- •Кафедра химической технологии переработки
- •Органическая химия
- •Москва, 2007
- •Введение
- •1. Основные теоретические положения органической химии
- •1.1. Классификация органических соединений
- •Органические соединения
- •Важнейшие классы органических соединений.
- •Названия наиболее часто встречающихся радикалов:
- •1.2. Номенклатура
- •1.3. Электронное строение σ- и π- связей Три типа гибридизации атомов углерода
- •1.5 Типы органических реакций
- •1.6. Механизмы химических реакций
- •Рост стабильности радикалов
- •Стабильность третичного иона карбония выше, т.К. Частичный положительный заряд на атоме углерода нейтрализуется индукционным эффектом наибольшего числа радикалов.
- •2. Алканы
- •Химические свойства
- •Алкены Общая характеристика
- •Химические свойства
- •Реакции присоединения (а)
- •4. Диеновые углеводороды (алкадиены или диолефины)
- •Химические свойства дивинила и его гомологов Реакции присоединения
- •Диеновые синтезы (синтезы Дильса-Альдера)
- •Реакции полимеризации
- •5. Алкины (непредельные углеводороды ряда ацетилена )
- •Реакции присоединения
- •Реакции окисления
- •Реакции замещения
- •6. Алициклические соединения
- •6.1 Химические свойства
- •6.2. «Теория напряжения» Байера
- •6.3. Пространственное расположение атомов углерода в циклопарафинах.
- •Оптическая изомерия
- •7. Ароматический ряд. Арены
- •7.1. Строение бензола
- •7. 2. Критерии ароматичности. Определение принадлежности вещества к ароматическим соединениям
- •7.3. Химические свойства бензола
- •Реакции электрофильного замещения se
- •Механизм реакции электрофильного замещения
- •Влияние заместителей I-п рода на реакционную способность кольца и ориентацию при реакциях электрофильного замещения (sе)
- •Заместители I рода орто- и пара-ориентанты
- •Заместители п рода -мета ориентанты
- •8. Галогенопроизводные углеводородов
- •Галогенопроизводные предельных углеводородов (галогеналкилы)
- •Химические свойства
- •Галогенопроизводные непредельных углеводородов
- •Ароматические галогенопроизводные
- •Влияние заместителей в кольце на реакционную способность галогена
- •9. Кислородсодержащие соединения
- •9.1. Спирты Спирты алифатического ряда.
- •Реакции гидроксильного водорода.
- •Реакции гидроксила
- •Окисление
- •Одноатомные непредельные спирты
- •Химические свойства
- •Взаимодействие со щелочами
- •Реакции электрофильного замещения se
- •Влияние заместителей на кислотные свойства фенолов
- •Ароматические спирты
- •9.2 Альдегиды и кетоны
- •Альдегиды и кетоны алифатического ряда Общая характеристика
- •Влияние акцепторных групп
- •Окисление альдегидов и кетонов
- •Реакции конденсации (уплотнения)
- •Механизм реакции
- •Непредельные альдегиды и кетоны
- •Основные химические реакции
- •Ароматические альдегиды и кетоны
- •9.3 Карбоновые кислоты Карбоновые кислоты алифатического ряда Общая характеристика
- •Основные химические реакции
- •Непредельные карбоновые кислоты.
- •Свойства кислот
- •Двухосновные или дикарбоновые кислоты (предельные и непредельные).
- •Ароматические карбоновые кислоты
- •Кислотные свойства
- •Реакция этерификации
- •10. Нитросоединения Нитросоединения алифатического ряда r - nо2
- •Нитросоединения с нитрогруппой в боковой цепи
- •11. Аминосоединеиия
- •Ароматические амины Общая характеристика
- •Влиянение заместителей на основные свойства аминов Акцепторный заместитель уменьшает основность
- •Реакции электрофильного замещения (sе)
- •12. Диазосоединения
- •Реакция диазотирования
- •Реакции солей диазония без выделения азота
- •Реакция сочетания с фенолом и ароматическими аминами
- •Влияние заместителей на реакцию азосочетания
- •13. Азосоединения
- •14. Вопросы для подготовки к зачету
- •Тема 1. Электрофильное и радикальное присоединение и замещение у алкенов. Элиминирование.
- •Тема 2. Нуклеофильные и радикальные (галогенирование, нитрование) реакции у насыщенного атома углерода
- •Тема 3. Окислительно-восстановительный процесс и дегидрирование
- •Тема 4. Электрофильное замещение в ароматических соединениях. Правила ориентации
- •Тема. 5. Нуклеофильное замещение у ароматических соединений. Кислотно-основные свойства органических соединений
- •Тема 6. Полимеризация, конденсация, поликонденсация. Диазосоединения и синтезы на их основе
- •15. Список рекомендуемой литературы Основной
- •Дополнительный
Непредельные карбоновые кислоты.
Непредельные карбоновые кислоты более сильные, чем предельные из-за отрицательного индуционного эффекта (-I) двойной
связи.
Свойства кислот
По двойной связи – наиболее характерны:
1) реакции бромирования
СН2 =СН–СООН + Вr2 ВrСН2 –СНВr –СООН
a,b -дибромпропионовая кислота
2) реакции с кислотами
(присоединение HHal против правила Марковникова)
По группе СООН – проявляют свойства обычных кислот, образуют соли, ангидриды, галогенангидриды, сложные эфиры (См. учебник Петрова А.А.).
Другой представитель этого класса
- метакриловая кислота и ее метиловый эфир,
ценнейшее сырье для получения полимера
акрила (оргстекло или плексиглас).
Дополнительно этот материал смотрите в учебнике Петрова А.А.
Двухосновные или дикарбоновые кислоты (предельные и непредельные).
Химические свойства этих кислот определяются наличием двух карбоксильных групп, а в случае непредельных кислот еще и двойной связью.Необходимо отметить, что карбоксильные группы, влияя друг на друга повышают кислотные свойства.
Наиболее сильной в ряду двухосновных кислот является щавелевая кислота (ее константа диссоциации выше, чем Кдис уксусной кислоты). Для дикарбоновых кислот в водном растворе характерна ступенчатая диссоциация:
Химические свойства этих кислот во многом сходны со свойствами одноосновных кислот. Имея две карбоксильные группы, кислоты способны образовывать два ряда производных: кислые и средние соли, кислые и средние эфиры и т.д. Например:
Двухосновные кислоты, предельные и непредельные, широко используются для получения полимеров.
Например: адипиновая кислота
Дополнительно этот раздел смотрите в учебнике Петрова А. А.
Ароматические карбоновые кислоты
Карбоксильная группа может быть связана с углеродом бензольного кольца или с углеродом боковой цепи:
Бензойная кислота Фенилуксусная кислота
По своим свойствам ароматические кислоты идентичны алифатическим; они также образуют ангидриды, галогенангидриды, амиды, эфиры, нитрилы и другие производные (см. учебник Петрова А.А.)
Кислотные свойства
В водных растворах бензойная кислота диссоциирует с образованием стабильного аниона С6Н5СОО- и протона Н+
Сравним константы диссоциации кислот:
|
|
||
Муравьиная |
НСООН |
2,14 x 10-4 |
|
Уксусная |
СНзСООН |
1,76 x 10-5 |
|
Бензойная |
С6Н5СООН |
6,6 x 10-5 |
|
Угольная |
Н2С03 |
4,4 x 10-7 |
|
Фосфорная |
Н3Р04 |
7,6 х 10-3 |
Из таблицы видно, что бензойная кислота, как и алифатические карбоновые кислоты, слабее минеральных, но сильнее угольной. По степени диссоциации бензойная кислота превосходит уксусную. На константу диссоциации оказывает большое влияние присутствие в кольце заместителя. Например:
Вывод: электроноакцепторной заместитель -NО2 в орто- и пара- положениях увеличивает кислотность. Это объясняется тем, что -NО2 оттягивает электронную плотность из кольца, смещение электронной плотности в карбоксильной группе происходит таким образом, что связь О–Н ослабевает и растет подвижность кислотного протона.