|
Реакции электрофильного замещения1. Галогенирование:
FeCl3
+ Cl2 + HCl
хлорбензол Роль катализатора (FeCl3, ZnCl2, AlCl3) заключается в поляризации молекулы галогена и выделении электрофила Cl+
d+ClàCld-…. FeCl3 Cl+ + FeCl-4 2. Нитрование: H2SO4 + - HO¾+NO2 + H2O
нитробензол
3. Сульфирование: + -HO-+SO3H + H2O
бензолсульфокислота 4. Алкилирование: d + d- ZnCl2 + СH3 ® Cl + HCl
толуол (метилбензол)
Введение алкильных групп (метильной, изопропильной) усиливает токсическое действие бензола. Гомологи бензола и его производные также вступают в реакции SE, но с разной скоростью. Скорость реакции и ориентация входящего в кольцо заместителя (электрофила) зависят от влияния уже имеющихся заместителей. Заместители I рода (NH2, OH, OCH3 и др.) – электронодоноры, увеличивают электронную плотность в кольце, облегчают реакцию SE и ориентируют входящий электрофил в орто- и пара-положения. Названия приставок для дизамещенных производных бензола.
орто орто
мета мета
пара Заместители 2 рода (-COOH, -SO3H, -CHO, -NO2 и др.) – электроноакцепторы, уменьшают электронную плотность в кольце, затрудняют реакцию SE и Ориентируют электрофил в мета-положение.
бензальдегид м-хлорбензальдегид -M, -I (Э.А)
5. Окисление аренов. Бензол устойчив к действию окислителей, но его гомологи, содержащие алифатический радикал, легко окисляются до бензойной кислоты:
KMnO4 + CO2 + H2O T0
Какой бы длинной ни была боковая цепь, она окисляется до карбоксильной группы.
Глоссарий
Конфигурация – это пространственное расположение атомов в молекуле. Конформация – это различные геометрические формы молекулы, возникающие в результате вращения вокруг одинарных связей. Полярность связи – неравномерное распределение электронной плотности между двумя различными по электроотрицательности связанными атомами. Электроотрицательность – способность атома в молекуле удерживать валентные электроны. Поляризуемость – смещение электронов связи под влиянием внешнего электрического поля, в том числе, и другой реагирующей частицы. Донорно-акцепторная (координационная) связь – это разновидность ковалентной связи, образующаяся за счет пары электронов одного из партнеров по связи. Водородная связь – это связь между водородом, являющимся положительным концом диполя одной молекулы, и сильно электроотрицательным элементом этой же или другой молекулы, являющимся отрицательным концом диполя. Природа связи – диполь-дипольное притяжение. Делокализация – это распределение электронной плотности по сопряженной системе. Сопряженные системы – это соединения с чередующимися кратными и простыми связями, или кратными связями и атомами с р-орбиталями. Индуктивный эффект [ ± I ] - это передача электронного влияния заместителя по углеродной цепи. Мезомерный эффект [± M] – это передача электронного влияния заместителей по сопряженной системе. Ароматическая система – это замкнутая сопряженная система, отвечающая критериям ароматичности. Гидрофильные группы – это группы, имеющие сродство к Н2О. Они полярны, могут быть заряжены или нейтральны. Например, -+NH3, -COO-, -OH, -SH, и др. Гидрофобные группы – это группы, не имеющие сродства к воде, неполярные. Например: -CH3, С6Н5- и др. Нуклеофильные реагенты (нуклеофилы) – отрицательно заряженные частицы (анионы H-, Cl-, HO-) или нейтральные молекулы с избытком электронной плотности: (NH3, H2O и др.). Обозначаются Nu - или: Nu. Электрофильные реагенты (электрофилы) – положительно заряженные частицы (катионы Н+, СН3+, Сl+) или нейтральные молекулы с недостатком электронной плотности (SO3, AlCl3, FeCl3). Обозначаются символом Е+ или Е.
Тема 2. Спирты. Фенолы. Нафтолы. Тиолы
Цель занятия: сформировать знания о строении и химических свойствах спиртов, фенолов, нафтолов, тиолов; дать понятие кислотности и основности органических соединений, водородной связи, комплексных соединений (хелатов). Конкретные задачи 1. Студент должен знать: классификацию, изомерию, номенклатуру спиртов, фенолов, тиолов; химические свойства одноатомных и многоатомных спиртов, фенолов, тиолов; понятие о кислотности и основности; понятие о реакциях нуклеофильного замещения. 2. Студент должен уметь: называть спирты, тиолы, фенолы по номенклатуре ИЮПАК; составлять формулы структурных изомеров, основываясь на электронном строении соединений, прогнозировать их химическую активность; проводить качественные реакции и с их помощью идентифицировать вещества. Мотивация. Спирты, фенолы и тиолы – важные классы органических соединений. Гидроксильная спиртовая группа входит в состав многих важных для организма веществ – оксикислот, углеводов и т.д.; фенолы являются продуктами метаболизма некоторых аминокислот, тиоловая группа содержится во многих биологически важных соединениях – аминокислотах (цистеин), ферментах, гормонах и благодаря своей высокой реакционной способности является мишенью различных повреждающих факторов – окислителей, тяжелых металлов и других так называемых «тиоловых ядов». Вопросы для самоподготовки 1. Выведите формулы строения теоретически возможных изомеров бутилового спирта и назовите их по ИЮПАК. Укажите первичные, вторичные и третичные спирты. 2. Напишите формулы следующих соединений: а) этандиол-1,2; б) 2,3–диметилбутандиол-2,3; в) пропантриол-1,2,3. 3. Напишите уравнения реакций превращений: а) хлористого бутила в 2-бутанол; б) 2-бром-3-метилпентана в 3-метил-3-пентанол. 4. Дайте определения понятий «кислотность» и «основность». Какое из соединений: этанол или этантиол, этанол или фенол – проявляет более кислый характер. Почему? 5. Напишите уравнение реакции взаимодействия изопропилового спирта с уксусной кислотой. 6. Какие вы знаете качественные реакции на фенолы? 7. Что такое хелаты? Получите хелат на основе глицерина и гидроксида меди. Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|