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 (S_E): галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование и ацилирование бензола. Механизм реакций.

7.2. Влияние заместителей на скорость и направление реакций S_E. Ориентирующее действие заместителей, количественная оценка их влияния на реакции S_E (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 (S_R) – 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.