А. Ф. Пожарский, А. В. Гулевская - Органическая химия. Часть 2. Ароматические соединения

Органическая химия. Часть 2. Ароматические соединения
Название: Органическая химия. Часть 2. Ароматические соединения
Авторы:
Жанр: Органическая химия
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: Не установлен
О чем книга "Органическая химия. Часть 2. Ароматические соединения"

Учебное пособие составлено на основе многолетнего опыта преподавания органической химии на химическом факультете Южного федерального университета и содержит теоретический материал, варианты индивидуальных домашних заданий и дополнительные задачи по четырем темам-модулям («Электрофильное замещение в ароматическом ядре», «Фенолы», «Ароматические амины. Соли диазо-ния», «Нуклеофильное замещение в ароматическом ядре»), изучаемым студентами в рамках общего курса «Органическая химия». Предназначено для теоретической подготовки к лабораторному практикуму по органической химии студентов специалитета 04.05.01 «Фундаментальная и прикладная химия» и бакалавриата 04.03.01 «Химия».

Бесплатно читать онлайн Органическая химия. Часть 2. Ароматические соединения


Предисловие

Большинство современных университетских курсов по органической химии состоит из двух больших разделов (алифатические соединения и ароматические соединения), изучаемых в двух-трех последовательных семестрах. Изучение органической химии традиционно включает лекционный курс, семинарские занятия и лабораторный практикум. Подготовка студентов на химическом факультете Южного федерального университета по направлениям 04.05.01 – «Фундаментальная и прикладная химия» и 04.03.01 – «Химия» следует этой подтвердившей свою эффективность традиции.

Предлагаемое учебное пособие предназначено для теоретической подготовки к лабораторному практикуму по органической химии студентов и является первой частью цикла:

1. Дябло О. В., Гулевская А. В., Пожарский А. Ф., Филатова Е. А. Учебное пособие по органической химии. В 2 ч. Ч. 1. Алифатические соединения.

2. Филатова Е. А., Гулевская А. В., Дябло О. В., Пожарский А. Ф. Учебное пособие по органической химии. В 2 ч. Ч. 2. Ароматические соединения.

Лабораторный практикум по органической химии рассчитан на два семестра. Каждое занятие в лабораторном практикуме по органической химии начинается с обсуждения теории применяемого синтетического метода. Цель этой теоретической подготовки – углубить знания студентов и научить активно применять теоретические знания при решении синтетических задач, развить навыки анализа строения органических соединений и оценки влияния структурных факторов на реакционную способность соединений. Подготовка к выполнению синтеза органического соединения включает изучение механизма соответствующей реакции и факторов, влияющих на ее протекание, осмысление каждой операции синтеза, выполняемого по заданной методике, а также решение теоретических задач по обсуждаемой теме и, в результате, овладение основами стратегии и тактики органического синтеза. Постоянный тренинг в решении задач различной сложности на семинарах и при самостоятельной подготовке к лабораторным и контрольным работам помогает студентам активно усваивать текущий материал и успешно сдавать экзамен по дисциплине.

Пособия охватывают вопросы строения, реакционной способности и взаимных превращений органических соединений и призваны углубить и дополнить лекционный курс примерами практического использования важнейших свойств соединений различных классов в органическом синтезе.

Модуль 1

Реакции ацилирования органических соединений

Комплексная цель модуля

Углубить и систематизировать знания о строении и реакционной способности карбонильной группы. Обобщить знания о механизмах превращений с участием карбонильной группы, акцентируя внимание на механизме ацилирования. Получить представление о применении реакций ацилирования в органическом синтезе.

Программа семинара

Ацилирование. Номенклатура типичных ацилов – остатков жирных и ароматических карбоновых кислот, а также сульфокислот. Типы ацилирующих агентов и сравнение их эффективности: галогенангидриды, ангидриды, сложные эфиры, амиды кислот и сами кислоты. Ацилирование аминов, спиртов, фенолов, карбоновых кислот, меркаптосоединений (тиоспиртов, тиофенолов). Механизм реакции ацилирования. Ацил в качестве защитной группы. Методы элиминирования ацильной защиты: кислотный и щелочной гидролиз. Действие гидразина. Механизм этих реакций. Этерификация карбоновых кислот спиртами. Механизм реакции, катализаторы этерификации. Способы нарушения равновесной системы. Влияние полярных и пространственных факторов на этерификацию. Кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров. Аммонолиз сложных эфиров.

Краткая теория для подготовки к семинару и решение задач

Ацилированием называется введение в органические соединения (обычно вместо атома водорода) остатков органических кислот – ацилов. Вот некоторые из простейших ацилов и их названия:


screen_image_8_42_37

В более широком смысле ацилированием называют также введение остатков и других кислородсодержащих кислот, например, сульфокислот, получаемых путем отнятия группы ОН от кислоты:

С>6H>5SO>2 – бензолсульфонил
p-CH>3C>6H>4SO>2 – п-толуолсульфонил или тозил
CH>3SO>2– метилсульфонил или иначе мезил

Ацилирующими агентами чаще всего служат галогенангидриды (обычно хлорангидриды) или ангидриды кислот, например:



Возможно применение смешанных ангидридов. Так, для формилирования иногда используют смешанный ангидрид муравьиной и уксусной кислот, поскольку галогенангидриды и ангидрид муравьиной кислоты неустойчивы. В качестве ацилирующих агентов используются и сами карбоновые кислоты, а также их эфиры и амиды. В целом, по ацилирующей способности указанные агенты можно расположить в ряд:



Чаще всего ацилированию подвергают соединения с подвижным водородом – амины, спирты, фенолы, тиоспирты и тиофенолы, например:

н-C>3H>7NH>2 + (CH>3CO)>2O н-C>3H>7NHCOCH>3 + CH>3COOH
н-C>3H>7OH + CH>3COCl → н-C>3H>7OCOCH>3 + HCl
C>6H>5SH + CH>3COCl → C>6H>5SCOCH>3 + HCl

Если в реакции ацилирования выделяется сильная кислота (например, НСl), то ее целесообразно связать, прибавляя в реакционную смесь такие основания, как сода, поташ, триэтиламин или пиридин.

Механизм реакции представляет собой присоединение нуклеофила (амин, спирт, тиол и т. п.) к карбонильной группе ацилирующего агента с последующим элиминированием из продукта присоединения протона и так называемой уходящей группы, находящейся в исходном ацилирующем средстве:



При одинаковых внешних условиях легкость ацилирования определяется, главным образом, тремя факторами: величиной положительного заряда на карбонильном атоме углерода, легкостью отщепления уходящей группы и нуклеофильностью соединения, которое ацилируют. Сочетание двух первых факторов дает тот ряд активности ацилирующих средств, который приведен выше. Так, аминогруппа менее электроотрицательна, чем хлор или оксигруппа, поэтому она не создает на карбонильном атоме углерода в амидах кислот достаточно большого положительного заряда; напротив, она этот заряд даже уменьшает за счет более сильного по сравнению с хлором и гидроксигруппой смещения неподеленной пары электронов азота к карбонильному углероду (+М-эффекта):



С другой стороны, в промежуточном продукте присоединения типа 1 отщепление аминогруппы протекает значительно труднее, чем аниона Сl>– или OH>-, так как анион NH>2>– более нуклеофилен. Таким образом, эти обстоятельства не способствуют проявлению амидами кислот высокой ацилирующей способности, но благоприятствуют ей в случае хлорангидридов и ангидридов кислот.



В качестве ацилирующих средств нередко используют внутренние ангидриды таких дикарбоновых кислот, как янтарная или фталевая:




Ацилирование широко применяется в органической химии для защиты легко окисляющихся или просто активных функциональных групп. Так, анилин удобно нитровать в виде ацетанилида, поскольку сам анилин при действии азотной кислоты легко окисляется; кроме того, протонирование анилина увеличивает процент мета-замещения.


С этой книгой читают
Предназначено для теоретической подготовки к лабораторному практикуму по органической химии студентов направлений 04.05.01 – «Фундаментальная и прикладная химия» и 04.03.01 – «Химия». Составлено на основе многолетнего опыта преподавания органической химии на химическом факультете Южного федерального университета и содержит теоретический материал, варианты индивидуальных домашних заданий и дополнительные задачи по четырем темам-модулям («Реакции а
Учебное пособие «Оценочные средства по биохимии» подготовлено сотрудниками кафедры биохимии им. академика Т.Т. Берёзова РУДН в соответствии с ФГОС для специальностей «Ветеринария», «Ветсанэкспертиза». Представленные авторами оценочные средства предназначены для проверки и углубления знаний по биохимии при подготовке к текущему и рубежному контролю. К предложенным тестовым заданиям в конце сборника приведены ответы. Помимо заданий, связанных с опр
Современные тенденции развития мировой энергетики направлены на вовлечение в топливно-энергетический баланс нетрадиционных углеводородных источников: метансланцевых, угольных и газогидратных месторождений, а также высоковязкие нефти и битумы, извлечение которых пока проблематично. В монографии изложены инженерные и научные основы разработки нетрадиционных трудноизвлекаемых углеводородных источников, добыча которых стала приоритетной задачей совре
«Жидкий стул, или Как я разрушал Советский Союз» – откровенный рассказ о бурных событиях конца 80-х и начала 90-х годов прошлого века, свидетелем и участником которых был его автор.
«Как я был марсианином, или Повесть о первой любви» – художественное осмысление одной из гипотез происхождения жизни на Земле.
Прежде чем вы начнёте читать первую часть книги «Четыре Евы», хочу сказать, что рассказ мой построен на воспоминаниях о реальных событиях. Если вы спросите меня, почему я решила предложить вашему вниманию такое объёмное повествование, отвечу так: «В последние годы решение написать эту книгу стало для меня буквально навязчивой идеей, непреодолимым желанием, потребностью всего моего существа. Захотелосьподелиться со всеми не только мыслями о пере
Книга известной сибирской писательницы Таисьи Ефимовны Пьянковой "Сказки бабушки Тайги» знакомит читателей с ещё одной гранью её таланта – с поэтической сказкой. Талант автора, её умение владеть словом, глубина философского осмысления дарят читателю неповторимое очарование встречи с настоящим искусством, вызревшим в недрах народнопоэтического творчества.