
- •Кафедра химической технологии переработки
- •Органическая химия
- •Москва, 2007
- •Введение
- •1. Основные теоретические положения органической химии
- •1.1. Классификация органических соединений
- •Органические соединения
- •Важнейшие классы органических соединений.
- •Названия наиболее часто встречающихся радикалов:
- •1.2. Номенклатура
- •1.3. Электронное строение σ- и π- связей Три типа гибридизации атомов углерода
- •1.5 Типы органических реакций
- •1.6. Механизмы химических реакций
- •Рост стабильности радикалов
- •Стабильность третичного иона карбония выше, т.К. Частичный положительный заряд на атоме углерода нейтрализуется индукционным эффектом наибольшего числа радикалов.
- •2. Алканы
- •Химические свойства
- •Алкены Общая характеристика
- •Химические свойства
- •Реакции присоединения (а)
- •4. Диеновые углеводороды (алкадиены или диолефины)
- •Химические свойства дивинила и его гомологов Реакции присоединения
- •Диеновые синтезы (синтезы Дильса-Альдера)
- •Реакции полимеризации
- •5. Алкины (непредельные углеводороды ряда ацетилена )
- •Реакции присоединения
- •Реакции окисления
- •Реакции замещения
- •6. Алициклические соединения
- •6.1 Химические свойства
- •6.2. «Теория напряжения» Байера
- •6.3. Пространственное расположение атомов углерода в циклопарафинах.
- •Оптическая изомерия
- •7. Ароматический ряд. Арены
- •7.1. Строение бензола
- •7. 2. Критерии ароматичности. Определение принадлежности вещества к ароматическим соединениям
- •7.3. Химические свойства бензола
- •Реакции электрофильного замещения se
- •Механизм реакции электрофильного замещения
- •Влияние заместителей I-п рода на реакционную способность кольца и ориентацию при реакциях электрофильного замещения (sе)
- •Заместители I рода орто- и пара-ориентанты
- •Заместители п рода -мета ориентанты
- •8. Галогенопроизводные углеводородов
- •Галогенопроизводные предельных углеводородов (галогеналкилы)
- •Химические свойства
- •Галогенопроизводные непредельных углеводородов
- •Ароматические галогенопроизводные
- •Влияние заместителей в кольце на реакционную способность галогена
- •9. Кислородсодержащие соединения
- •9.1. Спирты Спирты алифатического ряда.
- •Реакции гидроксильного водорода.
- •Реакции гидроксила
- •Окисление
- •Одноатомные непредельные спирты
- •Химические свойства
- •Взаимодействие со щелочами
- •Реакции электрофильного замещения se
- •Влияние заместителей на кислотные свойства фенолов
- •Ароматические спирты
- •9.2 Альдегиды и кетоны
- •Альдегиды и кетоны алифатического ряда Общая характеристика
- •Влияние акцепторных групп
- •Окисление альдегидов и кетонов
- •Реакции конденсации (уплотнения)
- •Механизм реакции
- •Непредельные альдегиды и кетоны
- •Основные химические реакции
- •Ароматические альдегиды и кетоны
- •9.3 Карбоновые кислоты Карбоновые кислоты алифатического ряда Общая характеристика
- •Основные химические реакции
- •Непредельные карбоновые кислоты.
- •Свойства кислот
- •Двухосновные или дикарбоновые кислоты (предельные и непредельные).
- •Ароматические карбоновые кислоты
- •Кислотные свойства
- •Реакция этерификации
- •10. Нитросоединения Нитросоединения алифатического ряда r - nо2
- •Нитросоединения с нитрогруппой в боковой цепи
- •11. Аминосоединеиия
- •Ароматические амины Общая характеристика
- •Влиянение заместителей на основные свойства аминов Акцепторный заместитель уменьшает основность
- •Реакции электрофильного замещения (sе)
- •12. Диазосоединения
- •Реакция диазотирования
- •Реакции солей диазония без выделения азота
- •Реакция сочетания с фенолом и ароматическими аминами
- •Влияние заместителей на реакцию азосочетания
- •13. Азосоединения
- •14. Вопросы для подготовки к зачету
- •Тема 1. Электрофильное и радикальное присоединение и замещение у алкенов. Элиминирование.
- •Тема 2. Нуклеофильные и радикальные (галогенирование, нитрование) реакции у насыщенного атома углерода
- •Тема 3. Окислительно-восстановительный процесс и дегидрирование
- •Тема 4. Электрофильное замещение в ароматических соединениях. Правила ориентации
- •Тема. 5. Нуклеофильное замещение у ароматических соединений. Кислотно-основные свойства органических соединений
- •Тема 6. Полимеризация, конденсация, поликонденсация. Диазосоединения и синтезы на их основе
- •15. Список рекомендуемой литературы Основной
- •Дополнительный
Реакции гидроксильного водорода.
Образование алкоголятов:
В этих
реакциях спирты выступают как слабые
кислоты, их кислотность меньше, чем у
воды:
.
Кислые свойства спиртов зависят от индукционного (+I) –эффекта радикалов.
Электронная
плотность на кислороде в молекуле спирта
увеличивается
по сравнению с Нà0ßН;
связь O
- Н становится более прочной и кислотность
уменьшается. Спирты - более нейтральные
соединения, чем вода. Взаимодействие
металлического Na
с водой протекает очень бурно, а вот
спирты используют в лабораторной
практике для «уничтожения» остатков
Na
мет.
Строение радикалов также влияет на свойства спиртов:
Электроноакцепторные группы или атомы наоборот увеличивают кислотные свойства спиртов.
Например: спирт –нанофторо-2-метилпропа-нол-2, за счет электрооттягивающего действия
атомов фтора кислотность настолько возросла, что спирт способен вытеснить угольную кислоту из ее солей.
Образование эфиров:
— простых
— сложных (реакции этерификации)
Реакции гидроксила
Замещение
на галоген:
Дегидратация спиртов:
— внутримолекулярная
При межмолекулярной дегидратации образуются простые эфиры:
Легче дегидратируются третичные, затем вторичные и первичные спирты.
Окисление
Первичные спирты окисляются до альдегидов:
Вторичные до кетонов:
Окислители: К2Сг207 + H2S04 или КМп04 + H2S04
Третичные спирты окисляются трудно, только при действии сильных окислителей, при нагревании молекула разрушается с образованием смеси кислот и кетонов.
Одноатомные непредельные спирты
1. СН2 = СН-ОН -виниловый спирт, группа -ОН находится при двойной связи. Виниловый спирт неустойчив и в свободном виде не встречается.Образовавшись, он сразу же изомеризуется в более устойчивое соединение — уксусный альдегид:
p-связь рвется и водород гидроксила переходит к противоположному атому углерода (правило Эльтекова).
2. СН2= СН-СН2-ОН -аллиловый спирт, группа -ОН находится при углероде, не связанном с двойной связью. Спирты этой группы проявляют свойства этиленовых углеводородов и свойства спиртов алифатического ряда.
3.
Спирты, содержащие тройную связь
проявляют свойства спиртов и ацетиленовых
углеводородов (
– пропаргиловый спирт).
Фенолы
Фенол,
гидроксильная группа связана
непосредственно с углеродом ароматического
кольца.
Химические свойства
Фенол
- слабая
кислота.
Сопряжение неподеленной пары электронов
атома кислорода с р - электронами
бензольного кольца смещает электронную
плотность в сторону кольца. Связь О—Н
еще более поляризуется, атом водорода
может отцепляться в виде протона с
образованием устойчивого фенолятаниона.
Такое электронное смещение объясняет
устойчивость иона.
Сравним константы диссоциации веществ:
Константа диссоциации
Уксусная кислота СН3 СООН 1,76 х 10-5
Угольная кислота Н2 СО3 1,4 х 10-7
Фенол С6 Н5 ОН 1,3 x 10-10
Вода HOH 1,3 x 10-16
Спирт C2H5-O-H ~ 10-18
Фенолы значительно превосходят по кислотности алифатические спирты. Однако, как кислоты, они слабее угольной и карбоновых кислот.