2. методы получения галогенпроизводных

Министерство образования и науки Российской Федерации
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА имени И.М.Губкина
«УТВЕРЖДАЮ»
Первый проректор
по учебной работе
_____________ Кошелев В.Н.
«____»______________2012 г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Направление подготовки
240100 – Химическая технология
Профили подготовки
– Химическая технология органических веществ
– Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Москва 2012 г.
1. Цели освоения дисциплины
Органическая химия, являясь естественнонаучной дисциплиной, представляет собой одну из самых обширных областей естествознания и техники.
Она является наиболее крупным разделом химической науки. Изучение органической химии оказывает определяющее влияние на уровень фундаментальной химической подготовки будущих бакалавров, специализирующихся в области переработки нефти и газа, производства топлив, масел, смазок, химических
реагентов для нефтяной и газовой промышленности, а также будущих экологов.
Органической химии свойственна логическая структура, что создает основу для систематического изложения предмета и значительно облегчает его
изучение.
Целью преподавания органической химии является изложение основных
закономерностей строения, свойств и взаимных превращений различных классов органических соединений.
В ходе изучения курса студенты должны усвоить концепции теоретической органической химии, новейшие физико-химические методы определения
строения и реакционной способности органических соединений, методы их
синтеза и пути практического использования.
Успехи органической химии и промышленности органических веществ
стали одним из ведущих элементов научно-технического прогресса. В настоящее время промышленностью производится огромное число разнообразных органических веществ, таких как ПАВ, средства защиты растений, лекарственные
препараты, парфюмерные и вкусовые добавки, красители, продукты тонкого
органического синтеза и многие другие. Вместе с тем нельзя недооценивать ту
угрозу обществу, которую влечет столь бурное развитие промышленной органической химии и всестороннее применение органических соединений в повседневной жизни. При несоблюдении экологических норм вред, наносимый
окружающей среде, может стать необратимым. В то же время создание безотходных технологий, утилизация побочных продуктов, разработка надежных
методов контроля за загрязнением окружающей среды может служить решению
многих экологических проблем.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ» представляет собой дисциплину
базовой части цикла математического и естественнонаучного цикла (Б2) и относится к направлению «Химическая технология». Дисциплина базируется на
курсах цикла естественнонаучных дисциплин (Б2), входящих в модули: физика,
общая химия, неорганическая химия, экология и выступает опорой для изучения дисциплин математического и естественнонаучного цикла (Б2): физическая
химия растворов, кинетика и катализ, химия нефти и газа, и дисциплин профессионального цикла (Б3): поверхностные явления и дисперсные системы, процессы и аппараты химической технологии, общая химическая технология, технология нефти, газохимия, технология смазочных материалов, химия и технология органических веществ.
2
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины (модуля)
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные и общепрофессиональные компетенции при
освоении ООП ВПО, реализующей ФГОС ВПО, которые позволяют выпускнику
обладать:
культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);
умением логически верно, аргументировано и ясно строить устную и
письменную речь, способностью в письменной и устной речи правильно (логически) оформить результаты мышления (ОК-2);
стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способностью приобретать новые знания в области техники и технологии,
математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук (ОК-7);
умением работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12);
понимать роль охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации (ОК-13);
способностью и готовностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
знаниями о современной физической картине мира, пространственновременных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ПК-2);
знаниями о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и
механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире (ПК-3);
основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством
управления информацией (ПК-5);
знаниями, позволяющими использовать правила техники безопасности,
производственной санитарии, пожарной безопасности и нормы охраны труда;
измерять и оценивать параметры производственного микроклимата, уровня
запыленности и загазованности, шума, и вибрации, освещенности рабочих мест
(ПК-12);
умением планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения (ПК-21);
умением проводить стандартные и сертификационные испытания материалов, изделий и технологических процессов (ПК-22);
способностью использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности (ПК-23);
3
способностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-25).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать
следующие результаты образования:
Студент должен знать:
принципы классификации и номенклатуру органических соединений;
строение основных классов органических соединений, классификацию органических реакций (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ПК-2, ПК-3);
свойства основных классов органических соединений – углеводородов
(алканов, алкенов, алкадиенов, алкинов, циклоалканов, ароматических соединений), производных углеводородов (галогенпроизводные, спирты, простые
эфиры, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, азотсодержащие соединения)
и гетероциклические соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК3, ПК-5);
основные методы синтеза органических соединений (ОК-2, ОК-7, ОК-12,
ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-21, ПК-25).
Студент должен уметь:
синтезировать органические соединения, провести качественный и количественный анализ органического соединения с использованием химических и
физико-химических методов анализа (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2,
ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Студент должен владеть:
экспериментальными методами синтеза, очистки, определения физикохимических свойств и установления структуры органических соединений анализа (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК22, ПК-23, ПК-25).
4
Семестр
№ Раздел дисциплины
п/п
1.
Химия
3
углеводородов
Общие положения
органической химии
Углеводороды алифатического ряда
Виды учебной
работы, включая
самостоятельную
работу студентов
и трудоемкость (в
часах)
Л ЛР ПЗ СР
1- 36 0
18
6 0
36
36
6
8
12 0
12
18
угле-
8
0
8
10
Галогенпроизводные
углеводородов
4
0
4
6
Спирты и фенолы
6
0
6
4
1- 34 0
17
2 0
0
38
0
2
2
0
0
2
со-
8
0
0
8
Карбоновые кислоты
8
0
0
6
Бифункциональные
производные
6
0
0
6
Азотсодержащие
производные
4
0
0
2
Гетероциклические
соединения
4
0
0
2
Циклические
водороды
2.
Неделя семестра
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 11 зачетных единицы, 396 часов.
Химия производ4
ных углеводородов
Методы выделения
и очистки
Простые эфиры
Карбонильные
единения
Коды
компетенций
Формы текущего контроля
успеваемости
(по неделям семестра) Форма
промежуточной
аттестации
(по семестрам)
3 нед. – КР № 1,
9 нед. – КР № 2,
16 нед. – КР № 3
ОК-2,7,12, Экзамен
ПК-2, 3
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,13,
ПК-2,3,12
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
13,
ПК-1,2,3,5
ОК-2,7,12,
ПК-1,2,3,5
4 нед. – КР № 4,
8 нед. – КР № 5,
14 нед. – КР № 6
Экзамен
5
3.
4 коллоквиума,
защиты лабораторных ра15
8
ОК-2,7,12, бот
13,ПК-1,2, Диф. зачет
3, 5,12, 21,
22, 23, 25
Методы получения
15
8
ОК-2,7,12,
галогенпроизводных
13,ПК-1,2,
3, 5,12, 21,
22, 23, 25
Реакции алкилиро15 0
8
ОК-2,7,12,
вания и ацилирова13,ПК-1,2,
ния
3, 5,12, 21,
22, 23, 25
Реакции восстанов13 0
8
ОК-2,7,12,
ления
13,ПК-1,2,
3, 5,12, 21,
22, 23, 25
Реакции окисления
13 0
8
ОК-2,7,12,
13,ПК-1,2,
3, 5,12, 21,
22, 23, 25
Реакции конденса14 0
8
ОК-2,7,12,
ции карбонильных
13,ПК-1,2,
соединений
3, 5,12, 21,
22, 23, 25
3 коллоквиума,
Синтетические ме- 5 1- 0 36 0
47
защиты лаботоды органической
18
раторных рахимии
Синтезы с участием
36
10 ОК-2,7,12, бот
магнийорганических
13,ПК-1,2,
соединений
3, 5,12, 21, Диф. зачет
22, 23, 25
Курсовая работа
37 ОК-2,7,12, Защита курсо13,ПК-1,2, вой работы
3, 5,12, 21,
22, 23, 25
КР- контрольная работа, Л – лекции, ПЗ – практические занятия, ЛР –
лабораторные работы; СР – самостоятельная работа студента.
Синтетические ме- 4
тоды органической
химии
Методы получения
нитросоединений
1- 0
17
85 0
48
6
4.1. Содержание разделов дисциплины
Часть I. ХИМИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ (III семестр. Экзамен)
1. Общие положения органической химии
Предмет органической химии. Основные этапы развития органической химии, ее место в ряду других естественных наук. Распространение углерода в
природе. Основные источники органических соединений - нефть, газ, уголь,
фитомасса.
Теория химического строения А.М.Бутлерова, ее значение для органической химии. Классификация органических соединений. Понятие о гомологии и
изомерии. Электронное строение органических соединений. Атомные и молекулярные орбитали. Свойства атомов - размер, потенциал ионизации, сродство
к электрону, электроотрицательность.
Типы химической связи. Свойства ковалентной связи - длина, полярность,
энергия связи. Донорно-акцепторная связь. Водородная связь. Разрыв ковалентной связи. Электронное строение атома углерода. Теория гибридизации
атомных орбиталей. Основные состояния атомов углерода sp3, sp2, sp. Эффекты
электронного смещения (индуктивный и мезомерный эффекты).
Резонанс - как способ описания распределения электронной плотности в
молекуле. Эффект сверхсопряжения (гиперконъюгации). Типы химических реакций. Классификация реагентов: электрофильные, нуклеофильные, радикальные. Кислоты и основания в органической химии.
2. Углеводороды алифатического ряда
АЛКАНЫ. Насыщенные, предельные углеводороды (алканы, парафины).
Нахождение в природе. Структура простейших алканов, классификация, гомология, изомерия. физические свойства. Методы анализа и обнаружения алканов. Промышленные способы получения. Методы синтеза алканов. Реакции
Вюрца – Шорыгина, Кольбе, Кори – Хауса. Химические свойства алканов. Реакции замещения (галогенирования. нитрования. сульфирования). Радикальный
механизм хлорирования метана. Основные закономерности радикальных реакций замещения. Реакционная способность и энергетические профили реакций.
Каталитическое дегидрирование алканов. Крекинг, пиролиз. Практическое использование алканов.
АЛКЕНЫ. Ненасыщенные углеводороды (алкены, олефины). Классификация, изомерия. Природа двойной углерод – углеродной связи. Геометрическая
(цис-, транс-) изомерия. Способы получения. Карбкатионы: образование, строение стабилизация. физические свойства алкенов. Химические свойства алкенов. Механизмы реакций радикального (AR) и электрофильного (AE) присоединения (-, - комплексы). Стереохимия присоединения по двойной связи. Перекисный эффект Караша. Механизм замещения аллильного атома водорода. Полимеризация алкенов – катионная, анионная, радикальная. Димеризация изобутилена. Использование алкенов в органическом синтезе.
АЛКАДИЕНЫ. Диеновые углеводороды (алкадиены). Классификация, изомерия. Аллен: способы получения, свойства. Способы получения сопряженных
7
диенов (дивинил, изопрен). Химические свойства диенов. Электрофильное и
радикальное присоединение. кинетический и термодинамический контроль.
Диеновый синтез (реакция Дильса - Альдера). Диены и диенофины. Полимеризация сопряженных диенов. Природный и синтетический каучуки.
АЛКИНЫ. Ацетиленовые углеводороды (алкины). Природа тройной связи.
Классификация, изомерия. Промышленные источники ацетилена. Синтезы гомологов ацетилена, методы введения тройной С – С связи. Физические свойства. Химические свойства алкинов. Кислотность алкинов, ацетилениды
натрия, меди, магнийорганические производные алкинов, комплексы Иоцыча.
Гидратация алкинов. Реакция Кучерова. правило Эльтекова. Синтезы Фаворского и Репе. Ди -, три – и тетрамеризация ацетилена. Применение ацетилена.
3. Циклические углеводороды
АЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ. Циклоалканы, циклоалкены (алициклические углеводороды). Классификация, изомерия. Основные положения
конформационного анализа (конформации циклопентана и циклогексана).
Напряженность циклов. Теория Байера. Циклоалканы нефти. Методы синтеза
трех-, четырех-, пяти- и шестичленных циклов. Промышленные источники. Физические свойства. Химические свойства: реакции размыкания циклов. Реакции
замещения. Классификация и номенклатура бициклических систем: изолированные циклы, спираны, мостиковые соединения. Понятие о каркасных и полиэдрических структурах: адамантан. Кубан. Понятие о терпенах, стероидах, их
роль в природе.
АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ. Арены. Бензол – прототип ароматического соединения. Строение бензольного кольца. Ароматичность. Правило
Хюккеля. Примеры небензоидных ароматических соединений. Ароматические
соединения в нефтях. Способы получения бензола: из алифатических, алициклических и ароматических соединений. Физические свойства. Химические
свойства: реакции присоединения, реакции замещения, окисление бензола и его
гомологов. Механизм реакции электрофильного замещения в ароматическом
ядре (-, - комплексы). Электронодорные и электроноакцепторные заместители (ориентанты I и II рода). Механизм влияния заместителей на скорость и
направление электрофильного замещения. Правила ориентации. Согласованная
и несогласованная ориентация. Реакции боковых цепей ароматических углеводородов. Полиядерные ароматические углеводороды с неконденсированными
ядрами. Методы получения дифенила и его производных. Соединения ди- и
трифенилметанового ряда. Трифенилметильный катион и анион. Ароматические углеводороды с конденсированными ядрами. Нафталин: способы получения, химические свойства. антрацен: способы получения, химические свойства.
Фенантрен: способы получения. химические свойства. Канцерогенные свойства
полиядерных ароматических углеводородов.
8
4. Галогенпроизводные углеводородов
Классификация, изомерия. Физические свойства. Закономерности их изменения в зависимости от природы гологена и углеводородного радикала. моногалогенпроизводные предельных углеводородов. Промышленные источники.
Лабораторные методы синтеза. Химические свойства алкилгалогенидов. Общие
закономерности реакций нуклеофильного замещения. Механизм реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения. Понятие стереоизомерии. Механизм
мономолекулярного нуклеофильного замещения. Факторы, влияющие на механизм и скорость реакции нуклеофильного замещения. Сравнение реакций SN1 и
SN2. связь между механизмом реакции и продуктами реакции. Химические
свойства галогеналканов: гидролиз, синтез простых эфиров (по Вильямсону),
синтез тиоспиртов, тиоэфиров. галогенпроизводные непредельных углеводородов. Ароматические галогенпроизводные.
5. Спирты и фенолы
СПИРТЫ. Строение, классификация. Физические свойства. Межмолекулярное взаимодействие. Водородная связь. Промышленные источники спиртов.
Методы синтеза спиртов: гидратация алкенов. Ферментативный гидролиз углеводородов, гидролиз алкилгалогенидов, синтезы с помощью магний- и литийорганических соединений. реакция Гриньяра. Химические свойства спиртов. Характеристика связей С – О и О – Н в спиртах. Реакции с разрывом С…Н
связи. Синтезы с использованием спиртов. Отдельные представители: метанол,
этанол, пропанолы, бутанолы. Непредельные спирты. Правило Эльтекова – Эрленмейера. Алиловый спирт. Пропаргиловый спирт. Практическое использование спиртов.
МНОГОАТОМНЫЕ СПИРТЫ. Классификация, строение, изомерия. Гликоли – двухатомные спирты. Способы получения. Синтезы на основе ацетилена.
Гемм- и виц – гликоли. Химические свойства (образование гликолятов, получение полных и неполных эфиров. внутримолекулярная и межмолекулярная дегидратация). Пинаколиновая перегруппировка. алкандиолы – 1,2. отдельные
представители – этиленгликоль, диэтиленгликоль. трехатомные спирты. Глицерин, способы получения. Химические свойства глицерина. Нитроглицерин.
ФЕНОЛЫ. Классификация, изомерия. Промышленные источники. Методы
получения. химические и физические свойства. Кислотность. Образование фенолятов, простых и сложных эфиров. Значение фенолов в органическом синтезе. фенолформальдегидные смолы. Салициловая кислота. Аспирин. Двухатомные фенолы. Пирокатехин, резорцин, гидрохинон. Хиноны. Трехатомные фенолы. Токсическое действие фенолов. Определение фенолов в окружающей
среде.
9
Часть II. ХИМИЯ ПРОИЗВОДНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
(IV семестр. Экзамен.)
1.Методы выделения и очистки органических веществ
Определение констант чистого органического вещества. Хроматографические методы определения чистоты и разделения органических соединений.
2. Простые эфиры
Строение, номенклатура. Способы получения. Физические и химические
свойства. Этиловый эфир. Органические перекисные соединения. Понятие краун-эфиров.
3. Карбонильные соединения
АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ. Строение, изомерия, номенклатура. Строение
карбонильной группы. промышленные и лабораторные способы получения.
Химические свойства альдегидов и кетонов. Реакции присоединения к карбонильной группе. Реакции альдольной и кротоновой конденсации (условия, механизм). Реакции карбонильных соединений. связанные с подвижностью  водородного атома. Непредельные альдегиды и кетоны. Способы получения и
химические свойства. Ароматические альдегиды и кетоны. Синтезы бензальдегидов и кетонов, отличающие их от алифатических соединений. Диальдегиды и
дикетоны. Отдельные представители кетонов и альдегидов. токсическое действие.
4. Карбоновые кислоты
ОДНООСНОВНЫЕ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ.
Строение карбоксильной группы. Способы получения одноосновных карбоновых кислот. Одноосновные карбоновые кислоты. Химические свойства. Образование солей. Реакции О – Н и С = О групп. Активность атомов водорода в  положение к карбоксильной группе. Кислотная диссоциация. Функциональные
производные карбоновых кислот: ангидриды, галогенангидриды, сложные эфиры. Реакция этерификации, ее механизм. Амиды кислот. Получение и свойства.
Нитрилы кислот. получение и свойства.
Двухосновные карбоновые кислоты. Способы получения, химические свойства.
5. Бифункциональные производные
ОКСИКИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ. Методы получения. Химические
свойства и их зависимость от взаимного расположения гидроксила и карбоксильной группы.
ОКСОКИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ. Методы получения. Химические
свойства. ацетоуксусный эфир. Методы получения. Синтезы на его основе. Оксиальдегиды, оксикетоны. Углеводы. Моносахариды. Дисахариды. Аминоспирты. Аминокислоты. Белки.
10
Азотсодержащие производные
НИТРОСОЕДИНЕНИЯ. Номенклатура, изомерия. Строение нитрогруппы.
Способы получения. Химические свойства.
АМИНЫ. Строение и классификация аминов алифатического и ароматического рядов. Методы получения. Восстановление нитросоединений жирного и
ароматического рядов. Восстановительное аминирование альдегидов и кетонов.
Химические свойства. Основность алифатических и ароматических аминов.
Образование солей. Алкилирование аминов алкилгалогенидами. аминокислоты
ароматического ряда.
6. Гетероциклические соединения
Общие понятия о гетероциклических соединениях. Классификация, номенклатура, изомерия. Пятичленные гетероциклические соединения с одним гетероатомом. Фуран, тиофен, пиррол. Методы синтеза. Химические свойства. Реакции гидрирования, гидрогенолиза, окисления. Влияние природы гетероатома
на свойства гетероциклов. Пентозансодержащие сырье. Фурфурол, его получение и свойства. Синтезы на его основе. Методы синтеза индолов. Индиго. Карбазол. Пятичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами. Методы синтеза и химические свойства азолов. Понятие о триазолах и тетразолах. Гистидин. Шестичленные гетероциклические соединения. Гетероциклы с одним гетероатомом. Пиридин, хинолин. Методы синтеза. Химические свойства. Шестичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами. Пиримидины, пурины.
Диазины, триазины и тетразины. Понятие об алкалоидах.
Часть III. СИНТЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
(IV,V семестр, дифзачет)
1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ
Нитрующие агенты. Нитрование алканов и циклоалканов – нитрование
азотной кислотой в жидкой фазе (реакция М.И.Коновалова); нитрование азотной кислотой и оксидами азота в паровой фазе (парофазное нитрование). Получение нитроалканов реакцией нуклеофильного замещения.
Реакция
В.Мейера, метод А.Кольбе.
Нитрование ароматических углеводородов и их производных. Нитрование
азотной кислотой и нитрующей смесью – генерирование нитроний-катиона,
роль серной кислоты.
Нитрование соединений ряда нафталина и антрацена. Нитрование фенолов
Нитрование ароматических аминов – условия проведения нитрования, защита
аминогруппы; методы получения орто- и пара-нитроанилина.
Нитрование галогенпроизводных, альдегидов, кетонов и карбоновых кислот ароматического ряда.
2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫХ
Агенты галогенирования. Галогенирование алканов и их производных. Реакции присоединения галогенов по кратным связям; механизмы реакций присо11
единения к алкенам, сопряженным диенам (1,2- и 1,4-присоединение) и ацетиленам; зависимость реакционной способности от строения непредельных соединений. Замещение атомов водорода в алкенах на галоген: радикальное замещение винильного водорода; замещение аллильного водорода на галоген.
Присоединение галогеноводородов к непредельным соединениям. Механизмы реакций присоединения галогеноводородов к алкенам, сопряженным диенам и алкинам. Перекисный эффект Хараша. Присоединение гипогалоидных
кислот по кратным связям.
Галогенирование ароматических углеводородов и их производных. Галогенирование бензола и его гомологов в ядро; механизм реакции. Галогенирование
ароматических аминов и фенолов. Особенности галогенирования нафталина.
Галогенирование гомологов бензола в боковую цепь; механизм реакции.
Замещение гидроксильной группы в спиртах на Механизмы замещения
гидроксильной группы в спиртах на галогены. Методы получения галогенангидридов карбоновых кислот. Реакции обмена атомов галогена в галогенпроизводных.
3. РЕАКЦИИ АЛКИЛИРОВАНИЯ И АЦИЛИРОВАНИЯ
Алкилирование спиртов и фенолов алкилгалогенидами Нуклеофильное
замещение атома галогена в арилгалогенидах на алкокси- и арилоксигруппы –
методы получения диариловых эфиров.
Ацилирование спиртов и фенолов галогенангидридами и ангидридами
кислот. Реакции этерификации карбоновых кислот; механизм реакций этерификации. Алкилирование аммиака и аминов алкилгалогенидами (реакция Гофмана). Синтез первичных аминов по методу Габриэля. Методы получения амидов карбоновых кислот – ацилирование аммиака и аминов галогенангидридами
и ангидридами карбоновых кислот; аммонолиз сложных эфиров.
Алкилирование ароматических соединений по реакции Фриделя-Крафтса.
Ацилирование ароматических соединений по реакции Фриделя-Крафтса. Механизм реакции ацилирования, условия протекания процесса. Синтез алкилароматических и ароматических кетонов, карбоновых кислот и кетокислот по реакции Фриделя-Крафтса. Синтез ароматических альдегидов по реакции Гаттермана-Коха.
4. РЕАКЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Понятие о восстановлении и окислении в органической химии.
Методы восстановления.Восстанавливающие агенты. Восстановление
С=С-связей действием химических средств восстановления.
Каталитическое
гидрирование алкенов и их производных; правило Лебедева. Восстановление
спиртов и фенолов до углеводородов. Восстановление альдегидов и кетонов до
спиртов. Окислительно-восстановительные реакции карбонильных соединений
– реакция Меервейна-Пондорфа-Верлея, реакция Канниццаро, реакция Тищенко.
Восстановление альдегидов и кетонов до углеводородов – метод Клеменсена, каталитическое гидрирование, реакция Кижнера-Вольфа.
Методы восстановления карбоновых кислот и их производных до альдегидов и до первичных спиртов.
12
Восстановление ароматических нитросоединений.
Синтез аминов восстановительным амминированием альдегидов и кетонов,
восстановлением оксимов альдегидов и кетонов, нитрилов и амидов карбоновых кислот.
5. РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ
Понятие о реакциях окисления и восстановления в органической химии.
Наиболее важные агенты окисления. Окисление непредельных соединений
по С=С-связи.
Окисление ароматических соединений – синтез хинонов, окислительное
расщепление ароматических колец.
Окисление боковых цепей в ароматических соединениях – синтез карбоновых кислот, альдегидов, кетонов и спиртов бензилового типа.
Окисление активированных метильных и метиленовых групп в алкенах.
Окисление спиртов. Каталитическое дегидрирование спиртов, расщепление -гликолей.
Окисление альдегидов кислородом воздуха и химическими реагентами
Окисление кетонов – окислительное расщепление (правило А.Н.Попова).
6. СИНТЕЗЫ С УЧАСТИЕМ МАГНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Получение магнийорганических соединений.
Реакции магнийорганических соединений как оснований – взаимодействие
с реагентами, содержащими подвижный атом водорода
Реакции магнийорганических соединений как нуклеофильных реагентов:
реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода; реакции
нуклеофильного присоединения. Взаимодействие магнийорганических соединений с функциональными производными карбоновых кислот
Радикальные реакции магнийорганических соединений – взаимодействие с
кислородом и серой, реакции в присутствии хлорида кобальта.
7. РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Карбонильные и метиленовые компоненты Альдольно-кротоновая конденсация, условия проведения реакций. Механизмы реакций альдольной конденсации.
Конденсация алифатических нитросоединений с альдегидами и кетонами –
синтез -нитроспиртов и -нитроалкенов.
Реакции с использованием в качестве карбонильной компоненты формальдегида – конденсация с альдегидами и кетонами, аминометилирование (реакция
Манниха), конденсация с фенолами.
Реакция Кневенагеля – метиленовые компоненты, катализаторы реакции,
образующиеся продукты реакции.
Конденсация карбонильных соединений с ацетиленовыми углеводородами
(реакция Фаворского).
Конденсация ароматических альдегидов с уксусным ангидридом (реакция
Перкина), со сложными эфирами карбоновых кислот (реакция Кляйзена).
Сложноэфирная конденсация
13
Алкилирование и ацилирование малонового эфира. Синтез предельных одноосновных кислот, ,-непредельных кислот, эфиров -кетокислот, кетонов.
4.2. Основные темы лабораторных занятий
№
п/п
Тема разделов дисциплины
1.
Методы получения
нитросоединений
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Наименование лабораторных
Коды формируеработ
мых компетенций
(выполняется один из предлагаемых синтезов)
Синтезы нитрометана, нитроОК-2, 7, 12, 13,
бензола,
м-динитро-бензола, ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
-нитронафталина,
п-нитроацетанилида, м-нитробензойной кислоты.
Методы получения Синтезы бромистого этила,
галогенпроизводных бромистого бутила, бромистого изопропила, бромбензола,
дибромгидрокоричной кислоты
Реакции алкилиро- Синтезы дибутилового эфира,
вания и ацилирова- дифенилметана, бутилацетата,
ния
ацетанилида, ацетилсалициловой кислоты, фенилбензоата,
этилбензоата,
ацетофенона,
бензофенона.
Реакции восстанов- Синтезы анилина, бензгидрола,
ления
гидробензоина, солянокислого
-нафтиламина
Реакции окисления Синтезы п-бензохинона, бензойной кислоты (из бензилового спирта), бензойной кислоты
(из толуола), бензофенона, пирослизевой кислоты, п-нитробензойной кислоты.
Синтезы с участием Синтезы дифенилкарбинола,
магнийорганических трифенилкарбинола, диметилсоединений
этилкарбинола
Реакции конденса- Синтезы дибензальацетона, диции карбонильных фурфурилиденацетона, бензальсоединений
ацетофенона, 4-метокси-бензилиденацето-фенона,
бензальацетона, фурфуральацетона
Курсовая работа
ОК-2, 7, 12, 13,
ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13,
ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13,
ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13,
ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13,
ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13,
ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13,
ПК-1, 2, 3, 5, 12,
21, 22, 23, 25
14
4.3. Основные темы практических занятий (семинаров)
№
п/п
Наименование лабораторных работ
(выполняется один из предлагаемых синтезов)
Коды формируемых
компетенций
1.
Номенклатура углеводородов и их производных
2.
Получение и свойства алканов и алкенов.
3.
Получение и свойства алкадиенов и алкинов
4.
5.
Циклические углеводороды: циклоалканы, арены Получение и свойства
Галогенпроизводные углеводородов.
6.
Спирты. Фенолы. Простые эфиры
7.
Карбонильные соединения: альдегиды и кетоны
8.
Карбоновые кислоты и их производные
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
ОК-2, 7, 12, 13, ПК-1,
2, 3, 5, 12, 21, 22, 23, 25
5. Образовательные технологии
При реализации программы дисциплины «Органическая химия» используются активные и интерактивные формы обучения: часть лекций проводится с использованием ПК и компьютерного проектора, в курсе лекций по химии углеводородов проводятся демонстрационные опыты, характеризующие типичные способы получения и химические свойства углеводородов. Практические занятия
проводятся на потоке с участием 6 групп. Во время каждого практического занятия к доске выходят 12-15 студентов, при этом остальная аудитория работает
также активно, как и студенты у доски. Перед каждой контрольной работой студенты выполняют индивидуальное домашнее задание, которое они скачивают на
сайте кафедры.
Во время лабораторных занятий в курсе «Синтетические методы органической химии» студенты учатся правильно собирать лабораторные приборы, самостоятельно проводят: очистку исходных соединений, непосредственно синтез
конкретного органического вещества, выделение и очистку полученного соединения. По каждому синтезированному соединению студент представляет основные показатели, характеризующие чистоту данного соединения.
При выполнении курсовой работы студент самостоятельно подбирает литературу по методам синтеза и химическим свойствам конкретного органического соединения, выполняет непосредственно сам синтез и сдает преподавателю реферат
и синтезированное органическое соединение.
Каждый студент имеет возможность задать вопрос любому преподавателю
кафедры по электронной почте и получить ответ либо устно, либо по E-mail.
15
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое
обеспечение самостоятельной работы студентов
Оценочными средствами являются:
- для текущего контроля – контрольные работы, сдача коллоквиумов, защиты лабораторных работ, которые позволяют осуществить рубежный контроль перед контрольными неделями, проводимыми два раза в семестр, а также
средством контроля является введенная в университете рейтинговая системы
оценки успеваемости студентов.
- для промежуточной аттестации – в 3 семестре экзамен, в 4 семестре –
экзамен и диф.зачет, в 5 семестре диф. зачет и оценка за курсовую работу.
В течение курса «Химия углеводородов » и «Химия производных углеводородов» в качестве форм текущей аттестации студентов используются контрольные работы (в 3 семестре – 3 к.р.по темам: «Номенклатура органических
соединений», «Алифатические углеводороды», «Циклические углеводороды»;
в 4 семестре – 3 к.р.по темам: «Галогенпроизводные углеводородов, спирты»,
«Карбонильные соединения», «Карбоновые кислоты и их производные»).
По итогам обучения проводится экзамен (в 3 и 4 семестрах).
В курсе «Синтетические методы органической химии» в качестве форм
текущей аттестации студентов используются такие формы, как коллоквиумы,
защиты лабораторных работ и заслушивание докладов по результатам выполнения курсовой работы. По итогам обучения выставляется диф. зачет (4 и 5 семестры) и оценка за курсовую работу (5 семестр).
Перечень примерных вопросов к текущей аттестации:
Контрольная работа №1 «Номенклатура органических соединений»
1. Назовите по рациональной и систематической номенклатуре следующие соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ПК-2, ПК-3):
CH3
à) CH3-CH-CH2-CH-C-CH3
CH3
C2H5 CH3
á) CH3-CH-CH2-CH=C-CH2-CH2-CH2-CH3
CH3
â) CH3-CH2-CH-C C-CH2-CH2-CH-CH3
H3C CH-CH3
CH3
CH3
ã)
CH2=CH-CH2-C=CH-CH2-CH-CH3
CH=CH2
CH3
2. Напишите формулы циклических изомеров состава С7Н14, имеющих четырехчленный цикл и назовите их (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ПК-2, ПК-3).
3. Напишите формулы изомерных монобромбутанов и назовите их (ОК-2, ОК7, ОК-12, ПК-2, ПК-3).
4. Назовите следующие соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ПК-2, ПК-3):
16
CH=CH2
à)
â)
CH-CH2-CH3
CH3
HO3 S
Br
CH2-CH2Cl
CH2-CH2-CH2-OH
á)
CH3-CH2-C-CH3
CH2-CH2-OH
ã)
O2N
CH2-CH-CH2-CH2-CH3
Cl
O2N
5. Назовите соединение по систематической и рациональной номенклатуре(ОК2, ОК-7, ОК-12, ПК-2, ПК-3):
CH3-CH2-CH=CH-CH2
CH3-CH-CH2-C-OH
CH3
6. Напишите структурные формулы следующих соединений(ОК-2, ОК-7, ОК12, ПК-2, ПК-3):
а) 4,5-диметил-6-(2-метилбутил)-7-этилдодецен-3;
б) 1-циклопентил-2-этилоктадиен-1,4-диол-3,5;
в) 1,3-ди(3-хлорциклопентил)пентен-2;
г) циклогексатриол-1,3,5.
Контрольная работа №2 «Алифатические углеводороды»
1. Получите 3,4-диметилгексана следующими реакциями (ОК-2, ОК-7, ОК-12,
ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) реакцией Вюрца;
б) гидрированием непредельных углеводородов;
в) электролизом солей карбоновых кислот;
г) сплавлением солей карбоновых кислот с щелочами. (ОК-2, ОК-7, ОК-12,
ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5)
2. Напишите схемы получения 2,3-диметилбутана, используя методы, при которых число атомов углерода: 1) увеличивается вдвое; 2) уменьшается на
один; 3) остается тем же (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2,ПК-3,ПК-5).
3. Напишите реакции галогенирования (хлорирования и бромирования), сульфохлорирования, сульфоокисления и нитрования (разбавленной азотной кислотой 1400С) для 2-метилпентана и рассмотрите механизм фотохимического
сульфохлорирования (SR) (ОК-2,ОК-7,ОК-12,ОК-13,ПК-1,ПК-2,ПК-3,ПК-5).
4. Из соответствующих моно- и дигалогенпроизводных получите 2-метилбутен-1.
Для данного соединения напишите реакция гидратации, гидробромирования
в нормальных условиях и в присутствии перекиси, аномального хлорирова17
ния и полимеризации (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
5. Напишите структурные формулы углеводородов, при озонолизе которых образуются (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
1) метилэтилуксусный альдегид СН3СН2СН(СН3)СНО и формальдегид СН2О;
2) ацетон и пропионовый альдегид.
6. Для 2-метилпентана напишите реакцию с бромом, а для полученного монобромпроизводного  со спиртовым раствором щелочи. Полученное соединение окислите конц. раствором КМnО4 в присутствии серной кислоты (ОК-2,
ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
7. Напишите реакции окисления пентена-2 (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1,
ПК-2, ПК-3, ПК-5):
1) надбензойной кислотой;
2) конц. р-ром перманганата калия в присутствии серной кислоты;
3) водным р-ром перманганата калия.
8. Составьте схемы следующих превращений (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1,
ПК-2, ПК-3, ПК-5):
1) 3-метилбутен-1 ——> 2-метилбутен-2;
2) пропанол-1 ———> 1,6-дибромгексан;
3) бутан ——> метан;
4) 2-метилпентанол-1  3-бром-2-метилпентан.
9. Какие продукты образуются при действии спиртового раствора щелочи на
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
1) 1,1-дибромбутан;
2) 1,2-дихлор-4-метилпентан.
10. Напишите уравнения следующих реакций (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) 2-метилпентадиен-1,4 + HBr (1 моль; 20 0С)
б) 1-бромгексадиен-1,4 + Br2 (1 моль);
3-метилпентадиен-1,3 + СCl2 (1 моль, 20о)
в) озонолиз 3,3,5-гексадиена-1,4;
г) взаимодействие бензилфенилацетилена с водой в условиях реакции Кучерова;
д) взаимодействие бутина-1 с метилэтилкетоном в присутствии щелочи
(назовите продукт).
11. Напишите реакции диенового синтеза для следующих углеводородов (ОК-2,
ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
1) 2-метилгексадиена-2,4 и кротонового альдегида (СН3-СН=СН-СНО).
2) 2,3-диметилбутадиена-1,3 и нитроэтилена.
3) изопрена и кротонового альдегида;
4) 2,4-гексадиена с малеиновым ангидридом.
18
12. При помощи каких последовательных реакций можно осуществить следующие превращения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) ацетилен
гексин-3;
б) ацетилен  2-нитрогексан.
13. Какие соединения образуются при энергичном окислении (KМnO4; 100 0С)
продуктов присоединения 1 моль брома к гексадиену-2,4 в положение 1,2- и
в положение 1,4- (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5)?
14. Напишите структурные формулы углеводородов и назовите непредельные
соединения, при озонолизе которых образуются (К-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13,
ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) смесь ацетона и малонового диальдегида (ОНС-СН2-СНО) в соотношении
2:1;
б) смесь формальдегида, глиоксаля (ОНС-СНО) и диацетила (СН3СОСОСН3)
в соотношении 2:1:1.
Контрольная работа №3 «Циклические углеводороды»
1. Напишите уравнения следующих реакций и назовите образующиеся соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) пропилбензол + циклопентен в присутствии HF;
б) бромирование 1,3-диметилциклогексана;
в) нагревание 3-этилциклогексена со смесью K2Cr2O7 + H2SO4;
г) дегидроциклизация 2,3-диметилгептана.
д) нагревание 1-метил-4-этилциклогексана в присутствии Pd;
е) гидрирование изопропилциклопропана при 80оС в присутствии Niкатализатора;
ж) нагревание октана при 500оС в присутствии Cr2O3, нанесенного на поверхность оксида алюминия;
з) нагревание (300оС) 1,4-диэтилциклогексана в присутствии Рt;
и) бромирование метилциклопропана;
к) нагревание изопрена со стиролом;
л) действие металлического натрия на смесь иодистого втор-бутила и циклопентилиодида.
2. Предложите схемы следующих превращений, используя только неорганические реагенты; укажите условия соответствующих реакций и назовите промежуточные соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК5):
а) метан  метилциклогексан;
б) гептан  хлорметилциклогексан;
в) этилен  циклогексен.
19
3. Напишите структурные формулы и назовите промежуточные и конечные
продукты в следующих схемах превращений (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13,
ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
à) öèêëî ãåêñèë- + KOH
C2 H5 OH
áðî ì èä
á) ýòèëáåí çî ë + ï ðî ï èëåí H3 PO4
À
Pt/C
tC
Á
HNO3
À +Á
H2 SO4
H SO
CH3ÑH2 Br
 2t C 4
AlBr3
Ã+ Ä
Â
4. Какие мононитропроизводные образуются при нитровании нитрующей смесью изомерных дибромбензолов. Напишите уравнения соответствующих реакций и назовите полученные вещества (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1,
ПК-2, ПК-3, ПК-5).
5. Напишите уравнения реакций взаимодействия 1-этилциклогексена со следующими реагентами (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5): а)
бромом в растворе CCl4 при 20 0С; б) водным раствором KMnO4; в) KMnO4
при 100 0С в присутствии H2SO4; г) гидрохлорирования; д) гидробромирования в присутствии Н2О2; е) водородом в присутствии Pt при 20 0С.
6.Напишите уравнения следующих реакций и назовите образующиеся соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) бензол + циклопентен в присутствии HF;
б) бромирование п-хлор(трихлорметил)бензола в присутствии AlBr3;
в) изопрен + метилвинилкетон;
г) бензол + циклогексилбромид в присутствиии AlCl3.
д) нитрование нитрующей смесью п-толил(3-трифторметилфенил)кетона;
е) хлорирование на свету п-нитроэтилбензола.
ж) бромирование (1 моль брома) 4-(4-гидроксифенокси)нитробензола в
присутствии FeBr3;
7. В каком порядке следует вводить заместители при получении из бензола следующих соединений (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) 2,4-динитротолуол;
б) 2-хлор-3,5-динитробензолсульфокислоты.
в) п-бромбензойная кислота
г) м-изопропилбензойная кислота;
д) 2-нитро4-ацетилбензойная кислота
8.Какие из перечисленных ниже соединений легче, чем бензол, а также труднее
вступают в реакцию алкилирования в присутствии AlCl3 (ОК-2, ОК-7, ОК-12,
ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5): а) п-нитрохлорбензол, б) нитробензол, в) ометилфенол, г) изопропилбензол, д) бромид триэтилфениламмония
[(CH3)3N+C6H5]Br-. Напишите соответствующие реакции и назовите полученные соединения.
20
9. Заполните следующие схемы превращений и назовите промежуточные и конечные продукты (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
à) áåí çî ë + ï ðî ï èëåí
H3PO4
CH3CH2 COCl
A
AlCl3
á) òî ëóî ë + õëî ðàí ãèäðèä
áåí çî éí î é êèñëî òû
à)
á)
NaOH
C6H5 CH2 COONa
C6H6
Br2
FeBr3
t
À
A
CH3 COCl
AlCl3
AlCl3
Á+Â
HNO2+H2 SO4
Cl
À20 0C2 , FeCl Á Zn[H]
+ HCl
3
CH2 =CH2
H3PO4
Á+ Â
ÁH
2
[H]
Â
KMnO4
0
O , 100 C
Ã+ Ä
Ã
Cl2
t
Â
HNO3
ðàçá.0
Ã
Br2
FeBr3
Ã
Å +Æ
10. Укажите условия следующих превращений (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) пропан  пропилен  метилацетилен  1,3,5-триметилбензол;
б) циклогексан → адипиновая кислота → бариевая соль адипиновой кислоты
→ циклопентанон → циклопентан → 1-нитроциклопентан
Контрольная работа №4 «Галогенпроизводные углеводородов, спирты»
1. Напишите уравнения следующих реакций и назовите полученные продукты
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
а) взаимодействие 4-метилгексена-1 с гидробромидом (в присутствии Н2О2);
б) действие хлористого тионила на п-нитробензиловый спирт;
в) щелочной гидролиз 3,3-дихлорпентана;
г) взаимодействие хлористого изопентила с иодидом натрия в эфире;
д) алкилирования 1-хлор-3-фенилбутана пропилатом натрия;
е) действие бромида калия на неопентиловый спирт в кислой среде
ж) окисление 2,4-диметилгексена разб. раствором KMnO4 в водной среде
з) гидратация 4-метилгептадиен-1,4.
2. Расположите галогенпроизводные в порядке увеличения их реакционной
способности в реакции щелочного гидролиза, протекающего по бимолекулярному механизму. Дайте объяснение. Для наиболее активного соединения
напишите механизм реакции (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3,
ПК-5):
2-Хлор-2-метилбутан, 1-хлорпентан, 2-хлорпентан, 1-хлорпентен-2.
3. Определите, по какому механизму будет протекать реакция бромистого водорода со спиртами: пропанол-1, 3-метилпентанол-3, пентанол-2. Для какого
из спиртов наиболее вероятна конкурирующая реакция элиминирования,
напишите ее (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
21
4. Осуществите превращения, используя только неорганические реагенты (ОК2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) бромистый этил → бутандиол-2,3;
б) метан → пентанол-2;
в) метан → м-нитробензиловый спирт.
5. Составьте схему следующих превращений и назовите исходные органические соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
KOH
H Cl
KMnO4
2 SOCl2 Д 2 C2 H5ONa
а) CH3-CH-CH2-CH2-Cl C2H5OH А
Б NaOH
Е
C2H5OH В разб. водн. Г
CH3
+
PCl5
CH3NH2
H
HCOH
Mg
б) CH3-CH=CH2 H I
А абс. эфир Б
В H O
Г
Е
Д
2
Cl
В KOH Г Na
в) бутанол-2 P + I2 А KOH
Б 500 2C
Д хлористый Е
C H OH
H O
2
5
2
изопропил
6. Используя магнийорганический синтез, получите 2-фенилгептанол-3, затем
проведите его дегидратацию, и полученное соединение окислите разбавленным водным раствором КMnO4. Назовите полученное соединение (ОК-2, ОК7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
7. Напишите структурную формулу вещества состава С4Н8О, если известно, что
оно обесцвечивает бромную воду, реагирует с металлическим натрием с выделением водорода, а при осторожном окислении на медном катализаторе образует непредельный альдегид бутен-3-аль (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1,
ПК-2, ПК-3, ПК-5).
Контрольная работа №5 «Карбонильные соединения»
1. Напишите уравнения следующих реакций и назовите полученные продукты
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) 3-метилпентаналь с пятихлористым фосфором;
б) нагревание гександиола-2,5 на медном катализаторе ;
в) изовалериановый альдегид с фенилгидразином;
г) бутаналь с синильной кислотой;
д) 4-метилпентанон-2 с аммиаком;
е) бензальдегид с йодистым магний пропилом
ж) метил-втор-бутиловый эфир с йодистоводородной кислотой
з) пропускание паров смеси пропионовой и изовалериановой кислот над
ThO2 при 450 0С.
2. Напишите уравнения реакций получения фенилпропилкетона из (ОК-2, ОК7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) фенилалкена,
б) фенилалкина,
в) бензола,
22
г) ароматического спирта,
д) дигалогенпроизводного.
3. Напишите механизм совместной альдольно-кротоновой конденсации
бензальдегида и ацетона в щелочной среде. Назовите конечный продукт
реакции (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
4. Осуществите превращения, используя только неорганические реагенты (ОК2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) пропана → диизопропиловый эфир;
б) ацетилена → п-нитрофенилэтиловый эфир;
в) этилена → п-бромфенилацетофенон;
г) ацетилена → бутаналь.
5. Получите 4-фенилбутанол-1 с помощью магнийорганического синтеза, используя в качестве реагентов (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3,
ПК-5):
а) формальдегид;
б) оксид этилена.
6. Составьте схему следующих превращений и назовите исходные промежуточные продукты реакций (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3,
ПК-5):
NH2-NH2
+ CH3-CH2-C
CH3-CH-CH2-C
CH3
O
H
O
AlCl3
Cl
+ PCl5
A
A
2 KOH
спирт
HC N
CH3MgBr
эфир
Б
Б
Г
Д
2 H Cl
KOH
В
t
H2 O
В
Е
H2 O
Г
NH2-NH2
K2Cr2O7
Д
+ H2 SO4
Е
7. Напишите какие продукты образуются при восстановлении пропиофенона
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5): а) натрием в спирте;
б) амальгамированным цинком в соляной кислоте; в) алюмогидридом лития.
8. Напишите получение полуацеталя и ацеталя из уксусного альдегида и метанола (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
Контрольная работа №6 «Карбоновые кислоты и их производные»
1. Осуществите следующие превращения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1,
ПК-2, ПК-3, ПК-5):
конденсацияя
CH3OH
CO2
H2 O
Mg
Ã
á) CH3-CH2-I
À àáñ. ýô èð Á
Â
+
+
- Д
àáñ. ýô èð
H
H
ÑÍ 3Î
23
CH2Cl
KOH
A
H2O
O
CH3-CH2-C
CH3-CH2-C
O
H2O,
t
0
À
KMnO4
Б
to
Cl2
hv
Á
PCl5
KOH
ñï èðò. ð-ð
O
б) толуол
KMnO4
100o
Cl2
A FeCl
3
Б
Cu(CN)2
пиридин B
B
Â
NH3
Г
H2O
H
2Н2О
P2 O5
to
Ã
+
Г
Д
[O]
CH3 CH2 OH
избыток, Н+
Ä
Д
2. Напишите уравнения следующих реакций и назовите образующиеся соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) циклопентанкарбоновая кислота с бромом.
б) гидратация кротоновой кислоты (СН3-СН=СН-СООН);
в) гидролиз амида бутановой (масляной) кислоты;
г) бензоат калия с хлорангидридом уксусной кислоты;
д) хлористый бутирил с циклопентанолом;
е) нагревание масляной кислоты в присутствии Al2O3;
ж) бензойная кислота с хлористым тионилом;
з) ангидрид валериановой (пентановой) кислоты с аммиаком;
3. Напишите реакции получения 3-метилбутановой кислоты , используя:
а) реакцию оксосинтеза;
б) соответствующее галогенпроизводное;
в) из соответствующего нитрила
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
4. Напишите реакции получения пентен-2-диовой кислоты, используя
а) реакцию окисления;
б) галогенпроизводное;
в) соответствующий ангидрид.
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5)
5. Напишите реакции получения фенилуксусной кислоты, используя
а) соответствующий углеводород;
б) магнийорганический синтез;
в) соответствующее полигалогенпроизводное.
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5)
6. Напишите реакции натрий ацетоуксусного эфира со следующими соединениями и получите продукты, образующиеся при кетонном (Н+) и кислотном
(НО-) расщеплении (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
24
CH3
a)
CH2 CHCl2
á) CH-CH2-Cl
CH3
7. Используя малоновый эфир синтезируйте следующие соединения (ОК-2,
ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
CH3-ÑÍ -ÑÍ 2- CH2-COOH
CH3-C
CH3
CH2-C
O
OH
O
Перечень примерных вопросов к промежуточной аттестации (к экзамену):
Пример экзаменационного билета по курсу «Химия углеводородов»:
1. Напишите уравнения следующих реакций и назовите образующиеся соеди-
нения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) действие спиртового раствора КОН на 3-бром-2,3,5-триметилгексан;
б) действие металлического натрия на смесь 2-бром-2-метилпропана и
изопропилбромида;
в) 2-метилпентен-2 + HBr (в присутствии H2O2);
г) нитрование 2,2,4-триметилпентана (разбавл. HNO3, 140 0С).;
2. Напишите уравнения реакций для следующих превращений, назовите промежуточные и конечные продукты (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2,
ПК-3, ПК-5):
PBr3
Br2
Mg
HOH
2 Na
Д
2-метил-пропанол-1
В
Г
hv
А
абс. эфире Б
а)
б)
гептан
450-500 0С
Cr2O3, Al2O3
А
Cl2
AlCl3
Cl
Б hv2 В
NaOH
HOH
Г
3. Напишите схему и механизмы реакции алкилирования толуола пропиленом
в присутствии ортофосфорной кислоты. Укажите образование электрофильных частиц, промежуточные - и - комплексы, направление действия индукционного и мезомерного эффекта (если они имеют место) в молекулах
исходных веществ (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5).
4. При помощи каких последовательных реакций можно осуществить следующие превращения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) 1-бромпентан
пентин-2;
б) изобутиловый спирт
2-метил-1,2,3-трихлорпропан
5. В каком порядке следует вводить заместители при получении из бензола следующих соединений (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) 2,4-динитротолуол;
б) 2-хлор-3,5-динитробензолсульфокислоты.
в) м-изопропилбензойная кислота;
25
Пример экзаменационного билета по курсу «Химия производных углеводородов»:
1. Напишите уравнения следующих реакций и назовите образующиеся соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) гидролиз ангидрида янтарной (бутандиовой ) кислоты;
б) п-толуиловая кислота (СН3-С6Н4-СООН) с нитрующей смесью;
в) гидролиз амида бутановой (масляной) кислоты;
г) гидробромирование кротоновой (СН3-СН=СН-СООН) кислоты
2. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующим схемам превращений назовите промежуточные и конечные вещества (ОК-2, ОК-7, ОК12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
à)
ì óðàâüèí àÿ
êèñëî òà
+
á) áóòèí -1 + 2H Br
420 Ñ 0
óêñóñí àÿ
êèñëî òà
A
ThO2
H2 O
+
H
Á
A
H2
Ni
CH3MgBr
ýô èð
 Na
Á
H2 O
+
H
Â
K2 Cr2 O7
H2 SO4
à 2-õëî ðï ðî ï àí
Ã
Ä
C6 H5 NH2
HI
Ä
Å
3. Для получения трет-бутилхлорида, трет-бутиловый спирт смешивают с
большим количеством концентрированной соляной кислоты. Приведите механизм реакции, обоснуйте выбор того или иного типа реакции (SN1 или
SN2). Какова роль избытка HCl в данной реакции (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13,
ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5)?
4. Предложите схемы синтеза указанных ниже соединений, используя, кроме
указанных ниже веществ только неорганические реагенты (ОК-2, ОК-7, ОК12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
а) пропионового альдегида  ацетон;
б) толуол  м-хлорбензальдегид.
5*. Напишите реакции натрий ацетоуксусного эфира со следующими соединениями и получите продукты, образующиеся при кетоном (Н+) и кислотном
(НО-) расщеплении(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5):
CH3
a) CH3-CH-Cl
á) Cl
Cl
* Вопрос 5 наряду с заданиями по реакциям на основе ацетоуксусного эфира и
малонового эфира будет включать задания по синтезу аминопроизводных и гетероциклических соединений.
26
Перечень примерных вопросов к коллоквиумам по курсу «Синтетические методы органической химии»:
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ
1. Нитрование ароматических углеводородов. Условия проведения нитрования.
Нитрование азотной кислотой и нитрующей смесью – генерирование нитроний-катиона (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12,
ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
2. Какие факторы влияют на количественное соотношение орто- и параизомеров при нитровании монозамещенных производных бензола? Приведите примеры(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12,
ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
3. Какие соединения образуются в результате следующих реакций (ОК-2, ОК7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25):
А. Нитрование (100оС) 2,4,4-триметилгептана 15%-ной азотной кислотой в
запаянной ампуле.
Б. 2-Иодпентан + нитрит натрия в N,N-диметилформамиде.
В. Нитрование нитрующей смесью хлорбензола
Г. Нитрование м-нитробензойной кислотой смесью KNO3 + H2SO4/
Д. Этоксибензол + ацетилнитрат при 20оС.
Е. Антрацен + конц. НNО3 в растворе уксусной кислоты при 20оС.
Ж. Нитрование нитрующей смесью о-(трихлорметил)толуола
4. Почему при нитровании нитробензола, фенилнитрометана и 1-нитро-2фенилэтана выходы мета-изомера составляют соответственно 93, 67 и 13%
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22,
ПК-23, ПК-25)?
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫХ
1. Галоидирующие реагенты и их использование при введении атомов галогена
в органические соединения (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3,
ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
2. Какие факторы подтверждают электрофильный механизм присоединения
брома к алкенам? Расположите галогены в ряд по увеличению их активности
в реакциях присоединения по С=С-связи. Можно ли получать дифторалканы
присоединением фтора к алкенам? Какое из двух соединений – этилен или
тетраметилэтилен – будет легче присоединять бром? Дайте объяснения (ОК2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК23, ПК-25).
3. Какие соединения образуются в результате следующих реакций (ОК-2, ОК7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25):
А. Хлорирование пропилена при комнатной температуре в растворе этанола,
содержащего бромид калия;
Б. 2-Метилпентен-2 + НВr (в присутствии Н2О2);
В. 2-Метилпентадиен-1,3 + Вr2 (1 моль);
27
Г. 3-Метилбутин-1 + НВr (2 моля);
Д. Хлорирование 2,6-диметилбромбензола в присутствии хлорида алюминия;
Е. Хлорирование на свету 4-нитроэтилбензола;
Ж. Фенилуксусная кислота + РCl5;
З. Бромирование м-нитрофенола..
4. Методы замещения гидроксильной группы в спиртах на галоген (ОК-2, ОК7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
РЕАКЦИИ АЛКИЛИРОВАНИЯ И АЦИЛИРОВАНИЯ
1. Алкилирование ароматических соединений по реакции Фриделя-Крафтса.
Механизм реакции; алкилирующие агенты, катализаторы. Побочные реакции при алкилировании ароматических соединений (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
2. Методы получения амидов карбоновых кислот – ацилирование аммиака и
аминов галогенангидридами и ангидридами кислот, аммонолиз сложных
эфиров (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21,
ПК-22, ПК-23, ПК-25).
3. Какие соединения образуются в результате следующих реакций (ОК-2, ОК7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25):
А. Нагревание 2-метилфенола с диметилсульфатом в присутствии щелочи.
Б. Хлорбензол + малеиновый ангидрид в присутствии AlCl3.
В. Диэтиламин + 1-бромбутан (избыток, при нагревании).
Г. Этилбензол + хлорангидрид 4-нитробензойной кислоты в присутствии AlCl3.
Д. Бензол + 2-метил-3-хлорпропен-1 в присутствии Н2SО4.
Е. Нагревание 4-фенилбутанола-1 в присутствии Н3РО4.
Ж. Нагревание циклогексанкарбоновой кислоты с избытком пропанола-1 в
присутствии серной кислоты.
З. Нагревание толуола со смесью хлороводорода и оксида углерода в присутствии хлорида алюминия.
4. Методы получения диариловых эфиров нуклеофильным замещением атомов
галогена в арилгалогенидах. Условия проведения реакций (ОК-2, ОК-7, ОК12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
4. РЕАКЦИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
1. Восстановление альдегидов и кетонов до спиртов. Восстанавливающие агенты, условия реакций. Побочные реакции при восстановлении альдегидов и
кетонов – гидробензоиновая конденсация, пинаконовая конденсация (ОК-2,
ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23,
ПК-25).
2. Какие соединения образуются в результате частичного гидрирования: а) бутина-1, б) 5-метилгексина-2, в) 2,6-диметилоктина-4 ? Какие катализаторы
применяются для частичного гидрирования алкинов ? Какова конфигурация
продуктов частичного гидрирования (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25)?
28
3. Какие восстанавливающие агенты и в каких условиях необходимо использовать для осуществления следующих превращений (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25):
А. Получение п-нитробензальдегида из хлорангидрида п-нитробензойной
кислоты.
Б. Получение 5-метил-2-гексенола-1 из 5-метил-2-гексеналя.
В. Получение 4-нитродифенилметана из (4-нитрофенил)фенилкетона.
Г. 4-СН3С6Н4NО2  4-СН3С6Н4N=NС6Н4СН3-4.
Д. 2,4-Динитроэтилбензол  2,4-диаминоэтилбензол.
Е. Метиловый эфир 4-фенил-2-бутеновой кислоты  4-фенилбутанол-1.
Ж. 4-Оксогептановая кислота  гептановая кислота.
4. Синтез аминов восстановительным аминированием альдегидов и кетонов;
восстановлением оксимов, нитрилов и амидов кислот (ОК-2, ОК-7, ОК-12,
ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
5. РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ
1. Окисление непредельных соединений по С=С-связи – получение -окисей
(реакция Н.А.Прилежаева); гидроксилирование (действие КМnО4 в щелочной среде, пероксида водорода в присутствии ОsО4); окисление с расщеплением углеродного скелета по С=С-связи (озонирование, действие сильных
окислителей) (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12,
ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
2.
Окисление альдегидов кислородом воздуха и химическими реагентами
(перманганат калия в щелочной и кислой средах; азотная кислота; оксид серебра; диоксид селена). Окисление кетонов – окислительное расщепление
(правило А.Н.Попова); действие гипобромида и гипохлорида натрия,
надкислот (реакция Байера-Виллингера), диоксида селена (ОК-2, ОК-7, ОК12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
3. Какие соединения образуются в результате следующих превращений (ОК-2,
ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23,
ПК-25):
А) 2-метилпентан + О2 (MnO2, 180oC);
Б) фенилацетилен + KMnO4 (р-р, нагревание);
В) формальдегид + KMnO4 (р-р);
Г) 2,2’-диметилдифенил + К2Сr2O7 (р-р);
Д) 1,3-диметилциклогексан +HNO3(конц.);
Е) 3-гидроксипентаналь + Br2 (бромная вода).
6.
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
1. Механизм альдольно-кротоновой конденсации на примере взаимодействия
уксусного и -фенилуксусного альдегидов. Условия проведения реакции.
Критерии выбора метиленовой и карбонильной компоненты (ОК-2, ОК-7,
ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
29
2. Конденсация ароматических альдегидов с уксусным ангидридом (реакция
Перкина), со сложными эфирами карбоновых кислот (реакция Кляйзена)
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22,
ПК-23, ПК-25).
3. Какие соединения образуются в результате следующих превращений (ОК-2,
ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25):
1) ацетилен + метилэтилкетон;
2) ацетон + этилизопропилкетон;
3) этиловый эфир 2-метилпропановой кислоты (С2Н5ОNa);
4) 4-метилбензальдегид + пропионовый альдегид;
5) 2,2-диметил-3-фенилпропаналь + 2-фенилэтаналь;
6) бутанон-2 + 1-нитро-2-метилпропан.
7. РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ МАГНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
1. Получение реактива Гриньяра, активирование магния, строение реактива
Гриньра, побочные реакции, способы снижения выхода побочных продуктов
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22,
ПК-23, ПК-25).
2. Реакции магнийорганических соединений как оснований – взаимодействие с
реагентами, содержащими подвижный атом водорода (водой, спиртами, аминами, карбоновыми кислотами, С-Н-кислотами). Взаимодействие магнийорганических соединений с эфирами ортокислот. Механизм реакций, продукты
реакций (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21,
ПК-22, ПК-23, ПК-25).
3. Какие соединения образуются в результате следующих превращений (ОК-2,
ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25):
1) изопропилмагнийбромид + СО2;
2) хлорангидрид 2-аминоуксусной кислоты + изобутилмагнийхлорид;
3) ацетилен + этилмагнийиодид;
4) этиловый эфир ортоугольной кислоты + циклопентилмагнийхлорид;
5) бензофенон + СН3MgBr;
6) 2-метилбутаналь + этилмагнийбромид.
Примерные темы курсовых работ.
Синтез и свойства метилоранжа (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2,
ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Синтез и свойства этил-п-нитробензоата (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Синтез бензилового эфира уксусной кислоты (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13,
ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Синтез и свойства 2-метил-2-этоксибутана (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13,
ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Диметилфенилкарбинол из бромбензола и ацетона (ОК-2, ОК-7, ОК-12,
ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
30
Синтез и свойства 2-нитростирола (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Синтез и изучение свойств изопропилового эфира бензойной кислоты
(ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22,
ПК-23, ПК-25).
2-Амино-4-фенилтиазол (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3,
ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
N-метил-п-нитроацетанилид (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Синтез и свойства диметилфенилкарбинола (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13,
ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Синтез и свойства 1-хлор-2,4-динитробензола (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
Синтез и изучение свойств антраниловой кислоты (ОК-2, ОК-7, ОК-12,
ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
2-Фенилпропанол-2 (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5,
ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
3,5-Дифенилпиразолин (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3,
ПК-5, ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
2-Фенилбутанол-2 (ОК-2, ОК-7, ОК-12, ОК-13, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5,
ПК-12, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25).
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Травень В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 т./
В.Ф.Травень. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2006 -Т.1. -727 с.
2. Травень В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 т./
В.Ф.Травень. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2006 -Т.2. -582 с.
3. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: Учебник
для вузов.//под ред.Стадничука М.Д.- 5-е изд., перераб. и доп.. -С.-Пб.:
«Иван Федоров». 2003 г.-624 с.
4. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии.
Учебное пособие для вузов -М.:Высш.шк., 2001.-768 с.
5. Гранберг И.И. Органическая химия: Учебник для с/х и биолог.
Спец.вузов. -4-е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2001. – 480 с.
б) дополнительная литература:
6. Кошелев В.Н., Келарев В.И., Борисова О.А. Основные принципы номенклатуры органических соединений: Учебное пособие. -М.: РГУ нефти и
газа им. И.М.Губкина, 2002 . -46 с.
7. Кошелев В.Н., Рябов В.Д., Сафиева Р.З., Иванова Л.В. Органическая химия в вопросах и ответах (Химия углеводородов): Учебное пособие. -М.:
РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2008. -84 с.
31
8. Келарев В.И., Малова О.В., Зиновьева Л.В. /под редакцией
В.Н.Кошелева/ Синтетические методы органической химии. Введение.
Учебное пособие. -М.:РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2003. -23 с.
9. Кошелев В.Н., Силина Е.М. Химия углеводородов в лицах. Учебное пособие. - М.: МАКС Пресс, 2010. -84 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
При сдаче коллоквиумов в курсе «Синтетические методы органической химии» используются программные продукты для контроля усвоения материала
по темам: «Номенклатура органических соединений», «Методы получения галогенпроизводных», «Реакции конденсации карбонильных соединений», «Карбоновые кислоты и их производные».
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лаборатории «Синтетических методов органической химии» оснащены
стандартными комплектами отечественных и зарубежных приборов и установок (вытяжные шкафы, лабораторные столы, колбогрейки, электрические плитки, водоструйные насосы, вакуумные электрические насосы, приборы для
определения температур плавления (т.пл.), температур кипения (т.кип.), рефрактометры, вакуумметры, электрические мешалки, установки для простой
перегонки, для вакуумной перегонки, для перегонки с водяным паром, стеклянная лабораторная посуда).
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с
учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 240100 – Химическая
технология и профилями подготовки: Химическая технология органических
веществ и Химическая технология природных энергоносителей и углеродных
материалов.
Автор:
проф. Кошелев В.Н.
Программа одобрена на заседании УМК факультета химической технологии и экологии РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина от____________20___ г.,
протокол №___
Председатель учебно-методической комиссии факультета химической
технологии и экологии
Широков В.А.
Начальник УМУ
Макаров А.Д.
32