- •Н.В. Стулин, м.Н. Земцова, и.К. Моисеев
- •Углеводороды
- •Текст лекций по органической химии
- •Самара 2004
- •Гомологический ряд
- •Изомерия
- •Номенклатура
- •Рациональная номенклатура
- •Систематическая номенклатура (iupac)
- •Способы получения алканов
- •Промышленные методы
- •1. Метод Бергиуса (гидрогенизация бурых углей):
- •2. Метод Фишера-Тропша:
- •Лабораторные методы
- •3. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот:
- •4. Гидрирование алкенов:
- •5. Восстановление галоидных алкилов:
- •Физические свойства алканов
- •Строение алканов
- •Химические свойства алканов
- •Реакции замещения
- •Общие проблемы галогенирования алканов
- •Реакции окисления
- •Мягкое окисление
- •Реакция расщепления (крекинг и пиролиз)
- •Отдельные представители
- •Лекция №3. Алкены
- •Гомологический ряд. Изомерия
- •Номенклатура
- •Промышленные источники алкенов
- •Методы синтеза алкенов
- •3. Дегалогенирование вицинальных дигалогенидов:
- •Физические свойства алкенов
- •Физические свойства некоторых этиленовых углеводородов приведены в табл.3.2
- •Строение алкенов
- •Химические свойства Гетерогенное каталитическое гидрирование
- •Реакции электрофильного присоединения
- •2. Присоединение галогеноводородных кислот (гидрогалогенирование):
- •Реакции радикального присоединения
- •Реакции окисления
- •1. Эпоксидирование (реакция Прилежаева):
- •2. Гидроксилирование (образование гликолей, реакция Вагнера):
- •Реакции по -углеродному атому
- •Полимеризация
- •Отдельные представители
- •Гомологический ряд диенов
- •Синтез изопрена
- •Синтез хлоропрена:
- •Лекция №6. Строение и химические свойства диенов
- •Строение и свойства алленов
- •1. Галогенирование:
- •2. Гидрогалогенирование:
- •3. Гидратация:
- •Строение сопряженных диенов
- •Химические свойства сопряженных диенов
- •5. Окисление:
- •Димеризация
- •Полимеризация
- •Гомологический ряд
- •Изомерия
- •Промышленные способы получения ацетилена
- •Из карбида кальция
- •Пиролиз метана.
- •Лабораторные способы получения ацетилена и его гомологов
- •1. Реакция дегидрогалогенирования:
- •Физические свойства
- •Строение алкинов
- •Химические свойства
- •Реакции присоединения
- •Присоединение воды к алкинам.
- •Отдельные представители
- •Строение бензола
- •Изомерия
- •Номенклатура
- •Методы получения
- •Промышленные источники
- •2. Нефть.
- •3. Из алкинов (Реппе, Зелинский):
- •Лабораторные способы
- •Лекция №10. Химические свойства арОматических углеводородов
- •Механизм реакций электрофильного замещения
- •Реакции электрофильного замещения
- •1. Нитрование:
- •2. Галогенирование:
- •3. Сульфирование. Для сульфирования часто применяется серная кислота, содержащая избыток so3 (олеум). Кислотно-основное равновесие между двумя молекулами серной кислоты:
- •Реакции окисления
- •3. Озонолиз:
- •4. Каталитическое окисление о2 в присутствии медного катализатора.
- •Влияние заместителей в бензольном ядре на электрофильное замещение
- •Распределение изомеров при нитровании производных бензола
- •Электрофильное замещение в дизамещенных бензолах
- •Отдельные представители
- •Нафталин
- •Изомерия, номенклатура
- •Способы получения
- •Структура нафталина
- •Химические свойства
- •Осторожное окисление нафталина и его гомологов приводит к потере ароматичности с образованием хинонов (в отличие от гомологов бензола):
- •Ориентация электрофильного замещения в нафталине
- •Антрацен и фенантрен
- •Гексафенилэтан
- •Библиографический список Основной
- •Дополнительный
- •Содержание
5. Окисление:
а) водным раствором KMnO4
б) в жестких условиях (KMnO4, Н+) происходит разрыв двойных связей:
в) озонолиз протекает, как и для алкенов, с образованием бифункциональных производных:
6. Реакции диенового синтеза (Дильса – Альдера). В этой реакции наряду с диеном участвуют диенофилы – соединения, имеющие двойную связь, сопряженную с электронной парой электроотрицательного атома (р- - сопряжение)
или соединения, имеющие -связь, сопряженную с поляризованной кратной связью (- - сопряжение)
Реакция проходит по механизму 1,4 - присоединения:
Лекция №7. полимеризация диенов
Димеризация, полимеризация диенов. Три способа полимеризациии диенов (1,4-1,4, 1,2-1,2, 1,4-1,2). Механизмы полимеризации: радикальный, ионный, ионно – координационный. Сополимеризация. Синтетические каучуки – дивинилстирольный, поливинилакрилонитрильный, поливинилизобутиленовый, хлоропреновый. Технологический процесс полимеризации. Отличие натурального каучука от синтетического. Латексы. Регулярная полимеризация. Катализаторы Циглера – Натта.
Димеризация
В реакцию димеризации вступают диены с кумулированными и сопряженными двойными связями. Аллен при димеризации образует четырехчленный цикл:
Реакция димеризации 1,3-бутадиена протекает по механизму 1,2 или 1,4 присоединения с образованием шести- и восьмичленных циклов:
Полимеризация
Реакция полимеризации имеет большое промышленное значение, так как на ее основе получают синтетические каучуки. Полимеризация может протекать по трем направлениям:
Для каучуков характерны два первых типа. Полимеризация диенов, так же, как и полимеризация алкенов, может идти по свободнорадикальному или ионному механизму и включает в себя три стадии:
образование активного центра;
рост цепи;
обрыв цепи.
Наряду с полимеризацией получила признание сополимеризация, позволяющая получать каучуки с заданными свойствами.
1. Поливинилстирольный (бутадиенстирольный) каучук устойчив к механическим воздействиям, к истиранию, применяется для изготовления шин:
2. Поливинилакрилонитрильный (бутадиеннитрильный) каучук устойчив к бензину, маслам. Используется для изготовления бензопроводов.
Процесс получения каучуков складывается из трех стадий:
1 – синтез мономера, 2 – полимеризация, 3 – вулканизация.
До недавнего времени единственным источником получения каучука были растения – каучуконосы: гевея, кок-сагыз, тау-сагыз, гваюлла, одуванчик. Из млечного сока этих растений получали натуральный каучук. Промышленное производство натурального каучука в настоящее время осуществляется только на основе культивированных плантаций гевеи (Бразилия, Америка, Африка, Индия).
Из гевеи получают млечный сок – латекс, который коагулируют с получением клейкой густой массы и транспортируют на заводы, где проводят вулканизацию и получают резины.
Натуральный каучук представляет собой 1,4-цис-полимер изопрена:
В настоящее время такой полимер можно получить, применяя катализаторы Циглера - Натта (Al(C2H5)3TiCl4).
Гуттаперча является натуральным полимером изопрена исключительно транс-структуры:
Синтетический каучук в промышленном масштабе впервые стали получать в СССР с 1932 г., используя диены. Наибольшее значение имеют стереорегулярные каучуки. Кроме полимеризации диенов для синтеза каучука, аналогичного натуральному, можно использовать сополимеризацию.
Лекция №8 Алкины
Гомологический ряд, изомерия, номенклатура. Методы получения из карбида кальция, алкилирование ацетилена. Реакции отщепления в синтезе ацетиленовых соединений. Особенности строения третичной углерод-углеродной связи. Химические свойства ацетиленов. Кислотные свойства ацетиленовых соединений. Ацетилениды натрия, ртути, серебра, меди. Реакция присоединения: гидрирование частичное и полное. Электрофильное присоединение галогенов и галогенводородных кислот. Нуклеофильное присоединение спиртов. Гидратация алкинов по Кучерову. Присоединение уксусной кислоты, циановодорода. Сравнение реакционной способности алкинов и алкенов в реакциях присоединения. Полимеризация ацетилена.
Алкины – это алифатические углеводороды, содержащие тройную углерод - углеродную связь. Они относятся к ненасыщенным углеводородам.