- •Министерство образования и науки рф
- •Введение
- •1 Общие материалы по курсу органической химии
- •1.1 Начальные сведения об органических веществах
- •1.3. Классификация органических соединений по природе углеродного скелета
- •1.4 Классификация органических соединений по природе функциональных групп
- •1.5 Качественный элементный анализ органических соединений
- •1.6 Названия органических радикалов
- •Классы органических соединений и названия функциональных групп по правилам номенклатуры iupac
- •1.8 Типы изомерии
- •1.9 Стереоизомеры
- •1.10 Правила r, s-системы обозначения конфигурации оптически активных соединений
- •1.11 Возрастание старшинства заместителей при хиральном центре
- •1.12 Принципы рациональной номенклатуры
- •1.13 Основные правила номенклатуры iupac для алифатических соединений
- •2 Алканы и циклоалканы
- •2.1 Физические свойства алканов и циклоалканов
- •2.2 Число изомеров в ряду алканов
- •2.3 Хлорирование алканов
- •2.4 Перегонка и крекинг нефти и нефтепродуктов
- •2.5 Химические реакции метана
- •2.6 Конформации этана
- •Конформации бутана
- •3.2 Номенклатура геометрических изомеров
- •3.3 Электрофильное присоединение по двойной связи
- •3.4 Радикальное гидробромирование алкенов (эффект Хараша)
- •3.5 Аллильное бромирование n-бромсукцинимидом (бромирование по Волю-Циглеру)
- •Химические реакции непредельных углеводородов
- •3.7 Окисление алкенов без разрыва по двойной связи
- •3.7.2 Окисление кислородом (Ag; 350 0c) или надкислотами
- •3.8 Окисление алкенов с разрывом молекулы по двойной связи
- •3.9 Промышленное использование этилена
- •3.10 Промышленное использование пропилена
- •3.15 Вулканизация
- •3. 16 Теломеризация этилена
- •3.17 Получение бутадиена по методу лебедева
- •4. Алкины
- •4.1 Физические свойства алкинов
- •4.2 Методы синтеза алкинов
- •4.3 Ацетилен нс≡сн, этин
- •5 Ароматические углеводороды
- •5.1 Физические свойства аренов
- •5.2 Строение молекулы бензола
- •5.4 Озонолиз бензола и его производных Озонолиз бензола (I), толуола (II), о-ксилола (III):
- •2. Реакция электрофильного замещения (se):
- •5.7 Области применения реакций электрофильного замещения для производных бензола
- •5.8 Правило ориентации в реакциях электрофильного замещения в ряду производных бензола
- •6.2 Механизмы реакций нуклеофильного замещения
- •Транс-изомер цис-изомер транс-изомер
- •7 Спирты и фенолы
- •7.1 Физические свойства спиртов и фенолов
- •7.4 Способы получения и химические свойства спиртов
- •7.5 Магнийорганический синтез спиртов
- •7.6 Дегидратация спиртов
- •Химические реакции фенола
- •7.10 Физические свойства простых эфиров
- •7.11 Химические свойства окиси этилена
- •8 Альдегиды и кетоны
- •8.1 Физические свойства альдегидов
- •8.2 Физические свойства кетонов
- •8.7 Альдольная и кротоновая конденсации
- •Образование феноло-формальдегидных смол
- •1 Стадия:
- •2. Стадия:
- •9.1 Физические свойства
- •9.2 Способы получения карбоновых кислот
- •Оксосинтез:
- •9.3 Строение карбоновых кислот и типы химических реакций
- •9.4 Функциональные производные карбоновых кислот
- •9.5 Физические свойства производных карбоновых
- •9.8 Превращения дикарбоновых кислот при нагревании
- •9.9 Синтезы на основе малонового эфира
- •1 Монозамещенных уксусных кислот:
- •2 Янтарной кислоты — обработкой натриймалонового эфира йодом:
- •4. Производных барбитуровой кислоты из малоновых кислот и мочевины:
- •10.1 Физические свойства аминов
- •10.4 Реакции восстановления нитробензола
- •10.5 Химические свойства анилина
- •Химические свойства
- •10.6 Реакции аминов с азотистой кислотой
- •10.7 Синтезы на основе свойств солей диазония
- •12.1 Важнейшие гидроксикислоты
- •12.2 Химические свойства гидроксикислот
- •Взаимодействие молочной кислоты с перечисленными выше реагентами:
- •12.3 Превращения гидроксикислот при нагревании
- •12.4 Стереоизомеры винной кислоты
- •12.5 Сложноэфирная конденсация по кляйзену
- •Важнейшие оксокислоты
- •12.7 Химические реакции ацетоуксусного эфира
- •Влияние растворителя на содержание енольной формы ацетоуксусного эфира
- •2.8 Синтезы на основе ацетоуксусного эфира
- •12.9 Мочевина (карбамид)
- •13 Углеводы
- •13.1 Генетический ряд природных d-альдоз
- •13.2 Синтез фишера – киллиани
- •13.8 Химические реакции моносахаридов
- •13.9 Эпимеризация моноз. Получение озазонов
- •13.10 Реакции лактозы (молочный сахар)
- •14 Гетероциклические соединения
- •14.1 Номенклатура гетероциклических систем
- •14.2 Физические свойства гетероциклических соединений
- •14.3 Ароматичность фурана, пиррола, тиофена
- •14.8 Реакции пиридина
- •14.10 Синтез хинолина по скраупу
- •15.2 Химические реакции аминокислот
- •15.3 Превращения аминокислот при нагревании
- •15.4 Качественные реакции для идентификации важнейших α-аминокислот
- •15.5 Нингидриновая реакция
- •15.6 Реакция адамкевича
- •15.7 Защитные агенты амино- (а) и карбоксильных (б) групп в ходе пептидного синтеза
- •15.8 Пептидный синтез
- •15.9 Твердофазный синтез пептидов
- •15.10 Метод сенгера
- •15.11 Дансильный метод (метод Хартли и Грея)
- •15.12 Метод эдмана
- •16.2 Простагландины
- •16.3 Стероиды
- •16.4 Важнейшие гомополисахариды
- •16.5 Важнейшие гетерополисахариды
- •16.6 Каррагинаны
- •16.7 Антибиотики
- •Гетероциклические основания, входящие в состав рнк и днк
- •17. 5 Реакции, приводящие к укорачиванию углеродной цепи:
- •Окисление алкилбензолов до ароматических кислот
- •17.6 Качественный функциональный анализ органических соединений
- •17.7 Путеводитель по именным реакциям
- •17.8 Спектрометрические методы идентификации структуры органических соединений
- •В области 200-800 нм
- •Инфракрасное поглощение органических функциональных групп
- •Основные частоты колебаний в ик-спектрах
- •Инфракрасное поглощение органических функциональных групп
- •17.8.3 Химические сдвиги групп в спектрах пмр
- •Положение сигналов протонов различных классов органических соединений в спектрах пмр
- •Спектроскопия ямр – 13с
- •Химический сдвиг 13с в спектрах ямр-13с ( δ, м.Д.)
- •17.8.4 Характеристические особенности масс-спектров органических соединений
- •Библиографический список Основная
- •Дополнительная
- •Оглавление
Библиографический список Основная
1. Петров А.А. Органическая химия: учебник / А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Трощенко. – СПб.: Иван Федоров, 2002. – 624 с.
2. Ким А.М. Органическая химия: учебник / А.М. Ким. – Новосибирск: Сибирское университетское изд-во, 2002. – 680 с.
Дополнительная
3. Янковский С.А. Органическая химия: словарь терминов и определений / С.А. Янковский, В.А. Панкратов, Г.Х. Кудрякова. – М.: МГУПБ, 2009.- 214 с.
4. Травень В.Ф. Органическая химия: учебник / В.Ф. Травень. – М.: Академкнига, 2008. – Т. 1,2. – 1309 с.
5. Шабаров Ю.С. Органическая химия: учебник / Ю.С. Шабаров. - М.: Химия, 2000. – 848 с.
6. Несмеянов А.Н. Начала органической химии: учебник / А.Н. Несмеянов, Н.А. Несмеянов. - М.: 1974. – Т. 1,2. – 1488 с.
7. Моррисон Р. Органическая химия: учебник / Р. Моррисон, Р. Бойд. - М.: Мир, 1974. – 1132 с.
8. Нейланд О.Я. Органическая химия: учебник / О.Я. Нейланд. - М.: Высшая школа,1990.
9. Грандберг И.И. Органическая химия: учебник / И.И. Грандберг. - М.: Дрофа, 2000. – 672 с.
10. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия: учебник / Ю.А. Овчинников. - М.: Просвещение, 1992 - 812 с.
11. Сайкс П. Механизмы органических реакций: учебник / П. Сайкс. - М.: Химия, 1991. – 280 с.
12. Д., Основы органической химии / Д. Робертс, М. Касерио. – Т. 1, 2. – М.: Мир, 1974.- 1730 с.
13. Белобородов В.Л. Органическая химия: учебник / В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Лузин /под ред. Н.А.Тюкавкиной.– М.: Дрофа, 2008. – 638 с.
14. Нечаев А.П. Органическая химия: учебник / А.П. Нечаев, Т.В. Еременко. - М.: Высшая школа, 1985. - 463 с.
15. Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия: учебник / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. - М.: Медицина, 1991. - с. 527.
16. Янковский С.А. Задачи по органической химии: учебник / С.А. Янковский, Н.С. Данилова. - М.: Колос, 2000. – 328 с.
17. Миронов В.А. Спектроскопия в органической химии: учебное пособие / В.А. Миронов, С.А. Янковский – М.: Химия, 1985. – 230 с.
19. Химическая энциклопедия. Т.1-5 – М.: Советская энциклопедия, 1988– 1991.
Оглавление
Введение …………………………………………………………………………... 3
1. Общие материалы по курсу органической химии…………………………….. 4
1.1. Начальные сведения об органических веществах……………………….. 4
1.2. Граничные поверхности S-, P- и d-орбиталей…………………………… 5
1.3 Классификация органических соединений по природе углеродного
скелета………………………………………………………………………. 6
1.4 Классификация органических соединений по природе функциональ-
ных групп…………………………………………………………………….7
1.5 Качественный элементный анализ органических соединений………….. 8
1.6 Названия органических радикалов…………………………………………9
1.7 Классы органических соединений и названия функциональных групп
по правилам номенклатуры IUPAC……………………………………….10
1.8 Типы изомерии……………………………………………………………..11
1.9 Стереоизомеры……………………………………………………………. 12
1.10 Правила R,S-системы обозначения конфигурации оптически
активных соединений……………………………………………………..13
1.11 Возрастание старшинства заместителей при хиральном атоме……….14
1.12 Основные принципы рациональной номенклатуры……………………15
1.13 Основные правила номенклатуры IUPAC для алифатических
соединений…………………………………………………………………16
2. Алканы и циклоалканы…………………………………………………………17
2.1 Физические свойства алканов и циклоалканов………………………….17
2.2 Число изомеров в ряду алканов…………………………………………..18
2.3 Хлорирование алканов…………………………………………………….18
2.4 Перегонка и крекинг нефти и нефтепродуктов……………………….....19
2.5 Химические реакции метана.……………………………………………..20
2.6 Конформации этана………………………………………………………..21
2.7 Конформации бутана………………………………………………………22
Конформации циклобутана и циклопентана, свободные от углового
напряжения ………………………………… ……………………………. 22
2.9 Конформации циклогексана, свободные от углового напряжения.
Энергетическая диаграмма переходов между конформациями
циклогексана………………………………………………………………..23
3. Алкены, диены………………………………………………………………….24
3.1 Физические свойства алкенов и диенов………………………………….24
3.2 Номенклатура геометрических изомеров………………………………..25
3.3 Электрофильное присоединение по двойной связи……………………..26
3.4 Радикальное гидробромирование алкенов (эффект Хараша)…………...27
3.5 Аллильное бромирование N-бромсукцинимидом………………...…….27
3.6 Химические реакции непредельных углеводородов………...………….28
3.7 Окисление алкенов без разрыва двойной связи…………………………29
3.8 Окисление алкенов с разрывом молекулы по двойной связи…………..30
3.9 Промышленное использование этилена………………………………….31
3.10 Промышленное использование пропилена……………………………...32
3.11 Полимеризация…….………………………………………………………33
3.12 Сополимеризация…………………………………………………………33
3.13 Механизмы процессов полимеризации………………………………….34
3.14 Стереорегулярные полимеры…..……………………………………….. 35
3.15 Вулканизация…………………………………..………………………….36
3.16 Теломеризация этилена ………………………………………………….37
3.17 Получение бутадиена по методу Лебедева……………………………..37
3.18 1,2- и 1,4-присоединение к бутадиену-1,3………………………….…..38
4. Алкины……………………………………………………………………….….39
4.1 Физические свойства алкинов….………………………………….……..39
4.2 Методы синтеза алкинов……………………….…………………………40
4.3 Ацетилен………………………….………………………………………..41
5. Ароматические углеводороды…………………………………………………42
5.1 Физические свойства аренов………….………………………………….42
5.2 Строение молекулы бензола……………………………………………. 43
5.3 Химические свойства бензола…………………………………………...44
5.4 Озонолиз бензола и его производных…………………………………...45
5.5 Реакции электрофильного замещения (SE) в бензоле………….…..…..46
5.6 Нитрование бензола нитрующей смесью………….……………………47
5.7 Области применения реакций электрофильного замещения для
производных бензола…………………………………………………….48
5.8 Правило ориентации в реакциях электрофильного замещения в
ряду производных бензола………………………………….……………49
5.9 Влияние заместителей на ориентацию в реакциях электрофильного
замещения (SE)………………………………………………………..... ..51
5.10 Бромирование изопропилбензола………………………………………52
5.11 Бромирование гомологов бензола на свету………………………...…..52
5.12 Правило ориентации в реакциях электрофильного замещения в ряду
производных нафталина………………………………………………….53
5.13 Химические свойства нафталина………………………………….……54
5.14 Химические реакции антрацена и фенантрена…………………………55
5.15 Красители трифенилметанового ряда………………………………..…56
6. Галогенопроизводные углеводородов…………………………………………59
6.1 Физические свойства галогенопроизводных…………………………....59
6.2 Механизмы реакций нуклеофильного замещения……………………...60
6.3 Взаимосвязь углеводородов и свойства галогенопроизводных…….....61
7. Спирты и фенолы……………………………………………………………….62
7.1 Физические свойства спиртов и фенолов…………………….………….62
7.2 Основные типы реакций спиртов………….……………………………..63
7.3 Основные типы реакций фенолов………………………………………..63
7.4 Способы получения и основные реакции спиртов……………………..64
7.5. Магнийорганический синтез спиртов….………………………………...65
7.6 Дегидратация спиртов…………………………………………………….66
7.7 Схемы взаимных превращений спиртов………………………………...67
7.8 Получение многоатомных спиртов………………………………………68
7.9 Способы получения и химические реакции фенола…….………………69
7.10 Физические свойства простых эфиров и α-окисей алкенов….………...70
7.11 Химические свойства окиси этилена………………………….…………71
8. Альдегиды и кетоны…………………………………………………………….72
8.1 Физические свойства альдегидов……………………….………………..72
8.2. Физические свойства кетонов……………………………………………73
8.3 Основные типы реакций альдегидов…….……………………………….73
8.4 Химические реакции альдегидов………………..………………………..74
8.5 Химические реакции уксусного альдегида…………..…………………..75
8.6 Механизм образования ацеталей…………………….…………………...75
8.7 Альдольная и кротоновая конденсации…….……………………………76
8.8 Образование феноло-формальдегидных смол…………………………..77
8.9 Образование мочевино-формальдегидных смол………………………..78
8.10 Химические реакции кетонов……………………………………………79
9. Карбоновые кислоты и их производные………………………………………80
9.1 Физические свойства одноосновных карбоновых кислот……….……..80
9.2 Способы получения карбоновых кислот…………….…………………..81
9.3 Строение карбоновых кислот и типы химических реакций……………82
9.4 Основные функциональные производные карбоновых кислот…….….83
9.5 Физические свойства некоторых производных карбоновых кислот…..84
9.6 Взаимные превращения производных карбоновых кислот…….………85
9.7 Механизм реакции этерификации пропионовой кислоты метиловым
спиртом в присутствии серной кислоты……………………………….. 86
Превращения дикарбоновых кислот при нагревании………….…….....87
9.9 Синтезы на основе малонового эфира……….……………….………….88
9.10 Конденсационные полимеры……………………….……………………89
10. Органические соединения азота………………………………………………90
10.1 Физические свойства аминов……………………………………………90
10.2 Методы синтеза аминов………………………………………………….91
10.3 Перегруппировка Гофмана………………………………………………92
10.4 Реакции восстановления нитробензола…………………………………93
10.5 Химические свойства анилина…………………………………………..94
10.6 Реакции аминов с азотистой кислотой………………………………….95
10.7 Синтезы, использующие свойства солей диазония……………………..96
11. Органические соединения серы……………………………………………....97
11.1 Синтез и реакции меркаптанов (тиоспиртов) и сульфидов (тиоэфиров) 97
11.2 Получение и химические свойства ароматических сульфокислот….….98
12. Гидрокси- и оксокислоты……………………………………………………..99
12.1 Важнейшие гидроксикислоты……………………………………………99
12.2 Химические реакции гидроксикислот…………………………………100
12.3 Превращения гидроксикислот при нагревании……………………….101
12.4 Стереоизомеры винной кислоты……………………………………….102
12.5 Сложноэфирная конденсация по Кляйзену………………...…………103
12.6 Важнейшие оксокислоты……………………………………………….103
12.7 Химические реакции ацетоуксусного эфира. Влияние растворителя
на содержание енольной формы ацетоуксусного эфира….……….… 104
12.8 Синтезы на основе ацетоуксусного эфира………………………….….105
12.9 Мочевина (карбамид)……………………………………………….….. 106
13. Углеводы………………………………………………………………….…...107
13.1 Генетический ряд природных D-альдоз…………………………….… 107
13.2 Синтез Фишера-Киллиани……………………………………………...107
13.3 Методы укорочения углеродной цепи моносахаридов……………….108
13.4 Кетозы…………………………………………………………………….109
13.5 Циклические формы важнейших альдоз и фруктозы………….……...110
13.6 Важнейшие дисахариды (биозы)………………….…………………....110
13.7 Кольчато-цепная таутомерия………..………………………………….111
13.8 Химические реакции моносахаридов…..………………………………112
13.9 Эпимеризация моноз. Получение озазонов…..………………………..113
13.10 Реакции лактозы (молочного сахара)………………………………....114
14. Гетероциклические соединения……………………………………………...115
14.1 Номенклатура гетероциклических систем….………………………...115
14.2. Физические свойства гетероциклических соединений…………...…116
14.3 Ароматичность фурана, пиррола, тиофена………….………………..117
14.4 Реакции пиррола…………………………….………………………….118
14.5 Реакции тиофена…………………….………………………………….119
14.6 Реакции фурана………….……………………………………………..119
14.7 Цикл Юрьева……………………………….………………………...…120
14.8 Реакции пиридина……………………………………………………...120
14.9 Реакции хинолина……………………………………….……………...121
14.10 Синтез хинолина по Скраупу………………….………………………122
14.11 Синтез гомологов индола по методу Фишера……….……………….123
14.12 Химические свойства индола………….………………………………124
15. Аминокислоты и пептиды……………………………………………………125
15.1 Важнейшие α-аминокислоты………………………………………….125
15.2 Химические свойства аминокислот………………………………….. 127
15.3 Превращения аминокислот при нагревании………………………….128
15.4 Качественные реакции для идентификации α-аминокислот………...129
15.5 Нингидриновая реакция………………………………………………..130
15.6 Реакция Адамкевича……………………………………………………130
15.7 Защитные агенты амино- и карбоксильных групп в ходе
пептидного синтеза………………………………….…………..…….131
15.8 Пептидный синтез…………………………………….………………. 132
15.9 Твердофазный синтез пептидов………..………………………………133
15.10 Метод Сенгера……………………………………………………..….134
15.11 Дансильный метод (метод Хартли и Грея)………………………... 134
15.12 Метод Эдмана……………………………………….……………….. 135
15.13 Вторичная структура белка…………………………………………..136
16. Природные органические соединения…………………………………...… 137
16.1 Каротиноиды………..…………………………………………………. 137
16.2 Простагландины………………………………………………………..138
16.3 Стероиды………………………………………………………………..139
16.4 Важнейшие гомополисахариды……………………………………….140
16.5 Важнейшие гетерополисахариды…………………………………..…141
16.6 Каррагинаны……………………………………………………………142
16.7 Антибиотики……………………………………………………………143
16.8 Гетероциклические основания, входящие в состав РНК и ДНК……144
16.9 Водородные связи в структуре ДНК…………………………………145
Химические свойства, способы получения и идентификации органических
соединений различных классов………......................……...……………….146
Реакции, приводящие к наращиванию углеродной цепи на один
атом углерода…………………………………………………………146
Реакции, приводящие к наращиванию углеродной цепи на два углеродных атома …………………………………………………….147
Реакции, приводящие к удваиванию углеродной цепи…………….147
Реакции, приводящие к наращиванию цепи на любое число
углеродных атомов……………………………………………………148
Реакции, приводящие к укорачиванию углеродной цепи………….149
Качественный функциональный анализ органических
соединений ……………………………………………………………150
Путеводитель по именным реакциям………………………………..153
Спектрометрические методы идентификации структуры
органических соединений……………………………………………156
УФ-спектры…………………………………………………………156
ИК-спектры…..……………………………………………………..157
Спектры ЯМР…………………………………………………….... 160
Характеристические особенности масс-спектров соединений….162
Библиографический список ………..….……………………………………...…164
Учебное издание
Янковский Сергей Аркадьевич
Колпакова Валентина Васильевна
Кудрякова Гульнара Хусаиновна
Органическая химия
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В СХЕМАХ И ТАБЛИЦАХ
Учебно-методическое пособие для студентов специальностей
260301, 260302, 260303, 260501, 260505, 240502, 261201, 240901,
240902, 020803, 200503, 110501, 111201, 280102, 080502, 080115
и направления подготовки уровня бакалавриата 110501 и 260100
Редактор И.А. Мырсина
Подписано в печать 20.08.10 Усл. печ. л. 11.0 Тираж 100 экз.
Заказ . Изд. № 65
МГУПБ. 109316. Москва, ул. Талалихина, 33.
ООО «Полисувенир». 109316. Москва, ул. Талалихина, 33.
Тел. 677-03-86
