- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •Глава 1. ОРГАНИЧЕСКИЕ ГАЛОГЕНИДЫ
- •1.1. НОМЕНКЛАТУРА
- •1.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
- •1.3. АЛКИЛГАЛОГЕНИДЫ
- •1.3.1. Строение и номенклатура
- •1.3.2. Физические свойства
- •1.3.3. Способы получения
- •1.3.3.1. Промышленное получение алкилгалогенидов
- •1.3.3.2. Лабораторные методы синтеза алкилгалогенидов
- •1.3.4. Химические свойства
- •1.3.4.1. Получение простых эфиров (синтез Вильямсона)
- •1.3.4.2. Получение сложных эфиров
- •1.3.4.3. Получение алкинов
- •1.3.4.4. Получение аминов (аммонолиз галогенопроизводных)
- •1.3.4.5. Получение нитрилов
- •1.3.4.6. Дегидрогалогенирование алкилгалогенидов
- •1.3.4.7. Восстановление алкилгалогенидов
- •1.3.5. Механизмы реакций нуклеофильного замещения
- •1.3.6. Механизмы реакций элиминирования
- •1.3.7. Анализ алкилгалогенидов
- •1.4. АРИЛГАЛОГЕНИДЫ
- •1.4.1. Номенклатура
- •1.4.2. Физические свойства
- •1.4.3. Способы получения
- •1.4.3.1. Реакции галогенирования ароматических соединений
- •1.4.3.2. Получение арилгалогенидов из солей диазония
- •1.4.4. Химические свойства
- •1.4.4.2. Нуклеофильное замещение в активированных арилгалогенидах
- •1.4.4.3. Электрофильное замещение водорода в ароматическом кольце
- •1.4.5. Анализ арилгалогенидов
- •Глава 2. СПИРТЫ И ФЕНОЛЫ
- •2.1. СПИРТЫ
- •2.1.1. Строение и классификация
- •2.1.2. Номенклатура
- •2.1.3. Физические свойства
- •2.1.4. Способы получения спиртов
- •2.1.4.1. Гидратация алкенов
- •2.1.4.2. Ферментативный гидролиз углеводов
- •2.1.4.3. Гидролиз алкилгалогенидов
- •2.1.4.4. Синтез Гриньяра
- •2.1.4.5. Гидроборирование-окисление
- •2.1.5. Химические свойства спиртов
- •2.1.5.1. Реакция с галогеноводородами
- •2.1.5.2. Внутримолекулярная дегидратация спиртов. Образование алкенов
- •2.1.5.3. Кислотность спиртов
- •2.1.5.4. Образование эфиров
- •2.1.5.5. Реакция с тригалогенидами фосфора. Образование алкилгалогенидов
- •2.1.6. Анализ спиртов. Качественные реакции на спирты
- •2.2. ФЕНОЛЫ
- •2.2.1. Структура и номенклатура
- •2.2.2. Физические свойства фенолов
- •2.2.3. Нахождение в природе
- •2.2.4. Способы получения
- •2.2.4.1. Гидролиз арилгалогенидов
- •2.2.4.2 Окисление кумола
- •2.2.4.3. Сплавление бензолсульфоната натрия со щелочью
- •2.2.4.4. Гидролиз солей диазония
- •2.2.5. Реакции фенолов
- •2.2.5.1. Кислотность фенолов
- •2.2.5.2. Получение простых эфиров
- •2.2.5.3. Получение сложных эфиров
- •2.2.5.4. Замещение в ароматическое кольцо
- •2.2.6. Анализ фенолов
- •Глава 3. АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ
- •3.1. СТРУКТУРА И НОМЕНКЛАТУРА
- •3.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
- •3.3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ
- •3.3.1. Гидроформилирование алкенов. Оксосинтез
- •3.3.2. Окислене первичных спиртов и метилбензолов
- •3.3.3. Восстановление хлорангидридов карбоновых кислот
- •3.3.4. Пиролиз солей карбоновых кислот
- •3.3.5. Гидролиз дигалогеналканов
- •3.4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
- •3.4.1. Окисление
- •3.4.2. Восстановление
- •3.4.3. Присоединение HCN
- •3.4.4. Присоединение бисульфита натрия
- •3.4.5. Присоединение производных аммиака
- •3.4.6. Присоединение илидов фосфора
- •3.4.7. Присоединение спиртов
- •3.4.8. Реакция Канницаро
- •3.4.9. Альдольная конденсация
- •3.4.10. Бензоиновая конденсация
- •3.5. АНАЛИЗ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ
- •Глава 4. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
- •4.1. СТРУКТУРА, КЛАССИФИКАЦИЯ
- •4.2. НОМЕНКЛАТУРА
- •4.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
- •4.4. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ
- •4.4.1. Промышленное получение муравьиной и уксусной кислот
- •4.4.2. Окисление первичных спиртов
- •4.4.3. Окисление алкилбензолов
- •4.4.4. Реакция Гриньяра
- •4.4.5. Нитрильный синтез
- •4.5. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
- •4.5.1. Кислотность, образование солей
- •4.5.2. Получение функциональных производных карбоновых кислот
- •4.5.2.1. Получение галогенангидридов
- •4.5.2.2. Получение амидов и нитрилов
- •4.5.2.3. Получение сложных эфиров
- •4.5.3. Восстановление
- •4.5.4. Замещение в радикале
- •4.5.4.2. Замещение в ароматическом кольце карбоновых кислот
- •4.5.5. Декарбоксилирование
- •4.6. ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
- •4.6.1. Номенклатура производных карбоновых кислот
- •4.6.2. Реакции гидролиза производных карбоновых кислот
- •4.6.2.1. Гидролиз сложных эфиров
- •4.6.2.2. Гидролиз амидов
- •4.6.2.3. Гидролиз хлорангидридов
- •4.6.2.4. Гидролиз ангидридов
- •4.6.2.5. Гидролиз нитрилов
- •4.7. АНАЛИЗ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Томский политехнический университет»
Т. А. Сарычева, Л. В. Тимощенко
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Часть 2
Учебное пособие
Томск 2004
Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с.
УДК 547
С20
Сарычева Т.А.
С20 Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко; Томский политехнический университет. –
Томск, 2004. – 116 с.
В учебном поосбии представлен материал, включающий основные классы органических соединений, содержащие гетероатомы – галоген и кислород: алкил- и арилгалогениды, спирты и фенолы, альдегиды и кетоны, карбоновые кислоты. Большое внимание уделено способам получения этих органических соединений и их химическим свойствам. Пособие подготовлено на кафедре органической химии и технологии органического синтеза.
Учебное пособие подготовлено на кафедре биотехнологии и органической химии и предназначено для студентов ИДО, обучающихся по направлению 240100 «Химическая технология».
Печатается по постановлению Редакционно-издательского Совета Томского политехнического университета
Рецензенты:
А. С. Минич – зав. кафедрой органической химии Томского государственного педагогического университета, доцент, кандидат химических наук;
И. А. Передерина – доцент Сибирского государственного медицинского университета, кандидат химических наук.
Темплан 2004
Томский политехнический университет, 2004
2
Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / |
|
Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с. |
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Глава 1. ОРГАНИЧЕСКИЕ ГАЛОГЕНИДЫ...................................................... |
6 |
1.1. НОМЕНКЛАТУРА ............................................................................................................ |
7 |
1.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА........................................................................................... |
8 |
1.3. АЛКИЛГАЛОГЕНИДЫ................................................................................................... |
8 |
1.3.1. Строение и номенклатура............................................................................... |
8 |
1.3.2. Физические свойства ...................................................................................... |
9 |
1.3.3. Способы получения ........................................................................................ |
9 |
1.3.3.1. Промышленное получение алкилгалогенидов......................................... |
9 |
1.3.3.2. Лабораторные методы синтеза алкилгалогенидов ................................ |
11 |
1.3.4. Химические свойства.................................................................................... |
13 |
1.3.4.1. Получение простых эфиров (синтез Вильямсона)................................. |
15 |
1.3.4.2. Получение сложных эфиров .................................................................... |
15 |
1.3.4.3. Получение алкинов ................................................................................... |
16 |
1.3.4.4. Получение аминов (аммонолиз галогенопроизводных) ....................... |
16 |
1.3.4.5. Получение нитрилов................................................................................. |
17 |
1.3.4.6. Дегидрогалогенирование алкилгалогенидов.......................................... |
17 |
1.3.4.7. Восстановление алкилгалогенидов ......................................................... |
18 |
1.3.5. Механизмы реакций нуклеофильного замещения..................................... |
19 |
1.3.6. Механизмы реакций элиминирования........................................................ |
22 |
1.3.7. Анализ алкилгалогенидов ............................................................................ |
25 |
1.4. АРИЛГАЛОГЕНИДЫ .................................................................................................... |
25 |
1.4.1. Номенклатура ................................................................................................ |
26 |
1.4.2. Физические свойства .................................................................................... |
26 |
1.4.3. Способы получения ...................................................................................... |
26 |
1.4.3.1. Реакции галогенирования ароматических соединений......................... |
26 |
1.4.3.2. Получение арилгалогенидов из солей диазония.................................... |
27 |
1.4.4. Химические свойства.................................................................................... |
28 |
1.4.4.1. Нуклеофильное замещение в неактивированных арилгалогенидах. |
|
Механизм реакции .................................................................................... |
29 |
1.4.4.2. Нуклеофильное замещение в активированных арилгалогенидах ........ |
31 |
1.4.4.3. Электрофильное замещение водорода в ароматическом кольце ......... |
33 |
1.4.5. Анализ арилгалогенидов .............................................................................. |
33 |
Глава 2. СПИРТЫ И ФЕНОЛЫ .......................................................................... |
34 |
2.1. СПИРТЫ ........................................................................................................................... |
34 |
2.1.1. Строение и классификация .......................................................................... |
34 |
2.1.2. Номенклатура ................................................................................................ |
35 |
2.1.3. Физические свойства .................................................................................... |
36 |
2.1.4. Способы получения спиртов........................................................................ |
36 |
2.1.4.1. Гидратация алкенов .................................................................................. |
37 |
2.1.4.2. Ферментативный гидролиз углеводов .................................................... |
38 |
2.1.4.3. Гидролиз алкилгалогенидов..................................................................... |
38 |
2.1.4.4. Синтез Гриньяра........................................................................................ |
39 |
2.1.4.5. Гидроборирование-окисление ................................................................. |
40 |
3
Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / |
|
Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с. |
|
2.1.5. Химические свойства спиртов..................................................................... |
42 |
2.1.5.1. Реакция с галогеноводородами................................................................ |
44 |
2.1.5.2. Внутримолекулярная дегидратация спиртов. |
|
Образование алкенов ................................................................................ |
45 |
2.1.5.3. Кислотность спиртов ................................................................................ |
47 |
2.1.5.4. Образование эфиров ................................................................................. |
48 |
2.1.5.5. Реакция с тригалогенидами фосфора. |
|
Образование алкилгалогенидов............................................................... |
48 |
2.1.6. Анализ спиртов. Качественные реакции на спирты.................................. |
49 |
2.2. ФЕНОЛЫ .......................................................................................................................... |
50 |
2.2.1. Структура и номенклатура........................................................................... |
50 |
2.2.2. Физические свойства фенолов..................................................................... |
51 |
2.2.3. Нахождение в природе ................................................................................. |
51 |
2.2.4. Способы получения ...................................................................................... |
51 |
2.2.4.1. Гидролиз арилгалогенидов ...................................................................... |
52 |
2.2.4.2 Окисление кумола...................................................................................... |
53 |
2.2.4.3. Сплавление бензолсульфоната натрия со щелочью .............................. |
55 |
2.2.4.4. Гидролиз солей диазония ......................................................................... |
56 |
2.2.5. Реакции фенолов ........................................................................................... |
57 |
2.2.5.1. Кислотность фенолов ............................................................................... |
61 |
2.2.5.2. Получение простых эфиров ..................................................................... |
63 |
2.2.5.3. Получение сложных эфиров .................................................................... |
64 |
2.2.5.4. Замещение в ароматическое кольцо........................................................ |
64 |
2.2.6. Анализ фенолов............................................................................................. |
67 |
Глава 3. АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ ................................................................... |
68 |
3.1. СТРУКТУРА И НОМЕНКЛАТУРА ............................................................................ |
68 |
3.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА......................................................................................... |
69 |
3.3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ............................................................................................ |
70 |
3.3.1. Гидроформилирование алкенов. Оксосинтез............................................. |
72 |
3.3.2. Окислене первичных спиртов и метилбензолов........................................ |
73 |
3.3.3. Восстановление хлорангидридов карбоновых кислот .............................. |
73 |
3.3.4. Пиролиз солей карбоновых кислот ............................................................. |
74 |
3.3.5. Гидролиз дигалогеналканов......................................................................... |
74 |
3.4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА........................................................................................ |
75 |
3.4.1. Окисление ...................................................................................................... |
80 |
3.4.2. Восстановление ............................................................................................. |
81 |
3.4.3. Присоединение HCN..................................................................................... |
82 |
3.4.4. Присоединение бисульфита натрия ............................................................ |
82 |
3.4.5. Присоединение производных аммиака....................................................... |
83 |
3.4.6. Присоединение илидов фосфора ................................................................. |
84 |
3.4.7. Присоединение спиртов ............................................................................... |
85 |
3.4.8. Реакция Канницаро ....................................................................................... |
86 |
3.4.9. Альдольная конденсация.............................................................................. |
87 |
3.4.10. Бензоиновая конденсация .......................................................................... |
89 |
3.5. АНАЛИЗ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ...................................................................... |
89 |
4
Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / |
|
Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с. |
|
Глава 4. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ................................................................. |
91 |
4.1. СТРУКТУРА, КЛАССИФИКАЦИЯ............................................................................ |
91 |
4.2. НОМЕНКЛАТУРА .......................................................................................................... |
92 |
4.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА......................................................................................... |
93 |
4.4. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ............................................................................................ |
94 |
4.4.1. Промышленное получение муравьиной и уксусной кислот..................... |
95 |
4.4.2. Окисление первичных спиртов.................................................................... |
96 |
4.4.3. Окисление алкилбензолов............................................................................ |
96 |
4.4.4. Реакция Гриньяра.......................................................................................... |
97 |
4.4.5. Нитрильный синтез....................................................................................... |
98 |
4.5. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА........................................................................................ |
98 |
4.5.1. Кислотность, образование солей ............................................................... |
101 |
4.5.2. Получение функциональных производных карбоновых кислот............ |
102 |
4.5.2.1. Получение галогенангидридов .............................................................. |
102 |
4.5.2.2. Получение амидов и нитрилов .............................................................. |
103 |
4.5.2.3. Получение сложных эфиров .................................................................. |
103 |
4.5.3. Восстановление ........................................................................................... |
105 |
4.5.4. Замещение в радикале ................................................................................ |
105 |
4.5.4.1. Галогенирование алифатических кислот. |
|
Реакция Геля–Фольгарда–Зелинского .................................................. |
105 |
4.5.4.2. Замещение в ароматическом кольце карбоновых кислот................... |
106 |
4.5.5. Декарбоксилирование................................................................................. |
106 |
4.6. ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ .......................................................... |
107 |
4.6.1. Номенклатура производных карбоновых кислот .................................... |
110 |
4.6.2. Реакции гидролиза производных карбоновых кислот ............................ |
113 |
4.6.2.1. Гидролиз сложных эфиров..................................................................... |
113 |
4.6.2.2. Гидролиз амидов ..................................................................................... |
114 |
4.6.2.3. Гидролиз хлорангидридов...................................................................... |
114 |
4.6.2.4. Гидролиз ангидридов.............................................................................. |
114 |
4.6.2.5. Гидролиз нитрилов ................................................................................. |
114 |
4.7. АНАЛИЗ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ ......................................................................... |
115 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................... |
115 |
5