Электрофильное замещение в ряду аренов (нитрование, галогенирование, сульфирование, алкилирование, ацилирование и аминирование по Фриделю-Крафтсу и др.). Механизм реакции электрофильного замещения. Влияние заместителей на ориентацию и скорости реакций замещения; согласованная и несогласованная ориентация в ряду производных бензола. Термодинамический и кинетический контроль в реакциях электрофильного замещения в ряду бензола и нафталина.
Реакции с участием боковых цепей аренов: галогенирование, нитрование, окисление.
Получение аренов. Лабораторные и промышленные методы.
Ароматические сульфокислоты. Сульфирующие реагенты. Обратимость и селективность сульфирования аренов. Арилсульфокислоты и их соли в реакциях замещения с помощью электрофильных и нуклеофильных реагентов. Функциональные производные сульфокислот: хлорангидриды, амиды, сложные эфиры; их синтез и превращения. Производные арилсульфокислот как сульфамидные производные препараты, биоразрушаемые детергенты.
Нитроарены. Синтез моно - и полинитроаренов. Механизм нитрования аренов. Соли нитрония как нитрующие агенты; генерирование катиона нитрония в условиях нитрования аренов.
Галогенарены. Методы введения фтора, хлора, брома и иода в молекулы аренов. Галогенарены в реакциях электрофильного замещения: их активность и ориентирующее влияние галогенов.
Ароматические амины. Типы ароматических аминов. Влияние заместителей в ароматическом кольце на основность аминов. Реакции с участием аминогруппы: алкилирование, арилирование, ацилирование, конденсации с альдегидами и кетонами (образование азометинов), хлороформом (синтез изонитрилов). Синтезы с участием азометинов и изонитрилов.
Диазосоединения. Реакция диазотирования, условия ее проведения в зависимости от основности ароматических аминов. Кислотно-основные превращения солей арилдиазония.
Реакции диазосоединений с выделением азота: замена диазогруппы на водород, галогены, гидроксил, циано-группу.
Электрофильный характер арилдиазониевых солей в реакциях без выделения азота: переход к арилгидразинам, азосочетание.
Реакция азосочетания. Механизм, условия азосочетания, азо - и диазосоставляющие. Азокрасители, зависимость их строения от рН среды. Индикаторы.
Фенолы. Кислотность фенолов, зависимость её от заместителей в ароматическом фрагменте. Сравнение свойств спиртов и фенолов.
Высокая активность фенолов и нафтолов в реакциях электрофильного замещения. Галогенирование, сульфирование, нитрование, нитрозирование фенола.
Алкилирование, ацилирование, карбоксидирование фенолов: реакции Реймера-Тимана, Кольбе, перегруппировка Фриса. Окислительные превращения фенолов.
Лабораторные и промышленные синтезы фенолов.
Ароматические альдегиды и кетоны, их синтез, общие типы превращений: окисление, восстановление, замещение в ароматическое кольцо.
Ароматические карбоновые кислоты. Общие методы синтеза ароматических карбоновых кислот. Бензойная кислота, её производные.
Влияние заместителей на константы диссоциации замещенных бензойных кислот.
3. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Природа ароматичности ненасыщенных гетероциклов, их классификация.
Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Важнейшие методы синтеза, взаимные переходы (реакция Юрьева). Зависимость свойств от природы гетероатомов. Реакции гидрирования и окисления. Фуран и ацетилпиррол в диеновом синтезе.
Ориентация реакций электрофильного замещения в пятичленных гетероциклах.
Шестичленные циклы с одним гетероатомом. Пиридин. Синтез простейших производных пиридина, их нахождение в природе. Электронное строение. Реакции с алкилгалогенидами, комплексы с бромом, серным ангидридом. Окислительные и восстановительные реакции производных пиридина. Электрофильное замещение в ядро пиридина (нитрование, сульфирование, бромирование). N-Окись пиридина, её использование в синтезе. Расщепление пиридинового кольца. Нуклеофильные реакции пиридинов с амидом натрия (Чичибабин), гидроксидом калия, фениллитием.
Шестичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами. Пиримидин и пурины, их роль в природе. Урацил, тимин, цитозин - . компоненты нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК). Нуклеозиды и нуклеотиды их роль в первичной структуре нуклеиновых кислот. Вторичная структура нуклеиновых кислот, представление о механизме передачи генетической информации.
Список литературы
а) основная литература:
, , Бутин химия. В 4 частях. - М.: БИНОМ, 2007.б) дополнительная литература:
Травень химия. В 2 томах. - М.: Академия, 2004. Органическая химия. Учеб. для вузов: В 2 кн./Под ред. . - М.: Дрофа, 2003. , , Гева химия. - М.: Академия, 2009. Шабаров химия.- М.: Химия, 1994. овременная органическая химия. В 2 томах. - М.: Мир, 1981. рганическая химия. - М.: Мир, 1974. Нейланд химия. - М.: Высш. шк., 1990. еханизмы реакций в органической химии. - М.: Мир, 1991. рганическая химия.- М.: Химия, 1979. Робертс Дж., сновы органической химии. В 2 томах. - М.: Мир, 1978. Казицина УФ-, ИК - и ЯМР-спектроскопии в органической химии. - М.: МГУ, 1974.
Примерный перечень вопросов для подготовки к итоговому междисциплинарному экзамену по химии
Направление 020100 Химия (бакалавриат)
Типы химических связей в органических молекулах: ковалентные, ионные связи, водородные. Механизмы образования ковалентной связи. Характеристики ковалентной связи (длина, энергия, полярность, поляризуемость, дипольный момент направленность, насыщаемость). Гомолиз и гетеролиз ковалентных связей. Гибридизация атомных орбиталей и зависимость строения молекул от типа гибридизации. Простые, двойные и тройные связи. Электроотрицательность атома углерода в различных валентных состояниях и влияние на свойства связей. Взаимное влияние атомов с точки зрения электронной теории. Электронные эффекты заместителей. Сопряжённые системы. Делокализация орбиталей. Молекулярно-орбитальное описание ароматических соединений. Понятие об ароматичности циклов. Правило 4n+2. Особенности ароматических систем. Типы органических кислот. O–H-кислоты, S–H-кислоты, N–H-кислоты, C–H - кислоты. Влияние заместителей на константы диссоциации органических кислот. Типы органических оснований. Общие положения зависимости основности от строения. Алканы. Строение и реакционная способность. Реакции свободнорадикального замещения. Алкены. Строение и реакционная способность. Механизм реакции электрофильного присоединения. Реакции присоединения по кратной связи. Электрофильное и свободнорадикальное присоединение. Радикальная и ионная полимеризация и теломеризация алкенов. Особенности строения и свойства сопряженных диенов. Особенности 1,2-и 1,4-присоединения. Диеновый синтез. Алкины. Строение и реакционная способность. Циклоалканы. Зависимость свойств от размера цикла. Методы получения циклоалканов. Арены. Типы аренов. Ароматичность. Правило Хюккеля. Электронное строение бензола, циклопентадиенил-аниона, циклогептатриенил-катиоа, циклопропенил-катиона. Энергия стабилизации бензола. Электрофильное замещение в ряду аренов (галогенирование, нитрование, алкилирование, сульфирование, ацилирование). Механизм реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду. Роль катализаторов в реакциях SE. Влияние заместителей на ориентацию и скорости реакций электрофильного замещения, согласованная и несогласованная ориентация в ряду производных бензола. Полиядерные ароматические соединения. Реакции электрофильного замещения. Влияние заместителей на направление реакции замещения. Реакции с участием боковых цепей аренов: галогенирование, нитрование, окисление, дегидрирование. Металлоорганические соединения. Получение и реакции магнийорганических соединений. Реакции нуклеофильного замещения в галогеналканах. Конкуренция реакций замещения и элиминирования в галогеналканах. Механизмы Е1 и Е2, их стереохимические особенности. Спирты как основания, нуклеофильные реагенты и O–Н-кислоты. Фенолы. Кислотность фенолов, зависимость её от заместителей в ароматическом фрагменте. Сравнение свойств спиртов и фенолов. Карбонильные соединения. Строение карбонильной группы. Реакционная способность альдегидов и кетонов. Реакции присоединения по карбонильной группе. Механизм реакции нуклеофильного присоединения. Альдольно-кротоновая конденсация карбонильных соединений. Карбоновые кислоты. Особенности строения карбоксильной группы. Особенности физических свойств, обзор реакционной способности. Зависимость кислотности карбоновых кислот от индуктивного эффекта заместителей. Реакции карбоновых кислот, получение производных. Сложные эфиры. Механизм реакции этерификации. Гидролиз и переэтерификация сложных эфиров. Сложноэфирная конденсация. Её использование в органическом синтезе. Гидроксикислоты. Общие методы синтеза. Зависимость свойств (кислотность, отношение к минеральным кислотам, поведение при нагревании) гидроксикислот от их строения. Природные гидроксикислоты. Особенности строения и свойств моносахаридов. Нитросоединения, их электронное строение. Методы синтеза (по Мейеру, Коновалову, окислением аминов). Свойства нитроалканов. Повышенная С–Н - кислотность нитроалканов.. Амины. Электронное строение алифатических и ароматических аминов. Общие свойства аминов: амины как основания, нуклеофильные реагенты, N–Н-кислоты. Ароматические амины. Влияние заместителей в ароматическом кольце на основность аминов. Реакции с участием аминогруппы. Отношение ароматических аминов различных типов к азотистой кислоте. Реакция диазоторования. Реакция азосочетания. Механизм, условия азосочетания, азо - и диазосоставляющие. Азокрасители, зависимость их строения от рН среды. Индикаторы. Реакции солей диазония с выделением азота: замена диазогруппы на водород, галогены, гидроксил, циано-группу и др. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Важнейшие методы синтеза, взаимные переходы (реакция Юрьева). Зависимость свойств от природы гетероатомов. Ориентация реакций электрофильного замещения в пятичленных гетероциклах. Шестичленные циклы с одним гетероатомом. Пиридин. Электронное строение. Реакции с алкилгалогенидами, комплексы с бромом, серным ангидридом. Электрофильное замещение в ядро пиридина (нитрование, сульфирование, бромирование).
Физическая химия
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
