Тему коллоквиума определяет преподаватель.

Тему коллоквиума определяет преподаватель.

Рекомендуется привязка тем к выполненной работе.

Часть

 

Общие приемы работы в лаборатории органической химии.

Очистка и определение констант органических веществ.

Чистое органическое вещество и его константы (т. кип., т. пл., n _D²⁰). Способы определения этих констант.

Методы выделения и очистки органических веществ:

Экстракция.

Перегонка при обычном и уменьшенном давлении, перегонка с водяным паром. Дефлегматоры и их назначение.

Особенности перекристаллизации из органических растворителей. Приемы фильтрования. Определение температуры плавления.

Возгонка. Хроматографические методы очистки и анализа органических веществ. Тонкослойная и колоночная хроматография. Способы детектирования. R_f.

 

 

Синтез ненасыщенных соединений и реакции присоединения к двойной связи

 Образование двойной связи реакциями элиминирования

Реакции дегидрирования алканов, дегидрогалогенирование, дегалогенирование галогенпроизводных, дегидратация спиртов, термическое разложение четвертичных аммониевых оснований. Направление реакций элиминирования (по Зайцеву и по Гофману).

 

Реакции присоединения к кратной связи.

Присоединение электрофильных реагентов по связи С=С: галогеноводородов, воды, галогенов. Правило Марковникова и его интерпретация. Кабокатионы, их строение и факторы, влияющие на устойчивость. Стереохимия электрофильного присоединения. Гидроборирование-окисление как метод синтеза спиртов.

Реакции циклоприсоединения с участием ненасыщенных соединений: присоединение карбенов, окислительное циклоприсоединение (эпоксидирование, дигидроксилирование), диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера).

 

 

Образование связи углерод-гетероатом и углерод-углерод в ароматическом ряду (реакции электрофильного замещения).

Общие представления о механизме реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду; s ‑ и p ‑комплексы. Влияние заместителей в бензольном ядре на суммарную скорость электрофильного замещения и изомерный состав продуктов. Электронные эффекты заместителей и относительная устойчивость s ‑комплексов. Согласованная и несогласованная ориентация.

Реакции бромирования.

Реагенты и условия галогенирования ароматических соединений в ядро и в боковую цепь. Различия в механизмах этих реакций. Роль кислот Льюиса в реакции галогенирования ядра.

Реакции нитрования.

  Нитрующие агенты. Нитроний-катион. Условия нитрования бензола и его гомологов, нафталина. Особенности нитрования фенолов и ароматических аминов. Реакция нитрования как важный метод получения азотсодержащих органических соединений.

 

Реакции сульфирования.

Сульфирование бензола и его гомологов, нафталина, антрацена, фенола и нафтолов, анилина. Обратимость реакции сульфирования. Особенности выделения и идентификации сульфокислот. Функциональные производные сульфокислот. Использование сульфогрупп в качестве ориентирующих и защитных группировок.

 

Реакции алкилирования (Фриделя-Крафтса).

Алкилирующие реагенты (спирты, галогеналканы, олефины). Катализаторы и механизм их действия. Побочные процессы при алкилировании по Фриделю-Крафтсу: изомеризация, полиалкилирование, дезалкилирование (ипсо-замещение). Способы получения алкилбензолов с использованием реакций 

ацилирования бензола, реакции Вюрца – Фиттига и других процессов кросс-сочетания. Алкилирование ароматических аминов, фенолов карбонильными соединениями. Красители трифенилметанового ряда (малахитовый зеленый, бриллиантовый зеленый, фенолфталеин, флуоресцеин). Использование алкильных групп в качестве ориентирующих и защитных группировок.

Алкилбензолы.

 

Реакции ацилирования (Фриделя-Крафтса).

Ацилирующие реагенты (галогенангидриды, ангидриды), катализаторы в реакциях ацилирования ароматических соединений. Особенности ацилирования фенолов. Перегруппировка Фриса.

Формилирование аренов. Реакции Реймера-Тимана, Вильсмейера, Гаттермана (реагенты, условия, область применения).

Восстановление ациларенов как способ получения алкиларенов.

  4) Образование связей углерод-гетероатом в алифатическом ряду (реакции нуклеофильного замещения)

Образование связи углерод-кислород реакциями окисления

Окисление спиртов

Окисление и дегидрирование спиртов. Способы окисления первичных спиртов до альдегидов и до карбоновых кислот, вторичных спиртов до кетонов. Реакция Оппенауэра.

Часть

 

Магнийорганический синтез.

Условия образования магнийорганических соединений из алкил-, алкенил-, арилгалогенидов: растворители, галоидные алкилы, активаторы реакции, реакции с сопровождением. Побочные реакции при синтезе магнийорганических реагентов. Особенности взаимодействия магния с полигалогенидами. Строение магнийорганических соединений.

Присоединение реактивов Гриньяра к карбонильной группе, использование в синтезе спиртов (реакции с альдегидами, кетонами, сложными эфирами). Побочные реакции, возможные при взаимодействии реактивов Гриньяра с альдегидами и кетонами.

Особенности взаимодействия Li-, Mg- и Cu-органических реагентов с производными карбоновых кислот. Синтез симметричных спиртов из сложных эфиров. Синтез кетонов из хлорангидридов, нитрилов, амидов (амид Вайнрэба). Синтез альдегидов их производных муравьиной кислоты (амидов, солей). Использование ортоформиатов.  

Особенности взаимодействия Li-, Mg- и Cu-органических реагентов с a,b-ненасыщенными карбонильными соединениями.

 

Синтез иминов и ацеталей

Общие представления о механизме реакций нуклеофильного присоединения к карбонильной группе, роль кислотного и основного катализаторов. Реакции с азотсодержащими нуклеофилами: образование оснований Шиффа (азометинов), енаминов, оксимов, гидразонов, замещенных гидразонов и семикарбазонов. Использование оксимов в синтезе амидов (перегруппировки оксимов), нитрилоксидов. Использование гидразонов для восстановления карбонильной группы. Имины в реакциях восстановительного аминирования карбонильной группы.

Особенности реакций формальдегида и других простейших альдегидов с аммиаком и первичными аминами. Уротропин, его использование в реакциях аминирования и окисления галогенпроизводных (Соммле, Делепин).

Реакции с водой и спиртами, образование гидратов, полуацеталей, ацеталей и их S-аналогов, механизм. Причина неустойчивости полуацеталей. Примеры устойчивых полуацеталей. использование ацеталей и S,S-ацеталей для защиты и для обращения полярности карбонильной группы.

 

Тему коллоквиума определяет преподаватель.