Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма icon

Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма




НазваРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Сторінка1/5
Дата03.05.2013
Розмір1.36 Mb.
ТипПрограма
  1   2   3   4   5

Херсонський державний університет

Кафедра органічної та біологічної хімії


ЗАТВЕРДЖУЮ”

Проректор з навчальної та

науково-педагогічної роботи

професор Тюхтенко Н.А.

“___”________________2012року


РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ


1.4.3. органічна хімія


напрям підготовки 6.040101. Хімія*


спеціалізація Аналітичний контроль за станом навколишнього середовища та лікарських препаратів


факультет Природознавства, здоров’я людини і туризму


Херсон-2012 рік


Робоча програма Органічна хімія

для студентів за напрямом підготовки 6.040101. Хімія*.


Розробники:

Речицький Олександр Наумович – завідувач кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат хімічних наук, доцент;

^ Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент.


Робоча програма затверджена на засіданні кафедри органічної та біологічної хімії

Протокол від “3” вересня 2012 року № 1

Завідувач кафедри органічної та біологічної хімії

_______________________ (доцент Речицький О.Н.)


Схвалено науково-методичною радою

Факультету Природознавства, здоров’я людини і туризму

Протокол від. “____”________________20___ року № ___

Голова _____________ (доцент Вишневська Л.В.)


^

Опис навчальної дисципліни





Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів – 16

Галузь знань

0401. Природничі науки

Нормативна


Напрям підготовки

6.040101. Хімія*

Модулів – 6

Спеціальність (професійне

спрямування):


^ Рік підготовки:

Змістових модулів – 6

2,3-й

2,3-й

Загальна кількість годин – 576

Семестр

3,4,5-й

3,4,5-й

Лекції

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних – 8/8/6

самостійної роботи студента – 189,2

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

Бакалавр


184 год.

40 год.

^ Практичні, семінарські

год.

год.

Лабораторні

168 год.

38 год.

^ Самостійна робота

189,2 год.

490,2 год.

Вид контролю: екзамен (3,4,5)


Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної роботи становить:

для денної форми навчання – 2,04:1

для заочної форми навчання – 1:5,9


^ Пояснювальна записка

Мета курсу: Сформувати знання про основні класи органічних сполук.


Завдання курсу:

  • Теоретичні:

1. Сформувати знання про склад, будову, номенклатуру, властивості основних класів органічних сполук.

2. Сформувати знання про способи одержання та методи дослідження основних класів органічних сполук.

  • Практичні:

1. На основі теоретичних знань сформувати вміння досліджувати властивості та будову органічних сполук.


^ Перелік знань та умінь студентів

Студент повинен знати:

- особливості складу, будови і властивостей органічних речовин;

- номенклатуру органічних речовин;

- ізомерію органічних речовин;

- склад, будову, властивості, добування, застосування основних класів органічних речовин, а саме насичених, ненасичених і ароматичних вуглеводнів, спиртів, фенолів, карбонільних сполук, карбонових кислот та їх похідних, амінів, гетероциклічних сполук, амінокислот.

^ Студент повинен вміти:

- встановлювати елементний склад органічних речовин;

- досліджувати фізичні властивості органічних речовин;

- досліджувати властивості представників класів органічних речовин;

- порівнювати реакційну здатність речовин.


Міждисциплінарні зв’язки: загальна та неорганічна хімія, аналітична хімія, біологія, біохімія, біоорганічна хімія,


^ Зміст дисципліни

  1. ВСТУП

Предмет органічної хімії. Органічна хімія – хімія сполук Карбону. Вивчення сполук Карбону та їх хімічні особливості. Причина виділення сполук Карбону в окрему хімічну науку. Короткий історичний розвиток органічної хімії. Зв’язок органічної хімії з іншими науками та її значення.

^ Методи вивчення органічних речовин. Методи виділення індивідуальних органічних сполук. Якісний і кількісний аналіз органічних сполук. Встановлення будови органічних сполук фізико-хімічними методами.

^ Структурна теорія хімічної будови органічних сполук. Поняття “структура молекул”, основні положення структурної теорії хімічної будови органічних сполук. Залежність властивостей речовин від їх якісного і кількісного складу (приклади), від структури молекули (приклади). Пояснення поняття ізомерія (приклади). Взаємний вплив атомів у молекулі (приклади). Роль праць О.М. Бутлєрова, А. Кекуле і А. Купера в створенні структурної теорії хімічної будови органічних сполук. Значення теорії хімічної будови органічних сполук.

Найважливіші школи хіміків-органіків та найвидатніші вчені хіміки-органіки XIX і XX століття та їх внесок у розвиток органічної хімії (в процесі викладення лекційного курсу).

^ 2. КЛАСИФІКАЦІЯ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Ациклічні (аліфатичні або нециклічні), карбоциклічні (аліциклічні і ароматичні), гетероциклічні. Поняття про функціональні групи.


^ АЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ АЛІФАТИЧНОГО РЯДУ

3. АЛКАНИ (НАСИЧЕНІ ВУГЛЕВОДНІ)

Хімічний склад алканів, їх загальна формула, гомологічний ряд. Вивід структурних формул алканів. Первинні, вторинні, третинні і четвертинні атоми Карбону. Вуглеводневі радикали і їх назви. Номенклатура алканів: історична, раціональна і за правилами ІЮПАК.

Ізомерія алканів. Структурна ізомерія (ізомерія вуглецевого скелета) і конформаційна ізомерія. Причини, які зумовлюють наявність конформаційної ізомерії. Причина загальмованого обертання навколо σ - зв’язку.

Конформація, конформер, конформаційний ізомер. Потенціальна крива – функція діедрального кута. Залежність потенціальної енергії молекули від кута обертання навколо б-зв’язку в молекулі етану. Поняття про напругу Пітцера. Загальмовані і затінені конформації етану.

^ Методи синтезу алканів. Методи синтезу алканів без зміни вуглецевого скелета: відновлення: алкілгалогенідів (воднем у момент виділення [літій алюмогідридом], гідроліз металоорганічних сполук [гідроліз реактиву Гриньяра, алюміній карбідом]). Гідрування ненасичених вуглеводнів. Методи синтезу алканів із збільшенням вуглецевого скелета: реакції Вюрца, Вюрца-Гріньяра, Корі-Хауса. Поняття про металоорганічні сполуки. Реакція Кольбе (електроліз солей карбонових кислот). Синтез алканів із зменшенням вуглецевого скелета (декарбоксилування солей карбонових кислот – синтез Дюма). Промислові методи добування і виділення алканів (із природного газу і нафти, із Карбон оксидів – метод Фішера-Тропша).

^ Фізичні властивості алканів. Агрегатний стан алканів, закономірності в зміні температур кипіння і плавлення, а також густини в гомологічному ряду. УФ-, ІЧ- та
ПМР-спектри алканів.

^ Електронна будова насичених вуглеводнів. Теорія гібридизації. Три валентні стани атома Карбону, правила для встановлення гібридизації атомів у молекулі. Тетраедрична або sр3-гібридизація атома Карбону. Розподіл електронної густини в гібридній орбіталі. Електронна будова і кути між напрямком валентностей в молекулах метану, етану, пропану, бутану та інших алканів і їх шаростержневі та масштабні моделі. σ-Зв’язки. Ротаційно-симетричний розподіл електронної густини в молекулярній орбіталі σ-зв’язку.

Енергія, довжина і поляризовність простих зв’язків С-С і С-Н у алканів. Полярність зв’язків і полярність молекул. Електронегативність атомів. Електронегативність атома Карбону в sp3-гібридному (в першому валентному) стані.

^ Хімічні властивості алканів. Класифікація органічних реакцій за напрямком їх протікання: приєднання (А-реакції), відщеплення (Е-реакції), заміщення (S-реакції), перегрупування.

Реакції, в які вступають алкани. Реакції заміщення.

Галогенування. Взаємодія алканів з галогенами. Механізм реакцій SR і SE (на прикладі реакції хлорування метану). Поняття про вільні радикали, карбкатіони та карбаніони. Енергетична діаграма реакції хлорування, поняття про перехідний стан. Швидкості реакцій флуорування, хлорування, бромування. Неселективність ланцюгових радикальних реакцій, орієнтація заміщення при галогенуванні. Порівняння стійкості первинних, вторинних і третинних алкільних радикалів і катіонів.

Сульфохлорування. Механізм реакції SR. Використання алкілсульфохлоридів для виробництва синтетичних миючих засобів.

Нітрування. Рідкофазне нітрування (М.І. Коновалов), парофазне нітрування (А. І.Тітов), механізм реакції.

Окиснення. Відношення алканів до розчину калій перманганату.

Окиснення алканів до кислот з розривом С-С зв’язків (добування оцтової кислоти із бутану, синтетичних вищих карбонових кислот, із нафтових фракцій). Окиснення алканів до спиртів без розриву С-С зв’язків (метод Башкірова). Синтетичні миючі засоби, синтетичне мило. Добування формальдегіду із метану. Горіння. Характеристика швидкості горіння рідких насичених вуглеводнів з нормальним і розгалуженим вуглецевим ланцюгом. Октанові числа. Антидетонатори.

Актуальність питання охорони навколишнього середовища при використанні етилового бензину. Заміна ТЕС на малошкідливі антидетонатори (етери, карбонільні сполуки металів тощо).

^ Реакції відщеплення. Дегідрування алканів.

Реакції розщеплення. Крекінг, піроліз і їх значення. Термічний і каталітичний крекінг.

(Ізомеризація н-алканів у ізоалкани)

Взаємний вплив атомів у молекулах алканів. Неполярні і полярні ковалентні зв’язки. Залежність полярності σ-зв’язків від електронегативності хімічних елементів. Таблиця електронегативності елементів за Полінгом. Зміщення електронної густини через σ-зв’язки. Індуктивний ефект. Два види індуктивних ефектів: +I, -I. Залежність значення І-ефекту від ефективної електронегативності замісників. Затухання індуктивного ефекту в ланцюзі σ-звязків. Вплив I-ефектів на фізичні і хімічні властивості органічних сполук. Індуктивний вплив алкільних радикалів в алканах на активність атомів Гідрогену біля первинних, вторинних і третинних атомів Карбону і відмінність в активності таких атомів Гідрогену (приклади).

Окремі представники насичених вуглеводнів, їх добування, застосування.

^ 4. АЛКЕНИ (ЕТИЛЕНОВІ ВУГЛЕВОДНІ, ОЛЕФІНИ)

Загальна формула. Гомологічний ряд етиленових вуглеводнів і його генетичний зв’язок з гомологічним рядом насичених вуглеводнів. Номенклатура алкенів: історична, раціональна, ІЮПАК.

Радикали алкенів і їх назви. Ізомерія алкенів: структурна (розгалуження вуглецевого скелета і положення подвійного зв’язку), просторова (цис- і транс-). Причина існування цис- і транс- ізомерії в симетрично дизаміщених алкенів.
Z-,Е-номенклатура для геометричних ізомерів. Відмінність у властивостях геометричних ізомерів.

^ Методи добування алкенів. Реакція відщеплення: дегідрування алканів, дегідрогалогенування галогеналканів, дегідратація спиртів, дегалогенування віцінальних дигалогеналканів. Гідрування ацетиленових вуглеводнів, добування цис- і транс-алкенів. Каталітичний крекінг. (Склад кінцевих продуктів крекінгу, гази крекінгу. Механізм каталітичного крекінгу, перегрупування і стабілізація карбонієвих йонів, які утворюються на проміжній стадії).

^ Фізичні властивості алкенів. Закономірності в зміні температур кипіння і плавлення, густин в гомологічному ряду алканів. УФ-, ІЧ- та ПМР-спектри алкенів.

^ Електронна будова етиленових вуглеводнів. Тригональна (sp2) гібридизація атома Карбону. Електронна будова, схема σ- і π-звязків, кути між напрямками валентностей в молекулах етилену, пропілену, бутиленів. Шаростержневі та масштабні моделі алкенів. Розподіл електронної густини π-зв’язку. Поляризовність і нуклеофільність π-звязку. Порівняння поляризовності σ- і π-зв‘язків. Енергія і довжина подвійного зв’язку в етилені. Електронегативність атома Карбону в sp2-гібридному стані.

^ Хімічні властивості алкенів.

Алкени як основи Льюїса.

Реакції приєднання. Гідрування алкенів (гетерогенний каталіз). Каталізатори гідрування. Електрофільне приєднання до алкенів, двостадійний механізм реакцій AE (π- і σ- комплекси). Галогенування алкенів, АR і AE-механізм. Гідрогалогенування, механізм. Правило Марковнікова, пояснення його поляризацією π-зв’язку (статичний ефект) і стійкістю карбонієвих йонів, які утворюються на проміжній стадії (динамічний ефект). (Гідрогалогенування несиметрично дизаміщених алкенів. Правило Вагнера-Зайцева і пояснення його на основі динамічного ефекту.) Виняток із правила Марковнікова: приєднання гідроген галогенідів до пропілену в присутності пероксидів (пероксидний ефект Караша, АR -механізм, пояснення) і до трифторпропілену. Гідратація алкенів. Гіпогалогенування алкенів. Каталітичне алкілування ізобутану олефінами, механізм реакції з урахуванням стабілізації карбонієвих йонів. Оксосинтез і його каталіз.

^ Реакції полімеризації. Ступінчаста полімеризація ізобутилену та інших алкенів. Добування високооктанового палива. Ланцюгова полімеризація, стадії процесу. Одержання полімерів радикальною, катіонною та аніонною полімеризацією. Катіонна полімеризація (кислотні каталізатори), АЕ-механізм. Аніонна полімеризація і її механізм. Радикальна полімеризація (ініціатори або опромінення) АR-механізм. Стереоспецифічні каталізатори Ціглера-Натта. Поліпропілен (ізотактичний, синдіотактичний, атактичний). Теломеризація. Приклади полімерів та їх застосування.

^ Реакції окиснення. Окиснення без розриву С-С зв’язків. Реакція Є.Є. Вагнера і її механізм. Добування епоксисполук ї використання їх для добування гліколів. Каталітичне окиснення етилену в оцтовий альдегід на паладієвому каталізаторі. Добування акрилонітрилу окиснювальним амонолізом пропілену. Окиснення алкенів з розривом С-С зв’язків. Озонування, окиснення сильними окисниками. Кінцеві продукти окиснення. Значення реакцій окиснення для встановлення будови етиленових вуглеводнів.

^ Реакції заміщення. Хлорування алкенів при високій температурі.

Добування хлористого вінілу і хлористого алілу. Полівінілхлорид і його застосування.

[Реакції ізомеризації. Переміщення подвійного зв’язку (А.Є. Фаворський) і переміщення алкілу.]

^ Якісні реакції на подвійний зв’язок.

Окремі представники етиленових вуглеводнів, їх добування, застосування для промислового синтезу органічних речовин.

^ 5. АЛКАДІЄНИ (ДЇЄНОВІ ВУГЛЕВОДНІ)

Загальна формула, класифікація, номенклатура, ізомерія. Дієни з спряженою системою подвійних зв’язків. Методи синтезу спряжених дієнів. Добування бутадієну із бутану, бутан-бутиленової фракції крекінг-газів і із етилового спирту (метод
С.В. Лебедева). Добування ізопрену (2-метил-1,3-бутадієну) із 2-метилбутану
(із пентанової фракції нафти).

^ Фізичні властивості спряжених дієнів. Молекулярна екзальтація спряжених діенів. УФ- та ІЧ-спектри спряжених дієнів.

(Електронна будова 1,2-пропадієну (алену), схема σ- і π-зв’язків у його молекулі. Хімічні властивості алену.]

^ Електронна будова 1,3-бутадієну. Схема σ- і π-зв’язків його молекули. Мезомерний ефект. Перерозподіл електронної густини в системі π-зв’язків, стабілізація системи, π, π-спряження. Неполярний мезомерний (М) ефект і полярні мезомерні
(+М, -М) ефекти. Замісники, які викликають позитивний (+М) і негативний (-М) мезомерні ефекти. Вплив мезомерного ефекту на фізико-хімічні властивості сполук. Енергетичні рівні, вигляд молекулярних орбіталей, молекулярна діаграма 1,3-бутадієну. Граничні структури, мезоформули із зігнутими стрілками і вирівняними зв’язками, енергія мезомерії (спряження) 1,3-бутадієну. Масштабна модель молекули
1,3-бутадієну.

^ Хімічні властивості спряжених дієнів. Гідрування дієнів активними металами в присутності спирту, каталітичне гідрування. Галогенування 1,3-бутадієну (АЕ- і АR-механізми). [Кінетичний ї термодинамічний контроль, потенціальні криві процесів]. Гідрогенгалогенування 1,3-бутадієну (АЕ-механізм). Дієновий синтез Дільса-Альдера. Полімеризація 1,3-бутадієну, ізопрену. Співполімеризація спряжених дієнів. Синтетичні каучуки: СКБ, СКД, СКІ, СКН.

^ Натуральний каучук (НК), його добування, будова. Доказ будови НК озонолізом (озонідним розщепленням, Гаррієс), просторова будова натурального каучука і гутаперчі. Застосування натурального і синтетичних каучуків. Вулканізація каучуків і її хімізм.

^ 6. АЛКІНИ (АЦЕТИЛЕНОВЇ ВУГЛЕВОДНІ)

Загальна формула. Гомологічний ряд ацетиленових вуглеводнів і його генетичний зв’язок з гомологічними рядами насичених та етиленових вуглеводнів. Ізомерія, номенклатура алкінів.

^ Методи добування алкінів. Добування ацетилену із карбіду кальцію (структура карбіду кальцію, валентний стан Карбону і кальцію в даній сполуці) і піролізом метану. Добування алкінів дегідрогалогенуванням віцінальних дигалогенопохідних, дегалогенуванням тетрагалогенопохідних, алкілуванням ацетиленідів лужних металів.

Фізичні властивості ацетиленових вуглеводнів. Залежність температури кипіння алкінів від структур їх молекули. УФ-, ІЧ- і ПМР-спектри алкінів.

Електронна будова ацетиленових вуглеводнів. Діагональна (sp) гібридизація атома Карбону. Електронна будова, схема σ- і π-зв’язків, кути між напрямками валентностей у молекулі ацетилену. Розподіл електронної густини π-зв’язків у молекулі ацетилену та їх поляризовність. Енергія і довжина потрійного зв’язку. Електронегативність Карбону в sр-гібридному стані. Залежність електронегативності і довжини ковалентного радіуса від валентного стану атома Карбону. Порівняння енергії, довжини і полярності зв’язків С-Н в етані, етилені і ацетилені. Шаростержневі та масштабні моделі алкінів.

^ Хімічні властивості алкінів. Кислотні властивості алкінів: добування ацетиленідів і важких металів [реактаву Іоцича (ацетиленових магнійорганічних сполук)]. Порівняння кислотних властивостей ацетилену, етилену і етану.

^ Реакції приєднання до алкінів. Порівняння реакційної здатності в реакціях електрофільного приєднання ацетиленових і етиленових вуглеводнів. Гідрування алкінів. Стереоселективність реакції гідрування залежно від природи каталізатора. Реакції АЕ: гідрогалогенування алкінів (синтез хлористого вінілу), взаємодія алкінів з галогенами. Реакції АN: гідратація алкінів (реакція М.Г. Кучерова) її механізм. Причина нестійкості вінілового спирту, який утворюється на проміжній стадії, поняття про таутомерію, правило Ельтекова. Приєднання спиртів (добування вінілових естерів), карбонових кислот (синтез вінілацетату), цианідної кислоти (добування акрилонітрилу).

Приєднання полярних речовин до несиметрично заміщених гомологів ацетилену (правило Марковнікова)

^ Олігомеризація алкінів: димеризація ацетилену (вінілацетилен і синтез хлоропрену на його основі), цикломеризація (бензен), тетрамеризація (циклооктатетраєн). Полімер ацетилену карбін.

^ Ацетилен як сировина в промисловості органічного синтезу: добування оцтового альдегіду, тетрахлоретану, хлористого вінілу, акрилонітрилу, вінілацетату, вінілових естерів та інших мономерів для синтезу полімерів і каучуків. Використання ацетилену в автогенному зварюванні і різанні металів.

^ 7. ГАЛОГЕНОПОХІДНІ АЛКАНІВ

Загальна формула, гомологічний ряд галогеноалканів (алкілгалогенідів). Номенклатура: за назвою радикалів і за правилами ІЮПАК. Ізомерія, викликана розгалуженням вуглецевого ланцюга і положенням атома галогену. Первинні, вторинні і третинні алкілгалогеніди. Конформаційна ізомерія. Конформації 1,2-дихлоретану. Залежність потенціальної енергії молекули 1,2-дихлоретану від кута обертання навколо σ-зв’язку.

^ Фізичні властивості галогеналканів. Залежність фізичних властивостей галогеналканів від природи атомів галогену, складу і будови вуглеводневого радикалу. ІЧ- та ПМР-спектри галогеналканів. (ПМР-спектроскопія, магнітні властивості ядер у магнітному полі. Поняття про хімічний зсув, спін-спінову взаємодію, еквівалентні і нееквівалентні протони, мультиплетність сигналів. ПМР-спектр хлоретану).

^ Методи добування галогеналканів. Добування із насичених вуглеводнів (розрахунок співвідношення виходу моногалогенопохідних, одержаних шляхом заміщення атома Гідрогену біля первинного, вторинного і третинного атома Карбону), із спиртів (дією гідрогенгалогенідів, галогенідів фосфору і сульфуру), із етиленових і ацетиленових вуглеводнів. Добування флуор- і йодалканів. Реакція Фінкельштейна. Добування полігалогенозаміщених і поліфлуорвуглеводнів.

^ Електронна будова алкілгалогенідів. Індуктивний ефект, дипольні моменти, енергія, полярність і поляризовність зв’язків Карбон-галоген. Залежність реакційної здатності галогену від енергії зв’язків в ряду С-F, С-Сl, С-Вr, С-I. Шаростержневі і масштабні моделі галогеналканів.

^ Хімічні властивості галогеналканів.

Реакції нуклеофільного заміщення галогеналканів. Приклади реакцій (взаємодія з водою, водними розчинами лугів, спиртами, алконолятами, амоніаком, амінами, солями галогенідних кислот, ціанідами, нітритами та іншими реагентами). Механізми реакцій SN1 і SN2. Стадії дисоціації галогеналканів, йонні пари і сольватація, рушійна сила реакцій, криві потенціальної енергії. Стереоспецифічність реакцій SN2 - типу і відсутність стереоспецифічності в реакціях SN1-типу. Поняття про амбідентні нуклеофіли. Амбідентні аніони (приклади). Залежність напрямку реакції заміщення з амбідентними аніонами від механізму заміщення (SN1 і SN2). Правило Корнблюма. Порівняння реакційної здатності флуор-, хлор-, бром- і йодалканів, а також первинних, вторинних і третинних алкілгалогенідів у реакціях SN. Протікання паралельних реакціям заміщення реакцій дегідрогалогенування.

^ Дегідрогалогенування галогеналканів. Механізми реакцій Е1 і Е2. Правило Зайцева. Порівняння реакційної здатності галоїдних алкілів у реакціях заміщення і відщеплення, вплив різних факторів на напрямок реакцій (вплив будови субстрата і нуклеофільного реагенту, природи групи, яка заміщується, розчинників, температури, вплив йонних пар).

^ Відновлення галогеналканів (каталітичне і хімічне).

Взаємодія галогеналканів з металами; з натрієм (реакція Вюрца), цинком, магнієм. Добування реактивів Гриньяра і їх використання для синтезів.

^ Найважливіші представники галогеналканів. Продукти хлорування метану,
1,2-дихлоретан, тетрахлор- і гексахлоретани. Флуорпохідні алканів, особливі методи їх добування і властивості. Перфлуорвуглеводні, їх значення. Дифлуордихлорметан (фреон-12). Вплив фреонів на навколишнє середовище, зокрема на озоновий шар Землі.

^ 8. НЕНАСИЧЕНІ АЛКІЛГАЛОГЕНІДИ

Хлористий вініл і хлористий аліл. Їх добування. Хлористий вініл. Електронна будова, схеми σ- і π-зв’язків, взаємний вплив атомів у молекулі, та -ефекти
(р, π-спряження), граничні структури, мезоформула. Хімічні властивості хлористого вінілу. Реакція з участю подвійного зв’язку. Пояснення напрямку приєднання до хлористого вінілу полярних речовин, наприклад гідрогенгалогенідів. Реакції з участю атома хлору. Причина низької реакційної здатності вінільного атома галогену в реакціях SN. Застосування хлористого вінілу.

^ Хлористий аліл. Електронна будова. Хімічні властивості. Реакції з участю подвійного зв’язку із участю атома хлору. Причина високої активності алільного хлору в реакціях SN. (Доказ мономолекулярного механізму заміщення у хлористому алілі з використанням мічених атомів, електронна будова алільного катіона (граничні структури)). Застосування хлористого алілу.

Флуоралкени. Тетрафлуоретилен, його синтез, застосування. Тефлон. Хімічне волокно фторлон.

^ 9. АЛКАНОЛИ (ОДНОАТОМНІ СПИРТИ)

Функціональна, група спиртів, їх атомність. Загальна формула одноатомних спиртів і їх гомологічний ряд. Генетичний зв’язок між гомологічними рядами спиртів і
насичених вуглеводнів. Ізомерія спиртів: ізомерія зумовлена різним положенням функціональної групи, ізомерія викликана розгалуженням вуглецевого ланцюга, конформаційна ізомерія. Первинні, вторинні і третинні спирти. Номенклатура: історична, раціональна, ІЮПАК.

^ Методи добування спиртів. Добування спиртів окисненням алканів, гідролізом галогеналканів, гідратацією алкенів, відновленням карбонільних сполук, із альдегідів та кетонів і магнійорганічних сполук, гідролізом естерів, із амінів, бродінням цукристих речовин.

^ Фізичні властивості спиртів. Залежність температури кипіння спиртів від будови їх молекули. Причина підвищення температур кипіння спиртів у порівнянні з алканами, галогеналканами. Міжмолекулярний водневий зв’язок у спиртах. Спектральний аналіз спиртів. ІЧ-спектри спиртів, валентні коливання групи-ОН. Доказ присутності водневого зв’язку в спиртах методом ІЧ-спектроскопії (мономер, димер, поліасоціат). ПМР-спектр безводного етилового спирту, число сигналів, їх положення, мультиплетність. Розчинність спиртів у воді.

^ Електронна будова, метилового, етилового та інших спиртів. Схема σ-зв’язків та полярність їх молекул. Кулестрежневі та масштабні моделі молекул спиртів.

Хімічні властивості спиртів.

^ Теорія кислот і основ Бренстеда-Лоурі. Константи йонізації кислот і основ, поняття про спряжені кислоти і основи. Порівняння сили кислот Н-Halg, Н-О-, Н-С-. Поняття про жорсткі і м’які кислоти і основи (ЖМКО). Принцип Пірсона і його формулювання. Кислоти і основи Льюіса. Нуклеофільність і основність речовин. Основність і нуклеофільність аніонів елементів другого періоду (F-, R-O-, R-NH-, R3C-).

^ Кислотно-основні властивості спиртів. Порівняння кислотних і основних властивостей води, первинних, вторинних і третинних спиртів. Заміщення атому Гідрогену гідроксильної групи спирту на метал, алконоляти. Взаємодія спиртів з магнійорганічними сполуками. Оксонієві солі.

^ Реакції нуклеофільного заміщання ОН-групи спиртів. Взаємодія спиртів з галогенідними кислотами (механізми реакцій SN2 для первинних і SN1 для вторинних і третинних спиртів). (Перегрупування карбонієвих йонів у випадку механізму SN1). Порівняння реакційної здатності первинних, вторинних і третинних спиртів у реакціях з гідрогенгалогенідами; порівняння реакційної здатності галогенідних кислот в реакціях з спиртами. Заміна гідроксильної групи в спиртах на галоген дією галогенопохідних Фосфору і Сульфуру, механізми реакцій. Взаємодія спиртів з мінеральними та карбоновими кислотами. Естери кислі і середні. Естери сульфатної, нітратної, фосфатної та карбонових кислот. Взаємодія спиртів з сульфатною кислотою. Умови, необхідні для добування естерів сульфатної кислоти, етерів і етиленових вуглеводнів.

^ Алкілування спиртів. Добування етерів. Алкілуючі засоби: спирт у кислому середовищі, діалкілсульфати в лужному середовищі. Алкілування алконолятів лужних металів алкілгалогенідами (реакція Вільямсона і її механізм).

^ Відщеплення води від спиртів. Внутрішньомолекулярна дегідратація спиртів, орієнтація відщеплення води, правило Зайцева.

Окиснення спиртів. Чотири ступені окиснення Карбону. Хімічне і каталітичне окиснення спиртів. Дія окисників на первинні, вторинні і третинні спирти.

Ідентифікація спиртів. Проба Лукаса, кольорова реакція з хром (VІ) оксидом в сульфатній кислоті, йодоформна реакція етанолу і вторинних спиртів.

^ Найважливіші представники спиртів. Метиловий, етиловий, пропілові, бутилові, амілові спирти, їх добування, застосування. Вищі спирти: цетиловий і мерициловий та їх поширення в природі.

^ Одноатомні ненасичені спирти. Вініловий спирт і причина його нестійкості (правило Ельтекова). Найважливіші етери та естери вінілового спирту: вінілбутиловий етер, вінілацетат; їх добування, застосування. Аліловий спирт: добування, властивості. Будова алільного карбонієвого йона, алільні перегрупування.

^ 10. ДВО- І ТРИАТОМНІ СПИРТИ

Гліколі. Гомологічний ряд, ізомерія, номенклатура. Добування α-гліколів із етиленових вуглеводнів: реакцією Вагнера (цис-гідроксилювання), реакцією Прилежаєва – через α-оксид (транс-гідроксилювання), гідролізом дигалогенозаміщених, (бімолекулярним відновленням карбонільних сполук (пінакон)).

^ Хімічні властивості гліколів. Кислотно-основні властивості гліколів і порівняння їх з аналогічними властивостями одноатомних спиртів. Два ряди етерів і естерів гліколів. Етери етиленгліколю, диглим. Дегідратація і окиснення етиленгліколю. Полігліколі і їх значення для синтезу миючих засобів.

(Пінакон. Пінакон-пінаколінове перегрупування, його механізм, стадії процесу).

Гліцерин. Добування гліцерину омиленням жирів та із пропілену через хлористий аліл. Кислотно-оснсвні властивості гліцерину і порівняння їх з аналогічними властивостями одноатомних спиртів. Причина посилення кислотних властивостей у гліколів та гліцерину. Три ряди етерів і естерів. Тринітрат гліцерину (нітрогліцерин). Добування, застосування. Окиснення гліцерину. Дегідратація гліцерину (утворення акролеїну).

11. ЕТЕРИ

Загальна формула, гомологічний ряд, ізомерія, номенклатура. Добування етерів дегідратацією спиртів та із галогеноалканів (реакція Вільямсона).

Електронна будова етерів і їх хімічні властивості. Основні властивості етерів: взаємодія з галогенідними кислотами, з сульфатною кислотою. Солі оксонію. Абсолютний (безводний) етер. Циклічні етери (діоксан). Пероксидні сполуки етерів. Застосування діетилового етеру і техніка безпеки при роботі з ним.

^ 12. ТІОСПИРТИ. ТІОЕТЕРИ

Тіоспирти. (меркаптани). Функціональна група тіоспиртів, їх загальна формула, гомологічний ряд і його зв’язок з гомологічним рядом спиртів. Номенклатура: історична, ІЮПАК. Добування тіоспиртів із галогеналканів. Хімічні властивості тіоспиртів. Порівняння кислотних і основних властивостей тіоспиртів із властивостями спиртів. Окиснення спиртів і продукти їх окиснення.

Тіоетери. Загальна формула, гомологічний ряд тіоетерів і його зв’язок з гомологічним рядом етерів. Номенклатура тіоетерів. Добування тіоетерів. Хімічні властивості тіоетерів. Основні властивості. Солі тіонію. Порівняння основних властивостей тіоетерів і етерів. Окиснення тіоетерів. Диметилсульфоксид – біполярний апротонний розчинник і його використання. Іприт, будова, добування, фізіологічна дія.


^ 13. НІТРОСПОЛУКИ АЛІФАТИЧНОГО РЯДУ

Функціональна група нітросполук, загальна формула, гомологічний ряд, номенклатура. Добування нітросполук: нітруванням алканів, нуклеофільним заміщенням галогену в галогеналканах на нітритний аніон. Нітритний аніон – амбідентний нуклеофіл. Залежність напрямку реакцій від механізму нуклеофільного заміщення ( SN1 i SN2). Електронна будова нітрогрупи, граничні структури, мезоформули, розподіл зарядів, довжина і порядок зв’язків N-О. (ІЧ-спектри нітрогрупи). Таутомерія нітросполук. Відновлення нітросполук. Нітрометан, (нітроформ). Значення нітросполук.

^ 14. АМІНИ АЛІФАТИЧНОГО РЯДУ

Аміни – органічні сполуки, які є похідними амоніаку. Функціональна група амінів. Первинні, вторинні і третинні аміни. Гомологічний ряд амінів. Номенклатура. Добування амінів: із галогеналканів (реакція Гофмана), відновленням нітросполук та нітрилів, із амідів карбонових кислот (Гофман).

^ Фізичні властивості амінів. Залежність температури кипіння амінів від будови їх молекули. Порівняння температур кипіння амінів і спиртів. ІЧ-спектри амінів.

^ Електронна і просторова будова молекул амінів. Подібність електронної і просторової будови амінів і амоніаку. Гібридизація атома Нітрогену. Наявність на атомі Нітрогену амінів вільної електронної пари. Масштабні моделі молекул аліфатичних амінів.

^ Хімічні властивості амінів. Кислотно-основні властивості амінів і порівняння їх з властивостями спиртів. Порівняння основних властивостей амоніаку, первинних, вторинних і третинних амінів. Реакції алкілування амінів. Четвертинні солі амонію (і їх термічний розклад). Ацилування амінів. Дія нітратної (ІІІ) кислоти на первинні, вторинні і третинні аміни. (Ізонітрильна реакція первинних амінів).

Діаміни: тетра-, пента-, гексаметилендіаміни. Поширення в природі, практичне застосування.

Аміноспирти. Етаноламін. Холін (гідроксид триметилоксіетиламонію). Синтез етаноламіну і холіну із етилен оксиду. Ацетилхолін. Біологічне значення холіну і ацетилхоліну.

Фосфатиди і їх біологічне значення.

^ 15 АЛЬДЕГІДИ І КЕТОНИ

Функціональна група альдегідів і кетонів. Гомологічні ряди альдегідів і кетонів, їх ізомерія і номенклатура (історична, раціональна, ІЮПАК).

^ Методи добування. Добування альдегідів і кетонів дегідруванням спиртів, піролізом кальцієвих солей карбонових кислот, гідролізом гемінальних дигалогеналканів, гідратацією ацетиленових вуглеводнів (Н.Г. Кучеров). (Оксосинтез: приєднання карбон (ІІ) оксиду) і атома Гідрогену до алкенів (В.Реппе). Добування із α-гліколів. Пінаколінове перегрупування).

^ Фізичні властивості альдегідів і кетонів. Залежність фізичних властивостей альдегідів і кетонів від будови їх молекул. Порівняння температур кипіння альдегідів і кетонів з температурами кипіння спиртів. ІЧ-спектри альдегідів і кетонів.
ПМР-спектри альдегідів.

Електронна будова карбонільної групи. Природа подвійного зв’язку в групі С=О;
-І, -М-ефекти карбонільної групи. Вплив карбонільної групи на рухливість α-атомів Гідрогену. Полярність і поляризовність карбонільної групи. Масштабні моделі альдегідів і кетонів.

^ Хімічні властивості альдегідів і кетонів. Реакції приєднання.

Нуклеофільне приєднання до карбонільної групи і його механізм АN у загальній формі. Приклади реакцій приєднання: ціанідної кислоти, натрій гідрогенсульфату (ІV), магнійорганічних сполук. Гідратація. Приєднання спиртів (напівацеталі, ацеталі, кеталі). Приєднання амоніаку і його похідних (гідроксиламіну, гідразину, фенілгідразину). Оксими, гідразони, фенілгідразони і їх значення. (Уротропін. Бекманівське перегруппування оксимів і його механізм).

Реакції з участю α-атомів Гідрогену. Енолізація альдегідів і кетонів у лужному і кислому середовищах. Заміщення α-атомів Гідрогену на галоген. Реакції конденсації альдегідів. Альдольна конденсація альдегідів і її механізм у лужному середовищі (на прикладі оцтового (і пропіонового) альдегідів). Кротонова конденсація.

Окисно-відновні реакції. Відновлення альдегідів і кетонів у спирті. Окиснення альдегідів. Якісні реакції альдегідів: реакція срібного дзеркала, взаємодія з купрум (ІІ) гідроксидом і з фуксінсірчистою кислотою. Окиснення кетонів, правило Попова. Реакція Канніццаро, реакція Тіщенка (утворення естеру із альдегіду).

^ Заміщення карбонільного Оксигену. Взаємодія альдегідів і кетонів з
фосфор(V) хлоридом.

Полімеризація альдегідів. Циклічні тримери (триоксан), (паральдегід), лінійні полімери (параформ, поліформальдегід).

^ Найважливіші представники. Формальдегід, оцтовий альдегід, ацетон і їх добування в промисловості, застосування. Особливі властивості мурашиного альдегіду.

(Кетен. Його добування і хімічні властивості).

^ Ненасичені альдегіди етиленового ряду. Акролеїн. Добування, електронна будова, взаємний вплив атомів у молекулі, π,π-спряження. Реакції за участю подвійного зв’язку С=С. Порядок приєднання полярних речовин. Механізм реакцій приєднання (через стадію 1,4-приєднання). Реакції з участю карбонільної групи.

^ 16. МОНОКАРБОНОВІ КИСЛОТИ

Функціональна група карбонових кислот. Гомологічний ряд монокарбонових кислот, їх ізомерія, номенклатура (історична, раціональна, ІЮПАК)

^ Методи добування. Добування карбонових. кислот окисненням насичених вуглеводнів (вищих алканів і н-бутану), окисненням спиртів і альдегідів. Синтез кислот із галогеналканів (із збільшенням вуглецевого ланцюга): карбоксилуванням магнійорганічних речовин (реактивів Гриньяра), гідролізом нітрилів (механізм реакції в кислому і лужному середовищах, (карбоксилуванням олефінів) синтез Репе). Добування карбонових кислот гідролізом жирів, із малонового естеру (див. розділ 19), із ацетооцтового естеру (див. розділ 22).

^ Фізичні властивості. Залежність температур кипіння і плавлення карбонових кислот від структури молекули. Парно-непарний ефект і його причина. Міжмолекулярні водневі зв’язки (Димери). ІЧ-, ПМР-спектри карбонових кислот.

^ Електронна _будова карбоксильної групи. -І-ефект, -ефект (р,π-спряження) карбоксильної групи, її граничні структури і мезоформула. Електронна будова карбоксилатного аніона, його граничні структури і мезоформула. Взаємний вплив гідроксильної і карбонільної груп. Масштабні моделі карбонових кислот.

^ Хімічні властивості. Кислотні властивості. Порівняння кислотних властивостей карбонових кислот, мінеральних кислот, води і спиртів. Вплив будови радикалу і його природи на кислотні властивості карбонових кислот. Дисоціація карбонових кислот. Взаємодія карбонових кислот з металами, оксидами і гідроксидами металів, карбонатами.

^ Основні властивості карбонових кислот. Місце приєднання протона до карбоксильної групи, будова спряженої кислоти. Порівняння властивостей карбонільної групи альдегідів, кетонів і карбонових кислот.

^ Реакції нуклеофільного заміщення гідроксильної групи в карбоксилі. Добування із карбонових кислот галогенангідридів, естерів.

Властивості карбонових кислот з участю вуглеводневого радикала. Вплив карбоксильної групи на рухливість α-атома Гідрогена. Галогенування карбонових кислот: реакція Геля-Фольгарда-Зелінського.

^ Окремі представники. Мурашина кислота, добування, особливі властивості, використання. Оцтова кислота, добування, властивості. Пальмітинова, стеаринова і вищі карбонові кислоти. Синтетичні карбонові кислоти та їх застосування.

^ 17. ПОХІДНІ КАРБОНОВИХ КИСЛОТ

Функціональні похідні карбонових кислот: солі, галогенангідриди, ангідриди, естери, аміди, нітрили.

Солі. Солі карбонових кислот і їх назва. Солі вищих карбонових кислот. Мило і його властивості. Використання солей карбонових кислот для добування насичених вуглеводнів, альдегідів і кетонів.

Хлорангідриди. Гомологічний ряд хлорангідридів карбонових кислот. Добування хлорангідридів взаємодією карбонових кислот з фосфор (V) хлоридом,(з тіонілхлоридом). Хімічні властивості хлорангідридів. Взаємний вплив атомів у молекулах хлорангідридів. Вплив карбонільної групи на активність атома галогену. Порівняння активності атома галогену з активністю атома галогену в алкілхлоридах. Хлорангідриди як ацилуючі засоби (гідроліз, агкоголіз, ацидоліз, амоноліз). Використання хлорангідридів для добування пероксидів ацилів. Вплив галогену на рухливість α-атома Гідрогену і реакційну здатність карбонільної групи в молекулах хлорангідридів.

^ Ангідриди кислот. Гомологічний ряд ангідридів карбонових кислот. Добування оцтового ангідриду із оцтової кислоти і кетену, взаємодією хлористого ацетилу з ацетатами. Хімічні властивості ангідридів кислот. Ангідриди як ацилуючі засоби (гідроліз, алкоголіз, амоноліз). Взаємодія ангідридів з гідрогенгалогенідами.

Естери. Гомологічний ряд естерів. Добування естерів із карбонових кислот реакцією естерифікації, механізм реакції естерифікації в кислому середовищі, доказ механізму з використанням мічених атомів. Хімічні властивості естерів. Гідроліз естерів. Механізм гідролізу (кислотний і лужний каталіз). Реакції переестерифікації і амонолізу. Естери в природі, їх застосування в промисловості.

Жири. Жири (тригліцериди) – естери гліцериду і вищих карбонових кислот. Вищі насичені і ненасичені карбонові кислоти, які входять до складу жирів. Хімічний склад твердих і рідких жирів. Хімічні властивості жирів. Гідроліз (омилення) жирів. Добування із жирів мила. Гідрогенізація жирів та взаємодія їх з бромною водою, розчином калій перманганату. Окиснення рідких жирів киснем повітря. Гіркнення жирів. Використання жирів у техніці. Висихаючі, напіввисихаючі і невисихаючі масла. Оліфа.

^ Аміди карбонових кислот. Гомологічний ряд амідів і їх добування із галогенангідридів, ангідридів, термічним розкладом амонійних солей карбонових кислот, неповним гідролізом нітрилів кислот (механізм гідратації), із оксимів альдегідів і кетонів бекманівським перегрупуванням (механізм бекманівського перегрупування). Хімічні властивості амідів. Електронна будова амідів, вплив р,π-спряження на основні властивості NH2-групи амідів, будова спряженої кислоти. Порівняння основних і кислотних властивостей амоніака, амінів і амідів. Гідроліз амідів, взаємодія їх з нітратною (ІІІ) кислотою. Перетворення амідів в аміни (перегрупування Гофмана).

^ Аміди карбонатної кислоти. Карбамінова кислота, сечовина. Добування сечовини. Електронна будова сечовини і взаємний вплив атомів у її молекулі (р,π-спряження), будова спряженої кислоти. Основні і кислотні властивості сечовини. Гідроліз сечовини. Взаємодія сечовини з нітратною (ІІІ) кислотою, з гіпобромітом натрію. Добування із сечовини біурету. Біуретова реакція.

Нітрили. Гомологічний ряд нітрилів кислот. Добування нітрилів. Електронна природа потрійного зв’язку С≡N і його подібність до потрійного зв’язку С≡С. Хімічні властивості нітрилів: гідрування, неповний і повний гідроліз.

Порівняння реакційної здатності в реакціях нуклеофільного заміщення похідних карбонових кислот з урахуванням індуктивного (-І) і мезомерного (+М; р,π-спряження) ефектів у функціональних групах.


^ 18. НЕНАСИЧЕНІ МОНОКАРБОНОВІ КИСЛОТИ

Гомологічний ряд, ізомерія, номенклатура. Акрилова, метакрилова, кротонова, ізокротонова, вінілоцтова кислота. Геометрична (цис-, транс-) ізомерія ненасичених кислот.

Добування акрилової, метакрилової кислот.

Хімічні властивості α,β-ненасичених кислот. ^ Реакції з участю карбоксильної групи. Вплив подвійного зв’язку С=С на кислотні властивості ненасичених кислот.

Реакції з участю подвійного С=С зв’язку. Порядок приєднання полярних речовин до α,β-ненасичених кислот, механізм реакцій приєднання (через стадію 1,4-приєднання). Полімеризація акрилової і метакрилової кислот та їх естерів. Застосування одержаних полімерів. Органічне скло.

Ненасичені вищі карбонові кислоти. Олеїнова, елаїдинова, лінолева і ліноленова кислоти, їх будова, властивості, значення.

^ 19. ДИКАРБОНОВІ КИСЛОТИ

Гомологічний ряд, номенклатура. Загальні методи добування дикарбонових кислот. Добування щавлевої кислоти із форміату натрію, окисненням сахарози; добування малонової кислоти із α-хлороцтової кислоти; добування адипінової кислоти окисненням циклогексанолу. Синтез дикарбонових кислот із малонового естеру і ацетооцтового естеру (див. розділи 19, 22).

^ Фізичні властивості дикарбонових кислот. Залежність температури плавлення від структури молекули. Парно-непарний ефект.

Хімічні властивості дикарбонових кислот. Реакції з участю карбоксильних груп. Порівняння констант йонізації щавлевої, малонової, янтарної і глутарової кислот з константами йонізації одноосновних карбонових кислот. Одержання із дикарбонових кислот солей (їх назви), естерів, галогенангідридів, ангідридів, амідів. Солі щавлевої кислоти (оксалати). [Імід янтарної кислоти (сукцинімід), його добування, електронна будова, властивості, застосування в органічному синтезі.]

Особливі властивості дикарбонових кислот. Відношення до нагрівання щавлевої, малонової, янтарної, глутарової, адипінової, пімелінової кислот.

^ Окремі представники. Щавлева кислота, особливості електронної будови, розкладання при нагріванні з сульфатною кислотою, відношення до дії окисників. Малонова кислота, малоновий естер. Рухливість α-атомів Гідрогену малонового естеру (σ,π- спряження і -І-ефект карбетоксигруп). Добування натріймалонового естеру і його електронна будова, граничні структури, мезоформула. Використання малоновсго естеру для синтезу моно- і дикарбонових кислот (алкілування натріймалонового естеру, гідроліз алкілмалонових естерів і декарбоксилування α-заміщених малонових кислот).

Застосування щавлевої кислоти, малонової, янтарної і адипінової кислот.

^ Ненасичені дикарбонові кислоти. Малеїнова і фумарова (етилен-дикарбонові) кислоти, їх властивості. Відношення до нагрівання. Малеїновий ангідрид і його застосування в органічному синтезі, в промисловості. Склопластики.

^ 20. ГІДРОКСИКАРБОНОВІ КИСЛОТИ І ОПТИЧНА ІЗОМЕРІЯ

Функціональні групи гідроксикарбонових кислот. Основність і атомність гідроксикислот.

Одноосновні двоатомні гідроксикислоти. Гомологічний рад, ізомерія, номенклатура. α,β,γ,δ,ε-гідроксикислоти. Гліколева, молочна, β-гідроксипропіонова кислоти.

^ Методи добування: із альдегідів і кетонів через гідроксинітрили, гідролізом галогенозаміщених кислот, гідратацією ненасичених кислот, за допомогою цинкорганічних сполук (реакція Реформатського).

^ Хімічні властивості. Гідроксикислоти – сполуки з двома функціональними групами. Реакції за участю карбоксильної групи: електролітична дисоціація; вплив гідроксильної групи в α,β,γ-положеннях на кислотні властивості гідроксикислот. Утворення солей, естерів. Реакції за участю гідроксильної групи; взаємодія з лужними металами, з гідрогенгалогенідами, з фосфор(V) хлоридом, відношення до дії окисників. Особливі властивості гідроксикислот: відношення до нагрівання α,β-гідроксикислот. Розщеплення α-гідроксикислот при взаємодії з концентрованою сульфатною кислотою.

^ Оптична ізомерія гідроксикислот. Поняття про поляризоване світло і оптичну активність речовин. Оптична ізомерія – вид просторової стереоізомерії (конфігураційна ізомерія). Відкриття оптичної ізомерії (енантіомерії), роботи Пастера. Стереохімічна гіпотеза Вант-Гоффа і Ле Беля. Дисиметрія (хіральність) – умова для існування енантіометрії, асиметричний атом Карбону. Сполуки з одним асиметричним атомом Карбону (гліцериновий альдегід, молочна кислота), їх структурні і проекційні формули, правила для написання проекційних формул Фішера. Відносна конфігурація (D- і L-ряди). Оптичні антиподи (D- і L-форми), рацемат (D- і L- форма). Формула для вираховування числа оптичних ізомерів і рацематів. Оптична ізомерія молочної кислоти. Конфігурація і знак обертання. [Абсолютна конфігурація, система Кана-Інгольда-Прелога (R,S-система), правила старшинства замісників].

^ Фізичні і хімічні властивості оптичних ізомерів (енантіомерів), рацематів. Способи розділення рацематів на антиподи: самодовільне розщеплення при кристалізації
(Л. Пастер), біохімічний метод, хімічний (перетворення в діастереомери) і хроматографічний методи.

Найважливіші монокарбонові гідроксикислоти: гліколева і молочна кислоти. Поширення в природі.

^ Дво- і триосновні гідроксикислоти. Яблучна кислота, хлоряблучна кислота, їх оптичні ізомери, рацемати, діастереомери. Поширення яблучної кислоти в природі.

^ Стереохімія реакцій нуклеофільного заміщення і вальденівське обертання. Круговий процес для яблучної кислоти з використанням проекційних формул.

Стереохімія реакцій приєднання до етиленового зв’язку на прикладі галогенування малеїнової і фумарової кислот.

^ Винні кислоти. Оптична ізомерія (два антиподи, рацемат, мезоформула), поширення в природі; хімічні властивості винних кислот.

(Оптична активність сполук, які не містять асиметричних атомів Карбону (хіральні молекули). Оптична активність Нітроген- і Сульфурвмісних сполук)

^ Асиметричний синтез. Утворення рацематів при синтезі сполук з асиметричним атомом Карбону (синтез молочної кислоти із оцтового альдегіду, відновленням піровиноградної кислоти). Утворення стереомерів у неоднаковій кількості при введенні в молекулу, яка містить один асиметричний атом, додаткового асиметричного центра (асиметрична індукція).

21. АМІНОКИСЛОТИ

Функціональні групи амінокислот. Гомологічний ряд, номенклатура амінокислот. α,β,γ,δ,ε-Амінокислоти. Ізомерія амінокислот. Оптична активність амінокислот.

^ Синтез амінокислот. Амінування α-галогенокислот. Добування із альдегідів і кетонів (Штреккер, М.Д. Зелінський). Добування амінокислот бекманівським перегрупуванням оксимів циклічних кетонів. Схема синтезу амінокислот гідролізом білка. Мікробіологічний синтез амінокислот.

^ Хімічні властивості амінокислот. Амінокислоти – сполуки з двома функціональними групами. Амфотерність амінокислот і утворення комплексних солей з купрум (ІІ) йонами, утворення естерів, галогенангідридів, амідів. Декарбоксилування α-амінокислот (утворення біогенних амінів). Реакції за участю аміногрупи: ацилювання, алкілування (утворення бетаїнів), взаємодія з нітратною (ІІІ) кислотою. Дезамінування
α-амінокислот. Відношення до нагрівання α,β,γ,δ-амінокислот. Лактами. Лактам-лактимна таутомерія. Амінокислоти, які входять до складу білків. Поняття про поліпептиди. Застосування амінокислот. Поліамідні полімери: капрон, енант.

^ 22. АЛЬДЕГІДО- І КЕТОКИСЛОТИ. ТАУТОМЕРІЯ

Функціональні групи альдегідо- і кетокислот. Найпростіші альдегідо- і кетокислоти (гліоксилова, піровиноградна, ацетооцтова, левулінова). Біологічне значення гліоксилової, піровиноградної і ацетооцтової кислот.

^ Реакції за участю карбоксильної групи. Вплив карбонільної групи на кислотні властивості. Особливі властивості ацетооцтової кислоти: декарбоксилування при нагріванні і рухливість α-атома Гідрогену. Реакції за участю карбонільної групи.

Ацетооцтовий естер. Добування ацетооцтового естеру естерною конденсацією
(Л. Клайзен). Механізм даної конденсації. Ацетооцтовий естер – суміш таутомерів. Таутомерія – особливий вид структурної ізомерії. Фактори, які стабілізують енольну форму. Виділення енольної і кетонної форм. [Механізм таутомерного перетворення, граничні структури, мезоформули. Кислотний і лужний каталіз таутомерного перетворення.] Реакції кетонної і енольної форм. Дослід, який доказує наявність рівноваги між кетонною і енольною формами. Вплив будови сполук з активним атомом Гідрогену і розчинника на ступінь енолізації.

Натрійацетооцтовий естер і синтези на його основі С- та О-похідних ацетооцтового естеру. Фактори, які впливають на місце алкілування ацетооцтового естеру
(С- і О-алкілування). [Енолятний аніон ацетооцтового естеру – амбідентний нуклеофіл з м’яким і жорстким центром. Вплив на алкілування природи алкілуючого реагенту, середовища, природи енолят-іона. Принцип ЖМКО.] Синтез на основі ацетооцтового естеру. Кетонне і кислотне розчеплення його С-алкільних заміщених. Використання ацетооцтового естеру для синтезу кетонів і одноосновних та двоосновних карбонових кислот.

^ 23. ЕЛЕМЕНТООРГАНІЧНІ СПОЛУКИ

Класифікація, номенклатура. Металоорганічні сполуки. Загальна характеристика, добування, властивості металоорганічних сполук елементів І-ІV груп. Залежність хімічних властивостей металоорганічних сполук від йонності зв’язку Карбон-метал. Реакції метилування. Використання літій-, натрій-, магнійорганічних сполук та інших металоорганічних сполук для органічного синтезу. Практичне використання елементоорганічних сполук.


^ АЛІЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ

24. МОНОЦИКЛІЧНІ АЛІФАТИЧНІ СПОЛУКИ

Циклоалкани (циклопарафіни). Загальна формула, номенклатура. Види ізомерії: ізомерія, зумовлена різною кількістю атомів Карбону в циклі, будовою бічних ланцюгів, положенням замісників у циклі. Геометрична, оптична і конформаційна ізомерія. Теорія напруження Байєра і конформаційна напруга в циклах. Геометрична і оптична ізомерія 1,2-циклопропандикарбонової кислоти. Конформаційна ізомерія циклогексану, конформації «крісло», «ванна», «твіст». Конформаційна ізомерія монозаміщених циклогексану (аксіальне і екваторіальне положення замісників). Структурна геометрична, оптична і конформаційна ізомерія дизаміщених циклогексану.

^ Методи створення малих циклів: циклізація α-дигалогенозаміщених алканів (вунтрішньомолекулярний варіант реакції Вюрца), [алкілування малонового естеру 1,2- і 1,3-дигалогеналканами з подальшим гідролізом і декарбоксилування одержаних продуктів; взаємодією ненасичених сполук з карбенами].

^ Синтез п’яти- і шестичленних циклів: піролізом кальцієвих солей дикарбонових кислот з подальшим відновленням одержаних циклічних кетонів; гідруванням ароматичних вуглеводнів ряду бензену, дегідроциклізацією алканів, дієновим синтезом Дільса-Альдера.

^ Добування малих і звичайних циклів циклізацією ненасичених сполук, (Електроциклічні реакції спряжених дієнів (термічні і фотохімічні), правила Вудворда-Гофмана, стереохімія. Молекулярні орбіталі бутадієну та їх вигляд). Синтез середніх та макроциклів. Особливі методи синтезу: метод надрозведення і швидкого перемішування; піроліз торієвих солей карбонових кислот, олігомеризація ацетилену і бутадієну.

^ Електронна будова циклопропану, особливий вигляд С-С σ-зв’язків у його молекулі (“банановий” зв’язок). Масштабна модель циклопропану. Хімічні властивості циклопропану.

^ Електронна будова циклогексану. Масштабна модель циклогексану. Хімічні властивості циклогексану.

Порівняння властивостей циклопропану, циклобутану, циклопентану і циклогексану з властивостями алкенів і алканів: відношення до дії атома Гідрогену, галогенів, галогенгалогенідів, окисників (у м’яких і жорстких умовах).

[Властивості середніх і макроциклів].

Знаходження циклопарафінів у природі. Нафта, її склад.

Простагландіни (загальні поняття). Простагландін Е1. Біологічна роль.

^ Терпени і терпеноїди. Найважливіші представники нециклічних, моноциклічних і біциклічних терпенів, їх будова, властивості, застосування.

Стероїди (загальні поняття).


^ СПОЛУКИ АРОМАТИЧНОГО РЯДУ

25. ВУГЛЕВОДНІ РЯДУ БЕНЗЕНУ

Бензен. Молекулярна формула. Структурна формула бензену, запропонована Кекуле, Ладенбургом, Дьюаром, Тіле. Недоліки цих формул. Недоліки формули, запропонованої Кекуле. Доповнення Кекуле (осциляційна гіпотеза). Електронна будова бензену, схеми σ-і π-зв’язків. Дані рентгеноструктурного аналізу. Масштабна модель молекули бензену. (Квантовохімічне описання бензену. Метод валентних зв’язків: хвильова функція бензену – лінійна комбінація хвильових функцій двох структур Кекуле і трьох структур Дьюара).

π,π-Спряження в молекулі бензену, вигляд єдиної π-молекулярної орбіталі, енергія мезомерії (спряження, резонанс). Поняття про ароматичні властивості бензену та інших органічних речовин.

[Метод МО: одноелектронні енергетичні рівні, енергії і склад МО (метод Хюккеля), енергія мезомерії. Молекулярні діаграми, розраховані методом МО і ВЗ].

Діамагнітне дезекранування ароматичних протонів – головна ознака ароматичності. Квантовомеханічні умови ароматичності. Правило ароматичності Хюккеля. Відсутність ароматичних властивостей в циклооктатетраєні. Інші ароматичні системи: нафтален, антрацен.

^ Хімічні методи синтезу бензену. Дегідрування циклоалканів і циклоалкенів, дегідроциклізація алканів, циклотримеризація ацетилену.

Природні джерела добування ароматичних вуглеводнів.

Хімічні властивості бензену. ^ Ароматичні властивості бензену: стійкість до дії окисників, особливі умови для протікання реакцій приєднання, заміщення.

Реакції приєднання: гідрування, (часткове гідрування за Берчом), хлорування на світлі, (реакція Дільса - Альдера з участю бензену).

Реакції електрофільного заміщення: галогенування, нітрування, сульфування, алкілування, ацилування бензену. Механізм електрофільного заміщення в молекулі бензену в загальному вигляді (SE2). Приєднання електрофільного реагенту, утворення
π-комплексу, σ-комплексу, відщеплення протону і відновлення ароматичної системи. Стадія, яка визначає швидкість всього процесу. Зміна потенціальної енергії в процесі реакції (SE2) з урахуванням утворення π-комплексу. Граничні структури, мезоформула, вигляд єдиної π-молекулярної орбіталі σ-комплексу.

Відсутність реакцій нуклеофільного заміщення в бензені і її причина.

^ Реакції, які супроводяться деструкцією бензенового ядра: горіння, окиснення озоном, каталітичне окиснення в малеїновий ангідрид.

Фотохімічна ізомеризація бензену. Методи добування стійких валентних ізомерів бензену не ароматичного характеру – біциклогексадієну (бензен Дьюара), бензвалену, призману. Структурний ізомер бензену – фульвен.]

^ 26. ГОМОЛОГИ БЕНЗЕНУ

Гомологічний ряд ароматичних вуглеводнів ряду бензену, їх загальна формула. Ізомерія моно-, ди- і тризаміщених гомологів бензену з однаковими і різними радикалами. Радикали бензену і його однозаміщених гомологів та їх назви. Номенклатура моно-, ди- і тризаміщених бензену. Старшинство замісників і порядок їх перерахування в хімічній номенклатурі.

^ Методи добування гомологів бензену: реакцією Вюрца-Фіттіга (побічні продукти реакції), алкілування бензену за реакцією Фріделя-Крафтса, алкілуючі реагенти (алкілгалогеніди і алкени), механізм реакції (SE2). Добування етилбензену та ізопропілбензену. Добування ароматичних вуглеводнів у промисловості із вугілля і нафти. Ароматизація нафти.
  1   2   3   4   5

Схожі:

Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРешнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРобоча програма Хімія біоорганічна для студентів ІІ курсу за напрямом підготовки
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconРобоча програма Біоорганічна хімія для студентів ІІІ курсу за напрямом підготовки
Решнова Світлана Федорівна – доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни
Решнова Світлана Федорівна, доцент кафедри органічної та біологічної хімії, доцент, кандидат педагогічних наук
Решнова Світлана Федорівна доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук, доцент робоча програма iconМіністерство освіти І науки україни
Решнова Світлана Федорівна, доцент кафедри органічної та біологічної хімії, кандидат педагогічних наук
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи