Властивості нафталіну та його похідних.

Дослід 1. Сублімація нафталіну.

В сухий стакан насипати декілька крупинок нафталіну і опустити в даний стакан пробірку з холодною водою. Герметично закрити стакан і нагріти його на плитці або спиртівці (не на сильному вогні).

Що спостерігається?

Звернути увагу на форму кристалів, які осідають на стінках пробірки з холодною водою.

Дослід 2. Нітрування нафталіну.

У суху пробірку внести декілька кристалів нафталіну і прилити 2 см³ конц. нітратної кислоти. Отриману суміш нагріти на водяній бані до повного розчинення нафталіну. Вміст пробірки охолодити і вилити у пробірку з 5-6 см³ води. Спостерігати за виділенням жовтого осаду з характерним запахом нітросполук.

Написати рівняння реакції нітрування нафталіну.

Як нітрується нафталін у порівнянні з бензолом?

 

Дослід 3. Утворення нафтолятів.

Змішати в пробірці незначну кількість a-, або b-нафтолу з водою. Що спостерігається? До утвореної суміші долити 1 см³ 10%-ного розчину лугу.

Які зміни відбулися? Які властивості проявляють нафтоли?

Написати рівняння реакцій утворення нафтоляту.

 

Дослід 4. Якісні реакції на нафтоли.

У двох окремих пробірках розчинити в спирті a- і b-нафтоли. До одержаних розчинів прилити по 1-2 краплі розчину FeCl₃.

Яке забарвлення в кожній пробірці?

Написати рівняння реакції a-нафтолу з розчином FeCl₃.

 

Дослід 5. Оксидація нафтолів.

У дві пробірки налити по 2 см³ 5%-ного розчину натрій карбонату і в кожну з них додати по кілька кристалів a- і b-нафтолів. Вміст пробірок добре перемішати до повного розчинення нафтолів. Потім у кожну пробірку додати розчину калій перманганату. Що спостерігається в обох пробірках? У якій пробірці реакція проходить швидше?

Написати рівняння оксидації нафтолів до 1,4-та 2,6-нафтохінонів.

 

Дослід 6. Кислотний характер алізарину.

Кілька кристаликів алізарину змішати з 2 см³ води. До отриманої суспензії долити 2 - 3 см³ 2н розчину лугу. Спостерігати за утворенням фіолетово-синього розчину. Розчин зберегти для наступних дослідів.

а) До 2 см³ одержаного розчину додати такий же об'єм 2н розчину НСІ. Спостерігати за знебарвленням розчину і випаданням осаду алізарину.

б) У дві пробірки окремо внести по 2 см³ лужного розчину алізарину. В одну пробірку прилити 2 см³ розчину калієво-алюмінієвого галуну, а в другу 1-2 краплі. 5%-ного розчину FeCl_3.. Спостерігати за утворенням оранжево-червоного осаду в першій пробірці і буро-фіолетового у другій.

в) Кусочок білої тканини змочити в пробірці з розчином галуна і внести її в гарячий лужний розчин алізарину. Тканину промити і висушити.

В який колір забарвилась тканина?

 

Дослід 7. Добування еозину.

До 4-5 краплі. флуоресцеїну прилити 2 см³ води і 2 см³ бромної води. Спостерігати за утворенням жовтого осаду тетрабромфлуоресцину (еозину). В залежності від повноти бромування можна одержати еозин різних відтінків. Крім того, еозин змінює забарвлення в залежності від рН розчину. Тому його використовують як індикатор в об'ємному аналізі і як барвник для виготовлення чорнила, олівців та для фарбування біологічних препаратів (тканин, мікробів тощо).

Дослід 8. Фармакопейна проба на ідентичність фенолфталеїну.

Таблетку фенолфталеїну змочити розчином лугу до якого прилити надлишок НСІ ® інтенсивне малинове забарвлення, яке зникає при надлишку кислоти.

ЛІТЕРАТУРА

Основна:

1. Черних В.П., Зименковський Б.С., Гриценко І.С. Органічна хімія в 3-х кн.- Харків, 1993.

2. Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. Биоорганическая химия. – Москва, -"Медицина", 1991.

3. Посібник до лабораторних та семінарських занять з оргнічної хімії. – Харків, 1991.

4. Українська Державна Фармакопея. К., 2001.

5. Ахметов Н.С. Общая неорганическая химия; Учебное пособие для студентов хим.-тех. Спец. Вузов.,М.: Высш. шк., 1988г.

6. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т.1. Качественный анализ. М.: Высшая школа, 1986 г.

7. Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа, М., 1973 г.

8. В.І. Кабачний, Л.К. Осіненко, А.Д. Грицак та ін. Фізична і колоїдна хімія, -Х., 1999р.

Додаткова:

1. А.В. Домбровський, В.М. Найдан. Органічна хімія.- К.: Вища школа, 1992.

2. О.В. Стеценко, Р.П. Виноградова. Біоорганічна хімія. Навчальний посібник.-К.: Вища школа, 1992.

3. Б.Н. Степаненко. Курс органической химии.-К., 1989.

4. В.М. Найдан. Органічна хімія. Малий лабораторний практикум.-К., 1994.

5. М.Н. Стромберг. Курс физической химии.-М.: Высшю шк, 1993.

6. Пономарьов В.Д. Аналитическая химия. Ч.1. Качественный анализ.-М.,1982 г.

7. Тагер В.М. Физикохимия полимеров. – М., 1980.

 

Методичні вказівки для студентів до практичних занять.

ЗАНЯТТЯ № 10

 

Тема: Галогенопохідні вуглеводнів.

Актуальність теми: Похідними вуглеводнів є галогенопохідні, які на відміну від вуглеводнів особливо реакційноздатні сполуки і використовуються для одержання майже всіх класів органічних сполук в тому числі і ліків

 

Навчальні цілі: Теоретичне і практичне засвоєння властивостей галогенопохідних аліфатичного та ароматичного ряду, та синтезом деяких з них.

Знати:

- властивості і будову галогеноалканів;

- властивості і будову галогеноалкенів;

- правило Зайцева.

Вміти:

- розпізнавати за будовою типи галогенопохідних;

- пояснити особливості будови галогенопохідних;

- проводити ідентифікацію галогенопохідних.

 

Самостійна позааудиторна робота

 

1. Вивчити теоретичний матеріал і вміти дати відповіді на контрольні питання теми.

2. Написати формули ізомерів хлорпохідних за формулою С₅Н₁₁Cl. Дати назви.

3. Оформити три графи протоколу.

4. Написати рівняння реакцій хлорування бензолу, толуолу, пропану, дати їм назву.

5. Виписати з навчального підручника формули галогенпохідних препаратів, дати їм характеристику, використовуючи УФД- 2001.

6. Розташувати сполуки в порядку збільшення рухливості атома галогену в молекулах: хлорпропан, бромпропан, йодпропан. Відповідь пояснити.

7. Написати рівняння реакції 2-хлорпропану з такими реагентами: NaOH(H₂0); NaOH (C₂H₅OH); AgNO₂; KCN; Mg.

 

Контрольні питання

 

1. Загальна характеристика галогенопохідних, їх класифікація.

2. Ізомерія та номенклатура галогенопохідних.

3. Фізичні та хімічні властивості.

4. Способи одержання.

5. Реакції нуклеофільного заміщення. Механізми реакцій S_N 1 S_N 2.

6. Реакції відщеплення (елімінування), механізми Е1, Е2. Правило Зайцева.

7. Галогенопохідні алканів і алкенів.

8. Галогенопохідні ароматичних вуглеводнів з галогеном у ядрі і в боковому ланцюзі.

9. Галогенопохідні як ліки.

10. Особливості хімічної поведінки гемінальних та віценальних дигалогеналканів.

11. Хлоретан. Хлороформ. Йодоформ. Вінілхлорид. Полівінілхлорид. Фторотан. Фреон –12. Їх характеристика та використання в медицині.

12. Методи ідентифікації галогенопохідних.

 

Самостійна аудиторна робота

 

1. Виконати заплановані у методичній вказівці досліди.

2. Результати спостережень і висновки внести в протокол.

3. Оформити протокол і захистити його у викладача.

4. Написати формули ізомерів дихлорпентану, дихлорбензолу, хлортолуолу. Дати назви.

4. Написати тестовий контроль або самостійне індивідуальне письмове завдання.

5. Виписати формули медичних препаратів (з навчального підручника), дати їм назви, вказати фармакологічну дію та застосування.

6. Написати рівняння реакції одержання бромбензолу. Який побічний продукт утворюється при цьому.

7. При бромування 78 г бензолу одержано 80 г бромбензолу. Обчислити вихід продукту (%) від теоретичного.

8. Написати рівняння реакцій взаємодії з металічним натрієм хлорбензилу, суміші бромбензилу з первинним бромпропілом.

9. Написати формули можливих ізомерів для С₅H₁₀Cl₂. Дати назви.

 

Теоретична частина

Галогенопохідні вуглеводнів - це продукти заміщення атомів Гідрогену на атоми галогенів. В залежності від природи вуглеводневого радикалу поділяються на аліфатичні, аліциклічні та ароматичні. Аліфатичні в свою чергу поділяються на насичені (галогеналкани) та ненасичені (галогеналкени, галогеналкіни). Серед ароматичних розрізняють галогенарени (з галогеном в ядрі) та арилалкілгалогеніди (з галогеном в боковому ланцюзі). В залежності від числа атомів галогенів розрізняють моно-ди-три- та полігалогенопохідні вуглеводнів; і від природи галогену фтористі, бромисті, йодисті, хлористі.

За номенклатурою ІЮПАК назви галогенопохідних складають аналогічно назвам відповідних вуглеводнів. Атоми галогенів позначаються у вигляді префікса, до котрого додають назву родоначальної структури (головний вуглецевий ланцюг або цикл) і читають в алфавітному порядку. Для галогенопохідних характерна структурна, геометрична та оптична ізомерія. Серед дигалогенопохідних з атомами галогенів у одного і того самого атома карбону розрізняють гемінальні у сусідніх атомів – віцинальні.

Галогеноалкани одержують галогенуванням алканів, приєднанням галогеноводнів до алкенів з спиртів діючи галогеноводнями, галогенідами фосфору, тіонілхлоридом. За хімічними властивостями гологенпохідні є дуже ракційноздатними речовинами. Для них найбільш характерні реакції нуклеофільного заміщення, відщеплення, метилування та відновлення. Нуклеофільне заміщення проходить за механізмом S_N1 i S_N2 (реакції гідролізу, з алкоголятами і фенолятами, з солями карбонових кислот, з ціанідами лужних металів з солями нітритної кислоти). Реакція відщеплення (елімінування) проходять за механізмом Е₁ і Е₂.

Дигалогеналкани одержують приєднанням галогеноводнів до алкінів, взаємодією альдегідів і кетонів з галогенідами фосфору, приєднанням галогенів до алкенів. За хімічними властивостями для них характерні реакції аналогічні моногалогеналканам. Галогеноалкени проявляють властивості галогенопохідних і ненасичених вуглеводнів. Ароматичні галогенпохідні можуть містити атоми галогенів як в ядрі так і в боковому ланцюзі. Їх одержують прямим галогенуванням вуглеводнів, з солей діазонію. Для них характерні реакції нуклеофільного заміщення.

Для ідентифікації галогенопохідних використовують пробу Бейльштейна (сплавлення з металічним натрієм), а також застосовують фізичні, інструментальні методи дослідження.

Медичні препарати: хлороформ, йодоформ, хлоретан, фторотан, фреон-12, трихлоретен та ін.

Практична робота

Синтез і властивості галогенопохідних аліфатичного ряду.

 

Дослід 1. Добування етилхлориду (синтез).

У суху пробірку внести 2 см³ етанолу, і краплями при перемішуванні та охолодженні додати 4 см³ конц. сульфатної кислоти. Після охолодження суміші, в пробірку додати 1 г розтертого натрій хлориду й кусочки подрібненого фарфору. Пробірку закрити корком із газовідвідною трубкою, і дуже обережно нагрівати (реакційна суміш у пробірці піниться). Етилхлорид за звичайних умов – газоподібна речовина (t_кип=12,4^оС). Запалити газ поблизу отвору газовідвідної трубки. Спостерігати як етилхлорид горить характерним полум'ям із зеленою смугою. У полум'я внести мідну дротину, попередньо прожарену в полум'ї спиртівки. При цьому полум'я забарвлюється в інтенсивний зелений колір, внаслідок утворення леткої сполуки купруму з хлором (проба Бейльштейна). Написати рівняння реакцій одержання та горіння етилхлориду.

Дослід 2. Добування йодоформу.

У пробірку внести 0,5 см³ 96% етанолу і розчинити у ньому 2-3 кристалики йоду. Потім до спиртового розчину йоду додати 1-2 см³ води. В отриману в такий спосіб суспензію йоду краплями при перемішубані додати 10 % водний розчин натрій гідроксиду доти, поки не зникне бурий колір йоду. Реакційна суміш набуває світло-жовтого кольору і з розчину випадає осад йодоформу жовтуватого кольору з дуже стійким характерним запахом. Реакція проходить в такі стадії:

Н О

│ NaOJ //

СН₃ – С – ОН С Н₃ – С + NаJ + Н₂О

│ \

Н Н

О О

// //

3 NаJО + СН₃ – С J₃С – С + 3 NаОН

\ \

Н Н

 

O О

// //

NаОН + J₃С – С СНІ₃¯ + Н – С

\ \

Н ОNа

Дослід 3. Кольорова реакція на хлороформ, бромоформ та йодоформ.

У три, окремі, пробірки внести по 2 см³ 10%-ного розчину резорцину і по 5 крапель 10%-ного розчину натрій гідроксиду. У першу пробірку влити 5 крапель хлороформу, у другу – 5 крапель бромоформу, у третю – декілька кристаликів йодоформу. Реакційні суміші нагріти до кипіння. Спостерігати утворення жовто-червоного забарвлення розчинів. Зробити висновки.

 

Дослід 4. Виявлення доброякісності хлороформу (фарм. проба).

Хлороформ під дією світла й кисню повітря поступово оксидується з утворенням гідрогенхлориду і дуже отруйного фосгену, який при подальшій оксидації розкладається до вільного хлору і оксид (ІV) карбону

Cl Cl Cl

\ / \

С + О₂ → С ═ О + НCl

/ \ /

Cl Н Cl

[О]

СОCl₂ → СО₂ + Cl₂

 

Для виявлення гідрогенхлориду налити у пробірку 2 краплі хлороформу, додати 3 краплі води і 1 краплю 0,2н розчину AgNO₃ і вміст пробірки добре струсити. Провести такий же дослід із чистим хлороформом. Що спостерігається в обох пробірках? Написати рівняння реакцій.

Для виявлення вільного хлору налити в 2 пробірки окремо по 3 краплі чистого і технічного хлороформу, додати 5 крапель дист. води й одну краплю 0,5н розчину КІ і струсити. Якщо хлороформ має вільний хлор, то з калій йодиду виділиться вільний йод, який забарвить нижній шар хлороформу в рожевий колір. Якщо рожеве забарвлення буде слабким, додати в пробірку 1 краплю крохмального клейстеру. Синє забарвлення вкаже на наявність йоду.

 

Дослід 5. Розклад йодоформу.

Ложечку йодоформу помістити на клаптик фільтрувального паперу й обережно нагріти знизу сірником. Обережно, щоб папір не загорівся!

Що відбувається з йодоформом?

Яка речовина виділяється?

 

ЛІТЕРАТУРА

Основна:

1. Черних В.П., Зименковський Б.С., Гриценко І.С. Органічна хімія в 3-х кн.- Харків, 1993.

2. Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. Биоорганическая химия. – Москва, -"Медицина", 1991.

3. Посібник до лабораторних та семінарських занять з оргнічної хімії. – Харків, 1991.

4. Українська Державна Фармакопея. К., 2001.

5. Ахметов Н.С. Общая неорганическая химия; Учебное пособие для студентов хим.-тех. Спец. Вузов.,М.: Высш. шк., 1988г.

6. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т.1. Качественный анализ. М.: Высшая школа, 1986 г.

7. Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа, М., 1973 г.

8. В.І. Кабачний, Л.К. Осіненко, А.Д. Грицак та ін. Фізична і колоїдна хімія, -Х., 1999р.

Додаткова:

1. А.В. Домбровський, В.М. Найдан. Органічна хімія.- К.: Вища школа, 1992.

2. О.В. Стеценко, Р.П. Виноградова. Біоорганічна хімія. Навчальний посібник.-К.: Вища школа, 1992.

3. Б.Н. Степаненко. Курс органической химии.-К., 1989.

4. В.М. Найдан. Органічна хімія. Малий лабораторний практикум.-К., 1994.

5. М.Н. Стромберг. Курс физической химии.-М.: Высшю шк, 1993.

Методичні вказівки для студентів до практичних занять.

ЗАНЯТТЯ № 11