1. Классификация и номенклатура органических соединений

2метилпропан 2метил2нитропропан

3)сульфохлорирования :

CH3-CH2-CH2-CH3+SO2+Cl2 CH2-CH2-CH(SO2Cl)-CH3 +HC

Вторбутилсульфохлорид

4)сульфирование (по первичному или втор. атому С):

CH3-CH2-CH2-CH3+ H2SO4 CH3-CH2-CH2-CH2(SO3H)+H2O

Бутан-1-сульфоновая к-та

5)Крекинг УВ:

CH3(CH2)3-CH3 CH3-CH2-CH3 + CH2=CH2

6)окисление алканов – горение:

Полное:CH4+O2 CO2+ 2H2O+Q 2C4H10+14O2=8CO2+10H2O+Q

Неполное: Kat-Mn,Co CH4+3O2=2CO+4H2O+Q

2CH3-(CH2)2-CH3+5O2 4CH3-COOH+2H2O

2.Алкены – это УВ, которые содержат двойную углерод-углеродную связь. , характеризуются высокой реакционной способностью.

Входят в состав феромонов, эфирных масел, в виде красящих в-в в моркови и помидорах.

Радикалы(алкенилы):

1)Н2С=СН- ВИНИЛ

2)СН2-СН=СН- ПРОПЕНИЛ

3)СН2=СН-СН2- АЛЛИЛ

Характерна пространственная цис-транс-изомерия.
Получение алкенов

• 
  (ЛАБОРАТОРН.):
  

1. 
   Дегидрогалогенирование(правило Зайцева)
   

Водород отщипляется от того атома С, у которого меньше всего Н.

CH3-(Br)C(CH3)-CH2-CH2-CH3

1бром-3метилпентан

CH3- (CH3)C=CH-CH2-CH3+KBr+H2O – 2метилпент-2-ен

2. 
   Дегидрогалогенирование винильных дигалогеналканов.
   

CH3-(CH3)C(Br)-CH(Br)-CH2-CH3

2,3-дибром2метилпентан

CH3- (CH3)C=CH-CH2-CH3+ZnBr2 – 2метилпент-2-ен

3. 
   Дегидратация спиртов (по Зайцеву):
   

CH3-CH(OH)-(H)CH-CH3 CH3-HC=CH-CH3

Бутан2-ол бут-2ен

+ H2O

4. 
   Частичное восстановление алкадиенов и алкинов:
   

CH2=CH-CH=CH2 CH3-CH2-CH=CH2

• 
  (ПРОМЫШЛЕННЫЕ)
  

5. 
   Крекинг и пиролиз из нефти:
   

R-CH2-CH2-R R-CH3+ H2C=CH-R

6. 
   Дегидрирование низших алканов(отщ. Н2)
   

CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH3+

CH2=CH-CH2-CH3

Физические свойства:

1)С1-С4 – газы 2)С5-С17-жидкости 3)С18-и выше – тв.в-ва 4)↑С = Ткип. И Тпл. ниже чем у алканов. Обрадают сильным запахом , плохо раств. В Н2О, хорошо в орг. Растворителях.

Химические свойства:

1. 
   Реакции присоединения электрофилов:
   

а) кислот: HBr, HCl, HI, H2SO4

b) : Br, Cl

• 
  Присоединения HBr:
  

При присоединении галогенводорода к несим алкенам Н присоединяется к тому =, у кого Н больше.

CH2=CH-CH2-CH3+HBr,t=> CH3-CH(Br)-CH2-CH2

• 
  Присоединение Br2(качественная реакция на кратную связь):
  

CH2=CH-CH2-CH3 CH3-CH2-CH(Br)-CH2(Br)

• 
  Присоединение H2SO4:
  

CH2=CH-CH3+ →OSO3H CH3-CH(OSO3H)-CH3 – изопропилсульфат

• 
  Присоединение Н2О(гидротация):
  

CH3-(CH3)C=CH-CH3 CH3-(CH3)C(OH)-CH2-CH3

2. 
   Р-и присоединения Ar – против правила Марковникова.
   

CH3-CH=CH2+HBr CH3-CH2-CH2(Br)

3. 
   Мягкое окисление (качественная реакция на кратную связь). Вагнера
   

CH3-(CH3)C=CH2+KMnO4

CH3-(CH3)C(OH)-CH2(OH)+MnO2↓ - 2метилпропан -1,2-диол

4. 
   Жесткое окисление – озонолиз:
   

1. 
   CH3-(CH3)C=CH2-CH3 +O2
   

CH3-C(=O)-CH3+H3C-(H-)C(=O)

2. 
   CH3-(CH3)C≠CH2-CH3 +KMnO4 CH3-C(=O)-CH3 +
   

H3C-(HO-)C(=O)

5. 
   Алкен + Водород в присутствии кат.(H2/Ni,Pt,Pd)
   

CH3-CH=CH-CH3 CH3-CH2-CH2-CH3
3.Алкадиены – это ненасыщенные углеводороды, которые соержат в молекуле 2-е 2-ные углерод-углеродные связи.

Алкадиены с сопряженными двойными связями.

CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3

CH2=C(CH3)-CH=CH2 изоприл

Получение алкадиенов

1. 
   Дегидрирование бутана:
   

CH3-CH2-CH2-CH3 CH2=CH-CH2-CH3

→ CH2=CH-CH=CH2

2. 
   Дегидрирование изопентана:
   

CH3-CH(СН3)-CH2-CH3 CH2=C(СН3)-CH2-CH3 CH2=C(СН3)-CH=CH2 – метил бутадиен-1,3

3. 
   Получение изоприла
   

CH3-е(=О)-CH3 +Н-С≡С-Н CH3-(НО-)е(СН3)≡СН

→ CH2=C(CH3)-CH=CH2 метил бутадиен-1,3

4. 
   Синтез Лебедева
   

CH3-CH2-ОН CH3-(H)C(=O) CH2=CH-CH=CH2


Лабораторные способы:

1. 
   Дегидрирование дигалагеналканов
   

H2C(Br)-CH(CH3)-CH2-CH(Br)-CH3

CH2=C(CH3)-CH=CH-CH3 метил пентадиен-1,3

2. 
   Дегидратация спиртов:
   

H2C(Н)-CH(ОН)-CH(ОН)-CH2(Н) CH2=CH-CH=CH2
Химические свойства:

1)Реакции присоединения для алкадиенов с сопряженными связями могут протекать по двум направлениям - 1,2- и 1,4-присоединение.

1,2-Присоединение - это присоединение молекулы реагента по одной из двух двойных связей; 1,4 - это присоединение молекулы реагента по краям сопряженной системы с переносом двойной связи в ее центр. Причем присоединение несимметричных реагентов происходит в соответствии с правилом Марковникова.

Реализация того или иного направления присоединения зависит от условий проведения реакции. При пониженных температурах в среде неполярных растворителей преимущественно образуются продукты 1,2-присоединения. При повышенных температурах в среде полярных растворителей - продукты 1,4-присоединения.

2)Реакции окисления

- мягкое окисление реактивом Вагнера - образуются многоатомные спирты

- жесткое окисление перманганатом или дихроматом калия в кислой среде - образуются карбоновые кислоты и кетоны

- озонолиз - образуются альдегиды и кетоны

СH2=C(CH3)-CH≠CH2 2H-(H-)C(=O) метаналь+

CH3-C(=O)-(H-)C(=O)2оксопропаналь + H2O27

3)Реакция восстановлениия

а)CH2=CH-CH=CH2 CH3-CH2-CH=CH2

CH3-CH-CH2-СH3

б) CH2=CH-CH=CH-R CH3-CH=CH-CH2-R+NaNH2

4)Диенного синтеза(Дильсо-альдеро)

Полимеризация – сырье для получения каучука

Хлоропреновый каучук:

nCH2=CH-C≡CH+HCl→nCH2=CH-C(CL)=CH2 →~(CH2-CH=C(CL)-CH2)~ Хлоропреновый каучук:

4.Алкины – углеводороды, которые содержат 3-ю связь .

Номенклатура:

-систиматическая

-тривиальная

-радикальная

Получение алкинов

(Лабораторный)

• 
  1)CH2(Br)-CH(Br)-CH2-CH2-CH3 HC≡C-CH2-CH2-CH3+2HBr
  
• 
  CH3-(Br)C (Br)-CH2-CH3 H3C-C≡C-CH2-CH3+2HBr пентин-2
  

Ацетиленидов(Na,Mg,Ag,Cr)

H3C-C≡e- + - → CH3-C≡C-CH3 + NaI

(Промышленный)

• 
  3)получение ацетилена из метана
  

2СН4 СН≡СН+3Н2

• 
  4)Окислительный:
  

2СН4+О2 2СН≡СН+2СО+10Н2

• 
  5)Карбидный способ:
  

СаСО3→СаО+СО2

СаО+3е→СаС2+СО

СаС2+2Н2О→НС≡СН+Са(ОН)2
Физические свойства:

1)С2-С4 – газы 2)С5-С16-жидкости 3)С17-и выше – тв.в-ва
Химические свойства:

1. 
   Присоединение галогенов:
   

R-CH2-C≡CH+Br2 R-CH2-(Br)C=CH(Br)+Br2

R-CH2-(Br)C(Br)-(Br)CH(Br)

2. 
   Присоединение галогеноводородов
   

R-CH2-C≡CH+НBr→ R-CH2-C(BrH)=CH+НBr→

R-CH2-(Br)C(Br)-CH3

3. 
   Присоединение Н2О – Кучерова
   

СН≡СН+Н2О HC≡C-CH2-CH3 +H2O [ H-HC=C(OH)-CH2-CH3]→

H3C-(O=)C-CH2-CH3

4. 
   Присоединение спиртов требует применения щелочного катализа:
   

Алкилвиниловый эфир

А при дальнейшей полимеризации получим:

~((R)С(OR1)-CH2)~n полиакрилвиниловый эфир

5. 
   Присоединение карбоновых кислот требует применения кислотного катализа:
   

Винилацитат

А при дальнейшей полимеризации получим:

Поливинилацетат ПВА

6. 
   Присоединение синильной кислоты (циановодорода) в присутствии катализатора медь(I)-цианида:
   

Акрило-нитрил

А при дальнейшей полимеризации получим:

полиакрилонитрил ПАН

7. 
   Реакции алкинов по концевой (терминальной) тройной связи (S_E).
   

Алкины с концевой тройной связью обладают С-Н кислотностью, т.е. легко отщепляют водород, замещая его на катион одновалентных металлов: Na⁺, Cu⁺, Ag⁺ и др.

Ацетилениды металлов – сильные нуклеофильные реагенты. Их используют для введения тройной связи в молекулу галогеналкана, в результате углеродная цепь удлиняется:

7.1) Качаственная реакция!!!концевая 3-ая связь

1.CH3-C≡CH +Ag(NH3)2OH → CH3-C≡CAg↓ +NH3+H2O

2. CH3-C≡CH + Cu(NH3)2Cl → CH3-C≡C-Cu↓ +NH4Cl

8. 
   Реакции окисления алкинов, Качаственная реакция!!!
   

Мягкое окисление – вагнера – на кратную связь

СH3-C=CH+KMnO4 [CH3-(OH)C=CH(OH)]

СH3-C(=O)-CH2(OH)+MnO2↓
8.1)A)реакция жесткого окисления K₂Cr₂O₇, H₂SO₄:

Б)Реакции окисления алкинов


B)Реакции озонирования алкинов

CH3-C≡C-CH2-CH3 CH3-COOH+ HOOC-CH2-CH3

8. 
   Полимеризация алкинов
   

1)димеризация и тримеризация ацетилена

2CH≡CH CH2=CH-C≡CH винилацетилен CH2=CH-C≡C-CH=CH2 дивинилацетилен

2)цикломеризация ацетилена и гомологов.

Р-я Зелинского

3СН≡CH

Или 3R-C≡CH
3)Полимеризации алкинов
nRC≡CR1

сопряженные полиены

4)полимеризация ацетилена

nCH≡CH =C=C=C=C=(карбин, полиацетилен)

5. 
   Циклоалканы –
   

Структурная изомерия :

Обусловлена:

1. 
   Размером цикла
   
2. 
   Положением заместителей
   
3. 
   Изомерия боковой цепи
   
4. 
   Цис-транс
   

Получение циклоалканов:

1. 
   Гидрирование ароматический соединений(исп. бензол и его гомологи)
   

2. 
   Дегалогенирование дигалогеналканов реакцией Вюрца:
   

Химические свойства:

1. 
   Присоединение Н2:
   

∆ CH3-CH2-CH3

Присоединение галогенов

∆ CH2(Br)-CH2-CH2(Br)

Присоединение галогенводородов по правилу Марковникова.

∆ CH2(H)-CH2-CH2(I)
≠

2. 
   р-я окисления циклоалканов:
   

а)мягкое окисление

∆ CH2(OH)-CH2-CH2(OH)+MnO2↓

Б)жесткое окисление

∆ C=O(OH)-CH2-C(=O)(OH)пропандиовая к-та(малоновая) + MnO2↓

Классификация:

1. 
   алифатические- в зависимости от природы углеводородного радикала CH3-CH2-Br этилбромид
   
2. 
   ароматические
   
3. 
   алифатическо-ароматические
   
4. 
   в зависимости от хар-ра sp3 гибридного атома:первичные вторичные третичные
   
5. 
   в зависимости от числа галогенов
   

-моногалогеналканы, -геминальные, - вицинальные
6.Галогенпроизводные УВ

Получение галогенпроизводных:

1. 
   прямое галогенирование(хлорирование, бромирование)
   
2. 
   гидрогалагенирование(HCl, HBr, HI) алкенов, диенов, алкинов.
   
3. 
   Р-ии нуклеофильного замещения гидроксильной группы в спиртах воздействием
   

-галогенидов -фосфора -серы

CH3-CH(OH)-CH2-CH3

CH3-CH(Cl)-CH2-CH3

4. 
   Получение ненасыщенных галогенопроизводных УВ.
   

СН2=СН-СН3 CH2=CH-CH2Cl 3хлорпропен1
Физические свойства:

Низшие хлориды имеют плотность<1

Бромиды и иодиды плотность>1

Нерастворимые в воде

Химические свойства:

1. 
   Р-ии нуклеофильного замещения Sn
   

C𝛅+ →xδ- , где х=Cl, Br, I

В качестве нуклеофилов:

1.NaOH,KOH

2.RONa – алкоголяты

3.KCN – цианиды

4NaNO3- нитриты Na, K

5.RNH2 и NH3 амины и аммиак

6.RCOONa соли карбоновых к-т

2. 
   Шелочной гидролиз:
   

CH3-CH2-CH2δ+(субстрат)→ Clδ- + Naδ+OHδ-реагент(NaCl)

→CH3-CH2-CH2-OH

3. 
   RONa алкоголяты:
   

CH3-CH2- CH2δ+→ Clδ-+ CH3-CH2-Оδ-Naδ+

CH3-CH2-CH2-O-CH2-CH3 этилпропиловый эфир

4. 
   Обмен галонега цианидную группу:
   

CH3-CH2-CH2δ+(субстрат)→ Clδ-

CH3-CH2-CH2-CN нитрил бутановой к-ты

5. 
   Обмен галогена на нитро группу:
   

CH3-CH2- CH2δ+-Clδ- CH3-CH2- CH2-NO2

1нитро пропан

6. 
   Аммонолиз гологенопроизводных:
   

CH3-CH2- CH2δ+-Clδ- CH3-CH2- CH2-NH-R

[CH3-CH2- CH2-NH-R]+Cl-

7. 
   соли карбоновых к-т
   

- + CH3-C(=O)- → CH3-C(=O)-OCH3 метилацетат(сл.эфир)+NaBr

8. 
   р-я отщипления (элиминирования Е)галогеноводородов с образованием алкЕнов:
   

CH3-(CH3)C(Br)- CH(H)-CH2-CH3 2бром2метилпентан

CH3-(CH3)C=CH-CH2-CH3 2метилпентен2

9. 
   Реакции галогенопроизводных идут с Ме с образов. Металлоорганических соединений(реактив Гриньяра)
   

R-CH2-Br + Mg R-CH2-Mg-Br (R-CH2-магнийбромид)

Для Na – как Вюрца на алканы.

Применение галогенопроизводных:

1. 
   Хлорметаны – растворители жиров,масел, смол, каучуков. CHCl3 – наркотическое в-во
   
2. 
   Винилхлорид – получ.ПВХ
   
3. 
   Тетрафторэтилен (CF2=CF2) полимеризуется в присутствии водорода перекиси в тефлон.
   

7.Арены – циклические соединения, обладающие особыми Физическими и химическими св-вами.

-устойчивы к действию окислителей,

-малохарактерны р-ии присоединения

-характерны р-ии замещения

Ароматичность- склонность в-ва при явной ненасыщенности проявлять св-ва насыщенных соединений.

в

нафталин(конденсированное соединение)

Арены – гомологи безола( )

Изомерия обусловлена:

1)положением заместителей в цикле

2) в боковой цепи

Получение галогенпроизводных:

1. 
   Тримеризация ацетилена.
   

3СН≡СН

2. 
   Р-я Вюрца-фиттига:
   

3. 
   Сплавление солей карб. К-т со щелочью:
   

4. 
   Алкилирование аренов
   

а)галогеналканами:

б)алкенами:

Физические свойства:

Бензол и его гомологи – бесцветные жидкости с характерным запахом. Высшие гомологи – твёрдые вещества. плотность <1.

Нераств. В Н2О, но отлично в органических растворителях.

Легковоспламеняются , много копоти, пары – токсичны.

Химические свойства:

1. 
   Реакции присоединения идут с нарушением ароматичности, те.е с разрывом.
   

А)гидрирования:

Б) галогенирования:

гексахлор-циклогексан

2. 
   Р-ии замещения:
   

А) р-яя галогенирования

Б)р-ии нитрования

В)р-я окисления

Г)р-ии электрофильного замещения, замещение атома водорода на электрофил.

3. 
   Бромирование, хлорирование:
   

4. 
   Сульфирование:
   

5. 
   Алкилирование галогеналканами:
   

6. 
   Алкилирование алкенами:
   
7. 
   Ацилирование:
   

8.Заместители бензольного кольца и их влияние на направление и скорость реакции Se:
Заместители I рода  орто- и пара-ориентанты, т. е. в S_E-реакции образуются преимущественно два изомера, соответствующие орто- и пара-замещению.

Заместители II рода  мета-ориентанты, т. е. в S_E-реакции образуется преимущественно один изомер, соответствующий мета-замещению. Это электроноакцепторные (ЭА) заместители, снижающие скорость S_E-реакции по сравнению с незамещенным бензолом.

Ориентация у дизамещенного бензола. При наличии двух заместителей в бензольном кольце возможны их согласованная и несогласованная ориентации.

Согласованная ориентация заместителей  оба заместителя направляют вновь вступающую группу в одни и те же положения бензольного кольца


Несогласованная ориентация заместителей  оба заместителя направляют вновь вступающую группу в разные положения бензольного кольца.

А Б

В этом случае руководствуются следующим принципом: место вступления электрофила определяет заместитель I рода (случай А) или заместитель, который является лучшим донором (случай Б).
9.Кислородсодержащие соединения. Спирты

Гидроксилсодержащие соединения (группа ОН)

К ним относятся: спирты и фенолы.
Классификация спиртов:

Жирноароматические: (ароматическое кольцо с алифатической цепью)

-первичные, -втроричные,-третичные

-одноатомные

-двухатомные

-трехатомные

-многоатомные

Получение спиртов:

1. 
   Реакции гидролиза галогенопроизводных УВ.
   

СН3-СН(Cl)-СН2-СН3+ NaOH→CH2-CH(OH)-CH2-CH3+NaCl

2. 
   Гидротация алкенов(+Н2О)
   

СH3-С(СH3)=СH-СH3 + НОН СH3-(OH)С(СH3)-СH2-СH3

3. 
   Гидролиз сложных эфиров карбоновых кислот
   

R-C(=O)-OR1 R1-OH+R-C(=O)-ONa

4. 
   Восстановление альдегидов и кетонов:
   

А) CH3-CH2-(H-)C(=O) CH3-CH2-CH2-OH(первичн.спирт

Б) CH3-CH2(=О)-СН3 CH3-CH2(OH)-CH3 вторичн.спирт.

5. 
   Окисление алкенов по Вагнеру, получение 2-мных спиртов.
   

CH3-C(CH3)=CH2+ KMnO4

CH3-(OH)C(CH3)-(OH)CH2+ MnO2↓

Физические свойства:

1)С1-С11 -жидкости 2)С12-и выше – тв.в-ва, Tкип. Выше, чем у алканов.

Высокие т кипения можно объяснить образованием между молекул водородных связей. Низшие спирты хорошо растворимы.

Химические свойства:

СН3-СН2-О←Н ↔ СН3-СН2-Оδ- + Нδ+

Разорвать связь ОН могут только щелочные и щелочноземельные Ме: Li,Na,K, Mg,Ca

1. 
   Кислотность спиртов:
   

СН3-СН2-ОН СН3-СН2-ОNa пропанолят Na + Н2

2. 
   Реакция нуклефильного замещения гидроксильной группы.
   

в качестве нуклеофилов выступают:

-галогеноводородные к-ты: HBr, HCl, HI

-галогениды фосфора: PCl3, PBr3, PCl5, PBr5

-спирты : R-OH

А) нуклефильного замещения галогеноводородами:

СH3-CH2-CH2→OH+HBr CH3-CH2-CH2→Br

Б) нуклефильного замещения галогениды фосфора:

CH3-CH(OH)-CH2-CH3

CH3-CH(Cl)-CH2-CH3

В) нуклефильного замещения спиртами, с образование простых эфиров.

Катализаторы: H2SO4, H3PO4, Al2O3, P2O5

СH3-CH2-CH2-OH+HO-CH2-CH2-CH3

CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH2-CH3 (дипропиловый эфир)

3. 
   Внутримолекулярная дегидротаций(образуется алкен)
   

CH3-(OH→)C(CH3)-CH2-CH3

CH3-(CH3)C=CH-CH3

4. 
   Окисление спиртов до альдекидов и кетонов:
   

А)CH3-CH2-CH2-OH пропаналь

CH3-CH2-COOH

Б) CH3-CH2(OH)-CH3 CH3-CH2(=О)-СН3 пропанон

5. 
   Дегидрирование спиртов:
   

Первичные – альдегид, вторичные – кетон

А) CH3-CH2-CH2-OH CH3-CH2-(H-)C(=O)

Б)тоже самое

6. 
   Этерификация спиртов с органич, неорганич. кислотами –
   

образование сложных к-т.

R-C(=O)-OH+ R1OH ↔ R-C(=O)-O-R1 сложный эфир + H2O

7. 
   Основные св-ва характеризуются способностью присоединять Н+
   

CH3-CH2-CH2-OH [CH3-CH2-CH2-OH2]HSO4
Представители:

СН3ОН – метанол, яд

С2Н5ОН – этанол, консервант анатомических препаратов.
9.1Ненасыщенные спирты:

1) виниловый – в свободном состоянии не существует

СН2=СН-ОН → СР3-(Н)С=О ацетальдегид

Енол

3. 
   Аллиловый спирт – применяют в синтезе трехатомного спирта-глицерина.
   

CH2=CH-CH2-OH CH2(OH)-CH(OH)-CH2(OH)
10.Многоатомные спирты: гликоли

Двуатомн – диол Трехатомн – триол

Общая формула: R-O-R1

Получение спиртов:

1. 
   Дегидратация спиртов(межмолекулярная.)получение простых эфиров из первичных спиртов.
   

СH3-CH2-CH2-OH+HO-CH2-CH2-CH3

CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH2-CH3 (дипропиловый эфир)

2. 
   Р-я Вильямсона – алкоголяты с галогеналканами:
   

СH3-CH2-CH2-ONa + Cl-CH2-CH3

CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH3пропилэтиловый эфир + NaCl

Химические свойства:1-основностьб 2,3 -ращепление

3. 
   Окисление простых эфиров кислородом воздуха с образованием взрывчатых гидроперекисей
   

CH3-CH2-O-CH2-CH3 CH3-CH(-HO-O)-O-CH2-CH3

Наличие их проверяют крахмальное бумажкой и убирают щелочью.

Представители:

Диэтиленгликоль – HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH

Смазочные масла, пластификаторы.
11.Ароматические спирты и фенолы

Общая формула: Ар-ОН

КЛАССИФИКАЦИЯ:

-моно, -ди, -многоатомные фенолы.