- •Биоорганическая химия
- •Теория строения органических соединений а.М.Бутлерова.
- •Классификация и номенклатура органических соединений.
- •Основные классы органических соединений
- •Образование и типы химических связей в органических соединениях.
- •Классификация органических реакций.
- •По характеру изменений связей в субстрате и реагенте.
- •Э электрофил лектрофильная реакция:
- •Н Нуклеофил уклеофильная реакция:
- •В соответствии с конечным результатом.
- •Электрофильное замещение se
- •Электрофильное присоединение аe
- •По числу частиц, принимающих участие в элементарной стадии.
- •Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений и способы его передачи.
- •Сопряжение.
- •Кислотность и основность органических соединений
- •Кислотность и основность по Бренстеду.
- •Кислоты и основания Льюиса.
- •Жесткие и мягкие кислоты и основания.
- •План описания органических соединений:
- •Алканы (предельные, насыщенные углеводороды, парафины)
- •Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Промышленные
- •Лабораторные
- •Химические свойства.
- •Реакции галогенирования
- •Нитрование (реакция Коновалова)
- •3. Сульфирование и сульфохлорирование.
- •4. Окисление.
- •5. Изомеризация.
- •6. Дегидрирование.
- •7. Крекинг.
- •I. Промышленные.
- •Лабораторные.
- •Дегидратация спиртов:
- •Химические свойства.
- •Реакции присоединения.
- •3) Присоединение галогеноводородов (гидрогалогенирование):
- •4) Присоединение воды (гидратация):
- •2. Реакции окисления.
- •4) Озонолиз (окисление озоном):
- •3. Реакции полимеризации.
- •I. Промышленные.
- •II. Лабораторные.
- •Дегалогенирование тетрагалогенпроизводных:
- •Химические свойства.
- •Реакции электрофильного присоединения.
- •Присоединение галогенов (галогенирование):
- •Присоединение галогеноводородов:
- •Присоединение воды (реакция Кучерова):
- •Реакции нуклеофильного присоединения.
- •Реакции окисления-восстановления.
- •Реакции полимеризации.
- •Реакции замещения.
- •Алкадиены (диеновые углеводороды)
- •Способы получения.
- •Дегидратация двухатомных спиртов:
- •Химические свойства.
- •Электронное строение бутадиена-1,3.
- •Реакции присоединения.
- •Гидрирование:
- •Галогенирование:
- •Гидрогалогенирование:
- •Реакции полимеризации.
- •Галогенпроизводные алифатического ряда.
- •Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Электронное строение и химические свойства.
- •Реакции нуклеофильного замещения.
- •Реакции элиминирования.
- •Ароматические углеводороды (арены)
- •Изомерия.
- •Способы получения.
- •Переработка угля и нефти:
- •Электронное строение бензола.
- •Химические свойства.
- •Реакции присоединения.
- •Реакции окисления.
- •Реакции замещения.
- •Галогенирование:
- •Сульфирование:
- •Алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса):
- •Ацилирование:
- •Правила ориентации заместителей.
- •Спирты (алкоголи)
- •Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Гидратация алкенов:
- •2. Гидролиз галогенпроизводных:
- •3. Спиртовое брожение сахаров:
- •Электронное строение и химические свойства.
- •1. Кислотные и основные свойства.
- •Реакции с участием нуклеофильного центра.
- •Образование простых эфиров (межмолекулярная дегидратация):
- •Образование сложных эфиров:
- •Реакции с участием электрофильного центра.
- •Реакции с участием сн-кислотного центра (реакции элиминирования).
- •5. Реакции окисления.
- •4. Восстановление:
- •Классификация.
- •Способы получения.
- •Химические свойства.
- •1. Кислотные и основные свойства.
- •2. Реакции с участием нуклеофильного центра.
- •3. Реакции с участием электрофильного центра.
- •4. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре.
- •5. Реакции окисления-восстановления.
- •Карбонильные соединения (альдегиды и кетоны).
- •Бутаналь бутанон-2 Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Электронное строение и химические свойства.
- •Реакции присоединения.
- •Гидратация:
- •Присоединение спиртов:
- •Присоединение тиолов:
- •2. Реакции конденсации.
- •3. Реакции окисления.
- •1. Окисление кислородом воздуха:
- •2. Окисление аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала»):
- •4. Реакции полимеризации.
- •Карбоновые кислоты.
- •Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Номенклатура.
- •Способы получения.
- •Электронное строение и химические свойства.
- •Кислотные свойства.
- •Реакции нуклеофильного замещения.
- •Реакция этерификации:
- •Образование ангидридов:
- •Образование галогенангидридов:
- •Образование амидов:
- •Реакции по углеродному атому.
- •Реакции декарбоксилирования.
- •Функциональные производные карбоновых кислот
- •Галогенангидриды.
- •Ангидриды.
- •Сложные эфиры.
- •Тиоэфиры.
- •Классификация.
- •Номенклатура.
- •Способы получения.
- •Восстановление нитросоединений:
- •Аммонолиз и аминолиз галогенпроизводных:
- •Химические свойства.
- •Основные свойства.
- •Кислотные свойства.
- •3. Нуклеофильные свойства.
- •Ацилирование аминов:
- •4. Реакции с азотистой кислотой.
- •1 . Первичные алифатические амины
- •2. Первичные ароматические амины:
- •3. Вторичные алифатические и ароматические амины:
- •Электрофильное замещение в ароматических аминах.
Способы получения.
-
Переработка угля и нефти:
При коксовании каменного угля получается каменноугольная смола, которую подвергают фракционной перегонке:
До 1700С – бензол и его гомологи;
170–2300С – фенол и его гомологи;
230–2700С – нафталин и его гомологи;
270–3600С – антрацен и фенантрен.
-
Ароматизация нефти (включает реакции дегидроциклизации и дегидрогенизации алканов):
420-4800С
+ 3H2
Pt, Pd, Ni
Циклогексан
5500C
C7H14 + 4H2
Cr2O3, Al2O3, Pt
-
Полимеризация алкинов (метод Зелинского):
3СНСН С6Н6
3СН3ССН
-
Реакция Вюрца-Фиттига:
+ 2Na + BrC2H5 + 2NaBr
+ 2Na + 2NaBr
бифенил
-
Восстановление кислородсодержащих ароматических углеводородов:
С6Н5ОН + Zn С6Н6 + ZnO
-
Реакция алкилирования Фриделя-Крафтса:
AlCl3
С6Н6 + СН3Cl С6Н5СН3 + HCl
C6H6 + C6H5CH2Cl C6H5CH2C6H5 + HCl
дифенилметан
-
Декарбоксилирование ароматических кислот (реакция Дюма):
С6Н5СООNa + NaOH C6H6 + Na2CO3
Электронное строение бензола.
Молекула бензола плоская и симметричная. Атомы углерода находятся в углах правильного шестиугольника (угол 1200) в состоянии sp2-гибридизации. В этом состоянии каждый атом углерода имеет по одной негибридизованной орбитали, расположенной перпендикулярно плоскости -связей.
При подобном взаимном расположении каждая р-АО перекрывается в равной степени с двумя соседними. Т.к. система замкнута, то образуется общее электронное облако, в котором электронная плот-
ность распределяется равномерно.
Рентгеновским методом доказано, что связи в бензоде не являются ни двойными, ни одинарными – есть делокализованные связи (,сопряжение).
Эффект сопряжения в молекуле бензола объясняет все особенности его строения и химических свойств.
Электроны в составе общего облака получают большую степень свободы, что делает молекулу более устойчивой.
Величина энергии сопряжения бензола составляет 153 кДж/моль, что на порядок выше, чем у 1,3-бутадиена (15,1 кДж/моль).
Однако не любой циклический углеводород с чередующимися двойными и одинарными связями является ароматическим.
В 1931 г. Хюккель сформулировал правило ароматичности, согласно которому система ароматична, если она:
-
циклическая;
-
компланарная (плоское строение – все -связи атомов углерода располагаются в одной плоскости под углом 1200);
-
имеет общее электронное облако, состоящее из (4n + 2)-электронов, где n – целое число.
В соответствии с этим правилом углеводороды – бензол, нафталин, антрацен – имеют ароматический характер:
6--электронов 10--электронов 14--электронов
(n=1) (n=2) (n=3)