Методы синтеза сульфопроизводных и нитропроизводных углеводородов, аминов, диазосоединений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева

Кафедра химии

Реферат

По дисциплине: «Химия функциональных производных органических молекул»

На тему: «Методы синтеза сульфопроизводных и нитропроизводных углеводородов, аминов, диазосоединений»

Подготовил: студент Хм-22, Мукатаев И.

Проверил (а): Рахмадиева С.Б.

Астана 2015 г.

План

Введение

1. Получение азотосодержащих производных соединений

1.1 Получение аминов

1.2 Синтез иминов, азо- и диазосоединений

1.3 Получение триазенов

1.4 Получение гетероциклических соединений в составе имеющих азот

2. Получение тиолов

2.1 Алифатические тиолы

2.2 Ароматические тиолы

2.3 Общие методы синтеза алифатических и ароматических тиолов

Использованная литература

Введение

В современной органической химии известно множество органических соединений содержащих серу и азот. Синтез которых представляет огромное значение для экономического и здравоохранительного секторов государства.

По той причине что серо- и азот- содержащие соединения обладают относительно сложной структурой синтез их представляет собой сложный и дорогой процесс. Но по крайней мере из синтез возможен.

Сами соединения представляют собой соединения как алифатического так и ароматического ряда. При этом синтез их крайне отличается, так как соединения ароматического ряда могут представлять собой гетероциклы, которые подвергаются сложному синтезу.

В данной работе будут рассмотрены основные аспекты синтеза соединений содержащих азот и серу. А именно это промышленные и лабораторные, химические и физические способы выделения.

1. Получение азотосодержащих производных соединений

К азотосодержащим производным можно отнести: амины, имины, диазосоединения и азотосодержащие гетероциклы. Синтез для каждого типы индивидуален.

1.1 Получение аминов

В молекулах аминов атом азота находится в низшей степени окисления, поэтому многие способы получения аминов основаны на процессах восстановления азотосодержащих соединений других классов. Важнейшим способом получения аминов является восстановление нитросоединений:

Кроме того амины получают из соеднинений, в которых азот находится в степени окисления -3, например аммиака, аминов, амидов и т.п.

Но существуют различные способы.

1. Восстановление оксимов.

2. Восстановительные алкилирование аммиака и иминов.

3. Алкилирование сульфонамидов. Способ удобен для получения вторичных аминов с разными углеводородными радикалами.

Возможно составление таблицы.

1.2 Синтез иминов, азо- и диазосоединений

Синетез иминов из аминов и альдегидов. Реакция Шиффа.

Получение диазосоединений и азосоединений.

Соли диазония устойчивы лишь при низких температурах.

Реакция диазотирования протекает

- по уравнению:

- Механизм реакции можно представить следующей схемой:

где X = Cl-, NO₂-, H₂O⁺-

1.3 Получение триазенов

Триазены являются продуктами нежелательного процесса в реакции диазотирования, проводимой либо при низких концентрациях минеральной кислоты, либо при добавление избытка амина.

Ароматические и алифатические азосоединения могут быть получены окислением соответствующих 1,2-дизамещенных гидразинов.

азотосодержащий соединение синтез гетероциклический

Ароматические азосоединения образуются в результате диспропорционирования соответствующих гидразобензолов при награвании.

1.4 Получение гетероциклических соединений в составе имеющих азот

Рис. периледин Пиррол пиридин хинолин индо аденин.

Получение пиррола

Получение пиррола путем пропускания ацетилена с аммиаком через раскаленную трубку.

Фуран, тиофен и пиррол могут превращатвся друг в ч друга при нагревании до 400-- 450°C в присутствии катализатора Аl₂0₃ (цикл Юрьева).

Получение пиридина

В промышленности пиридин получают из каменноугольной смолы, в котроый содержание его 0,08%. В лаборатории возможен его синтез из синильной кислоты и ацетилена.

2HC?CH + HC?N C5H5N

1. Получение индола.

2. Методов синтеза индола существует множество одни из них:

3. а) Синтез Бартолли.

4. б) Синтез Бишлер- Мелау.

5. Получение 2-арилиндолов циклизацией продуктов конденсации а-галогенкетонов с ароматическими аминами.

6. в) Синтез Фишера.

7. Метод получения индолов из арилгидразинов и альдегидов либо кетонов внутримолекулярной конденсации их арилгидразонов в присутствии кислот (протонных и Льюиса).

Получение серосодержащих соединений.

Обширный класс химических соединений, содержащих в молекуле связь углерод -- сера.

Сераорганические соединения чаще всего представлены соединениями, содержащими S(II), к которым относятся:

· тиолы

· органические сульфиды

· органические дисульфиды

· органические полисульфиды

· тиооксиды алкенов

· производные сульфеновых кислот

· тиокарбонильные соединения

· производные тиокарбоновых кислот

· производные тиоугольных кислот

2. Получение тиолов

2.1 Алифатические тиолы

Старейшим методом получения тиолов является алкилирование гидросульфидов щелочных металлов с первичными и вторичными алкилгалогенидами, в качестве алкилирующих агентов также могут выступать алкилсульфаты или алкилсульфонаты. Реакция идёт по механизму бимолекулярного нуклеофильного замещения S_N2 и проводится обычно в спиртовых растворах, поскольку тиолят-ионы также являются сильными нуклеофилами, побочной реакцией является их дальнейшее алкилирование до сульфидов, снижающее выход тиолов; для повышения выхода необходимо использовать большой избыток гидросульфида:

Более удобным методом синтеза тиолов является алкилирование тиомочевины с образованием алкилтиурониевых солей и их последующим щелочным гидролизом:

Преимуществом этого метода являются легкая очистка перекристаллизацией тиурониевых солей и достаточно высокие общие выходы тиолов.

Своего рода вариацией этого метода, позволяющего получить тиолы без побочного образования сульфидов, является алкилирование с последующим гидролизомксантогенатов:

или тиоацетатов:

Тиолы также могут быть синтезированы из алкилгалогенидов через соли Бунте - соли S-алкилтиосульфокислот, получаемые алкилированием тиосульфата натрия, которые при кислотном гидролизе образуют тиолы:

В условиях кислотного катализа сероводород может присоединяться к алкенам с образованием тиолов:

Модификацией этого метода является присоединение тиоуксусной кислоты к алкенам с дальнейшим гидролизом образовавшегося алкилтиоцетата:

2.2 Ароматические тиолы

Ароматические тиолы могут быть синтезированы восстановлением производных ароматических сульфокислот, так, например, тиофенол синтезируется восстановлением бензолсульфохлорида цинком в кислой среде:

Ароматические тиолы также могут быть синтезированы взаимодействием арилдиазониевых солей с гидросульфидами:

или ксантогенатами:

2.3 Общие методы синтеза алифатических и ароматических тиолов

Общим методом синтеза алифатических и ароматических тиолов является взаимодействие реактивов Гриньяра с серой:

Серосодержащие гетероциклы. Тиофен.

Тиофен и его гомологи содержатся в продуктах коксования каменного угля (откуда их и выделяют вместе с каменноугольным бензолом) и продуктах термического разложения сланцев (в некоторых фракциях до 70 % по массе). В сыром бензоле содержание тиофен составляет 1,3--1,4 %, в получаемом из сырого бензола тиофено-бензольном концентрате-30--35 %. Основное сырье для синтеза тиофена и его гомологов -- углеводороды нефтяных фракций С₄ и С₅, из которых они могут быть получены термическим взаимодействием с S или каталитической реакцией с H₂S или SO₂. Тиофен синтезируют также пропусканием фурана, ацетилена или 1,3-бутадиена и H₂S над Al₂O₃. Гомологи тиофена, а также некоторые производные -- получают замыканием соответствующих 1,4-дикарбонильных соединений с помощью P₂S₅, например:

Соединения ряда тиофена -- реагенты для разделения элементов, оптические отбеливатели (на основе 2,5-тиофендикарбоновой кислоты), физиологически активные соединения. Многие производные тиофена лекарственные препараты (например, антигельминтный препарат комбантрин, модифицированный антибиотики цефалотин, цефалоридин), мономеры для получения электропроводящих полимеров.

Использованная литература

1. K.Vollhardt, C. Peter, Organic chemistry : structure and function - N.Y. W.H. Freeman and Co., 2011 y. - 1374 p

2. Ф. Кери, Р. Сандберг, Углубленный курс органической химии. Кн. 2, реакции и синтезы - М.: Химия, 1981 - 456 стр.

3. Дж.Дж. Ли, Именные реакции, механизмы органических реакций - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006 г. - 456 стр.

4. В.Ф. Травень, Органическая химия - М.:ИКЦ Академкнига, 2004г - 727 стр.

5. Н.А.Тюкавкина, В.Л. Белобородов, Органическая химия - М.: Дрофа, 2003 г. - 640 с.

6. А.Н. Несмеянов, Н.А. Несмеянов, начала органической химии - М.: Химия, 1969 г. - 660 стр.

Размещено на Allbest.ru