1. Теоретический тур (8)

6.

При действии хлора на углеводород А было получено только два монохлорпроизводных В и С, содержащих 29,5% хлора.

1. Установите структурные формулы веществ А, В и С.

2. Вычислите, в каком соотношении образуются В и С, если относительные скорости замещения при первичном, вторичном и третичном атомах углерода относятся как 1 : 4 : 5.

3. Могут ли вещества А, В и С быть разделены на оптические антиподы?

4. Если какое-либо из этих веществ может быть разделено на стереоизомеры, предложите химический метод разделения и напишите уравнения соответствующей последовательности превращений, используя при написании схем проекционные формулы Фишера.

5. Предложите схему кратчайшего пути синтеза А из этанола и неорганических реагентов. Укажите условия проведения этих реакций (нагревание, действие света, катализатор, инициатор, повышенное или пониженное давление, растворитель).

7.

Раствор иода в веществе А (С₄Н₁₀О) при действии раствора КОН выделяет осадок В, содержащий 96,7% иода. При пропускании смеси паров А с кислородом над нагретой медной проволокой образуется соединение С (С₄Н₈О). Взаимодействие С с винилацетиленом в присутствии порошкообразного едкого кали (среда — эфир, 0,5 °С) приводит к образованию вещества D (С₈Н₁₂O). Реакция D с растворами серной кислоты в зависимости от условий (концентрация кислоты, наличие растворителя и катализатора, температура) протекает по разным направлениям. Так, действие 50%-ной серной кислоты (60 °С, 4 ч) на D приводит к образованию Е (С₈Н₁₀), существующего в виде смеси двух геометрических изомеров Е1 и Е2. Действие на D разбавленной серной кислоты в ацетоне в присутствии HgSO₄ приводит к образованию двух структурных изомеров F и G (С₈Н₁₂O), каждое из которых также существует в виде геометрических изомеров (F1, F2 и G1, G2). В то же время нагревание D с 10%-ной серной кислотой (60°С, 6 ч) в присутствии солей ртути дает соединение Н (С₈Н₁₄O₂). В ИК-спектре Н имеются полосы поглощения, соответствующие колебаниям связей С-Н (3000 - 2800 см^-1), С-О (1200 см^-1) и С=О (1705 см^-1).

Напишите структурные формулы соединений А — Н.

8.

Биоизостерами (или биоизостерными аналогами) называются соединения различной (отличающейся друг от друга) структуры, однако проявляющие однотипную физиологическую активность. Например, биоизостерными аналогами являются фенольные и сульфониламидные производные фенилэтаноламинов (веществ, воздействующих на адренорецепторы). Основанием такой аналогии является практически одинаковая кислотность фенольной и сульфониламидной групп. Кроме того, NH-фрагмент сульфониламидной группы способен связываться с рецептором, как это показано на рисунке, практически также эффективно, как и ОН-группа фенольных этаноламинов.

Широко известными биоизостерами являются также п-аминобензойная кислота (I) и белый стрептоцид (II):

В настоящее время метод, использующий "биоизостерную аналогию", широко применяется для направленного поиска новых лекарственных препаратов. При этом новая химическая структура "конструируется" на основе известного физиологически активного вещества, в котором часть молекулы специальным образом видоизменяется. В таком превращении важно учитывать следующие параметры исходной молекулы и ее биоизостерного аналога: "размер" молекул, расстояние между функциональными группами, а также их кислотно-основные свойства.

Основным эндогенным тормозным медиатором в центральной нервной системе животных и человека (веществом с .успокаивающим. действием) является гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Она присутствует практически во всех нервных клетках. В настоящее время проводится интенсивный поиск веществ, способных заменить ГАМК.

Одним из подходов в таких исследованиях является поиск биоизостерных аналогов ГАМК.

1. Приведите структурную формулу гамма-аминомасляной кислоты.

2. Ниже приведены шесть структур, три из них представляют собой биоизостеры по отношению к ГАМК. Укажите, какие именно и обоснуйте свой выбор. Какие свойства выбранных Вами молекул определяют их биоизостерность по отношению к гамма-аминомасляной кислоте?

3. Почему оставшиеся три структуры не являются биоизостерами по отношению к гамма-аминомасляной кислоте?

4. Как влияют заместители в бензольных кольцах структур А и В на кислотно-основные свойства молекул?