По органической химии


Скачать 446.48 Kb.
НазваниеПо органической химии
страница2/3
Дата публикации19.03.2013
Размер446.48 Kb.
ТипМетодическое пособие
userdocs.ru > Химия > Методическое пособие
1   2   3

Тема 5: Изомерия органических соединений
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Определение понятий: изомерия, изомеры. Виды изомерии.

2. Структурная изомерия: изомерия скелета, изомерия положения и структуры функциональной группы, изомерия в линейных, разветвленных и циклических соединениях.

3. Пространственная изомерия:

3.1.Геометрическая изомерия. Цис- и транс-изомеры: сходство и различие их физических и химических свойств, сравнительная устойчивость и возможность взаимопереходов.

3.2. Оптическая (стерео) изомерия. Понятия хиральности и конфигурации. Хиральный (асимметрический) атом углерода, его признаки. Оптическая активность; удельное вращение плоскости поляризации, его определение. D- и L-стереоизомеры. Абсолютная и относительная конфигурация оптически активных соединений. Глицериновый альдегид как исходное базовое соединение. Стереохимические ряды. Проекции Фишера. Стандарт М.А.Розанова. Оптическая чистота. Основные понятия: энантиомеры, диастереомеры, мезо-форма, рацемическая смесь.

3. Понятие конформации. Проекции Ньюмена. Заторможенная, скошенная и заслоненная конформации, их относительная устойчивость (конформеры). Конформации шестичленных циклов – "кресло", "ванна".

4. Значение различных видов изомерии в биологической активности органических веществ.

^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Напишите структурные формулы всех изомеров с брутто-формулой С2Н6О2. Определите для каждого из них класс соединения и вид изомерии.
2. Нарисуйте проекции Ньюмена для этана, пропана и бутана в заслоненной и заторможенной конформациях. Для какого соединения заторможенная конформация наименее устойчива?
3. Нарисуйте структуры пространственных изомеров для следующих соединений:



4. В следующих соединениях определите хиральные атомы углерода и напишите формулы их стереоизомеров в проекциях Фишера:


5. Проанализируйте следующее соединение с точки зрения стереоизомерии: определите хиральные С-атомы, напишите формулы всех возможных стереоизомеров, обозначьте диастереомеры и пары энантиомеров.


^ ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная

1. Лекция по органической химии "Изомерия органических соединений".

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., с. 88-137.

Дополнительная

1. Терней А. – Современная органическая химия – в 2-х томах – М., Мир, 1981, т.1, с.120-153.


Тема 6: Алканы, циклоалканы
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Общая формула и номенклатура алканов, названия первых десяти членов гомологиче-

ского ряда.

2. Изомерия алканов, её виды: структурная и пространственная (оптическая, поворотная). Проекции Ньюмена. Конформации: заторможенная, заслонённая, скошенная (на примерах этана, бутана, пропана).

3. Физические свойства алканов, нахождение в природе. Основные фракции нефти.

4. Способы получения алканов.

4.1. Реакции образования метана.

4.2. Гидрирование алкенов, реакция Сабатье, способ Фишера-Тропша (из С=О и Н2).

4.3. Реакция Вюрца (особенности при получении несимметричных алканов).

4.4. Синтез Кольбе (электролиз солей карбоновых кислот).

4.5. Реакция Дюма (пиролиз натриевых солей карбоновых кислот).

4.6. Восстановление спиртов с НJ.

4.7. Получение с помощью Mg-органических соединений.

5. Химические свойства алканов.

5.1. Химическая реакция, её механизм. Понятие об активных частицах (электрофилы, нуклеофилы, радикалы), пути образования активных частиц (типы разрыва связи). Классификация реакций по их виду и по типу активных частиц.

5.2. Реакции радикального замещения (SR): механизм реакции; устойчивость промежуточных продуктов, различия в реакционной способности первичного, вторичного и третичного атомов углерода. Галогенирование (особенности реакции фторирования), нитрование (реакция Коновалова).

5.3. Алкилирование алканов алкенами, дегидрирование, изомеризация. Промышленное значение этих процессов (крекинг нефти).

5.4. Пиролиз и окисление алканов.

6. Циклоалканы.

6.1. Классификация циклических систем. Номенклатура и изомерия циклоалканов.

6.2. Пространственное строение циклопропана, циклобутана, циклопентана, циклогексана. Кубан. Адамантан.

6.3. Особенности реакционной способности малых циклов. Понятие о "банановых" связях (τ-cвязи). Реакции электрофильного присоединения и радикального замещения.

6.4. Реакционная способность больших циклов: реакции радикального замещения, деги-

дрирования, изомеризации; образование ароматических циклов.

6.5. Синтез циклоалканов.

- циклизация алканов;

- гидрирование бензола и его гомологов;

- циклизация дигалогеналканов (разновидность реакции Вюрца);

- пиролиз Ca-солей дикарбоновых кислот.

7. Значение алканов в фармации и технике: парафин, вазелин, вазелиновое масло.
^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Приведите названия следующих соединений по номенклатуре IUPAC. Определите в них первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.



2. Напишите схему механизма реакции хлорирования метана.
3. Натриевые соли каких двух различных карбоновых кислот нужно взять в реакцию Дюма, чтобы получить бутан? Составьте уравнение этих реакций.
4. Составьте схему образования бутана по методу Кольбе.
5. Напишите проекции Ньюмена для вращательных изомеров этана, пропана и бутана, приведите названия конформаций.
6. Изложите известные вам способы получения циклопропана.
7. Составьте схему следующих превращений:



8. Напишите структурную формулу адамантана. Определите, в какой конформации находится каждый из составляющих его циклов. Найдите "головы" моста и определите их количество. Какие лекарственные препараты имеют в своей основе структуру адамантана?
^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №2 Отношение алканов к окислению.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная

1. Лекция по теме "Алканы, циклоалканы".

2. В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян, А.П.Лузин (под ред.Н.А.Тюкавкиной) "Органическая химия – основной курс", М., Дрофа, 2003, с.157-181.

Дополнительная

1. А.Терней "Современная органическая химия" (в 2 томах), М., Мир, 1981, т. 1, с.79-111, 253-282.

2. Дж. Робертс, Р. Касерио "Основы органической химии", 1978.

Тема 7: Алкены, алкадиены. Алкины
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Алкены.

1.1. Строение, изомерия, номенклатура и физические свойства алкенов. Повторить: элек­тронное строение кратных связей.

1.2. Способы получения алкенов.

- дегидрирование и крекинг алканов;

- частичное гидрирование тройной связи;

- дегидратация спиртов;

- дегидрогалогенирование галогенопроизводных;

- дегалогенинование 1,2-дигалогенопроизводных;

- расщепление четвертичных аммониевых оснований (по Гофману).

1.3. Реакции алкенов.

1.3.1. Ионные реакции. Электрофильное присоединение к двойной связи – ме­ханизм реакции, её направление (правило Марковникова), влияние заместителей на скорость и направление реакции; присоединение воды, галогенов, галогеноводородов, HOCl.

1.3.2. Радикальные реакции. Присоединение галогеноводородов в присутствии перекисей (по Харрашу), высокотемпературное хлорирование пропилена.

1.3.3. Каталитическое гидрирование.

1.3.4. Окисление. Реакция Вагнера – образование 1,2-диолов (гликолей), качественная реакция на двойную связь. Окисление кислородом в аллильное положение, значение этой реакции в перекисном окислении липидов (ПОЛ) in vivo. Действие озона в присутствии воды (озонолиз), значение этого процесса в установлении структуры алкенов.

2. Алкадиены и полиены.

2.1. Строение, изомерия и номенклатура диенов. Изолированные, сопряженные и кумулированные двойные связи. Повторить: π-π-сопряжение, энергия сопряжения, линейные сопряженные системы.

2.2. Способы получения сопряженных диенов:

- дегидрирование бутана;

- димеризация ацетилена и частичное гидрирование винилацетилена;

- получение бутадиена из этанола (метод Лебедева);

- получение изопрена из ацетилена и ацетона по Фаворскому.

2.3. Особенности электрофильного присоединения к сопряженным диенам: 1,2- и 1,4-присоединение, кинетический и термодинамический контроль реакции.

2.4. Диеновый синтез – циклоприсоединение диенов к электронодефицитным двойным связям (реакция Дильса-Альдера).

3. Алкины.

3.1. Электронное и пространственное строение sp-гибридизованного атома углерода и тройной связи, номенклатура и изомерия алкинов.

3.2. Способы получения алкинов.

- получение ацетилена из карбида кальция;

- пиролиз метана;

- дегидрогалогенирование дигалогеналканов;

- электролиз карбоновых кислот, содержащих тройную связь;

- алкилирование ацетилена;

3.3. Реакции алкинов.

3.3.1. Реакции присоединения

- гидрирование,

- электрофильное присоединение
^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1.Напишите схему реакции дегидратации 2,3-диметилпентанола-3, приведите название образующегося продукта.

2. Определите, какие продукты получаются в ниже приведённых реакциях, приведите их названия. Для вариантов А и Е составьте схемы механизма реакций.


3. В результате озонолиза трёх алкенов были получены следующие продукты:



Определите структуру и названия исходных алкенов для случаев А, B и C.
4. Составьте следующую схему реакций:



5. В следующей цепи реакций определите структуру соединений А и Б:



6. Какие продукты образуются при действии спиртового раствора КОН на следующие соединения:



Составьте схемы реакций и приведите названия образующихся продуктов.
7. Напишите схемы двух путей получения бутадиена-1,3 из ацетилена.
8. Предложите способы получения из ацетилена:

а) ацетона и б) пропаналя

9. Углеводород имеет брутто-формулу С6Н10. При полном гидрировании он образует 2-метилпентан; не даёт осадка с аммиачным раствором окиси серебра; в условиях реакции Кучерова образует кетон. Какова структурная формула этого углеводорода? Приведите его название.
^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Лабораторная работа №3 Получение и химические свойства этилена
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная

1. Лекция по органической химии " Алкены, алкадиены, алкины"

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.182-232.

Дополнительная

1. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. – Начала органической химии – М., Мир, 1978,

с.260-300.

Тема 8: Ароматические углеводороды (арены)
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Химическая структура аренов. Основные представители.

2. Как можно определить наличие или отсутствие у соединения ароматических свойств, его устойчивость?

3. Какие химические свойства являются признаком ароматичности?

4. Физико-химические свойства бензола.

5. Изомерия и номенклатура гомологов и производных бензола.

6. Реакционная способность аренов.

7.1. Электрофильное замещение (SE): галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование и ацилирование бензола. Механизм реакций.

7.2. Влияние заместителей на скорость и направление реакций SE. Ориентирующее действие заместителей, количественная оценка их влияния на реакции SE (изучение скорости реакций).

7.3. Согласованная и не согласованная ориентация. Выбор пути синтеза замещенных бензола.

7.4. Реакции присоединения к бензолу: гидрирование, хлорирование.

8. Конденсированные арены: нафталин, антрацен, фенантрен. Реакции электрофильного замещения (нитрование, сульфирование), их ориентация (α- и β-положения). Гидрирова­ние нафталина.

9. Окисление бензола, нафталина и его производных, антрацена.

10. Биологически активные вещества и лекарственные препараты- производные нафта­лина (витамин К, викасол, оксолин).

11. Гомологи бензола – толуол, этилбензол, ксилолы, кумол. Реакции боковых цепей алкилбензолов (SR) – хлорирование, бромирование, дегидрирование, окисление.

12. Многоядерные арены с изолированными циклами: дифенил, дифенилметан.


^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Составьте уравнения реакций нитрования бензола, нитробензола и толуола.
2. Составьте уравнения реакций алкилирования бензола, нитробензола и толуола этилхло­ридом (по Фриделю-Крафтсу).
3. Какое соединение получится при галогенировании бензола хлориодом (Cl-I)? Объяс­ните и напишите уравнение реакции.
4. Напишите схемы реакций нитрования для следующих соединений:



Разделите эти соединения на две группы по характеру действия заместителей:

1) согласованное, 2) несогласованное.
5. Определите пути синтеза следующих двух веществ из бензола:


6. Составьте схему следующих реакций:



^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №4 Нитрование бензола.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:

1. Лекция по теме "Ароматические углеводороды".

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.249-298.

Дополнительная:

1. Терней А. – Современная органическая химия – в 2 томах, М., Мир, 1981 г.

Тема 9: Галогенопроизводные
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1.Общая характеристика галогенопроизводных: строение, физико-химические свойства.

2.Способы получения галогенопроизводных: галогенирование алканов, присоединение галогенов и галогеноводородов к кратным связям, замещение ОН-группы на галоген: реакции спиртов с HHal, SOCl2, POCl3. Особые методы получения фторпроизводных.

По теме занятия студент должен знать основы классификации и номенклатуры галогенопроизводных, их физические и химические свойства и методы получения; студент должен уметь прогнозировать химические свойства этих соединений и определять возможные пути их синтеза.

3. Химические свойства галогенопроизводных.

3.1. Особенности связи C-Hal: её полярность и поляризуемость, прочность. Наличие в молекуле галогенопроизводных нуклеофильного и СН-кислотного центров. Особенности связи C-Hal и электронных эффектов галогенов в винил- и арилгалогенидах.

3.2. Реакции нуклеофильного замещения (SN). Механизмы реакции: бимолекулярный (SN2) и мономолекулярный (SN1), их кинетические и стереохимические особенности. Виды нуклеофилов, значение SN-реакций в синтезе органических соединений различных классов.

3.3. Реакции элиминирования (ЕN). Механизмы реакции: бимолекулярный (ЕN2) и мономолекулярный (ЕN1). Виды реакций ЕN: дегидрогалогенирование галогенопроизводных, расщепление четвертичных аммониевых солей. Правила Зайцева и Гофмана.

4. Отдельные представители галогенопроизводных: хлороформ, иодоформ, трихлорэтилен; медицинские препараты фторотан, метоксифлуран. Перфторуглероды: особенности их свойств, значение в технике и медицине. Природные галогенсодержащие соединения – гормоны щитовидной железы – йодтиронины: пути их образования в организме, биологическое действие.
^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Каким химическим способом можно отличить два изомера следующего строения (приведите их названия)? Напишите схемы и объясните механизм соответствующих реакций.



2. Препарат хлодитан (формула А) применяется для лечения опухолей. Дополните схему его щелочного гидролиза и определите, сколько молей AgCl образуется при обработке нитратом серебра реакционной смеси после полного гидролиза 0,1 моля хлодитана.



3. Имеется индивидуальное вещество, обладающее оптической активностью. По данным элементного анализа и спектральным характеристикам ему можно приписать одну из двух изомерных структур А или В. Был проведен щелочной гидролиз этого вещества, и было обнаружено, что продукт гидролиза не обладает оптической активностью. Какая из приведенных структур соответствует исследованному веществу? Обоснуйте ответ схемой механизма реакции.



4. Адреналин и норадреналин могут быть получены из одного и того же галогенопроизводного взаимодействием с метиламином или аммиаком соответственно. Приведите схемы этих реакций. Какая из них идет с большей скоростью? Предложите схему реакции образования адреналина из норадреналина.



5. В результате взаимодействия триметиламина с 2-хлорэтанолом получается холин. Напишите схему этой реакции, объясните её механизм. Предложите схему получения холина из 2-аминоэтанола.

6. Приведенные ниже соединения можно получить с помощью реакций нуклеофильного замещения. Приведите схемы этих реакций, используя необходимые субстраты и нуклеофильные агенты:


7. Какие соединения нужно использовать в качестве исходных в реакциях элиминирования для того, чтобы получить следующие вещества:


8. Смесь соединений А, В и С обработали избытком диэтиламина при 25о. Какие вещества будут содержаться в полученной смеси? Напишите их формулы и дайте объяснения.


^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №5 Качественное определение галогенов в органических соединениях

(проба Бейльштейна).
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:

1. Лекция по органической химии “Галогенопроизводные”.

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.298-340.

3. Под ред. Тюкавкиной Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по органической химии – Дрофа, М., 2003 г., с. 238-246.

Дополнительная:

1. Грандберг И.И. – Органическая химия – Дрофа, М., 2002 г., с. 261-278.

Тема 10: Спирты, фенолы, простые эфиры
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
I. Спирты.

1. Классификация, номенклатура и изомерия одно- и многоатомных спиртов. Их физические свойства.

2. Способы получения спиртов: гидратация алкенов, гидролиз галогенопроизводных, восстановление карбонильных соединений, Mg-органический синтез, брожение.

3. Химические свойства.

3.1. Кислотно-основные свойства: образование алкоголятов и оксониевых солей.

3.2. Нуклеофильные свойства спиртов: образование простых и сложных эфиров.

О-алкилирование – синтез Вильямсона; О-ацилирование, алкилсульфаты – алкилирующие агенты, алкилнитраты (нитроглицерин, нитросорбид).

3.3. Реакции нуклеофильного замещения гидроксильной группы – образование алкилгалогенидов.

3.4. Реакции элиминирования – образование алкенов.

3.5. Окисление первичных и вторичных спиртов – образование альдегидов и кетонов.

4. Многоатомные спирты: диолы (гликоли), триолы (глицерины), эритриты, пентиты, гекситы. Способы получения и особенности химических свойств многоатомных спиртов: повышенная кислотность ОН-групп, образование комплексов с Cu2+. Природные многоатомные спирты – сорбит, ксилит, инозит.

5. Непредельные спирты – виниловый (правило Эльтекова), аллиловый.

II. Фенолы.

1. Классификация, номенклатура и физические свойства фенолов.

2. Способы синтеза фенола: щелочное плавление сульфокислот, замещение хлора в хлорбензоле, из солей диазония, окисление изопропилбензола (способ Сергеева).

3. Химические свойства.

3.1. Кислотные свойства фенолов, образование солей и комплексов с металлами. Качественные реакции обнаружения фенолов.

3.2. Нуклеофильные свойства: получение простых и сложных эфиров. Анизол, фенетол, аспирин (ацетилсалициловая кислота), фенилсалицилат (салол).

3.3. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре фенолов и нафтолов: галогенирование, нитрование, сульфирование, карбоксилирование, гидроксиметилирование. Фенолфталеин, пикриновая кислота.

3.4. Окисление фенолов. Образование хинонов. Хингидрон. Роль системы гидрохинон-хинон в биологических процессах.

4. Многоатомные фенолы – гидрохинон, резорцин, пирогаллол – их восстановительные и антиоксидантные свойства. Природные полифенолы – антиоксиданты: токоферол (витамин Е), рутин – (витамин Р), антоцианины.

III. Простые эфиры.

1. Общая характеристика простых эфиров– номенклатура, изомерия, физические свойства.

2. Методы получения простых эфиров: синтез Вильямсона, дегидратация спиртов, присоединение спиртов к алкенам и алкинам.

3. Химические свойства.

3.1. Основные свойства – образование оксониевых солей с минеральными кислотами и кислотами Льюиса. Образование комплексов со щелочными металлами – краун-эфиры.

3.2. Расщепление при действии с HI.

3.3. Окисление кислородом, образование α-гидроперекисей.

4. Циклические эфиры. Тетрагидрофуран, диоксан – апротонные полярные растворители.

Оксираны (окиси алкенов, 1,2-эпоксиды) – методы их получения, реакции с раскрытием цикла.

^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Дополните схему следующих превращений, дайте названия соединений А, В, С и D. Приведите схемы механизмов реакций В→А и C→D.



2. Приведите условия и схемы реакций получения из непредельных углеводородов:

а) этанола; б) этандиола-1,2.

3. Сравните кислотные свойства этанола (I), этиленгликоля (II), глицерина (III). Напишите реакции их взаимодействия 1) с NaOH, 2) с Na (мет.), 3) с Cu(OH)2. Объясните причину различной кислотности этих соединений.

4. Более 200 лет назад шведский аптекарь К.Шееле, нагревая оливковое масло с PbO, получил вещество, до сих пор широко применяемое в фармации. Это было вещество С. Дополните приведенную ниже схему, лежащую в основе современных методов получения этого вещества:


5. Составьте следующие схемы реакций:



6. Раствор фенола с FeCl3 образует устойчивый комплекс с фиолетовой окраской (качественная реакция на фенолы). Гидрохинон в этих же условиях сначала дает фиолетовую окраску, которая быстро переходит в бурую. Дайте объяснение этому явлению, напишите схемы реакций фенола и гидрохинона с FeCl3.
7. Определите путь следующего превращения:


^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №6. Идентификация одно- и двухатомных спиртов и фенолов.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная:

1. Лекция по органической химии “Спирты и фенолы”.

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.340-363, 390-419.

3. Под ред. Тюкавкиной Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии – М. Медицина, 1985 г., с. 246-250, 260-263.

Дополнительная:

1. Грандберг И.И. – Органическая химия – Дрофа, М., 2002 г., с. 278-310.

Тема 11: Альдегиды и кетоны

^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1.Классификация, номенклатура и изомерия соединений, содержащих карбонильную группу. Систематическая и рациональная номенклатура, тривиальные названия оксосоединений. Структурная изомерия и кето-енольная таутомерия оксосоединений.

2. Электронная структура карбонильной группы; центр нуклеофильной атаки - карбонильный атом углерода; СН - кислотность α-углеродного атома и его роль как центра электрофильной атаки; механизмы нуклеофильных (AN) и электрофильных (SЕ) реакций оксосоединений.

3. Химические свойства альдегидов и кетонов.

3.1.Реакции нуклеофильного присоединения: гидратация; присоединение аммиака, аминов, гидразинов, гидроксиламина, цианистоводородной кислоты, спиртов:; магний-органические синтезы.

3.2.Окислительно-восстановительные реакции: окисление альдегидов, качественные реакции на альдегиды; окисление кетонов с расщеплением С-С связей; гидрирование альдегидов и кетонов с участием комплексных гидридов (механизм гидридного переноса); окислительно-восстановительное диспропорционирование - реакция Канницарро.

3.3.Реакции по α-углеродному атому: СН-кислотность и образование карбанионов; галогенирование в кислой и щелочной средах; альдольная и кротоновая конденсация.

3.4.Полимеризация: образование параформа, паральдегида.

4.Отдельные представители: формальдегид; ацетальдегид; ацетон; акролеин (акриловый альдегид); кротоновый альдегид.

5. Способы получения оксосоединений. Гидролиз геминальных дигалогенидов, дегидрирование спиртов, гидратация ацетилена и его производных, пиролиз карбоновых кислот и их солей. Методы синтеза ароматических альдегидов и кетонов: ацилирование ароматического кольца (реакция Фриделя-Крафтса), окисление метильных групп у ароматического кольца. Синтезы с использованием ацетоуксусного эфира.

6. Кетен: его образование при пиролизе ацетона, особенности строения, химические свойства.
^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: бутанон, масляный альдегид, изомасляный альдегид, трихлоруксусные альдегид, глиоксаль, пентадион-2,3, диизопропилкетон, кротоновый альдегид, метилвинилкетон.

2. Напишите структурные формулы всех изомерных метилкетонов с брутто-формулой С6Н120 и приведите их систематические и тривиальные названия.

3. Напишите реакции взаимодействия пропионового альдегида со следующими веществами: гидроксидом меди (II), аммиаком, метиламином, гидразином, фенилгидразином, гидроскиламином, семикарбазоном, метиловым спиртом, метилмеркаптаном, синильной кислотой.

4. Напишите схему реакции Тищенко и реакции Канницарро для бензальдегида.

5. Напишите схему альдольной конденсации пропионового альдегида и кротоновой конденсации ацетона.

6. Приведите схемы получения пропионового альдегида и метилэтилкетона всеми известными способами.

7. Предложите схему получения циклопентана из циклогексана.
^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №7 Качественные реакции на альдегиды и кетоны.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:

1. Лекция по теме: «Оксосоединения: альдегиды и кетоны».

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.420-453.

3. Под ред. Тюкавкиной Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии – Дрофа, М., 2003 г., c.265-268.

Дополнительная:

1. Грандберг И.И. – Органическая химия – Дрофа, М., 2002 г., с. 330-355.

Тема 12: Карбоновые кислоты и их функциональные производные
^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Классификация карбоновых кислот: одно-, двух- и трехосновные, насыщенные и ненасыщенные, ароматические. Номенклатура карбоновых кислот и тривиальные названия наиболее распространённых из них. Физические свойства карбоновых кислот.

2. Электронное строение карбоксильной группы и карбоксилат-аниона. Кислотность карбоксильной группы.

3. Методы получения карбоновых кислот: окисление алканов, спиртов, альдегидов и кетонов, метильных производных бензола; гидролиз тригалогенметильных производных; гидролиз производных карбоновых кислот – ангидридов, хлорангидридов, сложных эфиров, амидов, нитрилов, карбоксилирование магнийорганических соединений.

4. Химические свойства карбоновых кислот. Образование солей. Разложение солей моно- и дикарбоновых кислот: декарбоксилирование – электролитическое (реакция Кольбе) и термическое (реакция Дюма), пиролиз кальциевых солей с образованием кетонов. Нуклеофильные реакции (SN) – образование функциональных производных: ангидридов, хлорангидридов, сложных эфиров (этерификация), амидов. Электрофильные реакции по α-углеродному атому: галогенирование, реакции с натрий-малоновым эфиром.

5. Функциональные производные карбоновых кислот.

5.1. Методы получения функциональных производных – см. 4.

5.2. Ангидриды простые и смешанные, галогенангидриды. Их ацилирующая способность.

5.3. Сложные эфиры. Способы их получения, реакции этерификации и переэтерификации. Физические и химические свойства: конденсация Клайзена – образование эфиров β-кетокислот, удлинение цепи. Сложные тиоэфиры. Малоновый эфир, его СН-кислотные свойства и применение в органическом синтезе.

5.4. Амиды. Электронное строение амидной группы, её кислотно-основные свойства. Получение амидов ацилированием аммиака и аминов, аммонолиз сложных эфиров. Гидролиз амидов, их реакция с NaOBr (перегруппировка Гофмана).

5.5. Нитрилы, их образование из галогенпроизводных. Гидролиз нитрилов, реакции присоединения (АN) к нитрильной группе аммиака, спиртов.

6. Дикарбоновые кислоты. Особенности их химических свойств: двухступенчатая диссоциация, образование кислых и средних солей, моно- и дифункциональных производных, структура солей дикарбоновых кислот с многозарядными катионами. Легкость декарбоксилирования щавелевой и малоновой кислот, образование циклических ангидридов янтарной, глутаровой и фталевой кислот.

7. Карбоновые кислоты и их производные - лекарственные препараты: янтарная и лимонная кислоты, салициловая кислота и салицилаты, пара-аминобензойная кислота и её эфиры.
^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Составьте структурные формулы всех изомеров пентановой (валерьяновой) кислоты. Производные какого изомера содержатся в корне валерианы?

2. Сравните силу муравьиной, уксусной и щавелевой кислот (формулы), объясните различия.

3. Напишите схемы получения бензоата натрия, оксалата кальция и диэтилмалоната натрия.

4. Напишите схему механизма реакции этерификации на примере получения этилацетата, покажите роль кислотного катализатора.

5. Дополните схему следующих реакций (формулы соединений А и В):


6. Напишите схемы реакций, проходящих при нагревании щавелевой, малоновой, янтарной, малеиновой и фталевой кислот. Объясните различия в направлениях этих реакций.

7. Определите реагенты А и В в следующих реакциях:



8. Дополните схемы следующих превращений:


^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №8 Химические свойства карбоновых кислот.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

Основная

1. Лекция по органической химии "Карбоновые кислоты и их производные"

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c.453-514.

3. Под ред. Тюкавкиной Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии – Дрофа, М., 2003 г., c.273-281.

Дополнительная

1. Грандберг И.И. Органическая химия – Дрофа, М., 2002 г., c.357-393.

Тема 12: Нитросоединения, амины, серосодержащие соединения

^ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Нитросоединения.

1.1. Классификация и номенклатура нитросоединений. Электронное строение нитрогруппы.

1.2. Способы получения: а) нитрование алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов; б) из галогеналканов.

1.3. Физические и химические свойства. Кислотность, образование аци-формы. Восстановление нитросоединений.

2. Амины.

2.1. Классификация и номенклатура (первичные, вторичные, третичные, четвертичные аммониевые соли, алифатические, циклические, ароматические). Гидроксиламин, гидразин, пирролидин, пиперидин, пиперазин.

2.2. Алифатические амины.

2.2.1. Способы получения: а) из алкилгалогенидов; б) восстановление нитрилов и амидов;

в) восстановление нитросоединений; г) гипогалогенидная перегруппировка Гофмана;

д) реакция Габриеля с фталимидом.

2.2.2. Химические свойства. Кислотно-основные свойства. Сравнение основности алифатических и ароматических аминов, влияние заместителей на основность. Образование солей. NH-кислоты. Нуклеофильность – реакции ацилирования и алкилирования; образование азометинов (оснований Шиффа); взаимодействие с эпоксидами; взаимодействие с азотистой кислотой первичных, вторичных и третичных аминов; образование хлораминов.

2.3. Ароматические амины.

2.3.1. Способы получения: восстановление нитробензола: а) в кислой среде – образование нитрозобензола, фенилгидроксиламина, анилина; б) в щелочной среде – образование азобензола, гидразобензола, анилина. Перегруппировки фенилгидроксиламина. Бензидиновая перегруппировка.

2.3.2. Химические свойства. Образование солей, ацилирование («защита» аминогруппы), алкилирование. Электрофильное замещение в ароматическом кольце, ориентирующее действие аминогруппы и аммонийной группы.

2.3.3. Реакция диазотирования.

2.4. Четвертичные аммониевые основания и соли. Методы их синтеза, термическое разложение (по Гофману). Природные соединения, содержащие четвертичный атом азота (холин, ацетилхолин).

3. Производные угольной кислоты.

3.1. Хлорангидриды: фосген, хлоругольные эфиры, их химические свойства

3.2. Амиды: карбаминовая кислота и её эфиры, карбамид (мочевина). Физические свойства мочевины. Способ получения мочевины, синтез Вёлера, применение мочевины в технике и фармации. Химические свойства мочевины: а) основность – образование солей; б) реакции разложения: образование биурета (биуротовый комплекс с Cu2+) и циануровой кислоты;

в) уреиды, циклические уреиды (барбитураты); г) N-алкилпроизводные мочевины; д) количественное определение мочевины (реакция Ван-Слайка). Лекарственные препараты – производные мочевины (букарбан, бутамид). Канцерогенные и лечебные свойства нитрозоалкилмочевин.

3.3. Аналоги мочевины. Гуанидин – его структура и химические свойства: высокая основность. Гуанидиновые производные в организме (аргинин, креатин). Тиомочевина (тиокарбамид), её структура и химические свойства: реакции алкилирования по S-атому.

4. Органические соединения, содержащие серу (С-S-связи). Классификация и номенклатура серосодержащих соединений по степени окисления атома серы.

4.1. Тиолы (тиоспирты) и сульфиды (тиоэфиры). Способы их получения замещением галогена на SH- и SR-группы. Кислотность тиолов (ср. с соответствующими спиртами), образование тиолятов и комплексов с металлами. Основность сульфидов (ср. с соответствующими эфирами и аминами), образование сульфониевых солей.

4.2. Окисление тиолов: образование дисульфидов, сульфиновых кислот, сульфокислот.

4.3. Окисление сульфидов: образование сульфоксидов и сульфонов.

4.4. Биологические реакции природных тиолов и сульфидов: образование дисульфидов в белковых молекулах, образование S-аденозилметионина.
^ ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Составьте схемы реакций нитрования изобутана, метилбутана, этилбензола в условиях радикальной реакции. Назовите полученные соединения.

2. Составьте названия следующих соединений:



3. Сравните основные свойства атомов азота в парах следующих соединений:

А) норадреналин и адреналин (см. формулы в учебнике); Б) этиламин и диэтиламин;

В) аминоэтанол и этиламин.

4. Дополните следующие схемы формулами вместо цифр:


5. Напишите схемы реакций получения соединений А и В из соответствующих аминов

и оксосоединений:



6. Как можно синтезировать из уксусной кислоты без других органических веществ следующие соединения: а) ацетамид, б) метиламин, в) этиламин?

7. Напишите структурные формулы следующих соединений:

1) Дифенилдисульфид 2) Метилэтилсульфид 3) Триметилсульфоний иодид

4) Этилсульфат 5) Сульфобензол (бензолсульфокислота)

6) 4-Толуолсульфохлорид 7) 4-Сульфамидобензойная кислота

8. Приведите названия следующих веществ:


9. В следующей схеме определите структуру соединений A, B, C, D, E, F, G:


^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №9 Химические свойства мочевины.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:

1. Лекции по темам: "Нитросоединения, амины", "Производные угольной кислоты и мочесвины".

2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. – Органическая химия (основной курс) – Дрофа, М., 2003 г., c. 408-419, 494-508, 514-537.

3. Под ред. Тюкавкиной Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по органической химии – Дрофа, М., 2003 г., c.246-265.

Дополнительная:

1. Терней А. Современная органическая химия в 2-х томах. М.Мир 1981.

1   2   3

Похожие:

По органической химии iconЭкзаменационные билеты по органической химии
Органические соединения как главная составная часть пищевых продуктов. Значение органической химии для управления технологическими...
По органической химии iconВопросы по органической химии
Теория химического строения органических соединений была создана: 1 М. В. Ломоносовым 2 Д. И. Менделеевым
По органической химии iconТест по органической химии за 1 полугодие 10 класса
Если хотят избавиться от нежелательной примеси ацетилена, которая находится в этилене, то газ пропускают через
По органической химии iconПлан лекций и практических занятий по органической химии для фармацевтического...
Химическая связь в органических соединениях. Сопряженные системы. Ароматичность – семинар
По органической химии iconМетодика преподавания химии как наука и учебный предмет в педагогическом...
Активизация познавательной деятельности и развитие самостоятельности учащихся на уроках химии
По органической химии iconМетодические указания по самостоятельной работе студентов заочной...
Знание студентами органической химии, а также их умение оперировать этими знаниями для решения поставленной задачи проверяется путем...
По органической химии iconТеоретические основы органической химии
Электронно-пространственное строение алканов. Уметь рисовать пространственные модели молекул алканов. Например: нарисуйте электронно-пространственное...
По органической химии iconВопросы к зачету по дисциплине «Химия»
Понятие о материи и веществе. Предмет химии. Роль химии в развитии машиностроения
По органической химии iconРоль химии в развитии медицинской науки и практического здравоохранения....
Тема Роль химии в развитии медицинской науки и практического здравоохранения. Основные понятия и законы химии
По органической химии iconЦиолковского Кафедра «Общей химии, физики и химии композиционных материалов»
Простое вещество марганец (cas-номер: 7439-96-5) — металл серебристо-белого цвета. Известны пять аллотропных модификаций марганца...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница