Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

konspekt_OKh.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

12.99 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 113 4 5 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

Хімічні властивості

Оскільки атом С біля потрійного зв`язку більш ЕН, відповідний е^- π-зв`язку сильніше притягується до ядра, менш рухливі. Це пояснюється тим, що алкіни менш активні в реакціях електрофільного приєднання, але можуть вступати в реакції нуклеофільного приєднання на відміну від алкенів.

Гідрування

Приєднання галогенів

Приєднання кислот

полівініловий спирт

правило Марковникова

Реакця Кучерова

Таутомери - ізомери, які знаходяться у рухомій рівновазі і відрізняються положенням атомів Н, а також природою і положення подвійного зв`язку.

Альдегіди утворюються тільки у випадку ацетилену, у всіх інших випадках – кетони:

Реакція нуклеофільного приєднання до алкінів (приєднання спиртів)

механізм:

Кислотні властивості

Ацетиленід срібла при повному висиханні може вибухати

Реакція Реппе (добування дивінілу – 1,3 бутадієну)

Реакція Фаворського (добування ізопрену з ацетилену)

3метилбут-1-ен-3ол ----

ізопрен-2-метил-1,3бутадієн

Полімеризація. Димеризація

Коли в молекулі зустрічається одночасно подв. і потрійний зв`язки, домінуючий – подвійний

Тримеризація

циклооктатетраєн

карбін

Окислення алкінів

АЛКАДІЄНИ C_nH_2n-2

Кумульовані CH₂=C=CH₂ (sp-гібридизація)
З ізольованими подвійними зв’язками CH₂=CH-(CH₂)_n-CH=CH₂
Спряжені CH₂=CH-CH=CH₂

Нестійкий енол

ацетон

ален

з ізольованим подвійним звязком такі ж властивості, як і в алкенів

спряжені дієни хлоропрен

Особливості будови спряжених дієнів.

В них відбувається перерозподіл електронної густини за рахунок мезомерного ефекту. В спряжених дієнах утворюється π-електронна хмара , що охоплює всі атоми карбону , що належить до спряженої системи.

Енергія спряження = 14,6 кДж/моль.

π-електронна густина максимально зосереджується між 1,2,3 і 4 атомами, але також є і між 2 і 3.

Промислові методи добування

Дегідрування алканів

Метод Лебедєва

Реакція Реппе і реакція Фаворського

Реакція Прінса

4,4диметил-1,3діоксин

2-метил-1,3-бутадієн

ізопрен

2бутин

Хімічні властивості дієнів

Реакція приєднання гідрування

Кінетичний контроль- коли напрямок і швидкість реакції залежить тільки від значення Е_А енергії активації (утворюється продукт, що швидше)

Термодинамічний- це контроль, коли напрямок і швидкість реакції залежить від значення вільної ентальпії реакції ∆G.

Резонансні форми

радикального типу

При 80°С продукту:

80°С 20°С

1,2 Буде 80% 20%

1,4 - 20% 80%

А_Е Механізм електрофільного приєднання Br:

Катіони амільно типу

А_RРадикальний механізм

(йодування і хлорування так само)

Приєднання Ннal

Дієновий синтез Дільса-Альдера

Вступає лише ізопрен

Дієн дієнофіл

Акрилонітрил акролеїн малеїновий ангідрид

Полімеризація

При полімеризації ізопрену утворюються синтетичні каучуки.

Поляризація катіонна аніонна

цис 1,4 полізопреновий каучук

Окислення озоноліз

Стереохімія- поняття про асиметричний атом С, проекційні формули Фимера, оптичні антиподи, рацемати, їх властивості, поняття про відносну та абсолютну конфігурацію, діастереомери, мезоформи.

Оптична активність органічних сполук- здатність сполук обертати площину плоско-поляризованого світла.

Використовуються поляриметри

ПРИЗМА кювета(повертається) призма

(поляризується) +α-правообрт.; - α лівооберт оптичні антиподи

Для порівняння оптично-активних різних енантіомерів використовується поняття «питоме обертання», що характеризує оптичну активність енантіомера при його концентрації 1г/мл і довжині кювети (чи трубки) 1 метр.

концентрація (1г/мл)

експериментально визначений кут обертання площини поляризації

Оптичні ізомери мають однакову хімічну будову, відрізняється розташуванням атомів у просторі.

Оптичну активність проявляють сполуки, молекули яких побудовані несиметрично, тобто відсутні елементи симетрії (вісь, площина).

Елантіомерія-явище існування 20х дзеркальних об’єктів, які не суміщені у просторі.

Хіральність- здатність будь-якого предмету мати своє дзеркальне відображення , не тотожне оригіналу. С*-хіральний атом Карбону має 4 різні замісники молочної кислоти.

Абсолютна конфігурація

не співпадають,якщо накласти

Правило Кана, Інгольда, Прелога

Старшинство замісників визначається за порядковим номером , за молекулярною масою замісника.

Старший

Проекційні формули Фімера

якщо H зліва – D-ентіомер

H справа – L-ентіомер

( НЕ ІСНУЄ)

Якщо в молекулі декілька асиметричних атомів С, то кількість енантіомерів визначається по формулі:

, цn- кількість С* ; N- кількість енантіомерів.

Рацемат(якщо є і S- i R-) –еквімолекулярна суміш пари енантіомерів з індивідуальними фізичними властивостями.

ВИННА КИСЛОТА

/ М Е З О Ф О Р М И \

Мезо-форми-структури оптично неактивних сполук з декількома хіральними атомами, біля яких розташовані однакові за структурою замісники, які утворюють протилежну за знаком обертання тетроядригну конфігурацію.

Моно- і полігалогенопохідні вуглеводнів

Галогенопохідні насичених вуглеводнів. Моногалогенопохідні алканів, добувають галогеноалкінів із насичених віглеводнів, олефінів, спиртів, характеристика зв’язків С-Наl, індукційний ефект атома НаІ.

Перерозподіл електронної густини вздовж σ-звязку

Хімічні властивості відновлення до вуглеводнів, реакції нуклефільного заміщення галогенів на гідроксильну, алкоксильну, (ОСН_3, ОСН_2,СН₃), нітрильну аміно та інші групи, два механізми нуклефільного заміщення (S_N1 i S_N2), фактори, що впливавють на хід нуклеофільно заміщення.

Реакція відщеплення, насичених полігалогенопохідних продуктів хлорування метану, галофермна реакція, дихлоркарбон.

Добування

С_nH₂_n₊₁Hal

R – CH₂ – Hal

Первинні Вторинні Третинні

Хлорування (галогенування) алкану за радикальним шляхом.

CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl

Гідрогалогенування алкенів:

Із спиртів

Реакція Фінкельштейна

Хімічні властивості галогенопохідних

Індукційний ефект

В результаті перетягування електронної густини в бік більш ЕН атому талогену на атом С виникає частковий позитивний заряд Б+, який визначає електрофільний характер і високу реакційну здатність цих сполук в перетворенних з нуклеофільними реагентами.

Галогеноохідні дуже реакційноздатні сполуки. Їх можна використовувати для отримання майже всіх класів органічних сполук з такою ж самою кількістю атомів С.

S_N1- реакція заміщення.

Реакція Гофмана

Фактори, які впливають на механічні реакції нуклеофільного заміщення.

Природа групи, яка відходить (нуклеофоб)
Природа R-CH₂ вуглеводневого залишку.
Природа діючого реагенту.
Вплив розчинника.

Найкраще в реакції заміни вступають:

R-I›R-Br›R-Cl›R-F

V=k [Nu^-] [R-CH₂Hal]

В реакцію за механізмом S_N2 краще вступ первинні і вторинні галогенопохідні.

Якщо в реакцію за механізмом S_N2 вступають оптично активні сполуки, відбувається зміна конфігурації.

S_N1 мономолекулярне нуклеофільне заміщення

Реакція характерна для третинних галогенопохідних і для тих, що утворюють стабільні карбокатіони ( алільні-навіть більш стабільні, ніж третинні).

V=k [RHal]

Якщо в реакцію S_N1 вступають оптично активні сполуки в результаті утворюються і R, i S, то утворюється рацемат.

R→S S→R

α-протонні полярні розчинники сприяють перебіганню реакції за механізмом S_N2.

Протонні полярні розчинники спрямовують перебіг реакції за механізмом – S_N1.

H₂O, CH₃-CH₂-OH, ,

Нуклеофільність - це спорідненість до катіона, а основність-до протона.

Коли взаємодія відбувається за механізмом S_N1, то частинки, які мають амогідентні властивості (здатні реагувати як по одному, так і по іншому атому), взаємодія з третинним карбокатіоном по більш ЕН атому, а за механізмом S_N2-більш нуклеофільним атомом.

-О-N=O

За S_N₁

За S_N₂ - з азотом.

Взаємодія галогенопохідних з металами

СН₃-CH₂-Hal+2Na→CH₃-CH₂Na+NaHal

СН₃-CH₂-Na+ СН₃-CH₂-Hal→ СН₃-CH₂-СН₂-CH₃+NaHal

Утворення реактивів Гріньяра

Полігалогенопохідні

Методи отримання

Хімічні властивості полігалогенопохідних

Полігалогенопохідні характеризуються високою термічною стійкістю і високоінертні.

Гемінальне

Хлороформ-дуже добрий розчинник, його отримання:

Галоформа реакція (отримання HCHal₃, крім HCF₃)

Cимплетний Триплетний карбен

Може взаємодіяти по подвійному зв’язку:

Фреони-холодоагенти

Ненасичені галогенопохідні

вінільного типу

алільного типу

алільне хлорування

Вінілгалогеніди малоактивні в реакціях нуклеофільного заміщення; вони не взаємодіють з водним розчином NaOH i KCN.

Пара ē атома СІ проявляє позитивний мезомерний ефект.

Ця сполука стає менш реакційноздатною.

СПИРТИ. С_nH₂_n₊₁OH

Методи добування, хімічні властивості, взаємодія з Na, внутрішня і міжмолекулярна гідратація. У спиртах присутня група ОН біля sp³гібридизованого атому карбону.

CH₃-OH – одноатомний;

двоатомний; триатомний;

2 бутанол, вторбутиловий спирт, метилетиокарбінол.

карбінол

2-гідрокси-пропанова кислота

Ізомерія в спиртах пов’язана з ізомерією у карбоновому ланцюзі, а також із положення ОН групи.

Методи добування первинних спиртів.

Відновлення альдегідів і кетонів

При відновленні альдегідів завжди утворюються первинні спирти, при відновленні кетонів-вторинні.

Реакція Гріньяра

Первинні спирти утворюються з формальдегіду:

Оксиду етилену:

Добування вторинних спиртів

Добування третинних спиртів

З естерів можна отримати третинний спирт з 2 однакових замісників.

Властивості спиртів

Спирти С₁-С₁₀ – рідини

Кислотні властивості спиртів

CH₃OH CH₃CH₂OH H₂O більш сильна кислота

Ка 10^-17 10^-18 10^-16

Спирти легко взаємодіють з Na

З NaOH не взаємодіють

Міжмолекулярна етерофікація

Реакція естерифікації

Реакції заміщення

Реакції дегідрування (утворення альдегідів)

Первинні спирти :

Вторинні спирти:

Для третинних не може бути дегідрування.

Для третинних спиртів спочатку відбувається дегідратація.

Метанол СН₃ОН – добувається шляхом сухої перегонки деревини. Має сильно отруйну дію (2 г – сліпота, 10 г – смерть). Використовується для синтезу формальдегіду; для одержання ліків, барвників та ін.

Етанол – перший спирт, виявляється в процесі спиртового бродіння ( «винний спирт»). Добрий розчинник для органічних сполук. З етанолу одержують оцтову кислоту, діетиловий естер, естери етилацетату, бутилацетату тощо. Етанол діє на організм людини як наркотик і у невеликій кількості викликає сп’яніння, а у великій кількості може призвести до смерті.

С₆Н₁₂О₆+дріжджі→С₂Н₅ОН+СО₂↑

Двохатомні спирти:

Етилен гліколь

Добування.

Як на багатоатомні спирти

Механізм пінакан-пінаколінового перегрупування

Дегідратація діолів (-Н₂О)

Дегідратація р- гліколів

ɣ-гліколів

Окиснення

Для визначення будови α-гліколів

Якщо R’=H, то утворюється альдегід.

Утворення естерів (в результаті взаємодії кислоти і спирту)

Динітрат-етиленглікаль

Диацетат-етиленгліколь

1,2-диетоксиетан

Етиленгліколь

Сильнов’язка рідина, що застосовується для синтезу полімерів, наприклад поліестерів (синтетичного волокна лавсану), як вихідна сировина для отримання таких розчинників, як діоксан. Його застосовують як антифриз для охолодження автомобільних двигунів. Динітрат етиленгліколі використовується як вибухівка. Також це сильна отрута.

Триатомні спирти

ГЛІЦЕРИН