Лекции (1125966)
Текст из файла
Программа по органической химиипрофессор Курц А.Л.ВведениеСпособы изображения молекул органических соединений, молекулярные, структурные иэлектронные формулы.Типы углеродного скелета, ациклические, циклические и гетероциклические соединения.Изомерия. Гомология.Основные функциональные группы и классы органических соединений.Основы номенклатуры органических соединенийЗаместительная номенклатура , ЮПАК. Основные принципы построения названийорганических соединений, родоначальная структура, характеристические группы.Названия нефункциональных заместителей, функциональных групп, предельных инепредельных радикалов.
Старшинство функциональных групп.Основные правила составления заместительных названий органических соединений,выбор и нумерация главной цепи, правило наименьших локантов.Названия основных классов органических соединений, сложных поли- игетерофункциональных соединений.Типы связей, промежуточные частицы в органических реакциях. Электронныеэффекты.Кислоты и основания.Углерод, электронная конфигурация; гибридизация углерода в органических соединениях.Типы химических связей в органических соединениях (s,p-связь).
Физическиехарактеристики связей: энергия, длина, полярность, поляризуемость.Гомолитический, гетероциклический разрыв связей.Понятие о промежуточных частицах, строение промежуточных частиц (радикалы,карбокатионы, карбанионы).Электронные эффекты заместителей (индуктивный, мезомерный), их влияние наустойчивость радикалов, карбокатионов и карбанионов.
Способы изображенияиндуктивного и мезомерного эффектов. Резонансные структуры. Примеры групп с +I, -I,+М, -М эффектами.Кислоты и основания (Бренстед, Льюис). Сопряженные кислоты и основания. Кислотноосновные равновесия ( на примере спиртов, альдегидов, кетонов, кислот и аминов ).Константа кислотности (рКа).
Влияние заместителей на кислотность и основностьорганических соединений.СтереохимияСпособы изображения пространственного строения молекул с sp3-гибридизованнымиуглеродом: клиновидные проекции, "лесопильные козлы", проекции Ньюмена.Конформации, конформеры. Заслоненная, заторможенная, скошенная конформации.Асимметрический атом углерода. Оптическая изомерия, оптическая активность.Энантиомеры. Рацематы. Хиральность, условия, необходимые для возникновенияхиральности. Конфигурация, отличие от конформации.Принцип R,S-номенклатуры энантиомеров.
Определение порядка старшинствазаместителей у асимметрического атома углерода.Проекции Фишера. Их построение, правила пользования ими (для соединений с однимасимметрическим атомом углерода).Соединения с двумя асимметрическими атомами углерода. Построение проекций Фишера.Диастереомеры. Мезо-формы.Изображение молекулы данного соединения с помощью различных проекционныхформул. Переход от одной проекционной формулы молекулы к другой.Пространственная изомерия алкенов.
Цис-, транс- и Z,E-номенклатура.1. АлканыПрирода С-С и С-Н связей в алканах. Понятие о конформациях и конформерах алканов.Проекционные формулы Ньюмена. Конформации этана, пропана, бутана и высшихалканов. Энергетическая диаграмма конформационного состояния молекулы алкана.Природные источники алканов. Методы синтеза: гидрирование непредельныхуглеводородов, синтез через литий-диалкилкупраты, электролиз солей карбоновыхкислот, восстановление карбонильных соединений.Химические свойства: галогенирование (хлорирование, бромирование, иодирование,фторирование).
Сульфохлорирование. Селективность радикальных реакций иотносительная стабильность алкильных радикалов. Термический и каталитическийкрекинг.2.АлкеныПрирода двойной связи. Геометрическая изомерия (цис-, транс- и Z-, Е-номенклатура).Методы синтеза: элиминирование галогеноводорода из алкилгалогенидов, воды изспиртов. Реакции Гофмана, Виттига, стереоселективное восстановление алкинов.
Рядстабильности алкенов, выведенный на основе теплот гидрирования. Гетерогенное игомогенное гидрирование алкенов.Электрофильное присоединение (АdE). Общее представление о механизме реакций, p - и sкомплексы, ониевые ионы. Стерео- и региоселективность. Правило Марковникова.Галогенирование: механизм, стереохимия. Процессы, сопутствующие АdE -реакциям:сопряженное присоединение, гидридные и алкильные миграции.
Гидрогалогенирование.Гидратация. Промышленный метод синтеза этанола и пропанола-2.Гидрокси- и алкоксимеркурирование.Регио- и стереоселективное присоединение гидридов бора. Региоспецифическиегидроборирующие реагенты. Превращение борорганических соединений в алканы,спирты. Окисление алкенов до оксиранов (по Прилежаеву) и до диолов по Вагнеру(KMnO4) и Кирге (OsO4). Стереохимия гидроксилирования алкенов. Озонолиз алкенов,окислительное и восстановительное расщепление озонидов.
Исчерпывающее окислениеалкенов с помощью KMnO4 или Na2Cr2О7 в условиях межфазного катализа.Радикальные реакции: присоединение бромистого водорода по Харашу (механизм) иаллильное галогенирование по Циглеру.Карбены - частицы с двухкоординированным атомом углерода. Методы генерированиякарбенов и дигалокарбенов. Присоединение синглетных и триплетных карбенов калкенам. Понятие о карбеноидах. Взаимодействие карбеноидов с алкенами.3.АлкиныПрирода тройной связи.
Методы синтеза алкинов. Электрофильное присоединение калкинам. Сравнение реакционной способности алкинов и алкенов. Галогенирование,гидрогалогенирование, гидратация (Кучеров).Восстановление алкинов до цис- и транс-алкенов. Гидроборирование алкинов, синтезалкенов и альдегидов.С-Н-кислотность ацетилена, понятие о карбанионах. Ацетилениды натрия и меди,магнийорганические производные алкинов: их получение и использование ворганическом синтезе. Конденсация алкинов-1 с кетонами и альдегидами ( Фаворский,Реппе).Ацетилен-алленовая изомеризация. Смещение тройной связи в терминальное положение.4.
АлкадиеныТипы диенов. Аллены, сопряженные диены. Методы синтеза 1,3-диенов: дегидрированиеалканов, дегидратация 1,4-диолов.Бутадиен-1,3, особенности строения. Молекулярные орбитали 1,3-диенов.Галогенирование и гидрогалогенирование 1,3-диенов. Аллил-катион.
1,2- и 1,4присоединение, энергетический профиль реакции, термодинамический и кинетическийконтроль.Реакция Дильса-Альдера с алкенами и алкинами, стереохимия реакции и ее применение ворганическом синтезе.5. Нуклеофильное замещение у насыщенного атома углеродаРеакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода в алкилгалогенидах,как метод создания связи углерод-углерод, углерод-азот, углерод-кислород, углерод-сера,углерод-фосфор (получение алкилгалогенидов, спиртов, тиолов, простых эфиров,нитросоединений, аминов, нитрилов, сложных эфиров и др.). Классификация механизмовреакций нуклеофильного замещения. Основные характеристики SN1, SN2 реакций.Энергетический профиль реакций.Реакции SN2-типа.
Кинетика, стереохимия, вальденовское обращение. Понятие онуклеофильности. Влияние природы радикала и уходящей группы субстрата, природынуклеофильного агента и растворителя на скорость SN2 реакций.Метод межфазного переноса и его использование в органическом синтезе.Реакции SN1-типа. Кинетика, стереохимия, зависимость SN1 процесса от природырадикала, уходящей группы, растворителя. Карбокатионы, факторы, определяющие ихустойчивость. Перегруппировки карбокатионов. Методы генерирования карбокатионов.Понятие о ионных парах.Методы получения галогеналканов из алканов, алкенов, спиртов.6. Спирты и простые эфирыОдноатомные спирты. Методы получения: из алкенов, карбонильныхсоединений,галогеналканов, сложных эфиров и карбоновых кислот.Свойства спиртов. Спирты, как слабые О-Н кислоты. Спирты, как основания Льюиса.Замещение гидроксильной группы в спиртах на галоген (под действиемгалогеноводородов, галогенидов фосфора, хлористого тионила). Механизм и стереохимиязамещения, перегруппировки с гидридным перемещением.
Реагенты регио- истереоспецифического замещения (комплексы трифенилфосфина с галогенами ичетыреххлористым углеродом). Дегидратация спиртов.Окисление первичных спиртов до альдегидов и карбоновых кислот, вторичных спиртов докетонов. Реагенты окисления на основе хромового ангидрида и двуокиси марганца.Механизм окисления спиртов хромовым ангидридом.Двухатомные спирты. Методы синтеза.
Свойства. Окислительное расщепление1,2-диолов (иодная кислота, тетраацетат свинца). Пинаколиновая перегруппировка.Простые эфиры. Методы получения: реакция Вильямсона, алкоксимеркурированиеалкенов, межмолекулярная дегидратация спиртов. Свойства простых эфиров: образованиеоксониевых солей, расщепление кислотами. Гидропероксиды. Краун-эфиры. Получение иприменение в синтетической практике.Оксираны.
Способы получения. Раскрытие цикла в них под действием электрофильных инуклеофильных агентов.7. Реакции элиминированияРеакции a - и b -элиминирования. Классификация механизмов b -элиминирования: Е1, Е2и Е1cb. Направление элиминирования. Правила Зайцева и Гофмана. Стереохимияэлиминирования: син- и анти-элиминирование. Конкуренция процессов Е2 и SN2, Е1 иSN1. Факторы влияющие на эту конкуренцию.Использование реакций элиминирования для синтеза алкенов, диенов и алкинов.8. Металлоорганические соединенияЛитий- и магнийорганические соединения.Методы синтеза: взаимодействие металла с алкил- или арилгалогенидами.Представление о шкале С-Н кислотности углеводородов.Строение реактивов Гриньяра.
Равновесие Шленка.Литий- и магнийорганические соединения в синтезе углеводородов, спиртов, альдегидов,кетонов, карбоновых кислот.Диалкил- и диарилкупраты. Получение и применение этих комплексных соединений длясинтеза предельных углеводородов, диенов, спиртов, несимметричных кетонов и вреакциях сопряженного присоединения к a , b -ненасыщенным карбонильнымсоединениям.9.
Ароматичность. Ароматические углеводородыСтроение бензола. Формула Кекуле. Молекулярные орбитали бензола. Аннулены.Аннулены ароматические и неароматические. Концепция ароматичности. ПравилоХюккеля. Ароматические катионы и анионы. Конденсированные ароматическиеуглеводороды: нафталин, фенантрен, антрацен, азулен и др.. Гетероциклические пяти- ишестичленные ароматические соединения ( пиррол, фуран, тиофен, индол, азолы,пиридин, хинолин).Антиароматичность на примере циклобутадиена, циклопропенил-аниона, катионациклопентадиенилия. Критерии ароматичности: квантовохимический, энергетический(теплоты гидрирования) и магнитный.Получение ароматических углеводородов в промышленности - каталитическийриформинг нефти, переработка коксового газа и каменноугольной смолы.Лабораторные методы синтеза: реакция Вюрца-Фиттига и другие реакции кросссочетания, алкилирование бензола и аренов по Фриделю-Крафтсу, восстановлениежирноароматических кетонов.Каталитическое гидрирование аренов, восстановление аренов по Берчу.
Реакциизамещения водорода в боковой цепи алкилбензолов на галоген. Окисление алкилбензолови конденсированных ароматических углеводородов до карбоновых кислот.10. Реакции электрофильного замещения в ароматическом рядуКлассификация реакций ароматического электрофильного замещения.
Общиепредставления о механизме реакций, кинетический изотопный эффект в реакцияхэлектрофильного замещения водорода в бензольном кольце. Представление о p - и s комплексах. Структура переходного состояния. Изотопный обмен водорода какпростейшая реакция электрофильного замещения. Аренониевые ионы в реакцияхэлектрофильного замещения. Влияние заместителя на скорость и направлениеэлектрофильного замещения. Согласованная и несогласованная ориентация.Нитрование. Нитрующие агенты.
Механизм реакции нитрования. Нитрование бензола иего замещенных. Нитрование нафталина, бифенила и других аренов. Галогенирование.Галогенирующие агенты. Механизм реакции галогенирования аренов и их производных.Сульфирование. Сульфирующие агенты. Механизм реакции. Кинетический итермодинамический контроль в реакции сульфирования на примере фенола и нафталина.Превращения сульфогруппы.Алкилирование аренов по Фриделю-Крафтсу. Алкилирующие агенты.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
