Курсовая работа (т): Рассмотрение синтезов соединений с пятичленными циклами
1) Взаимодействие гидроксиамина с 1,3-дикарбонильными соединениями.
Причем из несимметричного карбонильного соединения образуются два изомерных
изоксазола.
) 1,3-диполярное циклоприсоединение нитрилоксида к алкенам и
алкинам. Этим способом можно получить самые разные изоксазолы варьированием
заместителей обоих реагентов.
гетероциклический синтез пятичленный гетероатом
Общие методы получения изоксазолов не могут быть с
легкостью применены для синтеза изотиазолов. Тиогидроксиламино-S-сульфонат
калия реагирует по карбонильной группе пропаргилового альдегида, который может
циклизоваться в изотиазол в присутствии бикарбоната натрия.
Метод получения изотиазолов 1,3-диполярным циклоприсоединением нитрилсульфидов аналогичен получению изоксазолов, но эти реакции более ограничены числом заместителей, которые можно было бы ввести в молекулы.
Изотиазолы также могут быть получены из
соответствующих изоксазолов восстановительным раскрытием цикла с последующим
превращением в тиоамид и окислительной циклизацией. [18]
Где: 3- H2/ Ni; 4-Р2О5; 5-хлоранил
. Методы синтеза конденсированных пятичленных
гетероциклов с двумя гетероатомомами
Почти во всех синтезах индазолов исходными соединениями являются
производные бензола. Пиразольный цикл может заключаться одним из четырёх
возможных способов:
Большинство индазолов получают замыканием кольца по типу III, поэтому ниже будут приведены примеры этого типа:
1) Получают индазол и его замещенные из о-гидразинокоричной,
o-гидразинобензойной или о-гидразинофенилглиоксалевой кислот.
2) Циклизацией N-нитрозо-N-ацетил-о-толуидина (получают действием азотной
кислотой на N-ацетил-о-толуидина), которая протекает с выделением уксусной
кислоты.[19]
Бензимидазолы получают из о-фенилендиаминов или замещенных
о-фенилендиаминов и кислот или их производных. Ланденбург первым отметил,что
монозамещенные производные о-фенилендиамина при простом нагревании легко
переходят в соотвествующие бензимидазолы. Так как моноацильные производные
легкодоступны,этот метод является удобным для синтеза бензимидазолов.
Первая стадия реакции сходна с другими реакциями аминолиза карбонильных соединений, когда происходит присоединение группы N-H к карбонильной группе. На этой стадии происходит образование циклического соединения (дигидробензимидазола), которое теряет молекулу воды и переходит в нужный бензимидазол. [20]
Бензоксазол получают взаимодействие о-аминофенола с карбоновыми кислотами
и их производными при нагревании. [21]
Бензотиазол получается при нагревании о-аминотиофенола (получают путём
расщепления бензотиазолин-2-тиона щелочью при высоких температурах) с
ортомуравьиным эфиром в присутствии каталитического количества серной кислоты
образуется бензотиазол.
А так же по реакции о-аминотиофенола с хлорангидридами и ангидридами
кислот. Промежуточными соединениями являются о-ациламинотиофенолы, которые
легко подвергаются циклизации.
Некоторые общие методы, используемые для получения конденсированных
систем, приведены ниже:
Методы синтеза бензизотиазолов родственны способам получения
моноциклическим системам, в которых связь N-S образуется при окислении. Для
метода получения бензизоксазолов, было установлено, что кольцевой атом
кислорода образуется из нитро-, а не из карбонильной группы. [22]
. Экспериментальная часть: получение индазола
Индазол получали циклизацией N-нитрозо-N-ацетил-о-толуидина (который был
получен действием азотной кислотой на N-ацетил-о-толуидина), которая протекает
с выделением уксусной кислоты.
. Получение N-ацетил-о-толуидина
В круглодонной двугорловой колбе, снабженной магнитной мешалкой и
обратным холодильником, растворяли 15 г о-толуидина в 27 мл бензола. Затем
осторожно в течение 15 мин приливали из капельной воронки 14,4 г уксусного ангидрида.
При этом реакционная смесь разогревалась до кипения. По окончании прибавления
уксусного ангидрида смеси давали охладиться. По мере охлаждения содержимое
колбы закристаллизовывалось. К смеси добавляли равный объем воды и выпавшие
кристаллы отсасывали на воронке Бюхнера, промывали холодной водой. Полученный
продукт высушивали на воздухе. Выход 15,4 г (74%)
2. Получение N-нитрозо-N-ацетил-о-толуидина.
В стакане, снабжённом мешалкой, суспендировали 15,4 г N-ацетил-о-толуидина в 103 мл толуола и смесь охлаждали до 0-5 оС. При интенсивном перемешивании приливали 18 мл концентрированной НCl и, следя за тем, чтобы температура реакционной массы не поднималась выше 5 оС, порциями прибавляли 10,8 г твердого нитрита натрия (Тяга!). После этого содержимое стакана перемешивали ещё 2 час при температуре 5 оС и выливали в 103 мл холодной воды. Толуольный слой отделяли, промывали 26 мл 10%-ного раствора Na2CO3. Водой (26 мл) и в течение 20 мин сушили хлоридом кальция.
. Получение индазола.
Раствор N-нитрозо-N-ацетил-о-толуидина перенесли в пол-литровую
круглодонную колбу обратным холодильником и осторожно нагревали до начала
экзотермической реакции циклизации. После прекращения самопроизвольного
кипения, смесь нагревали ещё 5 мин. Затем отгоняли с водяным паром большую
часть толуола, добавили 20,5 18%-ной HCl и продолжили отгонять остатки толуола
водяным паром. Колбу охлаждали, водный раствор гидрохлорида индазола
нейтрализовали NH4OH. Выпавший осадок индазола отфильтровывают, промывают
холодной водой (20 мл). Перекристаллизовывали из 50 частей воды[23]. Выход: 6,5
г (79%) Тпл= 151оС
Вывод
В ходе курсовой работы были рассмотрены методы синтеза некоторых гетероциклических соединений с пятичленными циклами. Были описаны общие методы получения группы соединений, синтезы применяемые в промышленности и в лабораториях. Был проведен опыт по получению одного из гетероциклических соединений с пятичленным циклом, а именно, индазола.
В данной курсовой работе было обобщено большое количество методов
получения веществ и выбраны наиболее полезные для практического применения.
Список литературы
1. Моррисон, Бойд. "Органическая химия", (1974 г.) стр. 1022
. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4398.html
. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3368.html
. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4398.html
. Моррисон, Бойд. "Органическая химия", (1974 г.) стр. 1022
. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/urovskaja/getero.pdf
. Джоуль, Миллс "Химия гетероциклических соединений" (2004 г.) стр. 368
. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/urovskaja/getero.pdf
. Моррисон, Бойд. "Органическая химия", (1974 г) стр. 1018
. Джоуль, Миллс "Химия гетероциклических соединений" (2004 г.) стр. 268-271
11. Эльдерфилд "Гетероциклические соединения", том 2, (1954 г.) стр. 6
. Джилкрист Т. "Химия гетероциклических соединений", (1996 г.) стр. 281-283
. Джилкрист Т. "Химия гетероциклических соединений", (1996 г.) стр. 347
. Эльдерфилд "Гетероциклические соединения", том 5, (1961 г.) стр. 179
. Джилкрист Т. "Химия гетероциклических соединений", (1996 г.) стр. 352
. Эльдерфилд "Гетероциклические соединения", том 5, (1961 г) стр. 243
. Джилкрист Т. "Химия гетероциклических соединений", (1996 г) стр. 366-367
. Джилкрист Т. "Химия гетероциклических соединений", (1996 г) стр. 375-377
. Эльдерфилд "Гетероциклические соединения", том 5, (1961 г.) стр. 136-138
. Эльдерфилд "Гетероциклические соединения", том 5, (1961 г.) стр. 217
. Эльдерфилд "Гетероциклические соединения", том 5, (1961 г.) стр. 349
. Джилкрист Т. "Химия гетероциклических соединений", (1996 г.) стр. 377
. Пожарский
А.Ф. Анисимова В.А., "Практические работы по химии гетероциклов"
(1988 г.) стр. 77-78