7 Көмірсулар

Тапсырма

Көмірсулардын химиялық қасиеттері

Негізгі әдебиеттер: 3[211-213]

Қосымша әдебиеттер: 8 [9-13]

Бақылау сұрақтар

1. Көмірсулар дегеніміз не ?

2. Көмірсулардың жіктелуі.

3. Моно- және дисахаридтер, физикалық және химиялық қасиеттері.

4. Полисахаридтер түрлері мен қасиеттері, қолданылуы.

Жұмысты орындау тәртібі

1 тәжірибе. Концентрлі тұз қышқылының әсері.

Глюкозаның аздаған мөлшерін 20-30г 2 мл концентрлі тұз қышқылымен қайнатады. Содан кейін ерітіндіні салқындатады да, пробирканың 2/3 биіктігіне дейін су қосады. Осы тәжірибені фруктозамен де қайталайды. Алынған ерітінділердің сыртқы түрінің айырмашылығын бақылайды.

2 тәжірибе. Концентрлі сілті ерітінділерінін әсері

Тәжірибені қатарынан бірнеше сахаридтермен жүргізген жөн. Ол үшін сахаридтердің 5-10 %-дық ерітінділері немесе 0,1-0,2 г қанттың 1-2 мл судағы ерітіндісі қолданылады.

1-2 мл зерттелетін қантқа жарты көлемдей концентрлі сілті ерітіндісін қосып, қоспаны қайнағанша қыздырады да, 2-3 мин қайнатады. Түстері елеулі өзгеретін болса, бақылап жазып алады. Содан кеін ерітіндіні салқындатып, оны концентрлі тұз қышқылымен қышқылдандырады, сонда түсі солғырттанып, карамель иісі (күйген қант) пайда болады.

3 тәжірибе. Екі валентті мыс тұздарының әсері.

Тәжірибені қатарынан әр түрлі қанттармен өткізген жөн. Ерітіндіні 0,05-0,1 г қантты 2-3 мл суда еріту арқылы алады. 2-3 мл қант ерітіндісіне 1 мл сұйытылған сілті ерітіндісін және 2-3 тамшы мыс сульфаты ерітіндісін қосады. Түзілген мыс гидроксиды тұнбасы араластырғанда еріп кетеді де, сұйықтық ашық көк түске боялады. Содан кейін горелка жалынында ерітіндінің жоғарғы жағын қайнағанша ақырын қыздырады. Егер қант тотығатын болса ерітіндінің көк түсі қыздырғанда біртіндеп жасыл түске айналып ақырын жойылып кетеді. Бір мезгілде сары, қызыл және қоңыр тұнба пайда болады.

2.3 Тәжірибелік сабақтар

№ 1 Тәжірибелік сабақ. Көмірсутектердің номенклатурасы

Тапсырмалар:

1. Рационалдық номенклатура

2. Жүйелі наменклатура

Есеп шығару

Әдістемелік ұсыныс

Алифатты қатар көмірсутектерінің тарихы (травиалды), рационалды және жүйелі немесе халықаралық (ЮПАК) номенклатурасы бар.

Рационалдық номенклатура бойынша көмірсутектердің аталуы ядроға негізделеді; әдетте қаныққан көмірсутектер үшін төртіншілік немесе үшіншілік, сирегірек екіншілік көміртек атомы алынады; этиленділер үшін қос байланыспен байланысқан екі көміртек атомы ядро болып саналады; ацетиленді көмірсутектердің ядросы ретінде үш байланыспен жалғасқан екі көміртек атомы алынады. Содан кейін негізі ядромен қандай көмірсутек радикалы байланысқаны және олардың саны анықталады. Рационалды номенклатура бойынша атағанда алдымен ядромен байланысқан көмісутек келтіріліп, аталып шығады да, соңынан көмірсутектің қай гомологтық қатарға жататынына қарай «Метан», «Этилен», «Ацетилен» деген сөз қосылады.

Мысалы:

СН₃



СН₃–СН₂–СН–СН₂–СН₂–СН₃ Метилпропилметан

СН₃–СН=СН–СН₂–СН₃ Симметриялық метилэтилэтилен

СН₃–СН₂–СС–СН₂–СН₃ Диэтилацетилен

Қаныққан көмірсутектерде ИЮПАК номенклатурасы бойынша негізгі көмірсутектік тізбек бүйір тізбектің көмірсутектік радикалы жақынырақ тұрған жақтан нөмірленеді. Еселі байланыстары бар қосылыстарда негізгі көмірсутектік тізбек қос немесе үш байланысы жақынырақ тұрған жақтан бастап нөмірленеді. Төменде ИЮПАК номенклатурасы бойынша көмірсутектерді атау мысалдары келтірілген

СН₃



СН₃–С–СН₂–СН₂–СН₃ 2,2-диметилпентан

СН₃

СН₃



СН₂=СН–СН₂–СН–СН₃ 4-метилпентен-1

СН₃



СН₃–СН₂–СС–СН–СН₃ 2-метилгексин-3

1-мысал: Төменде келтірілген қосылыстардың қысқартылған құрылымдық формуласын құрыңыз: метилэтилизопропилметан, сим.метилэтилэтилен, диметилацетилен формуласын құрып, ИЮПАК номенклатурасы бойынша сәйкес аталауын келтіріңіз.

Шешуі. Алдымен сәйкес аты боыйнша келтірілген қосылыстың көмірсутектің қай түріне жататынын анықтайды (бірінші көмірсутек метан қатарына, екіншісі этилен қатарына, үшіншісі ацетилен қатарына жатады). Содан кейін келтірілген аты бойынша көмірсутектің құрылымдық формуласы құрылады:

СН₃ СН₃

  метилэтилэтилизопропилметан

СН₃–СН₂–СН–СН–СН₃

СН₃–СН=СН–СН₂–СН₃ симметриялық метилэтилэтилен

СН₃–СС–СН₃ диметилацетилен

ИЮПАК номенклатурасы бойынша атау үшін көмірсутектегі ең ұзын тізбекті анықтайды, қанықпаған көмірсутектерде онда қанықпаған байланыс болуы керек. Содан кейін берілген көмірсутекте қандай бүйір тізбектер (радикалдар) бар екенін және олардың негізгі тізбекке қатысты қай жерде орналасқанын анықтайды. Сәйкес аталуы: 2,3 – диметилпентан; 2 – бутен; 2 – пентин.

2-мысал: Келтірілген алкилдерді атаңыз. Бірдейлерін көрсетіңіз.

а) СН₃ – СН – б) СН₃ – СН – в) СН₃ – СН – СН₂ – СН₃

СН₂ СН₃

СН₃

г) СН₃ – СН₂ – СН – д) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ –

СН₃ СН₃

е) – СН₂ – СН₂ – СН₂ ж) СН₃ – СН – СН₃ з) – СН₂ – СН – СН₃

СН₃ СН₂ –

СН₃ СН₃ СН₃

и) – С – СН₃ к) СН₃ – СН – СН₃ л) СН₃ – С – СН₃

СН₃

Шешуі. Келтірілген алкилдерді атаймыз. Жақшаның ішінде бірдейлерін келтіреміз.

А) екіншілік бутил немесе екіншілік бутил (в.г.)

Б) изопропил (к)

Д) бутил (е)

Ж) изобутил (з)

И) үшіншілік бутил немесе үшіншілік бутил (л)

Өздігінен шешуге арналған есептер

1. Метанның, этанның, пропанның, бутан мен изобутанның молекулалық құрылымдық формулаларын келтіріңіз. Біріншілік, екіншілік және үшіншілік көміртек атомдарын көрсетіңіз. Осы көмірсутектерден мүмкін болатын бір валентті радикалдар (алкилдер) алыңыз. Оларды атаңыз.

2. Қосылыстардың құрылымдық формулаларын жазып, олрады халықаралық номенклатура бойынша атаңыз: а) метилэтилизопропилметан; б) триметилизопропилметан; в) диметил-н-бутилметан; г) метилпропил-үшін-бутилметан; д) диэтилизобутилметан; е) тетраметилгексан.

3. Қосылыстардың құрылымдық формулаларын жазып, оларды халықаралық номенклатура бойынша атаңыз: а) үшін-бутилэтилен; б) тетраэтилэтилен; в) симм-диизопропилэтилен; г) симм.емес-пропил-екінші-бутилэтилен; д) триметилэтилэтилен.

4. Келесі алкендерді атаңыз:

а ) СН₃ – СН = С – СН₂ – СН – СН₃ б) СН₃ – СН – СН = С – СН₃

СН₃ СН₃ СН₂

СН₃

СН₂ С Н₃

в) СН₃ – СН₂ – С – СН₂СН₃ г) СН₃ – С – СН₂ – СН = СН₂

СН₃

СН₃ СН₃

д) СН₂ = С – СН – СН₂СН₃ е) СН₃ – СН – СН = СН – СН₂ – С – СН₃

СН₂ СН₃ СН₃

СН₃

Негізгі әдебиет :1, 2

Қосымша әдебиет: 3

Бақылау сұрақтары

1. Көмірсутектердің қандай түрлерін білесіз?

2. Құрылымдық изомерлер деген не?

3. Рационалдық номенклтура бойынша көмірсутектердің аты қалай құрастырылады?

4. Халықаралық номенклатура бойынша көмірсутектердің аты қалай аталады?

5. Қандай құрылымдық бірліктер алкил радикалдарына жатады?

№ 2 тәжірибелік сабақ. Қаныққан көмірсутектердің химиялық қасиеттері

Тапсырмалар:

1. Қаныққан көмірсутектердің (алкандардың) химиялық қасиеттері.

2. Қаныққан көмірсутектердегі сутек атомының галоген, сульфо- және нитротоптарына орынбасу механизмі.

Есеп шығару.

Әдістемелік ұсыныстар

Қаныққан көмірсутектеріне сутек атомының әртүрлі атомдар мен атомдар топтарына орынбасу реакциялары тән.

Метанды жарықтың әсерінен хлорлау реакциясын қарастырайық.

СН₄ + Сl₂ — СН₃Сl + НСl

метилхлорид

СН₃Сl + Сl₂ — СН₂Сl₂ + HCl

метиленхлорид

СН₂Сl₂ + Сl₂ — CHCl₃ + НСl

хлороформ

СНСl₃ + Сl₂ — ССl₄ + НСl

Хлорлау реакциясы бос радикалдық механизм бойынша жүреді де үш қарапайым реакциялардан тұрады:

Тізбектің басталуы Сl₂ —^жарық 2Сl^*

Тізбектің өсуі СН₄ + Сl^* — СН₃^* + НСl

СН₃^* + Сl₂ — СН₃Сl + Сl^∙

Тізбектің үзілуі СН₃^* + Сl^* — СН₃Сl

Сl^* + Сl^* — Сl₂

Бос радикалдық механизм бойынша басқа да реакциялар (сульфирлеу, сульфохлорлау, сульфототығу, нитрлеу) жүреді.

1-мысал: 2-метилбутанның нитрлену реакция теңдеуін жазыңыз. Реакция қандай механизм бойынша жүреді?

Шешуі. Сұйықталған азот қышқылымен нитрлеу реакциясы (Коновалов реакциясы) бос радикалдық механизм бойынша жүреді. Орынбасу реакциясына сутек атомы оңайырақ түседі, содан кейін екіншілік және біріншілік сутек атомдарын орын басады. 2-метилбутанды мононитрлегенде негізінен 2-метил-2нитробутан түзіледі.

СН₃ СН₃

 

СН₃—СН—СН₂—СН₃ + НОNO₂ — СН₃—С—СН₂—СН₃ + Н₂О



NO₂

2-метил-2-нитробутан

2-мысал: метан меен этанның монохлорлану реакцияларын жазыңыз. Неліктен этанның хлорлану реакциясының жылдмадығы метанның хлорлану реакциясынан 400 есе жоғары екенін түсіндіріңіз.

Шешуі. Метанды монохлорлағанда хлорметан, этанды монохлорлағанда хлорэтан түзіледі

Этанның хлорлану реакциясының жылдамдығы метанның хлорлану реакциясының жылдамдығынан көптеген есе жоғары, себебі этаннан тұрақтырақ этил радикалы түзіледі.

СН₄ + Сl₂ — СН₃Сl + НСl

СН₃ – СН₃ + Сl₂ — СН₃ - СН₂Сl + НСl

Өздігінен шешуге арналған есептер

1. 2-метилбутаанның монохлорлану реакциясын жасаңыз. Босрадикалдық тізбекті процестің жеке сатыларын сипаттаңыз. Қандай көмірсутек радикалдары баяу сатымен түзіледі?

2. Келесі көмірсутектер үшін М.ИКоновалов реакциясын жазаыңыз: а) этанның; б) н-пентанның; в) 2-метилбутанның. Реакция қандай жағдайда жүреді?

3. С₂Н₁₂ көмірсутегі хлорланғанда тек бір монохлортуынды береді. Бастапқы көмірсутегінің құрылысы қандай?

4. Бутанның сульфирлену және нитрлену реакция теңдеулерін жазыңыз. Бұл реакциялар қандай механизм бойынша жүреді?

Негізгі әдебиет 1, 2

Қосымша әдебиет 3

Бақылау сұрақтары

1. Алкандардың негізгі химиялық реакцияларын атап шығыңыз?

2. Алкандарды галогендеу реакциясы қандай механизм бойынша жүреді? Метанның хлорлану реакция сызбанұсқасын келтіріңіз.

3. Қандай реакция Коновалов реакциясы деп аталады?

4. Сульфирлену, Сульфототығу, сульфохлорлану реакциялары қандай механизм бойынша жүреді? Этанның реакцияға түсу реакция сызбанұсқасын келтіріңіз.

5. Жоғары температурада алкандардың реакциясы қалай жүреді?

№ 3 тәжірибелік сабақ. Қанықпаған көмірсутектердің (алкендердің) химиялық қасиеттері

Тапсырмалар:

1. Қос байланыс бойынша қосып алу реакциялары

2. В.В.Марковников ережесі

3. Алкендердің полимерленуі

4. Есеп шығару

Әдістемелік ұсыныстар

Қос байланыс пайда болғанда көрші екі көміртек атомдарының арасында sp² –гибридтену жүреді, мұндайда бір s –орбиталь мен екі р –орбиталь араласады. Үшбұрыштың ұшына 120⁰ бұрышпен бағытталған осьтері бір жазықтықта жататын үш гибридті орбитальдар түзіледі.

Әрбір көміртек атомында бір-бірден гибридтенбеген р –орбитальдар қалады, олар δ -байланысып жатқан жазықтың астымен де, үстімен де оған перпендикуляр бағытта бір-бірімен жабылады. Осылай пайда болған байланыс π-байланыс деп аталады. Π-байланыстың электрон бұлттары кеңістікте таралады да, көміртек атомтарының ядроларының арасындағы аймақтан тыс шығып кетеді. Сонымен, қос байланыс бір δ -байланыс пен бір π-байланыстан тұрады.

Алкандардың химиялық қасиеттері қос байланыстың болуына байланысты. Қос байланыс екі атомды немесе атомдар тобын қосып алу арқылы екі дара байланысқа оңай айналады. Сондықтан оларға негізінен қосып алу реакциялары тән.

1-мысал. Пропеннің гидратациялану реакция теңдеуін жазып, механизмін талдап шығыңыз.

Ш ешуі. Пропанды катализаторлардың қатысуында гидратациялайды. Пропеннің қос байланысы метил тобының әсерінен поляризацияланған бұл поляризацияланудың салдарынан полюсті су молекулалары белгілі бір жолмен қосылады. Пропеннің гидратациясы В.В.Марковников ережесіне электрон тығыздығының ығысуына қарай жүреді.

Екіншілік пропил спирті

2-мысал. Этилен көмірсутектерінің полимерлену мысалдарын келтіріңіз.

Шешуі. Полимерлену – олефиндердің маңызды реакцияларының бірі. Полимерлену реакциясы деп қанықпаған қосылыстардың еселі байланыстанының ашылуы арқылы өзара әрекеттесуі арқылы жоғары молекулалық қосылыстың (полимердің) түзілу процесін айтады. Процесс қыздыру, жоғары қысым, сәулелендіру, бос радикалдардың немесе катализаторлардың әсері арқылы жүруі мүмкін.

этен полиэтен (полиэтилен)

пропилен полипропилен

Өздігінен шешуге арналған есептер

1. Этиленнен этанол, дибромэтан, хлорэтан, 1,2-этандиол алу реакция теңдеуін жазыңыз. Осы реакциялардың қайсысы еселі байланысқа сапалы реакция болып табылады?

2. Мына реакциялардың әрекеттесу механизмін қарастырыңыз: пропеннің бромды сутекпен, 1-бутеннің сумен, 2-метил-1пентеннің бромды сутекпен.

3. Келесі көмірсутектің гидратациялану реакцияларын жазып, түсіндіріп беріңіз: пропеннің; 1-бутенннің. Бұл реакциялар қандай ереже бойынша жүреді? Реакция өнімдерін рационалды және ИЮПАК номенклатурасы бойынша атаңыз.

Негізгі әдебиет 1, 2

Қосымша әдебиет 3

Бақылау сұрақтары

1. Қос байланыс бойынша электрофильді қосылу реакциялары мысалдарын келтіріңіз.

2. Марковников ережесініің мәні неде?

3. Алкендердің полимерленуі қалай жүреді?

4. Қос байланысты анықтау үшін қандай сапалы реакциялар қолданылады?

5. Қос байланыстың орнын анықтау үшін қандай реакциялар қолданылады?

№ 4 тәжірибелік сабақ. Диенді және ацетиленді көмірсутектер

Тапсырмалар:

1. Қосарланған диендер, олардың құрылымдық және химиялық қасиеттерінің ерекшеліктері.

2. Диенді синтез және 1,3-диендердің полимерленуі.

3. Үш байланыс бойынша қосылу реакциялары. Ацетиленнің С-Н-қышқылдығы.

4. Ацетиленнің полимерленуі.

Есептер шығару.

Әдістемелік ұсыныстар

1,3-диендердің екі қосарланған π-байланыстары ортақ электрон бұлтын түзеді. Соның салдарынан жай байланыстың ұзындығы қысқарып, молекула тұрақтана түседі. Қосарланған диендер 1,2 және 1,4-жағдайда қосып алу реакциясына түсе алады.

Үш байланыс пайда болғанда әрбір көміртек атомы SP-гибридтенеді, яғни гибридтенуге бір S- және бір P-орбитальдар қатынасады. Гибридті орбитальдар көміртек атомдарының арасында δ-байланыстар түзеді. Екі атомда да екі-екіден гибридтенбеген Р-орбитальдар болады, олар екі өзара перпендикуляр жазықтықта жанасқанда екі π-байланыс түзеді. Сонымен үш байланыста бір δ-байланыспен екі π-байланыс болады. Ацетилендердің соңғы ацетилен топтарына С-Н байланысының күшті полюстенуінің салдарынан елеулі қышқылдық тән, себебі С-Н байланысының электрон жұптары көміртегінің ядросына жақынырақ болғандықтан сутек атомы полюстенеді.

1-мысал. Ацетиленнен сірке альдегидін алу .

Шешуі. Сірке альдегидін алу үшін ацетиленге Hg(II) тұздарының қатысуында су қосу реакциясы – Кучеров реакциясы қолданылады. Алдымен винил спирті түзіледі, ол тұрақсыз болғандықтан изомерленіп, сірке альдегиді алынады.

2 -мысал. Кальций карбидінен 1,3-бутадиен алу.

Шешуі. Кальций карбидінен судың әсерінен ацетилен алынады, ол полимерленген дивинилацетилен түзіледі, оны ары қарай дегидрлеу реакциясы 1,3 бутадиен береді.

Өздігінен шешуге арналған есептер

1. Келтірілген қосылыстардың құрылымдық формулаларын құрылымдық формулаларын келтіріңіз: а) пропадиеннің; б) 1,2-бутадиеннің; в) 1,3-бутадиеннің; г) 2-метил-1,3-бутадиеннің; д) 2,3-диметил-1,3-бутадиеннің; е) 1,5-гексадиеннің.

2. Изопреннің каучук түзіп полимерлену сызбанұсқасын келтіріңіз. Табиғи каучуктің құрылысы қалай дәлелденген? Оның макромолекуласының конфигурациясы қандай? Каучуктың жоғары эластикалығына не себепші болады?

3. Құрылымы С⁵Н⁸ алкиннің барлық изомерлерінің құрылымдық формулаларын келтіріңіз. Оларды рационалдық және халықаралық номенклатура бойынша атаңыз. Соңында үш байланысы бар алкиндерді көрсетіңіз.

4. Келтірілген көміртек қанқасы қосарланған қос байланыстары бар неше диен бере алады?

С

а) С – С – С – С – С б) С – С – С – С – С в) С – С – С – С – С

С С С С

Сол диендерді атаңдар.

Негізгі әдебиет 1, 2

Қосымша әдебиет 3

Бақылау сұрақтары

1. Синтетикалық каучук алу үшін қандай қосарланған диендер қолданылады?

2. Қосарланған алкадиендердің 1,2 және 1,4 текті қосылу реакцияларының мысалдарын келтіріңіз.

3. Кучеров реакциясы деп қандай реакцияны айтады?

4. Ацетиленнен қалай жай винил эфирін,акрилонитрил, винилацетат алуға болады?

5. Ацетилен алудың қандай әйгілі өндірістік әдістері бар?

№ 5 тәжірибелік сабақ. Көмірсутектердің галогентуындылары мен спирттер

Тапсырмалар:

1 Галоидалкандардың алынуы мен химиялық қасиеттері.

2 Спирттердің номенклатурасы мен жіктелуі.

3 Гидроксил тобын галогенге алмастыру, алкаголяттар, күрделі эфирлер алу реакциялары.

4 Спирттердің дегидрлену, тотығу және дегидратациялану реакциялары.

Есептер шығару.

Әдістемелік ұсыныстар

Галогеналкилдер – органикалық қосылыстардың реакцияға бейім кластарының бірі. Олар алкилдеуші агенттер болып табылады.(олардың көміртегімен органикалық қосылыстарға алкил радикалдарын енгізеді). Галогеналкилдердің галоген атомдары әр түрлі топтарға оңай алмасады: гидроксил, нитро- және амин топтарына, циан тобына, сутек атомына, жай және күрделі эфирлер түзеді. Күйдіргіш сілтілердің спирттегі ерітінділерімен әсер еткенде галогеналкилдер галогенсутек үзіп шығарып, олефиндер береді.

Спирттердің химиялық қасиеттері құрамында –ОН топтары болуынан реакцияға түскенде О-Н немесе С-О байланысы үзіледі.

Спирттер сілтілік металдармен әрекеттеседі, кабон қышқылдарымен күрделі эфирлер береді (эитирификациялану реакциясы), алкендер мен күрделі эфирлер түзу арқылы дегидратацияланады, альдегидтерге (біріншілк спирттер) немесе кетондарға (екіншілік спирттер) дейін тотығады. Спирттердің химиялық қасиеттері гидроксил тобы қандай көміртек атомында (біріншілік, екіншілік немесе үшіншілік) тұрғанына байланысты.

Өздігінен шешуге арналған есептер

1-мысал. Метилизопропилкарбинол спиртінің тотығу реакция теңдеуін жазыңыз. Реакция өнімін ИЮПАК номенклатурасы бойынша атаңыз.

Шешуі. Бұл есепті шешу үшін спирттердің карбинолды номенклатурасының, қасиеттерінің принциптерін, карбонильді қосылыстардың аттарын құрастыру принциптерін білу керек. Метилизопропил карбинолдың құрылымдық формуласын құру керек:

СН₃



СН₃——С——СН—— СН₃

 

ОН СН₃

Метилизопропилкарбинол

Тотығу реакциясына қасында гидроксил тобы ОН бар көміртегі атомындағы сутек атомы түседі.

И ЮПАК номенклатурасы бойынша атын атау үшін негізгі көміртек тізбегін карбонил тобы жағынан 3 цифрімен номрлейді: метил радикалының орнын көрсетеді, көмірсутекті негізгі нөмірленген тізбектегі көміртегінің санына сәйкес атайды – бутан, кетондарға аталуына тән «он» жалғауын қосып, «бутанон» атынан кейін 2 цифрымен карбонил тобының орнын көрсетеді, яғни 2-метил-2-бутанон

Өздігінен шешуге арналған есептер

1. Сәйкес галогеналкандар мен натрийдан пропан мен изобутан алыңыз.

2. Этанның этанолға түрлену сызбанұсқасын жазыңыз.

3. Реакция теңдеуін жазып, түзілген алкендерді атаңыз:

Al₂O₃

а ) СН₃СН(СН₃) – СН (ОН)СН₃

300⁰C

H₂SO₄

б) СН₃ – СН(ОН) – СН₂ – СН₃

t

КОН, С₂H₅OН

в) СН₃СН₂ – СНBr – СН₃

t

Zn

г ) СН₃СНBr – СВr(СН₃)₂

спирт, t

Pd 

д) СН₃СН₂СН₂СН₃

450⁰С

Н₂

е ) СН₃С  ССН₃

Pd,PbO 

4. Галогеналкандардың нуклеофильдермен келесі реакцияларының негізгі өнімін болжап көріңіз.

ДМФА

а ) 1-бромбутан + NaNO₂

эфир

б ) 2-иодпентан + AgNO₂

ДМСО

в ) 1-хлор-2-метилпропан + KCN

80%-ный спирт

г ) 2-бромбутан + AgCN

5. Көрсетілген қосылыстардан 2-бутанол алу сызбанұсқасын келтіріңіз: а) 2-хлорбутаннан; б) н-бутаннан; в) 1-бутеннен; г) 2-бутаноннан; д)2-бутиннен

Негізгі әдебиет 1, 2

Қосымша әдебиет 3

Бақылау сұрақтары

1 Галогеналкандардың алынуы мен химиялық қасиеттері.

2 Спирттердің номенклатурасы мен жіктелуі.

3 Марковников ережесі туралы айтыңыз.

4 Алмастыру, алкаголяттар, күрделі эфирлер алыну реакциялары.

№ 6 тәжірибелік сабақ

Альдегидтер, кетондар және карбон қышқылдар

Тапсырмалар:

1. Альдегидтердің, кетондардың және кабон қышқылдарының номенклатурасы.

2. Альдегидтердің, кетондардың және карбон қышқылдарының химиялық қасиеттері

Есептер шығару

Әдістемелік ұсыныстар

Карбонил тобының С=O қос байланысы бір δ-байланыс пен бір π-байланыстан тұрады. Көміртек атомынан гөрі оттек атомының электронға ынтықтығы жоғарырақ болғандықтан қос байланыс поляризацияланғанда көміртек атомында оң, ал оттек атомында көтеріңкі электрон тығыздығы пайда болады.

С=O

Альдегидтер мен кетондарға карбонил тобы бойынша нуклеофильді қосып алу реакциясы тән. Карбонил тобы өзіне көрші орналасқан СН-, СН₂, СН₃-топтарындағы сутек атомдарының қозғалғыштығына әсер етеді. Сондықтан альегидтер мен кетондар карбонил тобына электрофильді қосып алу механизмі бойынша жүретін өзара конденсациялану реакцияларына бейім келеді.

Органикалық карбон қышқылдарында карбоксил тобы –СООН болады. Карбоксил тобында С=O байланысы оттек атомының бөлінбеген электрон жұптарымен қосарлануы О-Н байланысының әлсізденуінен протон оңай бөлініп шығады, соның салдарынан карбон қышқылдары қышқылдану қасиет көрсетеді.

R-COOH  RCOO +H

О Н – тобының орнын басқанда қышқылдардың функциональды туындылары шығады.

1-мысал. Сірке альдегидінің мысалында альдегидтік және кетондық конденсацияны қарастырыңыз.

Шешуі. Конденсация α-көміртек атомындағы қозғалғыш Н-атомының есесінен жүреді. Альдоль (альдегидспирт)-3-гидроксибутаналь алынады.

СН₃-СН    СН₂-СН СН₃-СН-СН₂-СН

 +    

О    Н О ОН О

Қыздырғанда альдоль суды жоғалтып қанықпаған альдегид-түзіледі-кротондық конденсация.

СН₃-СН-СН-СНО СН₃-СН=СН-СНО + Н₂О

  кротон альдегиді

ОН Н (2-бутеналь)

2-мысал. Басты өнім ретінде ацетиленді пайдаланып, сірке қышқылының этил эфирін алыңыз.

Сәйкес теңдеулерді жазу үшін Кучеров реакциясын, альдегидтердің қасиеттерін және де этирификациялау реакциясын болу керек.

Шешуі. Кучеров реакциясы бойынша этаналь, оны тотықтырып этан қышқылын, ал тотықсыздандырып этанол аламыз. Этификациялау реакциясы бойынша қышқыл мен спирттен күрделі эфир-этилацетат аламыз.

СН₃-СН СН₃-СН

 

О ОН

СН₃-СН СН₃-СН₂ ОН



О

СН₃-СООН + СН₃-СН₂ ОН СН₃-СООСН₃

Ө здігінен шешуге арналған есептер

1. Келтірілген қосылыстардың құрылымдық формулаларын келтіріңіз. Оларға рационалдық номенклатура бойынша атаңыз: а) пентаноль; б) 3-метилбутанол; в) 2-пентанон; г) 4-метил-2-пентпнон; д) 3-бутеналь; е) 4-пентин-2-ОН.

2. пропион альдегидінің келесі реагенттермен реакциясын жазыңыз: а) ; б) ; в) (спирт); г) ; д) (спирт); е) (спирт). Түзілген қосылыстарды атаңыз. Альдегид пен реагенттің негізгі қасиеттерін салыстырып, неліктен (а) және (б) жағдайлаында реакция күшті қышқылдармен катализденеді, ал басқа жағдайларда күшті қышқылдары қолданғанда қосылу процесі баяуланады немесе тіпті басылып қалатынын түсіндіріңіз. Спецификалық және жалпы қышқылдық катализге түсініктеме беріңіз.

3. Келтірілген қышқылдардың құрылымдық формулаларын жазыңыз: а) диметрилпропион қышқылы; б) 3-метиблутан қышқылы; в) 4-метил-4-этилпентан қышқылы; г) 2,2,3-триметилбутан қышқылы; д) 3,5-диметил-4-этилгексан қышқылы. Осы қосылыстарды басқаша атаңыз.

4. Пропион қышқылының келтірілген реагенттермен реакцияласу теңдеуін жазыңыз: а) Zn; б) NaOH; в) NaHCO₃; г) NH₄OH; д) Ca(OH)₂; е) CH₃MgJ. Бұл реакцияларда пропион қышқылының қандай қасиеттері білінеді? Осы реакциялардың қайсысы органикалық қосылыстардағы карбоксил топтарын сапалық анықтауға қолданылады?

Мынандай түрлену реакциясын жазып шығыңыз: метан → ацетилен → сірке альдегиді сірке қышқылы → этилацетат.

Негізгі әдебиет 1, 2

Қосымша әдебиет 3

Бақылау сұрақтары

1. Альдегидтер мен кетондар карбонил топтары бойынша қандай нуклеофильді реагенттермен әрекеттеседі?

2. Альдегидтер мен кетондар тотыққанда қандай өнімдер алынады?

3. Карбон қышқылдарына қандай туындылар тән?

4. Этифификациялану реакциясында қандай қосылыстар түзіледі?

5. Альдегидтер, кетондар және карбон қышқылдарына қандай сапалы реакциялар тән?

№ 7 тәжірибелік сабақ. Көмірсутектердің нитро- және амин туындылары

Тапсырмалар:

1. Алифатты қатардың нитротуындыларының изомериясы мен номенклатурасы.

2. Біріншілік, екіншілік және үшіншілік алифаттық нитроқосылыстардың азотты қышқылға қатысы. Карбонильді қосылыстармен конденсациясы.

3. Алифатты қатардың аминтуындыларының изомериясы мен номенклатурасы.

4. Амин топтарының қатысыуы мен жүретін реакциялар: аминдерді алкилдеу және ацилдеу, аминдердің азотты қышқылмен әрекеттесуі.

Есептер шығару.

Әдістемелік ұсыныстар

Алифатты қатардың азотты қосылыстарына нитро тобы бар нитроқосылыстар және амин тобы бар аминқосылыстар жатады. Нитроалкандарды тотықсыздандырғанда алкандардың аминтуындыларын алуға болады:

R -NO₂ + 6H R-NH₂ + 2H₂O

Нитротоптардың электрондағы ынтықтығы елеулі жоғары болғандықтан олар ең өте күшті электракцепторлы орынбасардың бірі болып саналады. Аминтоптарының электронакцепторлы қасиеті нашар нитроалкандар СР- қышқылдарға жатады, ал аминалкандар азот атомының бөлінбеген электрон жұптарының салдарынан негіздік қасиет көрсетеді. Аминалкилдердің молекулаларында алкил топтарының көбеюі аминдердің негіздігін арттырады. Аминдердегі сутек атомдары алкил және ацил радикалдарына алмаса алады.

1-мысал. Нитро- және аминқосылыстарының азотты қышқылмен реакциясын жазыңыз.

Шешуі. Біріншілік және екіншілік нитро- және амин қосылыстары азотты қышқылмен әрекеттеседі.

R -CH₂-NO₂ + HO-NO H₂O + R-CH(NO₂)-N = O R-C = N-OH

NO₂

Нитрол қышқылы

R₂CH-NO₂ + HO-NO H₂O + R₂C(NO₂)-N = O

Псевдонитролдар

R—NH₂ + HNO₂ — R—OH + N₂ + H₂O

Спирт

R₂NH + HNO₂ — R₂N—NO + H₂O

нитрозамин

R ₃N + HNO₂ —

Үшіншілік нитро- және аминқосылыстар -мен әрекеттеспейді.

2-мысал. Құрамы қосылысының құрылымы қандай, егер ол тұз қышқылымен тұз түзсе, ал азотты қышқылдың әсерінен 2-метил-1-пропанолға айналатын болса, сәйкес реакция теңдеулерін жазыңыз.

Шешуі. Алынған спирттің құрылысынан бастапқы аминнің формуласын болжап, реакция теңдеуін жазуға болады.

С₄Н₁₁N + НСl — С₄Н₁₁N^.НCl

С₄Н₁₁N + НONO — 2-метил-1-пропанол

Бастапқы амин - 2-метил-1-аминопропан

Өздігінен шешуге арналған есептер

1. Келтірілген қосылыстары атаңыз:

СН₃

а) СН₃СН₂СН₂ – СН – СН₃ б) СН₃ – СН – СН – СН₃

NO₂

NO₂

в) СН₃ – СН – СН₂ – СН – СН₃ г) СН₃ – СН – СН – СН – СН₃

СН₂ NO₂ CH₂ CH₂

CH₃ CH₃ CH₃

СН₃

д) СН₃ – СН – СН – СН₃ е) СН₃ – СН = СН – СН – СН₃

СН₂NO₂ NO₂

2. Келесі түрлену реакцияларында (заттар эквимолярлық ара-қатынаста алынған) түзілетін А,Б, және В қосылыстарының формуласын келтіріңіз.

NaOH HCl ұстап тұрғанда

СН₃СН₂NO₂ A Б В

Н₂О Н₂О

Неге Б қосылысының ерітіндісі қышқылдық реакция береді, ал В қосылысының ерітіндісі бейтарап болатынын түсіндіріңіз.

3. Мына қосылыстардың құрылымдық формулаларын жазыңыз: а)пропиламин; б) диэтиламин; в) метилэтиламин; г) триэтиламин; д) метилизопропиламин; е) диметилэтиламин. Қайсысы біріншілік, екіншілік және үшіншілік екенін көрсетіңіз. Құрылымдық изомерлерін белгілеңіз.

4. Келтірілген қосылыстардың қайсысымен пропиламин, метилэтиламин және триметиламин әрекеттеседі:

а) HBr; б) CH₃Br;

O

в) С₂Н₅ – С

Сl ; г) СН₃MgBr; д) н-C₄H₉Li?

5. Әрекеттесу жүретін реакциясын келтіріңіз, (б) реакциясының механизмін келтіріңіз. Қай реакцияда аминдер негіздік, нуклеофильдік және қышқылдық қасиеттер көрсететінін белгілеп беріңіз.

NaOH

а ) СН₃СН₂СН₂Br + NH₃ …

Al₂O₃

б) СН₃СН₂СН₂ОН + NH₃

~ 400⁰C

[Ni]

в) СН₃ – С – СН₃ + NH₃ + H₂

p,t

O

H₂[Ni]

г) Br – CH₂CH₂ – Br +2KCN …

t p,t

NaOH

д) СН₃СН₂СН₂СONH₂ + NaOBr

[H₂O]

Негізгі әдебиет 1, 2

Қосымша әдебиет 3

Бақылау сұрақтары

1. Біріншілік және екіншілік нитроқосылыстарға сілтілермен әсер еткенде қандай өнімдер пайда болады?

2. Нитроспирттер қалай түзіледі?

3. Қандай топтардың есесінен аминдер негіздік қасиет көрсетеді?

4. Алифаттық нитро- және аминқосылыстарын қалай алады?

5. Біріншілік, екіншілік нитроқосылыстар мен аминдер азотты қышқылмен әрекеттескенде қандай өнімдер түзіледі?