Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ



УГЛЕВОДОРОДЫ

Алканы

Гомологический ряд. Изомерия. Номенклатура. sp3-гибридное состояние атома углерода. Природа С-С и С-Н-связей. Конформации алканов. Проекции Ньюмена. Нахождение в природе. Способы получения алканов.

Химические свойства. Галогенирование, нитрование, сульфохлорирование, окисление. Понятие о свободных радикалах. Механизм свободно-радикального замещения в алканах (энергетика цепных свободнорадикальных реакций галогенирования). Различие в реакционной способности атома водорода при первичном, вторичном и третичном атоме углерода. Крекинг алканов (термический и каталитический).

Алкены

Гомологический ряд. Номенклатура. Изомерия (углеродного скелета, положения двойной связи). Природа двойной углерод-углеродной связи. sp2-гибридное состояние атома углерода. Геометрия двойной связи (цис-, транс- и Z-, E-номенклатура).

Способы получения алкенов. Дегидрогалогенирование, дегидратация (правило Зайцева). Крекинг. Теплоты гидрирования. Оценка стабильности алкенов.

Химические свойства алкенов. Гидрирование (гомогенное и гетерогенное). Электрофильное присоединение к алкенам (гидрогалогенирование, галогенирование, гидратация). Понятие об электрофильных агентах. Механизм электрофильного присоединения к ненасыщенным системам ( - и -комплексы). Энергетический профиль реакции. Карбокатионы, их стабильность. Правило Марковникова и его современное толкование. Сопряженное присоединение. Гидридные и алкильные миграции. Стереохимия электрофильного присоединения к алкенам. Стерео- и региоселективность. Присоединение гидридов бора (синтез спиртов из алкенов). Окисление алкенов (реакция Вагнера, восстановительное и окислительное озонирование). Радикальные реакции. Присоединение бромистого водорода по Харашу (механизм). Аллильное галогенирование.

Понятие о полимеризации алкенов.

Алкины (ацетилены)

Номенклатура. Природа тройной углерод–углеродной связи. sp-гибридное состояние атома углерода.

Способы получения ацетиленов.

Химические свойства. Гидрирование. Электрофильное присоединение к алкинам: гидрогалогенирование, галогенирование, гидратация (реакция Кучерова). Сравнение реакционной способности алкинов и алкенов. Присоединение спиртов, цианистого водорода. Реакции с участием подвижного ацетиленового атома водорода (получение ацетиленидов металлов, конденсация с карбонильными соединениями).



Полимеризация ацетилена. Ди-, три- и тетрамеризация ацетилена.

Алкадиены

Изомерия, номенклатура, классификация алкадиенов. 1,3-диены, эффект сопряжения. Промышленные способы получения сопряженных диенов (бутадиен, изопрен).

Химические свойства 1,3-алкадиенов. Механизм электрофильного 1,2- и 1,4-присоединения, кинетический и термодинамический контроль. Диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера). Диены и диенофилы.

Полимеризация диенов. Представление о пространственных и линейных полимерах. Каучуки. Пластические массы.

Понятие о строении терпенов и каротинов, изопреновое правило.

Циклоалканы

Номенклатура. Виды изомерии в циклоалканах (размер цикла, число и взаимное положение заместителей; стереоизомерия).

Устойчивость циклов. Напряжение угловое и торсионное. Основы конформационного анализа. Конформация циклогексана. Аксиальные и экваториальные связи в конформации "кресло" циклогексана.

Способы получения циклоалканов.

Химические свойства циклоалканов. Влияние размера цикла на свойства циклоалканов. Характер связей в циклопропане. Сравнение химических свойств циклоалканов, алканов и алкенов.



Ароматические углеводороды

Бензол (электронное и пространственное строение). Формула Кекуле. Понятие об ароматичности. Правило Хюккеля. Энергия стабилизации ароматических систем (энергия сопряжения).

Небензоидные ароматические системы. Номенклатура и изомерия ароматических углеводородов ряда бензола.

Способы получения.

Химические свойства: нитрование; галогенирование; сульфирование; алкилирование, ацилирование (реакция Фриделя-Крафтса). Электрофильные агенты. Механизм электрофильного замещения в ароматическом ядре, - и - комплексы, доказательства их существования. Энергетический профиль реакции.

Реакционная способность замещенных ароматических соединений. Ориентация вступления новой группы при наличии заместителя в бензольном кольце. Ориентанты I и II рода. Согласованная и несогласованная ориентация.

Общее представление о механизме нуклеофильного ароматического замещения. Анионные - комплексы Мейзенгеймера. Дегидробензол.

Реакции бензольного кольца с нарушением ароматической системы связей (гидрирование, озонирование, хлорирование).

Арены. Получение гомологов бензола (побочные процесы - полиалкилирование, изомеризация алкилириущего агента). Реакции алкилбензолов с участием боковых цепей. Галогенирование, нитрование по Коновалову боковых цепей алкилбензолов. Окисление алкилбензолов до бензойных кислот.

Полициклические (многоядерные) ароматические системы (дифенил, нафталин, антрацен, фенантрен).

ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫЕ

Алифатические галогенпроизводные. Номенклатура и изомерия. Природа связи C-Hal.

Способы получения (галогенирование углеводородов, присоединение галогенов и галогеноводородов к непредельным соединениям, замещение гидроксильной группы на галоген в спиртах).



Химические свойства. Понятие о нуклеофильных агентах. Нуклеофильность и основность. Реакции нуклеофильного замещения галогена на гидроксильную, алкоксильную, амино -, циано-группы и др. Механизм нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода (SN1 и SN2). Энергетический профиль реакции. Зависимость механизма нуклеофильного замещения от структуры исходного соединения (электронные и пространственные факторы), нуклеофильности реагента, природы уходящей группы, растворителя. Карбокатионы. Факторы, определяющие их стабильность. Перегруппировки карбокатионов. Стереохимия реакций нуклеофильного замещения.

Реакции элиминирования Е1 и Е2 (механизм). Конкуренция реакций замещения и элиминирования.

Реакция алкилгалогенидов с металлическим натрием, с магнием (реактив Гриньяра). Природа связи углерод-металл, применение магнийорганических соединений в органическом синтезе (реакции с карбонильными соединениями, углекислотой, спиртами, водой).

Полигалогеналканы. Хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод. Галоформная реакция.

Непредельные галогенпроизводные. Методы получения. Сравнение реакционной способности аллил-, винил- и алкилгалогенидов в реакциях нуклеофильного замещения.

Арилгалогениды. Получение (условия введения галогена в ядро и в боковую цепь). Различие в подвижности галогена в бензил- и фенилгалогенидах (сравнить с алкил-, винил- и аллилгалогенидами).

СПИРТЫ

Одноатомные предельные спирты. Гомологический ряд. Номенклатура, изомерия.

Методы получения спиртов (из алкенов, галогенпроизводных, карбонильных соединений, сложных эфиров и карбоновых кислот). Синтезы с помощью реактива Гриньяра.

Ассоциация, водородная связь, кислотность спиртов. Физические свойства.

Химические свойства. Реакции водорода гидроксильной группы (с участием связи О-Н спиртов): образование алкоголятов, ацилирование, взаимодействие с реактивом Гриньяра. Реакции гидроксильной группы (с участием связи С-ОН спиртов): замещение на галоген (под действием галогеноводородов, галогенидов фосфора, хлористого тионила), дегидратация. Окисление спиртов. Сравнение свойств первичных, вторичных и третичных спиртов. Метанол, этанол. Высшие спирты в природе.

Непредельные спирты. Изомеризация винилового спирта в ацетальдегид. Аллиловый спирт.

Многоатомные спирты. Этиленгликоль, глицерин. Получение. Пинаколиновая перегруппировка (механизм).

Меркаптаны. Сравнение со свойствами спиртов.

ФЕНОЛЫ

Номенклатура и изомерия.

Методы синтеза. Промышленное получение фенола из кумола (механизм). Синтез фенолов из хлорбензола, арилсульфокислот, арилдиазосоединений.

Химические свойства. Взаимное влияние гидроксильной группы и бензольного кольца. Кислотные свойства фенола, сравнение со спиртами. Влияние заместителей на кислотность фенолов. Получение простых и сложных эфиров фенола. Реакции электрофильного замещения в бензольном ядре фенола (галогенирование, нитрование, сульфирование). Перегруппировка Фриса. Перегруппировка аллиловых эфиров фенола (Кляйзен). Конденсация фенола с карбонильными соединениями. Фенолформальдегидные смолы. Нитрофенолы. Пикриновая кислота (таутомерия). Хиноны. Хиноидная структура как хромофорная группа.

ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ

Номенклатура и изомерия.

Способы получения. Реакция Вильямсона, межмолекулярная дегидратация спиртов.

Химические свойства: образование оксониевых солей, расщепление кислотами. Диэтиловый эфир, окись этилена, диоксан, тетрагидрофуран. Краун-эфиры.

ОКСОСОЕДИНЕНИЯ (АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ)

Номенклатура.

Способы получения оксосоединений: при окислении спиртов, при гидролизе дигалогенпроизводных, из карбоновых кислот и их производных, из ацетиленов (по реакции Кучерова и при гидроборировании); синтез кетонов с помощью ацетоуксусного эфира.

Химические свойства оксосоединений. Строение карбонильной группы, ее полярность и поляризуемость. Влияние заместителей на реакционную способность С=О– группы. Общее представление о механизме нуклеофильного присоединения по связи С=О. Кислый и основной катализ. Присоединение воды, бисульфита натрия, синильной кислоты, магнийорганических соединений. Образование ацеталей и кеталей. Конденсация оксосоединений с ацетиленами (С-Н – кислота). Полимеризация альдегидов (параформ, паральдегид). Реакция присоединения-отщепления при взаимодействии оксосоединений с гидроксиламином (оксимы), с гидразином и его производными (гидразоны), с семикарбозидом (семикарбазоны) (механизм). С-Н-кислотные свойства карбонильных соединений - реакции с участием альфа-атомов водорода: галогенирование (хлораль), альдольная и кротоновая конденсации (механизм реакции, кислотный и щелочной катализ). Кето-енольная таутомерия. Понятие о карбанионах и их стабилизации. Енолизация альдегидов и кетонов. Влияние структуры на положение кето-енольного равновесия. Галоформная реакция (механизм). Восстановление альдегидов и кетонов. Окисление альдегидов. Реакция Канниццаро (диспропорционирование альдегидов). Реакция Тищенко. Получение пинаконов и пинаколиновая перегруппировка (механизм).

Формальдегид, ацетон.

-, - непредельные альдегиды и кетоны. Получение (кротоновая конденсация). Сопряжение карбонильной группы с двойной углерод–углеродной связью. Присоединение галогеноводородов к непредельным карбонильным соединениям. Акролеин, кротоновый альдегид.

Ароматические альдегиды и кетоны. Получение бензальдегида из толуола. Введение ацильной группы в ароматическое кольцо (по Фриделю– Крафтсу).

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

Монокарбоновые кислоты. Гомологический ряд. Изомерия и номенклатура.

Строение карбоксильной группы и карбоксилат-иона. Ассоциация кислот. Влияние заместителей на кислотные свойства. Сравнение кислотности карбоновых и сульфоновых кислот.

Способы получения карбоновых кислот: при окислении углеводородов, спиртов, альдегидов, кетонов; при гидролизе функциональных производных кислот; при взаимодействии магнийорганических соединений с диоксидом углерода; на основе малонового и ацетоуксусного эфиров.

Химические свойства: галогенирование по Геллю–Фольгардту–Зелинскому (механизм); декарбоксилирование; электролиз по Кольбе; получение различных производных.

Производные карбоновых кислот. Соли, галогенангидриды, ангидриды, амиды, сложные эфиры, нитрилы. Получение, взаимные превращения. Химические свойства. Образование амидов из оксимов (перегруппировка Бекмана, механизм). Ацилирование аминов, спиртов и фенолов хлорангидридами или ангидридами кислот. Ряд ацилирующих агентов. Этерификация кислот и омыление сложных эфиров (механизм). Сложноэфирная конденсация Кляйзена (механизм).

Муравьиная, уксусная, пальмитиновая, стеариновая кислоты. Особые свойства муравьиной кислоты.

Непредельные кислоты. Получение (из галоген- и окси-кислот). Присоединение по двойной С=С связи. Цис- и транс-изомерия. Фумаровая и малеиновая кислоты. Различия по физическим и химическим свойствам. Малеиновый ангидрид как диенофил в реакции диенового синтеза. Акриловая и метакриловая кислоты. Полимерные материалы на основе производных акриловой и метакриловой кислот.

 

Дикарбоновые кислоты. Номенклатура. Общие методы получения. Особые свойства метиленовой группы малонового эфира как С-Н-кислоты. Синтезы с помощью малонового эфира. Декарбоксилирование малоновой кислоты. Янтарная кислота, ее ангидрид и амид. N-бромсукцинимид.

 

Ароматические карбоновые кислоты. Бензойная кислота, методы ее получения. Дикарбоновые ароматические кислоты. Синтез и практическое применение фталевой и терефталевой кислот. Ангидрид и амид фталевой кислоты. Реакция Габриэля (получение аминов).

 

ЖИРЫ

Аналитические характеристики жиров. Химические свойства. Мыла, детергенты, воски. Понятие о липидах.

ОКСОКИСЛОТЫ

Пировиноградная кислота, ее свойства.

Ацетоуксусный эфир. Получение (сложноэфирная конденсация Кляйзена). Кето-енольная таутомерия (влияние строения на положение равновесия). Реакции кетонной и енольной форм ацетоуксусного эфира. Алкилирование натриевого производного ацетоуксусного эфира. Кислотное и кетонное расщепление. Использование ацетоуксусного эфира для синтеза органических соединений.

ОКСИКИСЛОТЫ

Изомерия, номенклатура.

Способы получения: при восстановлении кетокислот; при окислении гликолей; через оксинитрилы.

Дегидратация -, - , - оксикислот. Лактиды и лактоны.

Гликолевая, молочная и винная кислоты. Нахождение в природе. Свойства.

Оптическая изомерия - вид пространственной изомерии. Асимметрический атом углерода, структурные формулы, проекционные формулы Фишера. Стереохимия соединений с двумя асимметрическими атомами углерода. Антиподы (энантиомеры), рацематы, диастереомеры, мезоформы. Стереохимия молочных и винных кислот. Способы разделения рацематов. Понятие об асимметрическом синтезе. Абсолютная и относительная конфигурации. D,L - система. Принцип R,S-номенклатуры. Определение старшинства заместителей у асимметрического атома углерода. Конфигурация и знак вращения.

УГЛЕВОДЫ (САХАРА)

Классификация углеводов (моно-, ди- и полисахариды).

Моносахариды. Альдопентозы (рибоза, дезоксирибоза, арабиноза, ксилоза), альдогексозы (глюкоза, манноза, галактоза), их строение и нахождение в природе. Стереохимия альдоз и кетоз. Связь конфигурации сахаров с D- и L - глицериновым альдегидом.

Глюкоза, открытая и циклическая (полуацетальная) формы глюкозы (пиранозная, фуранозная). Формулы Хеуорса. Гликозидный гидроксил. Кольчато-цепная таутомерия и мутаротация сахаров. - и - формы (аномеры). Химические свойства. Окисление, восстановление, ацилирование. Гликозиды (циклические ацетали) и агликоны. Озазоны. Эпимеры. Реакции укорочения и удлинения цепи. Конформация глюкопиранозы (форма "кресло", аксиальное и экваториальное расположение гидроксильных групп). Конфигурация циклической формы у рибозы и дезоксирибозы.

Фруктоза как пример кетозы. Строение, свойства. Эпимеризация моносахаридов (взаимопревращение глюкозы, маннозы и фруктозы).

Сахароза как представитель дисахаридов, ее строение, инверсия оптической активности при гидролизе. Восстанавливающие и невосстанавливающие сахариды.

Крахмал, клетчатка (полисахариды). Строение, химическая переработка клетчатки.

АМИНЫ

Алифатические амины. Классификация, номенклатура и изомерия.

 

Способы получения аминов: из галогенпроизводных (реакция Гофмана), при восстановительном аминировании карбонильных соединений, при восстановлении азотсодержащих производных карбонильных соединений и карбоновых кислот, нитросоединений, из амидов карбоновых кислот (перегруппировка Гофмана), по реакции Габриэля.

 

Электронное строение аминогруппы. Стереохимия аминов. Химические свойства аминов. Амины как основания. Сравнение основных свойств аммиака, первичных, вторичных и третичных аминов, а также амидов. Алкилирование, ацилирование аминов. Защита аминогруппы. Действие азотистой кислоты на первичные, вторичные и третичные амины.

Четвертичные аммониевые основания и их соли.

Диамины, аминоспирты.

Ароматические амины (анилин, толуидин). Получение при восстановлении соответствующих нитросоединений.

Взаимное влияние аминогруппы и ароматического кольца. Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце ароматических аминов. Защита аминогруппы. Сравнение основных свойств алифатических и ароматических аминов. Влияние заместителя в кольце на основные свойства аминогруппы. Сульфаниловая кислота. Цвиттер-ионы. Понятие о сульфамидных препаратах. Диазотирование первичных ароматических аминов азотистой кислотой.

Соли диазония, их реакции, протекающие без выделения и с выделением азота. Азосочетание как реакция электрофильного замещения в ароматическом ядре.

АМИНОКИСЛОТЫ

Аминокислоты. Изомерия, номенклатура. Природные аминокислоты. Стереохимия аминокислот.

Амфотерные (кислотно-основные) свойства аминокислот. Внутренние соли (бетаимы), изоэлектрическая точка. Реакции аминокислот по карбоксильной и аминогруппам. Сравнение -, - и -аминокислот. Лактамы. Дикетопиперазины. Дезаминирование и декарбоксилирование аминокислот.

Важнейшие представители природных аминокислот (глицин, аланин, фенилаланин, валин, лейцин, лизин, треонин, пролин, триптофан).

Общее представление о составе, строении, физических и химических свойствах белков. Пептидные спирали и водородная связь. Пептидный синтез. Избирательная защита и активирование амино- и карбоксильной групп (карбобензоксигруппа).

Общее представление о составе и строении нуклеиновых кислот.

Синтетические полиамиды: найлон, капрон.


Просмотров 502

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!