
- •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
Реакция этерификации
Если заместителей в орто - положении нет, то этерификация происходит так же легко, как и в случае алифатических кислот. Заместители, введенные в орто - положение, снижают скорость этерификации если оба орто- положения заняты процесс этерификации не идет из - за пространственных (стерических) затруднений.
В реакциях электрофильного замещения (SЕ) карбоксильная группа, являясь ориентантом II рода (электроноакцептором), дезактивирует ароматическое кольцо и ориентирует новые заместители мета - положение.
Ароматические карбоновые кислоты, с карбоксильной группой в боковой цепи подобны алифатическим карбоновым кислотам.
Двухосновные ароматические кислоты более сильные чем бензойная кислота. Их используют в качестве сырья для получения полимеров, например:
Более подробно материал этого раздела следует изучить самостоятельно по учебнику Петрова А.А. Особое внимание обратите на разделы: Отдельные представители и их применение в промышленности.
10. Нитросоединения Нитросоединения алифатического ряда r - nо2
Нитросоединения –производные углеводородов , в которых один или несколько атомов водорода замещены на одну или несколько нитрогрупп.
Нитросоединения
Первичные Вторичные Третичные
При рассмотрении строения нитрогруппы необходимо обратить внимание на то, что обе связи в нитрогруппе (N - О) имеют одинаковое межъядерное расстояние. Отрицательный заряд равномерно распределен между атомами кислорода.
Схематически это можно отразить следующим образом:
Нитрогруппа, обладая сильным акцепторным свойством, придаёт нитросоединениям особые химические свойства.
Как в
альдегидах и кетонах, смещение электронной
плотности к группе
-NO2
приводит
к увеличению подвижности атомов водорода
в α положении. Подвижностью атомов
водорода обусловлено существование
двух
таутомерных форм
первичных и вторичных нитросоединений
(третичные не обладают этими свойствами,
так как нет подвижного атома Н в α
положении).
За счёт подвижного атома водорода в α положении могут идти реакции с азотистой кислотой с образованием окрашенных солей, что позволяет использовать эту реакцию для качественного обнаружения первичных и вторичных нитросоединений:
Псевдонитролы в растворах и расплавах окрашены в синий или зеленовато - синий цвет, соли - бирюзового цвета.
Ароматические нитросоединения
Нитрогруппа
в
ядре в
боковой цепи
Химические свойства
Для ароматических нитросоединений характерны реакции восстановления и замещения.
Восстановление
Наиболее важное свойство нитрогруппы:
В зависимости от условий восстановления (нейтральная, щелочная или слабокислая среда) получается широкий спектр ароматических аминов, применяемых при производстве красителей, лекарств, фото химикатов. (Этот материал следует смотреть в учебнике Петрова А.А.)
Замещение
а) Реакции электрофильного замещения SЕ . Нитрогруппа - ориентант II рода, затрудняет вступление нового заместителя в ядро, ориентирует его в мета - положение.
б) Реакции нуклеофильного замещения SN. Группа -NO2 способствует вступлению заместителя в ядро и направляет его в орто- и пара-положение:
Нитрогруппа оказывает значительное влияние на свойства других функциональных групп:
1. Увеличивает подвижность галогена в ароматическом кольце (пособие кафедры: Методы синтеза органических соединений, тема 1, галогенирование стр.23)
2. Влияет на кислые свойства фенолов.
3. Влияет на основные свойства аминов.