коллоквиумы по курсу “Органическая химия

Программа

коллоквиумов в практикуме по курсу “Органическая химия”

Тема I Общие приемы работы в лаборатории органической химии. Очистка и определение констант органических веществ.

Чистое органическое вещество и его константы (т. кип., т. пл., n_D²⁰). Способы определения этих констант. Методы выделения и очистки этих веществ. Экстракция. Перегонка при обычном и уменьшенном давлении, перегонка с водяным паром. Дефлегматоры и их назначение.

Особенности перекристаллизации из органических растворителей. Приемы фильтрования. Определение температуры плавления. Возгонка. Хроматографические методы очистки и анализа органических веществ. Тонкослойная и колоночная хроматография. Способы детектирования.

Тема II Cинтез и реакции присоединения ненасыщенных алифатических соединений

1) Способы образования двойной связи: дегидрирование алканов, частичное гидрирование алкинов, дегидрогалогенирование (правило Зайцева), дегалогенирование, дегидратация, термическое разложение четвертичных аммониевых оснований (правило Гофмана), восстановительное сочетание (реакция МакМарри) и олефинирование карбонильных соединений (реакция Виттига).

2) Реакции присоединения к кратной связи. Гетерофазное каталитическое гидрирование, гомогенное гидрирование. Проявление относительной стабильности структурных и геометрических изомеров алкенов.

Присоединение электрофильных реагентов по связи С=С: галогеноводородов, воды, галогенов. Правило Марковникова и его интерпретация. Кабокатионы, их строение и факторы, влияющие на устойчивость. Стереохимия электрофильного присоединения.

Гидроборирование и его использование для гидрирования и гидратации двойной связи. Реакции радикального присоединения бромоводорода к несимметрично замещенным алкенам против правила Марковникова (по Карашу).

Реакции окисления С=С связи: эпоксидирование (реакция Прилежаева), цис-гидроксилирование (реакция Вагнера), транс-гидроксилирование. Окисление терминальных алкенов в карбонильные соединения, катализируемое солями палладия. Расщепление связи С=С (озонолиз).

Реакции циклоприсоединения с участием ненасыщенных соединений: диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера).

Полимеризация алкенов и 1,3-диенов как важный метод получения высокомолекулярных соединений. Полиэтилен, полипропилен. Природный и синтетический каучук. Гуттаперча. Вулканизация каучука. Понятие об изопреноидах. Каротиноиды.

Тема III Синтезы на основе ароматических соединений

1) Синтез производных ароматических углеводородов реакциями замещения в ароматическом ядре. Реакция электрофильного замещения. Общие представления о механизме реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду; ‑ и ‑комплексы. Реакция дейтерирования. Влияние заместителей в бензольном ядре на суммарную скорость электрофильного замещения и изомерный состав продуктов. Электронные эффекты заместителей и относительная устойчивость ‑комплексов. Согласованная и несогласованная ориентация.

Реакция нитрования как важный метод получения азотсодержащих органических соединений. Нитрующие агенты. Нитроний-катион. Условия нитрования бензола и его гомологов, нафталина. Особенности нитрования фенолов и ароматических аминов.

Галогенирование ароматических соединений; реагенты и условия. галогенирования в ядро и в боковую цепь. Различия в механизмах этих реакций. Роль кислот Льюиса в реакции галогенирования ядра.

Реакции сульфирования бензола и его гомологов, нафталина, антрахинона, фенола и нафтолов, анилина. Обратимость реакции сульфирования. Особенности выделения и идентификации сульфокислот. Функциональные производные сульфокислот.

Алкилирование и ацилирование ароматических соединений (реакция Фриделя-Крафтса). Алкилирующие (спирты, галогеналкилы, олефины) и ацилирующие (галогенангидриды, ангидриды) реагенты. Катализаторы и механизм их действия. Побочные процессы при алкилировании по Фриделю-Крафтсу: изомеризация, полиалкилирование, дезалкилирование (ипсо-замещение). Перегруппировка Фриса.

Алкилирование ароматических аминов, фенолов ароматическими карбонильными соединениями. Красители трифенилметанового ряда (малахитовый зеленый, бриллиантовый зеленый, фенолфталеин, флуоресцеин).

Синтез ароматических альдегидов реакцией электрофильного замещения. Реакции Реймера-Тимана, Вильсмейера, Гаттермана.

Использование алкильных и сульфогрупп в качестве ориентирующих и защитных группировок.

Механизм реакций нуклеофильного замещения в ароматическом ряду. Анионные -комплексы и их стабилизация акцепторными заместителями (комплексы Мейзенгеймера). Отличие в ориентирующем влиянии акцепторных заместителей в реакции нуклеофильного и электрофильного замещения. Ариновый механизм. Примеры реакций замещения атома галогена, сульфогруппы. атома водорода.

2) Окисление ароматических соединений. Окисление алкилароматических углеводородов. Получение ароматических карбоновых кислот, альдегидов, кетонов из алкилбензолов; синтез фенола и ацетона из кумола. Окисление ароматического ядра: синтез антрахинона, мелеинового и фталевого ангидридов.