
- •Специфика органической химии
- •Теория гибридизации
- •Типы гибридных орбиталей
- •Первое валентное состояние атома углерода Гибридизация sp3
- •Мезомерный эффект (эффект сопряжения) [±m]
- •Понятие сопряжения
- •Эффекты сопряжения
- •Правило Морковникова
- •Донорно-акцепторные связи. Семиполярные связи
- •Водородная связь
- •Названия ненасыщенных и ароматических углеводородов
- •Номенклатура гетероциклических соединений
- •Номенклатура июпак для производных различных классов органических соединений
- •Изомерия органических соединений
- •Структурная изомерия
- •Изомерия положения
- •Геометрическая изомерия (зеркальная, цис- транс- изомерия)
- •Оптическая изомерия
- •Устройство поляриметра
- •Диастереомеры
- •Номенклатура стереоизомеров
- •Номенклатура Кана, Ингольда, Прелога (кип)
- •Номенклатура стереоизомеров Потапова в.М., Терентьева а.П. И сотрудников
- •2(Ρ),3-диоксипропаналь
- •3(Ρ),4-дихлорпентен-4-аль
- •Классификация органических реакций и реагентов
- •По способу разрыва (образования) химических связей.
- •Классификация реакций по типу превращений в органических веществах
- •Свободные радикалы
- •Понятие о граничных структурах
- •Алканы (парафины)
- •Физические свойства
- •Промышленная переработка алканов (нефти)
- •Некоторые лабораторные способы получения алканов
- •Нитрование алканов
- •Строение малых циклов (циклопропан, циклобутан)
- •Некоторые закономерности реакции отщепления
- •Дегидратация спиртов (отщепление воды)
- •Дегалогенирование дигалогенпроизводных
- •Восстановление алкинов (ацетиленов)
- •Расщепление четвертичных аммонийных солей по Гофману
- •Присоединение галогенов
- •Строение диенов
- •Химические свойства диенов
- •Реакции присоединения
- •Механизм реакции [ae] для сопряженных диенов
- •Некоторые аспекты применения сопряженных диенов
- •Алкины (ацетилены)
- •Способы получения ацетилена
- •Некоторые способы получения гомологов ацетилена
- •Общая характеристика реакционной способности ацетиленов
- •Физические свойства ацетилена
- •Химические свойства
- •Реакции присоединения
- •Реакции нуклеофильного присоединения к ацетиленам
- •Некоторые свойства виниловых эфиров
- •Ароматические углеводороды
- •Признаки ароматичности
- •Направление реакций ароматических соединений
- •II стадия:
- •Мнемоническое правилосмещения электронной плотности под действием заместителя в ядре
- •Нуклеофильное замещение в ароматических системах (snAr)
- •Механизм реакции snAr
- •Галогенпроизводные углеводородов
- •Методы получения галогенпроизводных
- •Замещение водорода на галоген в условиях радикальных процессов (прямое галогенирование алканов)
- •Галогенирование непредельных углеводородов
- •Получение галогенпроизводных из непредельных углеводородов
- •Общая характеристика реакционной способности галогенпроизводных
- •Важнейшие реакции галогенпроизводных
- •Образование металлорганических соединений
- •Содержание
Присоединение галогенов
Реакция протекает количественно(с выходом около 100 % от теории). Наиболее энергично с алкенами взаимодействует фтор, наименеейод. Реакции со фтором протекают с разрушением углерод-углеродных связей (фторонолиз).
ПрисоединениеH-кислотных соединений (HX) и галогенов
Первая стадия электрофильного присоединения образование комплексаэлектрофильная частица π-связь:
Затем присоединение протона по правилу Морковникова:
Это самая медленная, а значит скорость определяющая, (лимитирующая) стадия всей реакции.
Лимитирующая стадия, определяет механизм всего процесса присоединения [АE].Заключительная стадия - рекомбинация ионов завершает реакцию:
* обычно образуются рацемические смеси оптических изомеров
Присоединение галогеновтакже идет по механизму [АE]:
Отклонения от правила Морковникова
I. ПрисоединениеHBrв присутствии перекисей (перекисный эффект Караша)
Механизм [AR]
Образование радикалов
Рост и развитие цепи
Радикал Iвторичный более устойчив, чем радикалIIпервичный. Поэтому дальнейшие превращения происходят с радикаломI.
Обрыв цепи (взаимодействие любых двух радикалов в реакционной смеси)
II. Присоединение к алкенам с мощными акцепторными группами
В последних случаях возможно протекание реакции по механизму [АN]
Каталитическое присоединение воды
Часто используется в промышленности для получения спиртов.
Механизм:
Теперь возможно присоединение даже слабых нуклеофилов (вода) к положительно заряженному атому углерода
Присоединение спиртов
По аналогичному механизму к алкенам присоединяются спирты:
.
Присоединение формальдегида
Реакция катализируется 12%-ой серной кислотой. Реакция Принса.
Катализ:
Реакции теломеризации и полимеризации
Схема полимеризации
Реакция протекает, как электрофильное присоединение:
Полимеризация может протекать также под действием радикальных частиц.
Димеризация изобутилена в кислой среде
Алкилирование ароматических соединений в кислой среде
Алкилирование алкенами ароматических соединений протекает по механизму [SEAr]:
или
Реакции окисления алкенов
Гидроксилирование KMnO4(реакция Вагнера), протекает какцис-процесс. Образуютсяцис-гликоли:
Эпоксидирование надкислотами по Прилежаеву:
При раскрытии эпоксида в щелочных средах образуются транс-диолы:
Эпоксидирование кислородом воздуха на серебре
Служит для получения окиси этилена
Озанолиз
Реакция озонирования алкенов до карбонильных соединений протекает по двойной связи:
Галогенирование в α-положение
Реакция алкенов протекающая по свободно радикальному механизму могут проходить у углеродного атома находящегося рядом с двойной связью (аллильное положение). Хлорирование проводят при температуре около 500С (реакция Львова):
Бромирование в α-положение осуществляют N-бромамидом янтарной кислоты (N-бромсукцинимидом):
Реакции циклоприсоединения
Алкены способны вступать в реакции, в которых образуется цикл (электроциклические, синхронные реакции). В зависимости от числа атомов вступающих в образование цикла они могут быть [2+1], [2+2], [2+4] и т.д. Например, реакция [2+4]:
Rлюбой алкил;
R’акцептор (карбонил, карбоксил, нитрил, трихлорметил и т.д.).
Диены
Различают три основных типа:
Диены с разделенными двойными связями
n1
подобные диены по свойствам напоминают алкены
При n=1 диены стремятся образовать сопряженную систему, что приводит к смещению кратных связей.
Сопряженные диены
Кумулированные диены
Простеший представитель
аллен
(tкип= -32C)
Получают аллен:
.
Аллены термодинамически менее стабильны, чем ацетилены, поэтому их получить сложнее.
Многие аллены проявляют биологическую активность
Виды сопряженных диенов
а) бутадиен-1,3 (дивинил)
б) изопрен
в) 2,3-диметилбутадиен
г) хлоропрен
Способы получения сопряженных диенов
Дивинил
Дегидрирование бутана:
Из уксусного альдегида, через альдольно-кротоновую конденсацию
Способ Лебедева
Катализаторы - силикаты, реакция идет по той же схеме, что и предыдущая
Способ Реппе.
Используются свойство подвижности атома водорода при тройной связи ацетилена
Изопрен
Дегидрирование соответствующих углеводородов
Способ Фаворского (промышленный способ)
Малостадийный способ Принса
Хлоропрен
Основной способ получения через димеризацию ацетилена
В промышленности 2,3-диметил бутадиен-1,3 получают восстановлением ацетилена амальгамами