Органическая химия. Органические химические соединения. Органические реакции. Химия природных соединений (Химия полимеров - см. 678)

Содержит теоретические и экспериментальные задачи по органической химии, которые предлагались участникам всероссийских олимпиад студентов технологических и технических вузов на протяжении 10 лет.

Рассмотрены теоретические основы представлений о важнейших классах органических соединений, приведены методики выполнения лабораторных работ, задания для самостоятельной аудиторной и домашней работы студентов.

Приведены задачи по основным разделам курса органической химии для самостоятельного выполнения, дополненные новыми типами задач и интересными цепочками превращений, по темам, которые входят в основной курс обучения, например: алканы, алкены, алкадиены, алкины и т. д.

Содержит теоретические основы представлений о важнейших классах органических соединений, приведена методики лабораторных работ, предложены задания для самостоятельной аудиторной и домашней работы студента.

Рассмотрены вопросы, связанные с изучением структуры и свойств полимерных строительных материалов, с моделированием свойств полимеров по предложенным расчетным схемам. Приведенные сведения необходимы при производстве полимерных материалов и изделий.

В учебном издании, написанном автором из Германии, в очень краткой форме понятно изложены правила номенклатуры ИЮПАК. Подробно рассмотрены важнейшие классы соединений (с примерами), номенклатура которых может вызвать затруднения.

В работе представлен синтез серии эфиров фосфорной кислоты с адамантановыми спиртами. Изучена ингибирующая активность пяти оксо- и гидроксизамещенных адамантилфосфатов по отношению к мио-инозитмонофосфатазе.

В работе представлен синтез серии эфиров фосфорной кислоты с адамантановыми спиртами. Изучена ингибирующая активность пяти оксо- и гидроксизамещенных адамантилфосфатов по отношению к мио-инозитмонофосфатазе.

В работе представлен синтез 2-адамантил-6-[ (1Н-бензимидазол-1-илкарбонил) амино]-гексаноата и 2-адамантил-7- (1Н-бензимидазол-1-ил) -7-оксо-гептаноата и результаты их тестирования на цитотоксичность по отношению к клеткам карциномы легких человека А549. Показана невозможность присоединения 5- (2-адамантилоксикарбонил) пентилизо-цианата к нокодазолу в разных условиях.

Обнаружено, что взаимодействие 2, 5-диметил-, 1, 2, 5-триметил-6-аминоиндолов с бета-кетоэфирами (метиловый и этиловый эфиры ацетоуксусной кислоты, этиловый эфир щавелевоуксусной кислоты) приводит к образованию енаминов, которые в отличие от енаминов аналогичных аминоиндолов и бета-дикетонов легко подвергаются термической циклизации с образованием пирроло[3, 2- f ]хинолинов с заведомо угловым сочленением колец.

Исследована реакция каталитического олефинирования дигидразона терефталевого альдегида различными полигалогеналканами. Показано, что реакция приводит к широкому кругу производных пара-дивинилбензола, содержащих различные функциональные группы.

Гидролизный лигнин представляет особый интерес в качестве перспективного исходного сырья для получения ароматических соединений для дальнейшего их использования, в том числе и для последующего органического синтеза. Одним из способов модификации лигнина является его деструкция с использованием оснований. Работа посвящена исследованию процессов сольволиза гидролизного лигнина в растворах гидроксида натрия в различных условиях. Для исследований взят гидролизный лигнин Кировского биохимического завода. Воздушно-сухие образцы лигнина просеивали через сита (~0,25 мм) и измельчали на роторно-вихревой мельнице (~5 мкм). Установлено влияние условий обработок на степень деструкции гидролизного лигнина в зависимости от концентрации щелочи (2...10 %), вида растворителя (вода, этанол), гидромодуля (от 1:10 до 1:25), температуры (100...240 °C), времени варки (0,5...2,5 ч), степени измельчения образца (0,25 мм и 5 мкм). Для оценки глубины фрагментации лигнина продукты его щелочной деструкции в водной и спиртовой средах исследовали методом высокоэффективной эксклюзионной хроматографии. Показано, что с увеличением температуры обработок увеличивается доля низкомолекулярных соединений - олигомеров. Для характеристики структурных изменений в процессе сольволиза образцы продуктов щелочной деструкции лигнина были проанализированы методом твердотельного 13С ЯМР. Определено количественное соотношение кластеров «С Ar-O», «С Ar-C», «С Ar-H» в исходном лигнине, продуктах щелочной деструкции гидролизного лигнина, варки при температуре 200 и 220 °С. Анализ показал, что увеличение температуры щелочных обработок приводит к увеличению количества углерод-углеродных связей в лигнине. В результате проведенных исследований установлено, что наибольшая глубина деструкции гидролизного лигнина наблюдается при использовании следующих условий: 5% NaOH, продолжительность обработок 2 ч, гидромодуль 1:20. Показано, что глубина деструкции возрастает в интервале температур 180...240 °С, при этом степень растворения технического гидролизного лигнина достигает 99 %. При данных условиях процесс деструкции исследованных образцов лигнина в спиртовой щелочи протекает быстрее и глубже в сравнении с водным раствором гидроксида натрия.

Изложены химические основы прогнозирования химической стабильности пироксилиновых порохов при длительном хранении, в систематизированном виде представлены данные о методах исследования химической стойкости и сроках сохраняемости, позволяющие расширить представления о механизме старения порохов.

Учебное пособие состоит из двух частей. В первой части обобщены основные данные по проблемам старения полимеров под действием различных факторов. Рассмотрены особенности макромолекулярных реакций в приложении к термической, (термо)окислительной деградации, деградации под влиянием агрессивных сред, излучений высоких энергий и др.

Методом спектрофотометрии с применением в качестве хромогенного субстрата индофенилацетата in vitro исследована ингибирующая активность фосфорорганических соединений (ФОС) и карбаматов на ферменты класса гидролаз. В качестве объекта исследования выбраны трипсин лиофилизированный, полученный из поджелудочной железы крупного рогатого скота (КФ 3.4.21), и ацетилхолинэстераза (КФ 3.1.1.7.). С использованием полного факторного эксперимента оценена степень угнетения ферментов при комбинированном воздействии нескольких ингибиторов. Изучение кинетических закономерностей совместного воздействия фосфорорганических соединений и карбаматов на активность холинэстеразы и трипсина показало проявление синергизма

В продолжение работ по поиску эффективных противовирусных и противомикробных препаратов синтезирован ряд соединений – производных 4-аминоантипирина. В основу синтеза положено взаимодействие 4-аминоантипирина с ароматическими альдегидами. Результаты тестирования целевых продуктов совпали с предсказанием их биологической активности с использованием компьютерной программы PASS. Показано, что уровень противовирусной активности полученных веществ значительно зависит от растворимости их в липидах. Оптимизацию структур производных 4-аминоантипирина осуществляли по методу Ганча с использованием пакета программ HyperChem™ Release 8.08 for Windows Molecular Modeling System. Кроме того, оказалось, что некоторые соединения активны in vitro по отношению к дрожжеподобным грибам и патогенным микобактериям. DOI: 10.15217/issn1998984-9.2014.26.53

ЯМР-спектроскопия и масс-спектрометрия являются одними из наиболее информативных методов для установления структуры органических молекул. Кроме того, они находят широкое применение в количественном анализе органических субстратов. В пособии представлен материал, включающий краткое рассмотрение теоретических основ методов ЯМР- спектроскопии и масс-спектрометрии, особенностей интерпретации аналитических результатов. Приведены примеры установления структур органических молекул с использованием указанных методов.

Синтезирован ряд новых производных 5-замещенных-1, 2, 4-триазолинтионов-3, содержащих фрагменты аренсульфонил (сульфанил) уксусных (пропионовых) кислот, путем их S-алкилирования в щелочной среде.

Рассмотрены основные методы синтеза гетероциклических о-дикарбонитрилов. Систематезированы химические подходы к синтезу гетероароматических систем, содержащих фталонитрильный фрагмент, конденсированный с 5-, 6-, 7-, 8-членными и краун-эфирными гетероциклическими системами.

Разработан новый метод представленного синтеза. Исследована реакция 4-бромфталонитрила с различными аминами в присутствии медных комплексных катализаторов. Получены и охарактеризованы новые 4-азациклоалкилзамещенные фталонитрилы.

Цимол, содержащий (% масс. ) 45-50 мета-, 30-32 пара-, 20-23 орто-изомеров, получен алкилированием толуола изопропиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты, при температуре 10-20[o]С с выходом 90-95 % на прореагировавший толуол.

Разработан метод синтеза n-ацилзамещенных бензойных кислот на основе реакции жидкофазного окисления n-ацилзамещенных толуолов. Выбраны условия, обеспечивающие высокий выход целевых продуктов. Структура полученных соединений доказана с помощью ИК и {1}Н ЯМР спектроскопии.

Разработан способ получения представленной кислоты селективным окислением метильной группы ароматического кольца в присутствии металл-бромидных комплексов кислородом в уксусной кислоте.

Работа посвящена синтезу пропаргиловых эфиров 1-галоген-3-органилокси-2-пропанола и превращению их в производные 1, 4-диоксана, которые наряду с высоким синтетическим потенциалом являются эффективными ингибиторами кислотной коррозии металлов.

Работа посвящена проблеме аннелирования представленного гетероцикла со стороны триазольного фрагмента.

Предложен удобный метод синтеза представленной кислоты и ее производных, проявляющих высокую антимикробную активность в отношении штамма М. Tuberculosis H37Rv.

Работа посвящена соединениям, обладающим противогрибковой, антибактериальной, противовоспалительной, гипертензивной, инсектицидной активностью, а также - эффективным против ДНК- и РНК-геномных вирусов и проявляющим противоопухолевую активность.

Изучено взаимодействие алкилацетатов с диалкилоксалатами в условиях конденсации Кляйзена, выделены эфиры 3, 4-дигидрокси-1, 6-гександиовой кислоты. Обсуждаются особенности строения синтезированных соединений. Структура полученных веществ установлена на основании ИК и ЯМР спектроскопии.

Синтез произведен с солями переходных металлов. Квантово-химическими расчетами найдены параметры синтизированных нитрилов и их комплексов. Установлена корреляция параметров молекул замещенных нитрилов и их комплексов.

Разработан метод синтеза новых замещенных 2-винил-5, 6-дицианобензофуранов с флюоресцирующими свойствами, определено их строение и свойства.

Исследованы механизмы реакции [4+2]-n-электронного циклоприсоединения сопряженных нитроалкенов [1-6].

Рассчитаны начальные скорости образования изопрена и определен состав реакционной массы. Подобраны оптимальные условия проведения процесса, при которых достигаются конверсия 1, 3-диоксалана - 99%, селективность процесса по изопрену - 79, 8% и выход изопрена на превращенный 1, 3-диоксолан - 78, 9%.

Реакцией Клайзена метилкетонов с диэтилоксалатами в присутствии натрия или гидрида натрия получены динатрий-1, 6-диоксо-2, 4-алкадиен-3, 4-диоляты, при подкислении которых выделены 3, 4-дигидрокси-2, 4-алкадиен-1, 6-дионы. Изучены цепные и кольчато-цепные таутомерные равновесия в растворах 1, 3, 4, 6-тетракарбонильных соединений спектральными методами анализа.

Синтезированы ароматические нитросоединения, содержащие пиразолоновый цикл. Изучена изомерия замещенных метиленпиразолонов. Последующим гидрированием получены соответствующие аминосоединения.

Взаимодействием фталонитрила с фенилацетонитрилом в системе NaOH/ДМСО синтезирован 2, 3-бис (2-цианофенил) -2, 3-дифенилсукцинамид. С использованием квантовохимического моделирования (полуэмпирический метод РМЗ) изучена его пространственная структура и выявлен ряд стабильных конформаций.

Целью работы являлось использование влияния состава и физико-химических свойств полимерной матрицы на спектрально-люминесцентные характеристики красителей семейства DCM (соединения I-III).

Представленный синтез основан на последовательном замещении атомов галогена в 2, 3-дихлорпиразине под действием О- и S-нуклеофилов. Методом жидкофазного параллельного синтеза на базе синтезированных соединений создана комбинаторная библиотека карбоксамидных производных, используемых на доклинической стадии разработки новых лекарственных веществ.

По схеме, включающей альдольную конденсацию, получены новые N-алкил-производные пиридазинона - перспективные билдинг-блоки для синтеза биологически активных соединений.

Синтезированы новые замещенные бензоилокси (амино) фталонитрилы и на их основе получены растворимые в органических растворителях фталоцианины меди. Показано влияние мостиковой группы (-О-, -NH-) и ацильного остатка на характер электронных спектров и положение полос поглощения.

Разработан метод синтеза сульфамидных производных 1-Н-индазол-3-карбоновой кислоты, включающий стадию прямого сульфохлорирования цикла с последующим аминированием образовавшихся сульфохлоридов.

Исследовано взаимодействие алкилимидазотиа (диа) золов с хлорсульфоновой кислотой. На основе полученных сульфохлоридов синтезирован ряд новых сульфамидных производных имидазотиа (диа) золов.

Cинтезированы новые полимеры и исследована зависимость их электропроводности от строения полимеров и концентрации допанта - I[2].

Работа посвящена получению новых замещенных бензофуро[3, 2-c]пиридинов двухстадийным способом синтеза.

Разработаны методы синтеза новых 2-R-бензоксазол-5, 6-дикарбонитрилов с алифатическими, ароматическими и гетероциклическими заместителями и определено их строение.

Работа посвящена производным азотсодержащих бициклических соединений, структурные фрагменты которых входят в состав ряда алкалоидов, являющихся основой для синтеза эффективных медицинских препаратов.

Работа посвящена поиску катализаторов структурирования жидких низкомолекулярных силоксановых каучуков СКТН, проявляющих свою каталитическую активность только при повышенных температурах.

Методами химического, ЭСП, ИК спектрального и термогравиметрического анализов установлен состав и строение полученных комплексов. Термогравиметрические исследования показали, что термическое разложение комплексов проходит в несколько этапов и конечным твердофазным продуктом является металлический рений.

Рассмотрены методы синтеза и химические свойства гидразидов 4-хинолинкарбоновых кислот, представляющих интерес в качестве потенциальных биологически активных соединений.

Полученные в результате синтеза продукты представляют интерес как потенциальные мономеры для поликонденсации.

Предложен метод синтеза 1, 3-диацетиладамантана (1) и 1, 3-диацетониладамантана (2). Рассмотрены их некоторые химические свойства: реакции по карбонильным группам и реакции по активным атомам водорода метильных групп.