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 (S_N). Механизмы реакции: бимолекулярный (S_N2) и мономолекулярный (S_N1), их кинетические и стереохимические особенности. Виды нуклеофилов, значение S_N-реакций в синтезе органических соединений различных классов.

3.3. Реакции элиминирования (Е_N). Механизмы реакции: бимолекулярный (Е_N2) и мономолекулярный (Е_N1). Виды реакций Е_N: 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 25^о. 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.