Методы введения тройной связи.

Наиболее общий способ получения является действие спиртового р-ра щелочей на дигалогенпроизводные предельных углеводородов с вицинальным(а) или геминальным(б) расположением атомов галогена:

 

Высокотемпературный крекинг. Ацетилен можно получить высокотемп.крекинге(термическом или электротермическом) метана или более сложных углеводородов:

Циклические углеводороды

1) Виды

Алициклические - углеводороды, в которых углеродные цепи образуют циклы, не обладающие ароматическим характером.(не содержат бензольного кольца)

Циклобутенциклопентадиен

Ароматические соединения — циклические органические соединения, которые имеют в своём составе ароматическую систему. Основными отличительными свойствами являются повышенная устойчивость ароматической системы и, несмотря на ненасыщенность, склонность к реакциям замещения, а не присоединения.(содержат бензольное кольцо)

2)Типы напряжения

Торсионное-взаимодействие связей в заслоненнойкомформаии.

Ван –Дер –Вальса Отталкивание взаимных заместителей близкое сумме радиусов.

Угловое отклонение валентных углов между с-с в цикле.Кресло –нет напряжение.

Ароматические соединения

Понятие

Склонны к реакции замещения при этом ненасыщенные.Бензол насыщенный все связи в одной плоскости.Ароматические соединения — циклические органические соединения, которые имеют в своём составе ароматическую систему. Основными отличительными свойствами являются повышенная устойчивость ароматической системы и, несмотря на ненасыщенность, склонность к реакциям замещения, а не присоединения. 4n+2

Бензо́л (C6H6, PhH) — органическое химическое соединение, бесцветная жидкость со специфическим сладковатым запахом.Бензол по составу относится к ненасыщенным углеводородам (гомологический ряд CnH2n-6), но в отличие от углеводородов ряда этилена C2H4 проявляет свойства, присущие насыщенным углеводородам (для них характерны реакции присоединения) только при жёстких условиях, а вот к реакциям замещения бензол более склонен. Такое «поведение» бензола объясняется его особым строением: нахождением всех связей и молекул на одной плоскости и наличием в структуре сопряжённого 6π-электронного облака. Современное представление об электронной природе связей в бензоле основывается на гипотезе ЛайнусаПолинга, который предложил изображать молекулу бензола в виде шестиугольника с вписанной окружностью, подчёркивая тем самым отсутствие фиксированных двойных связей и наличие единого электронного облака, охватывающего все шесть атомов углерода цикла.

Бензойдные и небензойдные

Различают бензоидные (арены и структурные производные аренов, содержат бензольные ядра) и небензоидные (все остальные) ароматические соединения. Среди небензоидных ароматических соединений хорошо известны азулен, аннулены, гетарены (пиридин, пиррол, фуран, тиофен), ферроцен. Бензойдные с изолированными ядрами (дифенилметан,полистирол).С конденсированными (нафталин,пирен)Арены.

Электрофильное замещение

1. Электрофильное замещение (SE) – механизм реакции взаимодействия ароматических углеводородов с молекулами, содержащими электрофильные частицы. Примеры электрофильных частиц: Cl+, Br+, NO2+, CH3+, CH3CH2+ и т.п. Катионы типа CH3+, Cl+ существуют в составе комплексов CH3+[AlCl4]- и Cl+[FeCl3]-.

I стадия: образование p-комплекса, в котором электрофильная частица Х+притягивается к p-электронному облаку бензольного кольца.

 

II стадия (лимитирующая): образование s-комплекса. Два электрона изp-системы идут на образование s-связи С–Х. При этом ароматичность кольца нарушается. Атом углерода, соединившись с электрофилом Х, переходит из sp2- в sp3-гибридизованное состояние и выходит из системы сопряжения. В системе сопряжения остаются 4 p-электрона, которые делокализованы на 5-ти углеродных атомах кольца (заряд +1).

 

III стадия: отщепление протона Н+ и восстановление ароматичности кольца, поскольку два электрона разрывающейся связи С–Н переходят в p-систему кольца.

Влияние заместителей на скорость SE

1) Электронодонорные заместители (D) повышают электронную плотность кольца и увеличивают скорость реакции SE(активирующие заместители): -NH2, -OH, -OR, -NHR, -NR2, -NH-C(O)R,алкильные группы

2) Электроноакцепторные заместители (А) понижают электронную плотность кольца и уменьшают скорость реакции SE(дезактивирующие заместители): -NO2, -CF3, -SO3H, -NR3, -CN

 

Спирты и фенолы

Водородная связь)

Она образуется между молекулами, содержащими электроотрицательные атомы (О, N, F, реже CI, Br, S), которые имеют неподеленную электронную пару, и молекулами с активными атомами водорода. Активными называются атомы водорода, связанные с другим атомом сильно полярной кова-лентной связью.

2(Амфотерность спиртов)

Наличие полярной связи между кислородом и водородом в группе -ОН обуславливает кислотные свойства спиртов, а неподеленные пары электронов на атоме кислорода — основные свойства.

Кислотные свойства убывают в ряду:

первичный спирт > вторичный спирт > третичный спирт.

Основные свойства в этом ряду, наоборот, возрастают, что обусловлено электронодонорными алифатическими радикалами.

Многоатомные спирты являются более сильными кислотами, чем одноатомные, что обусловлено -I эффектом групп ОН, стабилизацирующим анион:

Благодаря более выраженным кислотным свойствам многоатомные спирты реагируют с Сu (OH)₂, образуя растворимые комплексные соединения -хелаты.

Наличие слабых кислотных и основных центров в одной и той же молекуле приводит к образованию водородных связей. В растворе спиртов молекулы связаны друг с другом межмолекулярными водородными связями.

Энергия водородной связи небольшая, примерно 10 - 30 кДж/ моль, но обычно их образуется много и действует кооперативный эффект. Образование водородных связей в спиртах приводит к повышению температуры кипения по сравнению с углеводородами.

Водородные связи играют важную роль в стабилизации пространственной структуры белков, двойной спирали ДНК.

3(Сходство и различие спиртов и фенолов)

Сходство:

1)как фенол, так и спирты реагируют с щелочными металлами с выделением водорода.

2C6H5OH + 2Na ->2C6H5ONa + H2(фенол)

2C2H5OH + 2K ->2C2H5O–K+ + H2 (спирт)

2) р.горения (она,правда, всем свойственна)

2 C2H4(OH)2 + 5 O2 = 4 CO2 + 6 H2O

C6H5OH + 7 O2 = 6 CO2 + 3 H2O

3) +активные металлы (опять же, это свойственно не только фенолу и многоатомным спиртам)

С2H4(OH)2 + 2 Na = C2H4(-O-Na)2 + H2

2 C6H5OH + 2 Na = 2 C6H5-O-Na + H2

Отличие:

-фенол не реагирует с галогеноводородами: ОН- группа очень прочно связана с бензольным кольцом, её нельзя заместить;

-фенол не вступает в реакцию этерификации, эфиры фенола получают косвенным путем;

-фенол не вступает в реакции дегидратации.

 

Кислотные свойства фенола ярко выражены

Фенол при действии с щелочью дает соли – феноляты

C6H5OH + NaOH = C6H5ONa + HOH

Карбоновые кислоты