Тема 4. Непредельные и ароматические углеводороды.

1. Алкены.

Общая формула. Этилен. Гомологический ряд алкенов. Строение. Структурная изомерия алкенов, в том числе межклассовая изомерия. Пространственная изомерия – геометрическая цис-, транс-изомерия. Номенклатура. Физические свойства алкенов. Химические свойства алкенов. Каталитическое гидрирование. Электрофильное присоединение: галогенов, галогеноводородов, воды, серной кислоты.

Механизм реакций присоединения, π- и σ-комплексы. Карбокатион. Правило Марковникова, Реакции, идущие против правила Марковникова – гидрогалогенирование по Харашу. Алкилирование. Полимеризация. Окисление: горение, реакция Вагнера, окисление перманганатом калия в кислой среде, реакция Прилежаева. Замещение в боковую цепь.

Получение алкенов: крекинг, дегидрирование алканов, дегалогенирование дигалогеналканов. Дегидрогалогенирование, дегидратация спиртов, элиминирование, правило Зайцева.

2. Алкадиены. 8 часов

Общая формула. Структурная изомерия алкадиенов, в том числе межклассовая изомерия. Пространственная изомерия – геометрическая цис-, транс-изомерия. Номенклатура. Строение алкадиенов: кумулированные, изолированные, сопряженные. Делокализация π-связей в сопряженных диенах. Энергия сопряжения.

Физические свойства. Химические свойства сопряженных диенов. Электрофильное присоединение: водорода, галогенов, галогеноводородов, воды. Механизм 1,4 – присоединения. Окислительное расщепление двойных связей. Полимеризация. Сополимеризация. Каучуки: натуральный и синтетический: бутадиеновый, хлоропреновый, бутадиен-стирольный, бутадиен-нитрильный. Понятие о стереорегулярности, катализаторы Циглера-Натта. Получение диенов: дегидрирование бутана и изопентана, синтез Лебедева, альдольная конденсация, метод Фаворского, получение хлоропрена.

Практическое значение сопряженных диенов.

Применение каучука и резины в медицине: гигиенические требования к изделиям из резины (хирургические перчатки, резиновые груши, резиновые катетеры, шланги, трубки и пр.).

3. Алкины. 12 часов

Общая формула. Ацетилен. Гомологический ряд алкинов. Изомерия. Номенклатура.

Физические свойства. Химические свойства. Каталитическое гидрирование (исчерпывающее и неисчерпывающее). Электрофильное присоединение: галогенов, галогеноводородов, синильной кислоты, спиртов, карбоновых кислот. Реакция Кучерова. Димеризация, тримеризация. Окисление: горение, окисление перманганатом калия.

Кислотные свойства алкинов-1 – замещение водорода, стоящего у атома углерода при тройной связи на металл: взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра, с амидом натрия, гидридом натрия, с аммиачным раствором хлорида меди (I); ацетилениды.

Получение алкинов: из тетрагалогенпроизводных, дигалогенопроизводных, из ацетиленидов, из алкенов. Получение ацетилена крекингом метана и взаимодействием карбида кальция с водой.

4. Арены. 12 часов

Общая формула аренов. Строение молекулы бензола. Делокализация электронов. Круговое сопряжение. Ароматичность. Изомерия. Номенклатура. Орто–, мета–, пара–изомеры.

Физические свойства аренов. Химические свойства бензола. Электрофильное замещение. Механизм, π– и σ–комплексы. Кислоты Льюиса − катализаторы реакций злектрофильного замещения. Галоидирование. Нитрование. Сульфирование. Алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса). Ацилирование. Реакции присоединения, протекающие по радикальному механизму: гидрирование, галогенирование. Реакции окисления.

Взаимное слияние атомов и атомных групп. Гомологи бензола. Толуол. Ксилолы. Химические свойства гомологов бензола. Правила ориентации в бензольном кольце в реакциях электрофильного замещения. Ориентанты I и II рода. Радикальное замещение в боковой цепи; окисление гомологов бензола, реакции присоединения. Взаимное влияние двух заместителей на вхождение третьего заместителя в реакции S_Е – согласованная и несогласованная ориентация. Понятие о конденсированных аренах (нафталин, антрацен).

Получение бензола и его гомологов: ароматизация алифатических углеводородов, тримеризация алкинов, реакция Фриделя-Крафтса, декарбоксилирование солей ароматических кислот, реакция Вюрца-Фиттига, восстановление ароматических кетонов.

Практическое значение.