Дополнительные главы ОХ. Вопросы к зачёту

Перечень вопросов к диф. зачету
По дисциплине Дополнительные главы органической химии
для студентов направления подготовки 18.03.01 Химическая технология (3 семестр)
1. ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Классификация,
изомерия,
номенклатура.
Способы
получения
галогенопроизводных из алканов, алкенов, алкинов, ароматических соединений, спиртов и
аминов. Химические свойства: реакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома
углерода в алкилгалогенидах, как метод создания связи углерод-углерод, углерод-азот,
углерод-кислород, углерод-сера (получение алкилгалогенидов, спиртов, тиолов, простых
эфиров, нитросоединений, аминов, нитрилов, сложных эфиров и др.). Классификация
механизмов реакций нуклеофильного замещения. Основные характеристики S N1, SN2
реакций. Энергетический профиль реакций. Реакции SN2-типа. Кинетика, стереохимия.
Понятие о нуклеофильности. Влияние природы радикала и уходящей группы субстрата,
природы нуклеофильного агента и растворителя на скорость SN2 реакций. Реакции SN1типа. Кинетика, стереохимия, зависимость SN1 процесса от природы радикала, уходящей
группы, растворителя. Карбокатионы, факторы, определяющие их устойчивость.
Перегруппировки карбокатионов. Понятие о ионных парах.
Реакции β-элиминирования. Классификация механизмов β-элиминирования: Е1,
Е2. Направление элиминирования. Правило Зайцева. Стереохимия элиминирования: сини анти-элиминирование. Конкуренция процессов Е2 и SN2, Е1 и SN1. Факторы, влияющие
на эту конкуренцию. Использование реакций элиминирования для синтеза алкенов,
диенов и алкинов.
Общие представления о механизме нуклеофильного замещения в аренах. Механизм
отщепления-присоединения на примере превращения галогенбензолов в фенолы и
ароматические амины. Методы генерирования и фиксации дегидробензола. Строение
дегидробензола. Механизм присоединения-отщепления SNAr, примеры реакций и
активирующее влияние электроноакцепторных заместителей. Анионные σ-комплексы
Мейзенгеймера и их строение.
Магнийорганические соединения. Получение и строение магнийорганических
соединений. Синтез спиртов и кислот
2. СПИРТЫ, ФЕНОЛЫ, ЭФИРЫ
Классификация (одноатомные и многоатомные, первичные, вторичные, третичные
спирты, непредельные спирты; одно и многоатомные фенолы). Номенклатура спиртов и
фенолов
Методы получения спиртов: гидролиз галогенопроизводных, гидратация
непредельных
соединений,
восстановление
карбонильных
соединений,
магнийорганический синтез.
Свойства спиртов. Спирты, как слабые О-Н кислоты. Спирты, как основания
Льюиса. Замещение гидроксильной группы в спиртах на галоген (под действием
галогеноводородов, галогенидов фосфора, хлористого тионила). Механизм и стереохимия
замещения, перегруппировки с гидридным перемещением. Межмолекулярная и
внутримолекулярная дегидратация спиртов (образование простых эфиров и алкенов).
Синтез Вильямсона.
Окисление и дегидрирование спиртов.
Особенности химического поведения многоатомных спиртов (гликоли, глицерин).
Фенолы. Методы получения: щелочное плавление аренсульфонатов, замещение
галогена на гидроксил, гидролиз солей арендиазония. Кумольный метод получения
фенола в промышленности. Свойства: фенолы как ОН-кислоты, влияние заместителей на
кислотность фенолов. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре
фенолов:
галогенирование,
сульфирование,
нитрование
и
алкилирование.
Карбоксилирование фенолятов щелочных металлов по Кольбе. Формилирование фенолов
по Реймеру-Тиману, механизм образования салицилового альдегида. Перегруппировка
аллиловых эфиров фенолов (Кляйзен). Фенолформальдегидные смолы. Окисление
фенолов, в том числе пространственно затрудненных.
Простые эфиры. Методы получения: реакция Вильямсона, межмолекулярная
дегидратация спиртов. Свойства простых эфиров: образование оксониевых солей,
расщепление кислотами. Циклические простые эфиры. Оксираны. Способы получения.
Раскрытие цикла в них под действием нуклеофильных агентов
3.КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Классификация, изомерия и номенклатура альдегидов и кетонов. Способы
получения: гидролизом дигалогенопроизводных, окислением спиртов, через
магнийорганические
соединения,
ацилированием
ароматических
соединений,
оксосинтезом.
Строение карбонильной группы, ее полярность и поляризуемость. Общие
представления о механизме нуклеофильного присоединения по карбонильной группе
альдегидов и кетонов. Кислотный и основной катализ. Присоединение воды, спиртов.
Получение бисульфитных производных и циангидринов. Полимеризация альдегидов.
Взаимодействие альдегидов и кетонов с азотистыми основаниями. Получение иминов.
Оксимы, гидразоны, фенилгидразоны, семикарбазоны.
Реакции альдегидов и кетонов с магнийоорганическими соединениями. Синтез
спиртов.
Кето-енольная таутомерия. Енолизация альдегидов и кетонов в реакциях
галогенирования.
Альдольно-кротоновая конденсация альдегидов и кетонов в щелочной среде,
механизм реакций. Конденсация альдегидов и кетонов с активной метиленовой группой
(реакции типа альдольной конденсации).
Восстановление альдегидов и кетонов до спиртов, реагенты восстановления;
восстановление С=О группы до СН2 -группы: реакция Клемменсена. Окисление
альдегидов, реагенты окисления.
Диспропорционирование альдегидов по Канниццаро (прямая и перекрестная
реакции).
4.КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Классификация и номенклатура. Способы получения кислот из углеводородов,
галогенопроизводных, спиртов, альдегидов и кетонов, из производных кислот (сложных
эфиров, амидов, нитрилов).
Химические свойства кислот. Кислотность и ее зависимость от структурных
факторов. Получение функциональных производных кислот: галогенангидридов,
ангидридов, сложных эфиров, амидов, нитрилов. Восстановление кислот и их
производных. Декарбоксилирование кислот. Реакции замещения у -углеродного атома
Использование производных кислот в органическом синтезе. Реакция
ацилирования. Механизм реакции ацилирования, влияние различных факторов на
прохождение этой реакции.
Восстановление производных кислот.
Полимеры на основе метакриловой кислоты и ее производных (нитрила, эфиров).
Двухосновные алифатические и ароматические кислоты. Полиамиды (найлон) и
полиэфиры (лавсан). Многоосновные ароматические кислоты и полиимиды на их основе.
Галогензамещенные кислоты.
5. СУЛЬФОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Химические свойства. Кислотность. Образование солей. Превращение в
производные сульфокислот, сульфонилхлориды, эфиры, сульфониламиды. Реакция
замещения сульфогруппы на OH, CN, H. Реакции ароматического электрофильного
замещения в кольце – SE.
Способы получения сульфоновых кислот и их производных.
6. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Нитросоединения алифатического и ароматического ряда. Их получение
нитрованием
углеводородов
и
нуклеофильным
замещением
галогена
в
галогенопроизводных. Структура нитрогруппы и ее влияние на физические свойства
нитросоединений. Химическое поведение (восстановление, образование ациформ).
Амины, классификация (первичные, вторичные и третичные жирные,
ароматические и смешанные амины). Получение аминов восстановлением
азотсодержащих органических соединений и нуклеофильным замещением галогена под
действием аммиака и аминов. Химические свойства аминов: основность, алкилирование и
ацилирование
аминов, реакция с азотистой кислотой, особенности реакций
электрофильного замещения в ароматических аминах.
Диазосоединения, их получение реакцией диазотирования. Формы существования
диазосоединений (соли диазония, диазогидраты, диазотаты). Реакции диазосоединений с
выделением азота (замена диазогруппы на гидроксил, галогены, цианогруппу, водород
нитрогруппу).
Реакции диазосоединений без выделения азота. Азосоединения, их получение
реакцией азосочетания. Понятие об азо- и диазосоставляющих. Азокрасители.