- •Органическая химия
- •Составители: Русинов Владимир Леонидович Уломский Евгений Нарциссович Русинова Лариса Ивановна
- •Содержание
- •Предисловие
- •Синтез органических соединений
- •I.I. Реакционный сосуд
- •I.2. Перемешивание
- •I.3. Теплообмен (нагревание, охлаждение и конденсация)
- •I.3.1. Нагревание
- •I.3.2. Охлаждение
- •I.3.3. Конденсация
- •I.4. Измерение и регулирование температуры
- •I.5. Прибор для органического синтеза
- •Выделение и очистка органических веществ
- •1. Выделение твердых веществ из реакционной массы
- •II.1.1. Фильтрование и отсасывание
- •II.1.2. Экстракция
- •Экстракция из твердой фазы
- •Экстракция из жидкостей
- •II.1.3. Высаливание
- •II.1.4. Осаждение путем изменения pH (переосаждение)
- •II.1.5. Упаривание
- •II.2. Высаливание жидких веществ из реакционной массы
- •II.2.1. Перегонка
- •II.2.2. Перегонка с водяным паром
- •II.3. Очистка твердых органических соединений Перекристаллизация
- •Идентификация органических соединений
- •III.1. Определение температуры плавления
- •III.2. Определение температуры кипения
- •IV. Техника безопасности и противопожарные меры
- •Опасные вещества
- •V Препаративная часть
- •V.1. Реакции нуклеофильного замещения
- •V.1.1. Бромистый бутил
- •Разделы курса
- •Вопросы по теории
- •Методика синтеза
- •Бутиловый спирт – 46 мл
- •Вопросы по методике синтеза
- •V.1.2. Этилформиат
- •Разделы курса
- •Вопросы по теории
- •Методы работы: перегонка низкокипящих жидкостей, сушка жидкостей, выбор осушающего агента для сложных эфиров.
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.1.3. Ацетанилид
- •Разделы курса:
- •Вопросы по теории
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.2. Реакции, протекающие с участием
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.2.2. Дибензилиденацетон (стирилкетон)
- •Разделы курса: Химический свойства альдегидов и кетонов.
- •Вопросы по теории:
- •Методика синтеза: Исходные вещества:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.2.4. Адипиновая кислота
- •Разделы курса: Окисление альдегидов и кетонов. Свойства, методы получения и применение двухосновных кислот.
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.3.1. Бензойная кислота
- •Разделы курса: Магнийорганические соединения, их получение и реакции, применение в синтезах. Методы получения и реакции ароматических карбоновых кислот.
- •Вопросы по теории:
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.4. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду
- •Разделы курса: Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце. Правило ориентации при реакциях se. Свойства аминов.
- •Вопросы по теории:
- •V.4.2. Сульфаниловая кислота
- •Разделы курса: Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце. Правило ориентации при реакциях se. Свойства аминов.
- •Вопросы по теории: см. Работу 4.1.
- •V.5. Реакции восстановления нитросоединений до аминов
- •V.5.1. Анилин
- •Разделы курса: Способы получения и химические свойства ароматических аминов. Техническое применение.
- •Вопросы по теории:
- •Методика синтеза:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.6. Синтез и реакции ароматических солей диазония
- •V.6.1. Метилоранж
- •Разделы курса: Диазотирование аминов. Реакция азосочетания. Строение и цвет азокрасителей.
- •Вопросы по теории:
- •Методика работы:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •V.6.2. Фенол
- •Разделы курса: Методы получения, строение и свойства фенолов. Применение в технике. Реакции солей диазония с выделением азота.
- •Вопросы по теории:
- •Методика работы:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •Разделы курса: Диазотирование аминов. Реакция азосочетания. Строение и цвет азокрасителей.
- •Вопросы по теории
- •Методика работы:
- •Вопросы по методике синтеза:
- •Список литератуРы
V.4. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду
V.4.1. п-Нитроанилин
Разделы курса: Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце. Правило ориентации при реакциях se. Свойства аминов.
Вопросы по теории:
1. Механизм реакции нитрования (механизм образования нитроний-катиона, строение и - комплексов, гибридизация атома углерода при образовании и разрушении- комплекса).
2. Ориентирующий эффект заместителей при SE реакциях.
3. Почему ацетилирование не меняет ориентации аминогруппы?
4. Почему нельзя нитровать неацилированный анилин?
5. Удаление ацильной защиты и гидролиз ацетиламинопроизводных. Механизм реакций.
6. Назовите промежуточные и побочные продукты синтеза п-нитроанилина.
7. Обьясните влияние заместителей в ядре на основность аминогруппы.
8. Как можно применить п-нитроанилин в синтезе азокрасителей?
Методы работы: перекристаллизация, определение температуры плавления.
Методика синтеза:
Исходные вещества:
Ацетанилид 13,5 г
Азотная кислота уд. в.1,38 8 мл.
Серная кислота конц. 35мл.
Тонко измельченный сухой ацетанилид вносят в 30 мл серной кислоты и перемешивают до тех пор, пока не получится прозрачный раствор. Температура при этом не должна подниматься выше 25˚. Раствор охлаждают до 0˚ и постепенно приливают смесь азотной кислоты и 5 мл серной. Температура во время приливания не должна превышать 2-3˚ во избежание образования больших количеств о-нитросоединения. Реакционную массу оставляют стоять в течение 1 часа при периодическом перемешивании, после чего выливают в смесь 35 мл воды и 35 г толченого льда. При этом выпадает смесь о - и п-нитроацетанилида. Через 30 минут осадок отфильтровывают, хорошо промывают водой, переносят в стакан, прибавляют насыщенный раствор соды (осторожно, может быть вспенивание!) до щелочной реакции (по лакмусу) и нагревают до кипения. При этом омыляется только о-нитроацетанилид. Охлаждают смесь до 50˚,фильтруют, осадок п-нитроацетанилида промывают горячей водой, затем помещают в круглодонную колбу с обратным водяным холодильником, приливают 70 мл 35 %-го водного раствора серной кислоты и кипятят реакционную массу до полного растворения осадка. Раствор охлаждают до комнатной температуры, нейтрализуют 2 М раствором едкого натра, выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из воды.
Вопросы по методике синтеза:
1. Почему температура во время растворения ацетанилида в серной кислоте не должна превышать 25˚? Для чего реакционную массу после завершения нитрования выливают в воду со льдом ?
2. Почему орто-изомер омыляется легче, чем пара-изомер?
3. Какой объем 2 М едкого натра теоретически необходимо для нейтрализации 70 мл 35%-ной серной кислоты?
4. Сущность метода очистки веществ перекристаллизацией. Требования к растворителю для кристаллизации. Роль активированного угля.
5. Выращивание кристаллов. Однородность кристаллов как показатель чистоты.
6. техника безопасности при работе с концентрированными азотной и серной кислотами, едкими щелочами, ароматическими нитросоединенниями.
V.4.2. Сульфаниловая кислота
Разделы курса: Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце. Правило ориентации при реакциях se. Свойства аминов.
Вопросы по теории: см. Работу 4.1.
1. Механизм реакции сульфирования. Сульфирующие реагенты.
2. Обратимость реакции сульфирования. Десульфирование. Кинетический и термодинамический контроль сульфирования.
3. Химические свойства сульфокислот и их промышленное назначение.
Методы работы: перекристаллизация, определение температуры плавления.
Методика синтеза:
Исходные вещества:
анилин 9,3 г Натр едкий 4 г
серная кислота конц. 5,5 мл соляная кислота конц.
В фарфорофой чашке осторожно при перемешивании соединяют анилин с серной кислотой. Полученный остаток тщательно растирают и нагревают при температуре 170-190 ОС 1-2 ч так, чтобы из пробы реакционной массы не выделялся анилин при растворении в щелочи. После этого еще горячую реакционную массу измельчают и помещают в колбу Эрленмейера с 10 %-ным раствором едкого натра, приготовленным из 4 г щелочи. Смесь кипятят с активированным углем 5 мин, отфильтровывают горячим и подкисляют до рН 3 соляной кислотой. Выпавший по охлаждении продукт перекристаллизовывают из воды.
Вопросы по методике синтеза:
1. Объясните способ анализа пробы реакционной массы.
2. Рассчитайте примерное количество соляной кислоты, необходимое для нейтрализации щелочи.
3. техника безопасности при работе с концентрированными кислотами, едкими щелочами, ароматическими аминами.