Получение 2-фенилтиофена и исследование его химического поведения - Курсовая работа

Министерство образования и науки РФ «Самарский государственный технический университет» Специальность «Химия» ПОЛУЧЕНИЕ 2-ФЕНИЛТИОФЕНА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО ХИМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯГетероциклические системы составляют структуру многих ценнейших лекарственных средств как природного происхождения (акалоиды, витамины, антибиотики, ферменты), так и синтетических (анальгин, фурацилин, барбитураты, кордиамин, дибазол, хинозол, аминазин и др.). Классифицируют гетероциклические соединения по характеру тех гетероциклических систем, производными которых они являются, например, производные фурана, тиофена, пирола (пятичленные гетероциклы) и т.д. фуран тиофен пиррол нитрил Тиофен является исходным сырьем для производства пестицидов, лекарственных препаратов (антигельминтный препарат - комбантрин, пирантел; модифицированные антибиотики - цефалотин, цефалоридин; противоязвенный препарат - квидитен; противогрибковый - сертаконазол), ветеринарных препаратов (2-метилтиофен используется как ускоритель роста шерсти волос у овец и как антисептик), присадок к маслам и топливам, антидетонатора ЦТМ, применяемого вместо тетраэтилсвинца [2].Пиррол, фуран и тиофен относятся к ?-избыточным гетероциклам, т. е. соединениям с повышенной электронной плотностью внутри кольца. В производстве химических веществ - соединений пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом - пользуются как общим способом получения для всех представителей этой группы соединений, так и специфическими способами для отдельных из них. При действии на 1,4-дикарбонильные соединения водоотнимающих реагентов (концентрированной H2SO4, Р2О5) получают фуран и его производные, при использовании аммиака - пиррол и его гомологи, фосфора пентасульфида Р2S5 - тиофен и его производные [3].Реакционная способность пиррола, фурана и тиофена определяется наличием в их структуре цикла с ?-электроноизбыточной ароматической системой (шесть ?-электронов приходится на пять атомов цикла). Фуран и пиррол проявляют высокую реакционную способность в реакциях со слабым электрофилом - протон. В реакциях электрофильного замещения в тиофене, фуране и пирроле в первую очередь замещается атом водорода при ?-углеродном атоме, если это положение занято, то замещение протекает по ?-положению. Тиофен легко сульфируется концентрированной серной кислотой на холоде: Нитрование фурана, пиррола и тиофена проводят ацетилнитратом - продуктом взаимодействия азотной кислоты с уксусным ангидридом (мягкий нитрующий агент): При ацилировании ацидофобных гетероциклов в качестве ацилирующих реагентов используют ангидриды карбоновых кислот в присутствии катализаторов - кислот Льюиса (олова тетрахлорид, цинка хлорид и др.). Тиофен ацилируют хлорангидридами карбоновых кислот в присутствии катализатора - хлорида алюминия, хлорида олова, хлорида титана [4]: Прямое галогенирование фурана и пиррола протекает очень бурно, реакция поддается контролю с трудом и может привести к разрушению гетероциклических ядер.Нитрилы широко применяются в органическом синтезе и являются переходным соединением для получения лекарств, аминокислот, витаминов, пестицидов и полимеров [19].Из рассмотренных в литературном обзоре методов синтеза арилзамещенных тиофенов и их производных был выбран наболее оптимальный и селективный метод, основанный на реакции Гриньяра, дегидратации, формилировании по Вильсмайеру-Хааку и конденсации с образованием карбнитрила. Рассмотрев возможные варианты получения соединения и выбрав оптимальный, нами был использован метод, где в качестве дегидрирующего агента применяется хлоранил. Среди предложенных в литературе методик синтеза имели место реакции с фосгеном, угарным газом, бороновой кислотой и металлоорганическими катализаторами, которые являются сложными в техническом исполнении и нами был использован классический метод формилирования по Вильсмайеру-Хааку. Соединение (4) очищают методом колоночной хроматографии на силикагеле марки «Merck»-M-60, используя в качестве элюента четыреххлористый углерод. Реакция проходит по следующему механизму: Соединение (5) очищают методом колоночной хроматографии 48.6 % на силикагеле, используя в качестве элюента четыреххлористый углерод.Реакцию проводим в трехгорлой колбе емкостью 250 мл, снабженной обратным холодильником, механической мешалкой и капельной воронкой. К 1.18 г (0.049 моль) магниевых стружек прибавляем 2.45мл сухого эфира и J2 для активации магния. Через 4-5 мин. в колбу вносим 2,45 мл заранее приготовленного раствора 4.76 мл (0.49 моль) 2-бромтиофена в 19.6 мл сухого эфира. По охлаждении к эфирному раствору реактива Гриньяра добавляем циклогексанон 5.07 мл (0.049 моль) в 15мл эфира, кипятим час на водяной бане, охлаждаем ледяной баней, подкисляем HCL (?7%). Смесь 11.76 г (0.048 моль) хлоранила, 4 г (0.0245 моль) 2-(циклогек-1-ен-1ил)-тиофена и 14.7 мл (0.214 моль) бензола кипятим в течение 24 часов.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы

1.1 Строение и получение тиофена, фурана и пиррола

1.2 Химические свойства фурана, тиофена и пиррола

1.3 Формилирование пятичленных гетероциклов

1.4 Методы получения карбанитрильных групп в ароматическом ряду

2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Регенты и оборудование

3.2 Синтез целевых продуктов

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ