1 (1125754), страница 6
Текст из файла (страница 6)
рпУ стРуктуРА. идяитиог!клция и иамвпклАтуРА 35 ГЛАВА ! разрешение обычно достигается вплоть до масс, равных б00. Молекулярные массы соединений с очень большой молекулярной массой, таких, как белки и полимеры, обычно определяют путем анализа на концевые группы, измерения осмотического давления, вязкости, рассеяния света и скорости седиментации. Некоторые из этих методов будут рассмотрены более подробно в последующих главах. Улрллгмение 7-5. Образец жидкого вещества, содержащего углерод, водород и кислоРод, массой 0,005372 г дал пРи сожкгсни е 0,0!222 г СОз и 0,00499 г НзО. При определении по методу В.
Мейера а,0343 г соединении вытеснили при Юа'С такое количество воздуха, которое, будучи собрано под водой прв 27'С (давление паров воды 26,7 мм рт. ст,! и 755 мм рт. сг., занщзо 15,2 мл. Покажите, каким о 5 Разом зги Данные о РивоДзт к мол екУ за Р вой фоРм Уле С»Н еО напишите по крайней мере 5 нзомеров, соогветстзуюпазз втой формуле при одноеалентиом водороде, двузвалеитвом кислороде и чегырезвалентном углероде.
Определение структурной формулы неизвестного соединения после установления его молекулярной формулы мажетаказаться н легким и трудным делом. Обычно стараются получить возможно больше спектральной и химической информации а природе присутствующих в соединении групп. Если этого недостаточна для установления структуры, то используют химические методы для того, чтобы нревратнть дзппое саедепе!ше и соединение с известной структурой. Обычно прн этом пропевал!гтгн деструкция, т.
е. расчленение молекулы на часп! мепьппех размеров, Характер полученных известных соединений и использованных для их получения реакций позволяет установить структуру, исходного неизвестного вещества. Если шзн перехода к известным соединениям требуется миогостадийпзя деструкпня, то определение строения исходного соединения напоминает подчас задачу установления' архи'тектуры здания по груде кирпичей, яз которых оно была построена. В идеальном же случае с данным набором химических и физических свойств согласуется только одна структурная формула, Этот идеал часто оказывается недостижимым, и при решении сложных во.
прасов строения для установления истинного положения атозюв в пространстве приходится прибегать к помощи рентгеноструктурнога анализа н днфракции электронов. Окончательной проверкой пра. вильности определения структуры служит обычно синтез данного соединения каким-либо методам, однозначность которага ие вызывает сомнений. Если синтезированное таким образам и исследуемое соединения оказываются идентичными, то предположеииая структура считается правильной, Ниже приведен пример, иллкзстрирующий общий подход к проблеме установления структуры. Никотин относится к важному классу природных соединений, называемых алкаландами.
Онн представляюг собой зэатсодержащие . соединения растительного происхождения, обладающие основным характером. Сам никотин, содержащийся в листьях табака,— жид- кость с т. кип. 263'С. Лналнз н определение молекулярной массы. никотина соответствуют молекулярной формуле Сг,НгеХ . При окислении хромовой кислотой никотин распадается наболеемелкне фрагменты. Один нз таких фрагментов представляет собой вещества кислого характера состава С,Н,О,Х; показано, что оно идентично ппридин-3-карбоновой кислоте (1).
Эта свидетельствует о том, что никотин содержит цнридиновый цикл, замещенный в положении 3 на группу СзНзеХ екзслевке пирндшг-3-карбононыг кислота (1) С целью определения строения группы С,Н„Х может быть про. педена серия превращений, изменяющих ядро пирндина таким образок!, чта атака окислителя направляется на это видоизмененное !,ольцо, оставляя группу С„.НИХ незатронутой. Одним нз выделяе. мых при этом фрагментов оказывается кислота (СгН„ОАХ), идентичная Х.метилпралину (11), соединению с известной структурой е1зе»еезе НО!С-Сзмюгй инденшфнцнруетсз зак Рцеотнп ~н;сн, НО С-СН «СНз гг ! сн, Н -ме ггпщеогзш (и) (,анди!(нв фрагменты 1 и Н, получаем систему, которая вероятней всего должна соответствовать структуре никотина.
Н С. НС6 а зс-Санто(Ч ! й НСА ! зСН Н н с Н С-С,Н„1Ч „.„„.... В [1е СН 'м н. Гс с нс г.с-с,н„н и "-+.". 'г! О ! сн, Н ФС НС' С-СО Н й НС СН ~н СТРУ!СТУРА, ИДЕИТИФИКАЦИЯ И НОМЕИКЛАТУРА зу ГЛАПА 1 н -сн Н НС С Н С!Но 1 ! нс сн сн, .У нико г!и! йормулу м Уп~плрненыв !'-о. Соеттснно, согласно данныи анализа, имеет Сов!о, пРн эноРгич1!ои оинслоиии оно двор бннзойиУю кислотУ.
Н С СсзН ,л"Ч, лл НС С 11 ! НС СН боязобкяя коллота Какие четыре структуры ноисно пренлотнтк длв этго соодннсаня? 1-7. Оод!еикларпура органических сеединеии и' Прогресс науки зависит от обмена фактами и идеямн. Огромное число, сложность я многообразие органических соединений придают проблеме номенклатуры первостепенное значение. В идеале, каждое органическое соединение должно иметь систематическое название, которое позволяло бы написать для этого соединения .только одну структурную формулу. В ряде современных систем номенклатуры этот идеал почти достигнут, что позволяет составлять очень полезные указатели для обширных сводок фактических данных цо органическим соединениям.
К сожалению, истинно систематическая номенклатура, по-видимому, непригодна для целей устного общения или повседневного написания, и обычно, за исключением случаев строгого каталогнзирования и индексирования, ис. пользуется смесь тривиальных и полусистематических названий. Искоренение нежелательных идн устаревших систем номенклатуры является необычайно трудным делом, н для того, чтобы читать или разговаривать в области органической химии, необходимо быть знакомым с различныыи системами номенклатур. Насколько зто Соединение такой структуры было синтезировано по крайней мере двумя не вызывающими сомнения способами, и поскольку оно оказалось идентичным природному никотину, предложен!су!о выше лл, структуру можно считать праанльнои. возможно, следует избегать названий, вовсе не соответствующих структуре, Однако очевидно, что это не всегда оправдано, поскольку название, наиболее хороню соответствукицее структуре, может оказаться очень громоздким.
Нетрудно видеть, что 9-(2,6,6-триметилцнклогексен-1 ил)-3,7-див!етилнонатетраен-2,4,6,8.ол-1 проигрывает в фонетическом отношении при сравнении с остиходныу! названием витамин Л, Полусистематическне и тривиальные названия органнческкх соединений отшлнфовывплнсь в течение долгого времени: они широко используются н сейчас. Химики-органики по сравненик! с исследователявп! в другкх областях науки были довочьно объективны в выборе назван!тй для соединений и за 'немногими исключениями пш!орировали личные илп националистические побуждения, Индинпдуальные соединения неизвестной структуры назывались обычно и соответствии с источником, из которого они впервые были получены. Такие названия, как пенициллин, стрептомицин, стрихнин и т.
д., обычно удерживаются еще долго после того, как для ннх ста!ювнтся возможным использовать систематическое название. В ряде случаев соединения новых тинов могут называться в соответствии ° пх цветом (еслп он характерен) плн в соответствии с формой их олекул, напоминающей известные предметы, например азулеи 1 пний), коронен (короиа) н т. д. В данной книге максимально будет использоваться систематическая номенклатура, но пргг этом неминуемо смешекие различных пстем. Напрнвтер, сравнительно простое соединение П1 имеет три бщеупотребительных названия: шртп-бутнловый спирт о, три- !Р!илкарбпнол и 2.в!етилпропанол-2. Первое название используетг! наиболее широко, и поэтому здесь соединение !П будет назы!,агься треп!-бутнловым! спиртом.
Соединение 1я! лишь немногим !ожнее и имеет названия сс,сс-дпв!етилаллиловый спирт н 2.метил,тея З-ол.2. Оба названия правильны и оба употребляются. 11 подобных случаях мы будем часто использовать систематическое СН, СН =СН ! сн — с — с!н Сн,— с-он ! Снв Ш ш название 2-метилбутеи-3-ол-2 и указывать в скобках полусистематпческое название т,сб-диртетилаллиловый спирт. Например: СНо СН вЂ” СН вЂ” СН В 4 брокб!.ов.! !яллблкярблнктброклл! В настоящий момент нецелесообразно объяснять, каковы системы номенклатуры, к которым относятся оба зти названия. Разлнч- гл'!сратпснио трет ставнтсл виссто слова третпчлсп1, значение интор пулат определено позднее.
глава СТРУКТМРЗ, ИДКНТИЬИКЛГ1ИЯ И ИОЫРНКЛЛТУРЛ зй ные вопросы номенклатуры будут рассматриваться в последугощггх главах книги н качестве логического приложения к основной теме обсуждентгя. и) трехокись серы к) серная кислота л) трехфторвстый бор и) Р, (тетраздрическая молекула! и) окись азота МО о) азотистоаодородная кислота ННз (угоч Х Н вЂ” Н !8бч) и) закись азота Хро (угол Х вЂ” Н вЂ” 0 180') р=1). Используя шаростержневые модели или соответствующие трехмерные рисунки, установите, какие из приведенных виже' формул изображмот идентичные соединения (предполагается, что «свободное вращение» возможно вокруг всех простых связей, за исключением тех случаев, когда зтк связи входят в состав циклической структуры), Н Н Н Н Н С( ) С) — С-С-Н Н вЂ” С вЂ” С-Н Н вЂ” С вЂ” С! — Н НН НС) йН С) Г Г С! С! С) Г ,С1 б) ' с=с ' "с =с' "с с~~ ~с =с Р' С) Р,С! Р Р С1~ ~Р Н Н Н Н Н Н вЂ” с-н н- — — — н — с1 1 ! ! ! н — с-с1-С вЂ” н н — с! — н и — с — с- он н-с — с — с-он ! ! ! ! ! ! ! ! ! Н ОН ОН Н Н Н Н Н вЂ” — Н ! Н Н О Н-С вЂ” С вЂ” С вЂ” Н Н вЂ” С вЂ” С вЂ” Н ! ! ! Н Н Н Н вЂ” С вЂ” НН К Н '! ! г) Н вЂ” С вЂ” С вЂ” Н ь — с — н ! Н Н Н вЂ” С Н О-С вЂ” С вЂ” Н ! Н Н ,1(анолнительные )гпрплсненил (-7, (Каиизя задача в сущности является повторением элементарной иеорг аинчсс- кой химии и может потребовать наведения справок в учебнике общей химин.) Напищнте структуры Льюиса для каждого из приведенных ниже соединений.
Ис- пользуйте четкие, прзвиаьио рззьтещевпрре точки яля обовнечеика электровоз. Поставьте иа всех атомах, которые ке явргяются лейтральнымн, зарнды соответ- ствующего знака. а) аммиак б) нитрат аммония в) цазивстый водород г) озон (угол О-Π— 0 1хб') д) окись углерола е) хлорная кислота ж) перекись водорода з) гидраксиламин НОНН г'-9, Нап ищите структурные формулы для каждого нз перечисленных анже соедн.
агний, используя четырехвзлентвый углерод, даухаалеитиый кислород и одновалеитиый еолорощ а) Три изомерных соединения общей формулы СеН„О. б) Два изочериых соединения общей формулы СзН,О, кзжлое из которых со. держит дно(жую связь углерод — кислород и щю иатильиые (СН,„— \ группы. а) Соединение с формтлой СрН,р, в котором асс атомы водорода находятся в хвчвчсски идентичных положениях. г) Дза изомериых соединения общейформулыСрН,з, и каждом кз которых две, и только две, метнльиые ~ руппы (СН,— ) находятся в химически идентичных полож,нияз (целесообразно использовать модели).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
