16. Гетероциклические соединения

16.1. Фурфурол

16.1.1. Получение фурфурола

Реактивы: отруби или опилки, серная кислота (20%-ная).

Оборудование: круглодонная колба, водяная баня, обратный холодильник, пипетки, плитка, колба Бунзена, воронка Бюхнера.

Ход работы:

К 3 г отрубей (кукурузные початки, древесные опилки, шелуха семечек) добавьте 30 мл 20%-ой серной кислоты и нагревайте реакционную смесь на водяной бане с обратным холодильником в течение 30 минут. Фурфурол образуется из пентозанов, которые вместе с клетчаткой входят в состав отрубей.

Реакционную смесь отфильтруйте от отрубей и с фильтратом осуществите перегонку при атмосферном давлении. Фурфурол имеет t пл. 162°С, а серная кислота 320°С.

С помощью мерного цилиндра или пробирки определите объем полученного после перегонки фурфурола. Для доказательства полученного фурфурола проведите качественную реакцию на фурфурол. Для сравнения проведите эти же реакции с эталоном — реактивом фурфурола, который имеется в лаборатории.

16.1.2. Качественная реакция на фурфурол

Реактивы: анилин, уксусная кислота, фурфурол.

Оборудование: часовое стекло, пипетки, фильтровальная бумага.

Ход работы:

На два часовых стекла нанесите каплю анилина и смешайте ее с одной каплей уксусной кислоты. Далее на первое стекло добавьте каплю фурфурола, полученного в предыдущем опыте, а на другое — каплю фурфурола, имеющегося в лаборатории.

Опишите свои наблюдения и сделайте вывод. Почему полученный фурфурол прозрачный и бесцветный, а реактив фурфурола имеет коричневый цвет?

Контрольные вопросы:

1). Нарисуйте структуру ксилозы (в том числе циклическую форму).

2). Какие кислоты помимо серной можно использовать для получения фурфурола?

3). Какие реакции характерны для фурфурола? На какое соединение он похож по свойствам?

4). Что произойдет с фурфуролом, если его нагреть до t = 250°С?

5). Что будет происходит с фурфуролом при нагревании его в присутствии сильных кислот?

6). Обладает ли ароматичностью фурановое кольцо фурфурола и почему?

7). Напишите следующие реакции с участием фурфурола: а). серебрянного зеркала; б). восстановление; г). взаимодействие с гидразином в присутствии KOH (реакция Кижнера-Вольфа); д). взаимодействие с уксусным ангидридом; е). альдольная и кротоновая конденсации с этаналем;

8). Приведите качественную реакцию на фурфурол.

9). Применение фурфурола.

16.2. Синтез акридона

Реактивы: N-фенилантраниловая кислота, серная кислота (d²⁰ = 1,84).

Оборудование: колба круглодонная на 250 мл, водяная баня, термометр, колба Бунзена, воронка Бюхнера.

Ход работы:

К 8,5 г N-фенилантраниловой кислоты при постоянном перемешивании осторожно по каплям прибавьте 25 мл концентрированной серной кислоты. Затем реакционную смесь нагревайте на кипящей водяной бане в течение 2 часов.

После этого постепенно вылейте реакционную смесь в 250 мл горячей воды. Чтобы избежать разбрызгивания, раствор приливайте по стенке сосуда. Полученный раствор кипятите в течение 5 минут, охладите. Выпадает желтый осадок акридона с t_{пл =} 346°С.

Контрольные вопросы:

1). Напишите таутомерные структуры акридона. Приведите названия. Как нумеруются атомы углерода при наименовании данных структур?

2). Осуществите превращения и назовите все соединения:

3). Что еще помимо серной кислоты можно использовать при взаимодействии с N-фенилантраниловой кислотой для получения акридона? Альтернативные синтезы акридона с использованием других исходных реагентов.

4). В какие положения сульфируется, нитруется, а также бромируется акридон?

5). Применение акридона и его производных.