Особенности электронного строения галогеналканов и реакционная способность 10.3.4. <...> Восстановление нитросоединений R-NO2 нитрилов R-C ≡ N, оксимов R-CH=N-OH, изонитрилов R-N=C и других азотистых производных 17.3.3. <...> Понятие о диаминах Резюме Вопросы для повторения и задания Часть IV СОЕДИНЕНИЯ СО СМЕШАННЫМИ ФУНКЦИЯМИ (ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ) 18. <...> Поэтому хлоралканы чаще получают взаимодействием спиртов с более сильными нуклеофильными реагентами – галогенангидридами неорганических кислот: PCl5 , PCl3 14 , SOCl2 и т. п. <...> Первичные спирты в этих условиях образуют сложные эфиры фосфористой кислоты. идет легко и гладко. <...> Поэтому его получают в ходе реакции из фосфора и иода: С любым спиртом способен взаимодействовать РI3 3R-OH + PI3 → 3R-I + H3 2P + 3I →2 ← 2PI3 PO3 Реакция между спиртами и галогенангидридами неорганических кислот протекает через промежуточную стадию образования сложного эфира, что можно проиллюстрировать на примере тионилхлорида: R R Cl CH-O : H + S=O Cl вторичный тионилхлорид спирт R C-O-S=O - H:Cl R Cl - SO2 эфир R хлоралкан Тионилхлорид обычно не используют в случае первичных спиртов, так как реакция идет преимущественно с образованием алкилсульфитов. <...> Изомерия и номенклатура В ряду моногалогенопроизводных насыщенных углеводородов представлены два вида структурной изомерии: • изомерия цепи 1-хлорбутан (н-бутилхлорид) 1-хлор-2-метилпропан – первичный (изобутилхлорид) 2-хлор-2-метилпропан – третичный (трет-бутилхлорид) 16 – первичный 10. <...> ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ • положения галогена 1-хлорбутан (н-бутилхлорид) 2-хлорбутан (втор-бутилхлорид) соответствии с общими правилами с добавлением префикса галогено-1 По систематической номенклатуре название строится в (хлоро-, бромо- и т. д.) к названию родоначального углеводорода с учетом старшинства функциональной группы над алкильными радикалами (см выше). <...> В зависимости от типа углеродного атома, с которым связан галоген, различают первичные, вторичные и третичные галогеналканы. <...> Связанный <...>
Органическая_химия_Части_III-IV._Учебное_пособие.pdf
УДК 547
ББК 24.2
Г695
Рецензенты:
Л. Д. Румш, заведующий лабораторией Института
биоорганической химии РАН, д-р хим. наук, профессор
С. Н. Соловьев, заведующий кафедрой общей
и неорганической химии РХТУ, д-р хим. наук, профессор
Г695 Горленко В. А., Кузнецова Л. В., Яныкина Е. А.
Органическая химия: Учебное пособие. Ч. III, IV. – М.:
Прометей, 2012. – 414 с.
бия по курсу «Органическая химия» и охватывает основные классы
функциональных (часть III) и гетерофункциональных (часть IV) производных
углеводородов алифатического ряда. Книга содержит современные
данные по номенклатуре и изомерии, электронному строению,
способам получения и характерным химическим свойствам
функциональных производных алифатического ряда. Подчеркивается
взаимосвязь между строением органических соединений, их реакционной
способностью и химическими свойствами. Значительное
внимание уделяется механизмам реакций, объясняющим особенности
химического поведения. Изложение материала сопровождается
иллюстрациями биологической роли органических веществ соответствующего
класса.
Пособие предназначено для студентов биолого-химических факультетов
педагогических вузов, включая бакалавриат биолого-химического
и биологического направлений.
Данное издание представляет собой вторую книгу учебного посоISBN
978-5-7042-2324-5
© В. А. Горленко, Л. В. Кузнецова, Е. А. Яныкина, 2012
© Издательство «Прометей», 2012
Стр.2
Содержание
Часть III
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
АЛИФАТИЧЕСКОГО РЯДА
10. ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ
10.1. Классификация
10.2. Способы получения галогенопроизводных
10.2.1. Замещение гидроксила в спиртах
на галоген
10.2.2. Получение дигалогеналканов
10.3. Моногалогеналканы (алкилгалогениды)
10.3.1. Изомерия и номенклатура
10.3.2. Физические свойства галогеналканов
10.3.3. Особенности электронного строения
галогеналканов и реакционная
способность
10.3.4. Химические свойства галогеналканов
Резюме
11. СПИРТЫ (АЛКОГОЛИ)
11.1. Предельные одноатомные спирты (алканолы)
11.1.1. Номенклатура и изомерия алканолов
11.1.2. Физические свойства
11.1.3. Способы получения одноатомных
спиртов
11.1.4. Электронное строение одноатомных
спиртов
11.1.5. Химические свойства алканолов
11.2. Предельные многоатомные спирты (полиолы)
11.2.1. Общая характеристика многоатомных
спиртов
11.2.2. Способы получения многоатомных
спиртов
11.2.3. Химические свойства многоатомных
спиртов
Резюме
11
11
12
13
13
16
16
16
17
17
19
41
45
48
48
51
53
57
59
76
76
78
80
87
3
Стр.3
12. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ
12.3. Электронное строение простых алифатических
эфиров
12.4. Химические свойства простых эфиров
)
12.4.3. Замещение α-водородного атома
и окисление
92
12.1. Общая характеристика алифатических эфиров 93
12.2. Способы получения простых эфиров
95
97
98
12.4.1. Свойства простых эфиров как оснований 98
12.4.2. Расщепление связи С-О (реакции SN
12.5. Оксираны (эпоксиды)
12.5.1. Способы получения оксиранов
12.5.2. Электронное строение
12.5.3. Химические свойства
Резюме
Вопросы и задания
13. ТИОЛЫ И СУЛЬФИДЫ
13.1. Общая характеристика тиолов и сульфидов
13.2. Способы получения тиолов и сульфидов
13.3. Электронное строение тиолов и сульфидов
13.4. Химические свойства тиолов и сульфидов
13.4.1. Кислотные и основные свойства
13.4.2. Реакции тиолов и сульфидов
как нуклеофилов
13.4.3. Реакции окисления–восстановления
Резюме
14.1. Общая характеристика карбонильных
соединений алифатического ряда
14.2. Получение альдегидов и кетонов
14.3. Физические свойства карбонильных
соединений
14.4. Электронное строение оксосоединений
14.5. Химические свойства оксосоединений
14.5.1. Реакции нуклеофильного
присоединения
103
104
104
105
106
108
110
111
114
117
118
118
120
121
123
14. АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ АЛИФАТИЧЕСКОГО
РЯДА
127
129
132
135
135
138
138
100
102
Стр.4
14.5.2. Взаимодействие с азотсодержащими
нуклеофилами NH2
Х – получение
иминов
14.5.3. Восстановление карбонильных
соединений
14.5.4. Окисление карбонильных соединений
14.5.5. Реакции замещения α-водородных
атомов
14.5.6. Реакции конденсации альдегидов
и кетонов
14.5.7. Полимеризация карбонильных
соединений
Резюме
Вопросы и задания
15. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
15.1. Предельные одноосновные карбоновые
кислоты
15.1.1. Изомерия, номенклатура
15.1.4. Электронное строение карбоксильной
группы
15.1.5. Химические свойства одноосновных
карбоновых кислот
Резюме
Вопросы и задания
15.2. Непредельные карбоновые кислоты
15.2.1. Общая характеристика непредельных
карбоновых кислот
15.2.2. Химические свойства
15.3. Понятие о липидах
15.3.1. Жиры (триацилглицерины)
15.3.2. Фосфоглицериды
15.3.3. Алифатические спирты и воска
Резюме
Вопросы и задания
15.4. Двухосновные (дикарбоновые) кислоты
15.4.1. Получение двухосновных кислот
145
148
151
154
155
157
158
161
163
166
166
15.1.2. Способы получения карбоновых кислот 168
15.1.3. Физические свойства
171
172
175
196
199
200
200
203
208
211
218
220
221
223
225
226
5
Стр.5
15.4.2. Химические свойства
15.4.3. Малоновая кислота и малоновый эфир.
Синтезы с малоновым эфиром
15.4.4. Непредельные двухосновные кислоты
Резюме
Вопросы и задания
16. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ АЛИФАТИЧЕСКОГО
РЯДА
16.1. Общая характеристика нитросоединений
16.2. Способы получения нитросоединений
16.3. Физические свойства нитросоединений
16.4. Электронное строение нитросоединений
16.5. Химические свойства нитросоединений
16.5.1. Таутомерия нитроалканов
16.5.2. Свойства нитросоединений
по С-Н-связи (реакции с участием
ациформы)
16.5.3. Реакции с участием нитрогруппы
Резюме
Вопросы и задания
17. АМИНЫ АЛИФАТИЧЕСКОГО РЯДА
17.1. Общая характеристика аминов
алифатического ряда
17.2. Физические свойства аминов
17.3. Способы получения аминов
17.3.1. Алкилирование аммиака и аминов
(реакция А. Гофмана, 1849)
17.3.2. Восстановление нитросоединений R-NO2
нитрилов R-C ≡ N, оксимов R-CH=N-OH,
изонитрилов R-N=C и других азотистых
производных
17.3.3. Восстановительное аминирование
карбонильных соединений
17.3.4. Получение первичных аминов
из амидов карбоновых кислот
(перегруппировка А. Гофмана, 1881)
17.3.5. Декарбоксилирование аминокислот
6
,
259
260
261
262
227
233
235
238
239
241
241
243
244
244
246
246
247
249
250
251
253
253
256
257
257
Стр.6
17.4. Электронное строение и конфигурация
аминов
17.5. Химические свойства алифатических аминов 264
17.5.1. Свойства аминов как оснований
17.5.2. Амины как N-H-кислоты
17.5.3. Алкилирование аминов
17.5.4. Ацилирование аминов
263
264
267
268
268
17.5.5. Взаимодействие с азотистой кислотой
(нитрозирование)
17.5.6. Изонитрильная реакция
17.5.7. Окисление аминов
17.6. Понятие о диаминах
Резюме
Вопросы для повторения и задания
Часть IV
СОЕДИНЕНИЯ СО СМЕШАННЫМИ ФУНКЦИЯМИ
(ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ)
18. ГИДРОКСИКИСЛОТЫ
18.1. Получение гидроксикислот
18.2.1. Кислотные свойства
18.2.2. Реакции по -СООН и -ОН-группам
18.2.3. Отношение гидроксикислот
к нагреванию (дегидратация
гидроксикислот)
18.2.4. Нагревание α-гидроксикислот
с минеральными кислотами
Резюме
Вопросы и задания
19. ОКСОКИСЛОТЫ (АЛЬДЕГИДОИ
КЕТОНОКИСЛОТЫ)
19.1. Общая характеристика α- и β-оксокислот
19.2. Способы получения оксокислот
19.2.1. Получение глиоксиловой
и пировиноградной кислот
19.2.2. Получение ацетоуксусной кислоты
277
277
281
282
283
285
287
288
289
291
292
294
294
295
7
269
271
271
272
273
275
Стр.7
19.3. Химические свойства оксокислот
19.3.1. Свойства оксокислот по карбоксильной
группе
19.3.2. Свойства оксокислот как
карбонильных соединений
19.4. Ацетоуксусный эфир. Строение и свойства
19.4.1. Кето-енольная таутомерия
19.4.2. Реакции кетонной формы
ацетоуксусного эфира
19.4.3. Реакции енольной формы
ацетоуксусного эфира
19.4.4. Синтезы с ацетоуксусным эфиром
Резюме
Вопросы и задания
20. АМИНОСПИРТЫ
20.1. Нахождение и биологическое значение
аминоспиртов
20.2. Получение простейших аминоспиртов
20.3. Краткая характеристика свойств
аминоспиртов
Резюме
Вопросы и упражнения
21. АМИНОКИСЛОТЫ
21.1. Номенклатура, классификация, изомерия
21.2. Способы получения аминокислот
21.3. Особенности физических свойств
21.4. Химические свойства
21.4.1. Кислотно-основные свойства
21.4.2. Реакции по карбоксильной группе
21.4.3. Реакции по аминогруппе
21.4.4. Реакции с одновременным участием
амино- и карбоксильной групп
21.5. Понятие о пептидах и белках
Резюме
Вопросы и упражнения
22. УГЛЕВОДЫ
22.1. Общая характеристика и классификация
8
297
297
299
300
300
302
303
305
309
311
313
314
317
318
319
319
320
320
323
326
327
327
330
332
335
337
340
342
345
345
Стр.8
22.2. Моносахариды (монозы) 347
22.2.1. Классификация моноз
22.2.2. Строение моносахаридов
22.2.3. Физические свойства
22.2.4. Способы получения
22.2.5. Химические свойства
Резюме
Вопросы и упражнения
22.3. Олигосахариды. Дисахариды
22.3.1. Строение дисахаридов
22.3.2. Восстанавливающие дисахариды
22.3.3. Невосстанавливающие дисахариды
22.4. Полисахариды (полиозы, гликаны)
22.4.1. Общая характеристика
22.4.2. Крахмал
22.4.3. Гликоген
22.4.4. Другие резервные полисахариды
22.4.5. Целлюлоза
22.4.6. Хитин
22.4.7. Гетерополисахариды
Резюме
Вопросы и упражнения
347
348
363
363
366
378
380
382
383
384
389
392
392
393
397
399
400
405
406
408
409
9
Стр.9