Курсовая: Пиразолы, тетразолы и триазолы - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Пиразолы, тетразолы и триазолы

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1015 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

17 Федеральное агентств о по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионально го образ о вания Самарский государственный технический университ ет Кафедра: «Органическая химия » Курсовая работа Выполнил: студент _________________ (подпись) Руководитель: _________________ (подпись) Работа защищена “___“ __________ 200 8 г. Оценка _______Зав. кафедрой: доцент, д. х. н._________________ (подпис ь) Самара, 200 8 г . Оглавление 1. В ведение 3 1.1.Свойства 3 1.2.Практическое применение 3 1.3.Методика синтеза 4 2.Литературный обзор. Пиразолы, тетразолы и триазол ы 5 2.1.Общие сведения 5 2.2.Получение пиразолов реакцией синтеза кольца 6 2.3.Свойства пиразолов 8 2.3.1.Реакции замещения 8 2.3.2.Реакции, приводящие к раскрытию цикла 11 3.Выводы 15 Сп исок литературы 16 1. Введение 1.1. Свойства Циклическая сист ема пиразола I предст авляет собой дважды ненасыщенное пятичленное кольцо с двумя рядом расп оложенными атомами азота. Кнорр впервые в 1883 г. синтезировал соединение, содер жащее этот цикл. При проведении реакции ацетоуксус ного эфира с фенилгидразином он полу чил 1-фени л-3-метил-5-пиразолон II . Вслед за изучением хинина Кно рр стал проводить исследования противолихор адочного действия II и родственных соединений; так было открыто важное жаропонижающее средство, антипирин III . Для этих соединений Кнорр вве л название пиразолы, отмечая тем самым, что данное ядро произошло из пирр ола путем замены атома углерода на азот; он синтезировал много представи телей этого класса и систематически изучал их свойства. В соответств ии с общими правилами номенклатуры гетероциклических соединений принята нумерация пиразолов, указанная в формула х I и II , а также названия пиразолин и п иразолидин для дигидро- и тетрагидропиразолов IV и V . Известны три общи х метода синтеза циклической системы пиразола. Реакция гидразина и его производных, например арил- или алкилгид разинов, семикарбазида или аминогуанидина с 1,3-дикарб онильными соеди нениями. Аналогичен синтез пиразолонов из в- кетоэфиров. Реакция гидраз инов с б,в -ненасыщенным и карбонильными соединениями. Пиразолон ы и пиразолидоны получают из соответствующих б,в- ацети леновых или этиленовых кислот или их производных. Реакция ал ифатических диазосоединений типа диазометана или ди азоуксусного эфира с ацетиленами и олефинами. Кроме того, имеется ряд менее общих методов, находящих применение лишь в отдельных случаях. Пра ктическое применение Так как фенилгидразин является наиболее легкодос тупным гидразином, особое внимание было уделено 1-фенилпиразолам, ко торые в настоящее время можно считать самыми важн ыми и наиболее тщательно исследованными производ ными. Поскольку многие лекарственные препараты и красители содержат пи разольное ядро, этот класс соединений широко изучался и исследования пр одолжаются и теперь, несмотря на то, что антипирин и родственные медикаменты больше не используются в США. Пиразолоновые красители особенно важны в цветной фотографии. 2. Литературный обзор. Пиразолы, тетразолы и триазолы 2.1. Общие сведения Производны е этих гетероциклов представляют собой устойчи вые ароматические соединения. Многие из них используют ся в про мышленном производстве лекарственн ых препаратов, пестицидов и красителей. В качестве примеров можно привес ти гербицид соль пи разолия 9 (дифеиэокват), рак сил (10) — фунгицид, используемый для зашиты ра стений, фенилбутазои (11) — противовоспалительное средство и флуконазол (12) — лекарственный препарат для л ечения грибковых инфекций. Производные 1,2,3-тр иазола применяют в ка честве оптических отбе ливателей. Тетразолы имеют важное значе ние в медицинской химии, так как N -незамещенные тетразолы мож но рассматривать как аналоги карбоновых кислот: величи ны их рК, сравни мы (разд. 8.1), и они представляют собой плоские, делокали зованные системы с примерно такими же пространственны ми тре бованиями. Были синтезированы аналоги аминокислот и многих других природных карбо ловых кислот, в молекулах которых карбоксильная группа заменена тетраз ольным циклом. . 2.2. Получение пиразолов реакцией синт еза кольца Эт и гетероциклы можно синтезировать с помощью реакций за мыкания цикла и циклоприсоединения . Наиболее общий метод получения пиразолов заключа ется во взаимодействии 1,3-дикарбонильных соедине ний или их ана логов (таких, как сложные эфиры е нолов) с гидразинами. В каче стве примера прив едем синтез 3,5-диметилпиразола (13) из пентан- дио на-2,4 и гидразина. Недостаток этого метода заключается в том, что несимметричные дикарбонильные соединения ил и их производные иногда образуют смеси изоме рных пиразолов. К хо рошим результатам в полу чении некоторых N -незамещенных пира золов при водит взаимодействие гидразидов XCSNHNH 2 ( X =. SR или NR 2) с а-галогенокетонами. В ходе реакции в качестве интерме диа тов образуются тиадиазины 14, которые либо самопроизвольно, либо при обработке кислота ми элиминируют атом серы и превра щаются в пиразол ы с хорошим выходом. Пиразолы м ожно также получить циклизацией ацетиленовых ги дразинов, электроциклизацией ненасыщенных диазосоединений, 1,3-диполярным циклоприсоединени ем диазосоединений и нитрилимидов. Существует много удобных методов синтеза 1,2,4- триазолов, наиболее важные из которых основ аны на создании и циклизации структур типа N — С— N— N— С и С— N— С— N— N. В качестве пример а первого типа можно привести термическую конденсацию ацилгидразида с амидом или (что лучше) с тиоамидом (реакция Пеллиццари); так, бензоилгидразид вступает в реакцию с тиобенза- мидом при 140 °С с образованием 3,5-дифенил-1,2,4-триазола (15) . Примером второго типа циклизации служит реакци я Эйнхорна — Бруннера, в кото рой гидразин или монозамещенный гидразин конденсируется с диациламино м в присутствии слабой кислоты. Так, при взаим одействии фенилгидразина и N -формаль бензамида образу ется с хорошим выходом 1,5-дифенил-1,2,4-триазол (16). 1Н-1,2,3-Тр иазолы могут быть получены 1,3-диполярным присоединением разнообразных а роматических азидов XN 3 ( X = алкил, винил, арил, ацил, арил сульфонил и т. д.) к ацетиленам. Некоторые соед и нения (енолят-анионы, простые эфиры енолов, е намины, а-ацил- фосфорилиды) при взаимодейств ии с азидами дают 1,2,3-триазолы. Например, илид 17 реагирует с азидобензолом в растворе при тем пературе 80 °С с образованием 1,5-дифенил-1,2,3-триазола с хоро шим выходом. Эти ре акции, в противоположность присоедине нию к а цетиленам, высоко региоселективны. Иногда при присоеди нении азидов (например, триметилсилил- или ацилазидов) об разу ются 2Н-1,2,3-триазолы; при этом, очевидно, миг рация заместителя к атому N -2 происходит после з амыкания цикла. Наиболее часто 2Н-1,2,3-триазолы получают из 1,2-дикетонов. Прим ером реакции такого типа может служить окисл ительная циклизация в присутст вии солей мед и(Н) бис-арилгидразонов 1,2-дикетонов. Возможный механизм циклизации бис-фенилгндразонов а-кетоальдеги дов 18 приведен ниже. Некоторые распространенные методы получения тетразолов за ключаются в присоединении азотистоводородной кислоты ( Н3 N ) или аз ид-ионов к соединениям, содержащим кратную связь угле род — азот. Примерами таких реакций могут служить: а) синтез 5- фенилте тразола нагреванием бензонитрила и азида натрия в N , N - диметилформамиде, б) образование 1-бензилтетразола из бен зилизонитрила и азотистоводородной кислоты в п рисутствии сле довых количеств серной кисло ты в) превращение имидоил- хлоридов 19 в 1,5-дизамеще иные тетразолы взаимодействием с НЫз или ази дом натрия. 2,5-Дизамещенные тетразолы могут быть получены другим способом — реакцией амидразонов 20 с азо тистой кислотой. 2.3. Свойства пиразолов 2.3.1. Реакции замещения Химические свойства этих азолов отл ичаются от свойств пирро ла тем значительнее , чем больше число атомов азота в молекуле. Для этих циклических систем относительно редки реакции злектро- фильного замещения по атому углерода, так как атомов углерода в молекуле меньше, и злектрофилы пр еимущественно атакуют атомы азота. Пиразолы можно хлорировать и бромир овать в мягких условиях по положению 4. 4-Нитро пиразол можно получить непрямым синтезом из пиразола: при взаимодейств ии с ацетатом нитро- ния ( N 0 2 " tAc - ) образуется 1-нитропиразол (21), который при обработке серн ой кислотой превращается в 4-нитропиразол. Эта реак ция, по-видимому, протекает с переносом группы N 0 2 + через стадию образования пр омежуточного катиона 22, так как было показано, что 1-нитропиразол можно использовать как удобный и эффе ктив ный нитрующий агент для ароматических у глеводородов в при сутствии кислот. 1,2,3-Триазо л может быть превращен в 4,5- дибромопроизводно е реакцией с гипобромитом натрия в уксусной кислоте, а 1,2,4-триазол можно прохлорировать по положению 3, причем реакция идет через образование 1-хлоропроизводи ого, ко торое может быть выделено. Таким образ ом, для этих цикли ческих систем возможно эле ктрофильное замещение по атому угле рода, но процесс идет через образование интермедиата, получаемо го в результате первоначальной атаки электрофилом атом а азота. Азолы могут быть проалкилированы по атому азота с по мощью ра знообразных алкилирующих агентов, но часто бывает трудно предсказать, какой из возможных изомеров образу ется. Со- отношение изомеров обычно в значите льной степени зависит o т природы алкилирующего аге нта и условий проведения реакции. На пример, м етиловый эфир 5-метилпиразол-З-карбоновой кислоть (23) метилируется диазом етаном по атому N -1, а метилиодидом — по атому N -2. Иногда на образование тех или иных соединение оказ ывают влияние пространственные факторы: например, 4-фенил 1,2,3-триазол метилируется диметилсульфатом по атомам N -1 i N -2, а не N -3. Некоторые N -триметилсилила золы можно про алкилировать селективно; напр имер, 1-триметилсилил-1,2,4-триазо; (24), который легко получить из 1,2,4-триазола, алк илируется по положению 2. Триметилсилильная группа в ходе реакции отщепл я ется. Существует много примеров кватернизации N -замещенных азо лов пр и взаимодействии с алкилирующими агентами. Можно полу чить даже дичетвертичные соли: например, 1 -метил-1,2,4-триазо л успешно метилируется по атомам N -4 и N -2 в избытке тетрафто ро бората триметилоксония, а соль 25 может быть выделена в виде твердого кристаллического вещес тва. Некоторые азолы вступают в реакции нуклеофильного замещения в случае, если замест ители у атомов углерода представляют со бой х орошие уходящие групп ы. 5-Бромо- или 5-хлоро-1-замещенныететразолы м огут быть превращены в другие 5- замещенные со единения взаимодействием с нуклеофилами. 1,5- Д изамещенные тетразолы реагируют легче, чем их 2,5-изомеры, ве роятно, из-за того, что образующиеся интермедиаты более с табиль ны. Рис. 1. Реакц ии нуклеофильного замещения 5-6ромо-1-метилтетразола и 5-бромо- 2-метилтетразола. Катализируемая основаниями реакция 5-хлоро-1- фенилтетразола с фенолами приводит к образо ванию эфиров 26, которые могут за тем подвергат ься восстановительному расщеплению при взаимо действии с водородом над палладиевым катализатором, чт о служит хорошим методом дезоксигенировния фенолов. Замещение галогенов в этих азолах значительно облегчается при наличии дополнительных электроноакцепторных замести телей при атомах углерода или кватернизацие й атома азота; например, в ка тионе триазолия 27 хлор легко замещается азид-ионами. 2.3.2. Реакции, приводящие к раскрытию цикла Азолы обычно с трудом подвергаются раскрытию цикла. Эти соединения устойчивы к окислительному р асщеплению и не раскры ваются под действием б ольшинства восстановителей. При взаимод ейс твии 1,5-дизамещенных тетразолов с алюмогидридом лития образуются амины 28. Некоторые 1,2,3-триазолы и тетразолы достаточно легко рас крываются при нагревании. Кольчато-цепиая таутомерия довольно обычна для 1,5-дизамещенных 1Н-тетразолов (рис. 2, а), а также наблюдается, но реже, для 1-замещенных 1,2,3-триазолов (рис. 2, б). Раскрытие цикла облегч ается наличием электроноак- цепторных групп в положении 1; например, 1-циано-1,2,3-триазол, в про тивоположность большинству 1,2,3-триазолов, существует в растворе в равновесии с его диазоиминной таутомерной фо рмой. Рис. 2. Кольчато-це пная таутомерия тетразолов и 1,2,3-триазолов. Цепны е таутомеры обратимо циклизуются, но в зависимости от природы заместителей и условий реакции они могут перег руппировываться и подвергаться другим реакциям, в ходе которых происхо д ит отщепление азота. При нагревании тетразолов и 1,2,3- триазолов, имеющих аминогруппу в положени и 5, происходит пере группировка Димрота . Эта ре акция проиллюстрирована для 5-амино-1 -фенил-1,2,3-триазолов на рис. 3. Положе ние равновесия таких перегруппировок завис ит от природы заме стителей и от рН растворителя . Рис. 3. Перегруппи ровка Димрота. При нагревании и облучении тетразолов и 1,2,3-тр иазолов про исходит отщепление азота. Фотоли зом или термолизом 2,5- дизамещенных тетразолов пол учают нитрилимиды, которые затем могут вступать в реакции 1,3- диполярного циклоприсоединения или 1,5-электроциклизац ии в за висимости от природы заместителей. При фото лизе 1,5- дизамещенных тетразолов получают сое динения, образование кото рых, по-видимому, ид ет через имидоилиитреновый интермедиат: нап ример, 1,5-дифенилтетразол превращается в 2-фенилбензимида- зол (29). Выше был приведен другой пример синтеза имидазола. Аналогичны м образом при термолизе или фотолизе 1-замещен ных 1,2,3-триазолов образуются соединения, которые могут бы ть получены из имидоилкарбеновых интермеди атов. Направление про цесса в значительной ст епени зависит от природы заместителей и усло вий реакции, но существует надежное подтверждение того, что некоторые продукты пирролиза 1,2,3-триазолов в газовой фаз е об разуются через короткоживущие 1 Н-азирин овые интермедиаты 30 . Возможно н аиболее замечательным применением реакций, идущих с отщеплением азота, можно назвать использование хлорида тетраз ол-5-диазония (31) в качестве источников атома углерода. Соль 31 осторожно разлагают нагреванием в присутствии ре аген тов, которые могут захватывать образующ ийся моноатомный угле род. При нагревании и облучении 1Н-пиразолов и 1,2,4-тр иазолов, в которых отсутствует группа - N = N — , редко происходи т раскрытие цикла. Некоторые пиразолы подверг аются фотоперегруппировке в имидазолы (анал огично фотохимическим перегруппировкам фуранов и тиофенов ). Например, 1,3- диметилпиразол (32) при облучении превращается в 1,2- диметилимидазол (33) Попытки провести реакции замещения через С- м е таллированны е интермедиаты не всегда приводят к успеху, т ак как эти промежу точные соединения легко ра скрываются: например, и 5-литий-1- метилтетразол (34) и 5-литий-1,4-дифенил-1,2,3-тетразол термичес ки не устойчивы и разлагаются с выделением азота при температуре выше - 50 °С. Термическо е или фотохимическое выделение азота из дигидро- производных таких циклических систем (например, 4,5-дигид ро-ЗН- пиразолов и 4,5-дигидро-1,2,3-триазолов) проис ходит значительно легче, чем для полностью а роматических гетероциклов. Элиминиро вание азота из 4,5-дигидро-1,2,3-триазола обычно приводит к обра зованию азиридинов: эта реакция описана как препаратив ный ме тод синтеза азиридинов. Аналогично, ра зложени ем дигидропиразолов успешно получаю т циклопропаны . Подобная фрагментация может привести к образова нию циклопропанов с высо кими выходами, хотя стереоселектив ность реа кции сильно зависит от природы заместителей и способа разложения. Два препаративных метода приведены на рис. 4 . 1 Рис. 4 . Образование и ра зложение 4,5-дигидро-ЗН-пиразолов. Список л итературы 1. Общая органическая химия. Карб оновые кислоты и их производные. Том 4. М ., Химия, 1983, 729с. 2. Шабаров Ю.С. О рганическая химия: В 2-х кн. - М.:Химия, 1994.- 848 с. 3. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. – М.: Высш. шк., 1973. - 623 с. 4. Препаративная органическая хими я. Изд. 2-е, М., Госхимиздат, 1964. 5. Богословски й Б.Н., Казакова З.С. Скелетные катализаторы, их свойства и применение в орг анической химии. М., Госхимиздат, 1957. 6. Цветков Л.А. Органическ ая химия: Учебник для 10-11 классов общеобразовательных учебных заведений. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001; 7. Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А., Начала органической химии, кн. 1- 2, М.,1969-70.; 8. Глинка Н. Л. Общая химия: Учебное по собие для вузов. – 23-е изд., испр./ Под ред. В. А. Рабиновича. – Л.: Химия, 1983 ; 9. Голодников Г.В. Практические р аботы по органическому синтезу. Л., Изд-во ЛГУ, 1966, 697с. 10. Дорофеенко Г.Н., Жданов Ю.А., Дуленко В.И. и др. Хлорная кислота и ее соединения ворганическом синтезе. Ростов, и зд-во Ростовского ун-та, 1965. 11. Терней А. Сов ременная органическая химия: В 2 т. - М.: Мир, 1981. - Т.1 - 670 с; Т.2 - 615 с. 12. Лабораторные работы по органиче ской химии. Изд. 3-е. М., Высшая школа, 1974. 13. Храмкина М.Н. Практикум по органич ескому синтезу. Изд. 4-ое, Л., Химия. 1977. 14. В. Ф. Травень. Органическая химия. Т ом 1. – М.: Академкнига, 2004, - 708 с. 15. Голодников Г.В., Низовкина Т.В., Рыскальчук А.Т. Практикум по органическому синтезу. Л., И зд-во ЛГУ, 1967.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
"В жизни надо что-то менять!", - сказал еврей и открыл обменный пункт.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru