- •Биоорганическая химия
- •Теория строения органических соединений а.М.Бутлерова.
- •Классификация и номенклатура органических соединений.
- •Основные классы органических соединений
- •Образование и типы химических связей в органических соединениях.
- •Классификация органических реакций.
- •По характеру изменений связей в субстрате и реагенте.
- •Э электрофил лектрофильная реакция:
- •Н Нуклеофил уклеофильная реакция:
- •В соответствии с конечным результатом.
- •Электрофильное замещение se
- •Электрофильное присоединение аe
- •По числу частиц, принимающих участие в элементарной стадии.
- •Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений и способы его передачи.
- •Сопряжение.
- •Кислотность и основность органических соединений
- •Кислотность и основность по Бренстеду.
- •Кислоты и основания Льюиса.
- •Жесткие и мягкие кислоты и основания.
- •План описания органических соединений:
- •Алканы (предельные, насыщенные углеводороды, парафины)
- •Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Промышленные
- •Лабораторные
- •Химические свойства.
- •Реакции галогенирования
- •Нитрование (реакция Коновалова)
- •3. Сульфирование и сульфохлорирование.
- •4. Окисление.
- •5. Изомеризация.
- •6. Дегидрирование.
- •7. Крекинг.
- •I. Промышленные.
- •Лабораторные.
- •Дегидратация спиртов:
- •Химические свойства.
- •Реакции присоединения.
- •3) Присоединение галогеноводородов (гидрогалогенирование):
- •4) Присоединение воды (гидратация):
- •2. Реакции окисления.
- •4) Озонолиз (окисление озоном):
- •3. Реакции полимеризации.
- •I. Промышленные.
- •II. Лабораторные.
- •Дегалогенирование тетрагалогенпроизводных:
- •Химические свойства.
- •Реакции электрофильного присоединения.
- •Присоединение галогенов (галогенирование):
- •Присоединение галогеноводородов:
- •Присоединение воды (реакция Кучерова):
- •Реакции нуклеофильного присоединения.
- •Реакции окисления-восстановления.
- •Реакции полимеризации.
- •Реакции замещения.
- •Алкадиены (диеновые углеводороды)
- •Способы получения.
- •Дегидратация двухатомных спиртов:
- •Химические свойства.
- •Электронное строение бутадиена-1,3.
- •Реакции присоединения.
- •Гидрирование:
- •Галогенирование:
- •Гидрогалогенирование:
- •Реакции полимеризации.
- •Галогенпроизводные алифатического ряда.
- •Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Электронное строение и химические свойства.
- •Реакции нуклеофильного замещения.
- •Реакции элиминирования.
- •Ароматические углеводороды (арены)
- •Изомерия.
- •Способы получения.
- •Переработка угля и нефти:
- •Электронное строение бензола.
- •Химические свойства.
- •Реакции присоединения.
- •Реакции окисления.
- •Реакции замещения.
- •Галогенирование:
- •Сульфирование:
- •Алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса):
- •Ацилирование:
- •Правила ориентации заместителей.
- •Спирты (алкоголи)
- •Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Гидратация алкенов:
- •2. Гидролиз галогенпроизводных:
- •3. Спиртовое брожение сахаров:
- •Электронное строение и химические свойства.
- •1. Кислотные и основные свойства.
- •Реакции с участием нуклеофильного центра.
- •Образование простых эфиров (межмолекулярная дегидратация):
- •Образование сложных эфиров:
- •Реакции с участием электрофильного центра.
- •Реакции с участием сн-кислотного центра (реакции элиминирования).
- •5. Реакции окисления.
- •4. Восстановление:
- •Классификация.
- •Способы получения.
- •Химические свойства.
- •1. Кислотные и основные свойства.
- •2. Реакции с участием нуклеофильного центра.
- •3. Реакции с участием электрофильного центра.
- •4. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре.
- •5. Реакции окисления-восстановления.
- •Карбонильные соединения (альдегиды и кетоны).
- •Бутаналь бутанон-2 Физические свойства.
- •Способы получения.
- •Электронное строение и химические свойства.
- •Реакции присоединения.
- •Гидратация:
- •Присоединение спиртов:
- •Присоединение тиолов:
- •2. Реакции конденсации.
- •3. Реакции окисления.
- •1. Окисление кислородом воздуха:
- •2. Окисление аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала»):
- •4. Реакции полимеризации.
- •Карбоновые кислоты.
- •Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Номенклатура.
- •Способы получения.
- •Электронное строение и химические свойства.
- •Кислотные свойства.
- •Реакции нуклеофильного замещения.
- •Реакция этерификации:
- •Образование ангидридов:
- •Образование галогенангидридов:
- •Образование амидов:
- •Реакции по углеродному атому.
- •Реакции декарбоксилирования.
- •Функциональные производные карбоновых кислот
- •Галогенангидриды.
- •Ангидриды.
- •Сложные эфиры.
- •Тиоэфиры.
- •Классификация.
- •Номенклатура.
- •Способы получения.
- •Восстановление нитросоединений:
- •Аммонолиз и аминолиз галогенпроизводных:
- •Химические свойства.
- •Основные свойства.
- •Кислотные свойства.
- •3. Нуклеофильные свойства.
- •Ацилирование аминов:
- •4. Реакции с азотистой кислотой.
- •1 . Первичные алифатические амины
- •2. Первичные ароматические амины:
- •3. Вторичные алифатические и ароматические амины:
- •Электрофильное замещение в ароматических аминах.
Классификация.
-
По числу углеводородных радикалов, связанных с атомом азота:
-
Первичные RNH2
-
Вторичные RNHR
-
Третичные RNR
R
-
Четвертичные аммониевые соли и основания R4N+X
(СН3)4NCl (тетраметиламмоний хлорид)
-
По числу аминогрупп:
Моноамины, диамины, триамины и т.д.
-
По характеру углеводородного радикала:
-
Алифатические СН3NH2
-
Ароматические С6Н5NH2
-
Смешанные.
Номенклатура.
Названия аминов образуют от названий углеводородных радикалов, связанных с атомом азота с добавлением окончания амин:
СН3NH2 (метиламин) СН3СНNH2 (изопропиламин) С6Н5NH2
фениламин
СН3NHСН3 (диметиламин) СН3
Способы получения.
-
Восстановление нитросоединений:
RNO2 + 3H2 RNH2 + 2H2O
Для восстановления нитросоединений используют катализаторы Pt, Pd, Ni.
Восстановление ароматических нитросоединений – реакция Зинина.
В качестве восстановителя могут быть использованы Н2, Fe и Sn в HCl, сульфиды щелочных металлов.
-
Аммонолиз и аминолиз галогенпроизводных:
А) алифатические амины (оммонолиз – реакция Гофмана):
Механизм реакции SN2
СН3I + :NH3 CH3NH3+I CH3NH2 + HI
иодид метиламмония
Образовавшийся первичный амин является более сильным нуклеофилом, чем NH3, благодаря положительному индуктивному влиянию алкильного радикала, увеличивающего электронную плотность на азоте, поэтому далее идет аминолиз:
CH3NH2 + СН3I (СН3)2NH2+I (СН3)2NH + HI
иодид диметиламмония
(СН3)2NH + СН3I (СН3)3NH+I (СН3)3N + HI
иодид триметиламмония
Б) ароматические амины:
С6Н5Cl + NH3 С6Н5NH2 + HСl
С6Н5Cl + С6Н5NH2 С6Н5NHС6Н5 + HСl (дифениламин)
С6Н5NHС6Н5 + С6Н5Cl (С6Н5)3N + HСl (трифениламин)
-
Восстановление нитрилов:
Ni H2
RCN + H2 RCН=NH RCH2NH2
имин амин
-
Восстановление амидов карбоновых кислот:
СН3С=О + H2 СН3СH2NH2 + H2O
NH2
-
Расщепление амидов карбоновых кислот по Гофману:
СН3С=О + NaOBr СН3NH2 + CO2 + NaBr
NH2
-
Восстановительное аминирование карбонильных соединений:
H2, Ni
RCНО + NH3 RCН=NH RCH2NH2
-
Декарбоксилирование аминокислот (реакция проходит в живых организмах под действием ферментов):
RCНСООН RCH2NH2 + СО2
NH2
Химические свойства.
Амины по химическим свойствам во многом напоминают NH3. В молекулах алифатических аминов атом азота находится в состоянии sp3-гибридизации, поэтому они, подобно NH3, имеют пирамидальную конфигурацию. Из-за наличия неподеленой пары электронов на атоме азота все амины являются полярными соединениями. Поэтому первичные и вторичные амины образуют межмолекулярные водородные связи:
СН3 СН3 СН3
НN НN НN
H H H
Низшие алифатические амины легко растворимы в воде, что также обусловлено образованием водородных связей с молекулами воды. Ароматические амины плохо растворимы в воде.