятиям по органической химии под ред. Н.А.Тюкавкиной – ДРОФА, М, 2003, с. 340.


Работа №17: Качественная реакция обнаружения кофеина

Для качественного определения производных ксантина, в том числе кофеина, применяется т.н. мурексидная реакция, в результате которой образуются соединения, имеющие фиолетовую окраску.

Кофеин (А) под действием перекиси водорода расщепляется на метилмочевину (В) и диметилаллоксан (С). Последний в присутствии HCl образует димер (D), который под действием аммиака превращается в ярко окрашенную аммониевую соль пурпуровой кислоты (Е):
13 EMBED ISISServer 1415

Полученный в предыдущем опыте продукт помещают в фарфоровую чашку, добавляют 10 капель 3%-го раствора перекиси водорода и 10 капель 10%-й соляной кислоты. Жидкость упаривают на кипящей водяной бане. К остатку добавляют 2-3 капли 10%-го водного раствора аммиака. Появляется пурпурно-фиолетовое окрашивание.

Содержание отчета:

I. Название работы.
II. Ход работы
III. Выводы:
1) Напишите схемы происходящих химических реакций.
2) Какое практическое значение имеют проведенные вами реакции?


Литература
1.Руководство к лабораторным занятиям по органической химии под ред. Н.А.Тюкавкиной – ДРОФА, М, 2003, с. 339.

Работа №18: Качественные реакции на алкалоиды

1. Общие реакции на алкалоиды

В пробирке смешайте 1 каплю раствора хинина и 5 капель воды. На предметное стекло (или в чашку Петри) нанесите из пробирки дважды по 1 капле полученного раствора хинина на некотором расстоянии друг от друга. Далее рядом с первой каплей поместите 1 каплю раствора йода в иодиде калия, а со второй – 1 каплю насыщенного раствора пикриновой кислоты. В местах соприкосновения капель появляются кристаллы, имеющие характерную окраску.

2. Талейохинная проба

В пробирку с раствором из первого опыта добавьте 2 капли бромной воды (насыщенный раствор брома в воде), а затем 1 каплю 10%-го раствора аммиака. Появляется интенсивное зеленое окрашивание.

Содержание отчета:

I. Название работы.
II. Ход работы.
III. Выводы:
1) Напишите схемы происходящих химических реакций (кроме талейохинной пробы).
2) Какое
практическое значение имеют проведенные вами реакции?

Литература
1.Руководство к лабораторным занятиям по органической химии под ред. Н.А.Тюкавкиной – ДРОФА, М, 2003, с. 343-344.











13PAGE 15


13PAGE 14415




. . Root EntryZ(H ) !
·
·~
·
·
·
·!"
·
·~
·
·
·
·"#
·
·~
·
·
·
·#$
·
·~
·
·
·
·$
·
·~
·
·
·
·$%~
·
·
·
· &~
·
·
·
· '~
·
·
·
·!(~
·
·
·
·!)~
·
·
·
·"*~
·
·
·
·"+~
·
·
·
·$~
·
·
·
·
·
·
·
·І
·
·
·
·
·
·
·i
·
·
·
·
·З
·
·
·К
·Ђ
·
·џ‘
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·a]
·
·
·
·
·
·
·xB + C Х°
·

Приложенные файлы

  • doc 394887
    Размер файла: 618 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий