ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Циклді қосылыстардың химиясы» «5B072100 – Органикалық заттардың химиялық технологиясы» ОҚУ-Әдістемелік материалдар

Балықтың иісі тәрізді аминдерді дала кемірушілерімен күресу мақсатында алдап шақыру үшін қолданылады.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Анилиннің құрлысын көрсетіңіз?

2. Ароматты аминдердің химиялық қасиеттерін сипаттаңыз?

1. 
   Диазо- және азоқосылыстар. Диазоттау реакциясы, механизмі. Құрылысы.
   

3. Азобірігу реакциялары. Азобояуыштар тұралы ұғым.

АРИЛДИАЗОНИЙ ТҰЗДАРЫ

Диазоттау реакцияның механизмі

Диазотауды бірнеше сатыда жүреді, ароматты амин нуклеофилдік қасиет көрсетеді, ал электрофилдік реагент ролін нитрозокатион атқарады.

Диазоний тұздары – иондық қосылыстар, олар электр тоғын жақсы өткізеді, суда ериді.
Ортаның рН байланысты диазоқосылыстардың формалары

Диазоқосылыстардың құрылысын К. Бломотрандт, Э. Бамбергер, А. Ганч қарастырды. Диазоқосылыстар күрделі қышқыл-негіздік және таутомерлік тепе-тендік.

Ортаның сілтілігі жоғарлағанда арилдиазоний хлориді гидроксидке айналады. Біраз ұақыттан кейін ерітіндінінің электр өткізгіштігі төмендей бастайды, яғни ол гидроксид-ион мен арилдиазоний катион арасында коваленттік байланыстын түзілуін көрсетеді. Ковалентті кұрастырылған арилдиазогидроксид (диазогидрат) сілтінің артық мөлшерінің қатысында протонды бөліп‚ Е-диазотатқа немесе изо-диазотатқа айналады, ол қатты күйінде бөлінуі мүмкін.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

2. Азобірігу реакцияларына түсуге қандай қосылыстар қабілетті?

1. Бір-, екі-, көп атомды фенолдар. Алу әдістері.

2. Химиялық қасиеттері.

3. Хинондар. Қасиеттері.

Гидроксил тобының санына байланысты фенолдар атомдылығы бойынша: бір атомды, екі атомды, үш атомды және т.б. болып, бензолда – алты атомды болып бөлінеді. Фенолдар – әдетте суда қиын еритін кристалдық заттар. Су буымен қоса ұшады. Өзіне тән иісі бар. Антисептиктер блып табылады‚ ұлы‚ теріге тисе күйдіреді. Сумен әуелгі фенолдан гөрі балқу температурасы төменірек кристаллогидраттар құрады. Фенолдардың реакцияға өте қабілетті гидроксил тобы мен ароматик ядросы бар.

Фенолдар спирт немесе судан гөрі едәуір үлкен қышқылдық көрсетеді‚ алайда қышқыл есебінде олар көмір және карбон қышқылдарынан әзсіздеу. Сондықтан фенолдар күйдіргіш натрдың ерітіндісімен әрекеттесіп феноляттар түзеді‚ бірақ натрий карбонатынан СО₂ ығыстырып шығара алмайды. Керісінше‚ фенолдарды феноляттардың ерітіндісінен көмір қышқылы ығыстырып шығарады.

Фенолдардың эфирлері – тұрақты заттар. Алайда инерттік ерітіндіде натрий немесе натрий амидін қыздырғанда олар да‚ радикалдарды майлар қатарынан эфирлер сияқты ыдырайды. Оларға сілтілердің әсері аз.

Фенолдарды нитрлеу сұйытылған азот қышқылының әрекетеуімен-ақ жүреді. О- және п- нитрофенолдардың қосындысы алынады. Су буымен қоса буланғыштық қабілет тек қана о-изомерге тән болғандықтан‚ измерлерді нитрофенолдар оңай ажыратылады. О-нитрофенолдың күшті бұланғыштыңы молекула ішінаралық сутектік байланыстың құрылуымен түсіндіреді‚ ал окси- және нитротоптар басқаша орналасқан уақытта молекула аралық сутектік байланыстар пайда болады. Концентрациялы азот қышқылымен одан әрі нитрлегенде үш нитрофенол – пикрин қышқылы алынады.

Фенолды нитрлегенде тотығу процестері орын алады. Сондықтан реакцияны жұмсақ жағдайларда жүргізу керек.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

2. Фенолдың қолдану аймақтарын көрсетіңіз?

№ 11 Дәріс. Альдегидтер және кетондар. Номенклатурасы. Изомериясы. Алу әдістері. Хим.қасиеттері. Бекманның қайта топтасуы, оның механизмі және практикалық манызы.
Дәріс жоспары:

1. Ароматты альдегидтер мен кетондар.

2. Алу әдістері.

3. Химиялық қасиеттері.

Альдегидтер өздері тотыққанда түзілетін қышқылдың атымен немесе соңына «аль» деген жалғау қосып көмірсутектің атымен аталады.

Рационалдық номенклатура бойыша алдьдегидтерді сірке альдегидінің туындысы ретінде қарастырамыз. Кетондарды- карбонил тобымен байланысқан радикалдарды атап көрсетеміз және кетон деген сөзбен аяқтаймыз. Систематикалық номенклатура бойынша тізбектің номерленуі карбонил тобындағы көміртек атомынан бастаймыз және сәйкес келетін көмірсутектердің соңына «аль» деген жалғауды қосамыз. Кетондарды тізбектің номірлену кето тобына жақын жағынан бастаймыз. Жалғауы «он» кето топтың орнын цифрмен көрсетеміз.
Изомерия.

1. 
   Альдегидтерде құрылымдық изомерия тек көміртек қаңқасына байланысты болады.
   
2. 
   Кетондарда: а) көміртек қаңқасына байланысты.
   

1) Алкандардан өте қатаң жағдайда тотықтырғанда спирт, альдегид, қымыздық қышқыл қоспалары түзіледі.

2) Біріншілік спирттерді тотықтыру арқылы: [О]- хром қоспасы.

3) Спирттерді катализдік дегидрлеу арқылы.

1-лік спирттер – альдегид түзеді.

2-лік спирттер - кетондар түзеді.

3. 
   Ацетиленді көмірсутектерден алу.
   
4. 
   Бір көміртек атомында екі голагені бар дигалоген туындыларды гидролиздеу арқылы.
   
5. 
   Карбон қышқылының кальций немесе барий тұздарын пиролиздеу арқылы. Егер тұз түзбеу процесте құмырысқа қышқылы қатысса, онда альдегид түзіледі. Басқа барлық жағдайларда – кетон түзіледі.
   
6. 
   Карбон қышқылдарды декорбаксирлеу арқылы.
   
7. 
   Өндірісте -алкендерді гидроформирлеу арқылы. Бұл процесті –оксосинтез деп атайды.
   

Төменгі альдегидтер және кетондар сұйық заттар. Молекулалық массалары артқан сайын олардыңұшқыштығы төмендейді, себебі өзара кетондар мен альдегидтер сутектік байланыс түзе алмайды.Сондықтанда олардың қайнау температуралары сәйкес спирттерге қарағанда, төмен С- С суда жақсы ериді, С- тен бастап суда ерігіштігі төмендейді. Органикалық ерітінділерде ериді. Жағымды иісі бар парфюмерияда пайдаланады.

Карбонил тобындағы көміртек атомына sp-гибридтену тән және

оның конфигурациясы жазық. Карбонил тобындағы оттектің электртерістілігі көміртек атомынан жоғары болғандықтан С-О байланысының П- электрондары оттек атомына қарай ығысқан. Нәтижесінде оттек атомында ішінара теріс, көміртекте ішінара оң заряд пайда болады.

С=О байланысын поляризацияланады. Байланыс

поляризациялануы нәтижесінде карбонил тобынан биполярлы формасының резонанстық структурасын жазып көрсетуге болады.

Байланыстың поляризациялануы оксақосылыстар- полярлы заттар екендігін көрсетеді. С=О байланыс энергиясымен салыстыратын болсақ формальдегид басқаларында

С=О 736 кДж/моль 176ккал/моль.

С=С 610 кДж/моль 145,8 ккал/моль.

2. Карбонил тобының электрондық құрылысы қандай?

Дәріс жоспары:

1. Арилқышқылдар. Изомерия. Номенклатура.

2. Алу әдістері

3. Химиялық қасиеттері.
Ароматты қышқылдар деп құрамында бензол ядросының көміртек атомдарымен тікелей байланысқан карбоксил тобы бар бензол туындыларын айтамыз. Ароматты қышқылдарды карбоксил топтардың санына қарай бір-‚ екі- және көп негізді қышқылдарға бөлуге болады. Карбоксил топ тікелей ядромен байланысқан қышқылдардың аттарын ароматик көмірсутектерден шығарады. Карбоксил тобы бүйыр тізбегінде орналасқан қышқылдардың аттары әдетте тиісті май қатарының атауларынан алынады. Маңызы ең үлкен бірінші тип қышқылдары: мысалы‚ бензоин – бензекарбон қышқылы болып аталады.

Алу тәсілдері:

1. Бензол гомологтарының алкил топтарын тотықтыру.

2. Ароматты кетондарды тотықтыру.

3. Галогендері бір көміртек атомында орналасқан үш-галоген туындыларының гидролизі.

4.Нитрилдердің гидролизі.

5. Сульфонаттарды формиаттармен қоса балқыту.

6. Көмірсутектердің көмір қышқылының галогенангидридтерімен реакциясы.

7. Металорганикалық қосылыстармен СО₂ реакциясы.
Бензол қатарының монокарбон қышқылдары – түссіз кристалдық заттар. Орынбасарлары пара-қалыптағы қышқылдар өздерінің изомерлерінен гөрі әлеулі жоғары температурада балқиды. Ароматты қышқылдар өздерімен көміртек атомдарының саны бірдей май қатары қышқылдарынан гөрі шамалы жоғарырақ температурада қайнайды және жоғары температурада балқиды.

Монокарбон қышқылдар суық суда тым нашар‚ ал ыстық суда тым нашар‚ ал ыстық суда едәуір жақсы ериді. Төменгі сатыдағы қышқылдар су буымен бірге ұшады.

Антранил қышқылы – кристалды зат, суда онай ериділе.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

2. Карбоксил тобының электрондық құрылысы қандай?

№ 13 Дәріс. Полиядерлы ароматты қосылыстар
Дәріс жоспары:

1. Конденсирленген көп ядролы қосылыстар.

Изомерия. Номенклатура.

2. Конденсирленбеген көп ядролы қосылыстар.

сондай-ақ сақиналар өзара ортақ көміртегі атомдар арқылы байланысқан болу мүмкін:

1 конденсирленбеген бензол сақиналары бар көп ядролы жүйелер;

2 конденсирленген бензол сақиналары бар көп ядролы жүйелер.

Конденсирленбеген бензол сақиналары бар көп ядролы жүйелер
Конденсирленбеген бензол сақиналары бар көп ядролы қосылыстардағы бензол сақиналары бір-бірімен d-байланыс арқылы тікелей байланысқан болады. Бұл класс қосылыстарының қарапайым өкілінің бірі – дифенил, немесе бифенил. Оның құрылысы төмендегідей:

бифенил (дифенил)

Егер молекула ұқсас үш‚ төрт немесе бес сақинадан тұрса‚ онда қосылыс сәйкес: тер-, кватер-, квинкифенил деп аталады. Мысалы,

Дифенил формуласындағы орынбасарлардың орындарын цифрмен немесе орто –( 2,6,2¹,6¹) , мета – (3,5,3¹,5¹), пара – (4,4¹) сөздерімен көрсетеді.

Фенил сақиналарының арасында алифатты фрагменті бар көп ядролы қосылыстарды алифатты фрагментінің атауына сәйкес атайды‚ яғни рационалды номенклатура қолданылады.

Дифенил, қоспада әдеттегі қарапайым дифенил эфирмен С₆Н₆-О-С₆Н₆ (қатайту температурасын төмендету үшін), жоғары температуралы жылу тасушы ретінде қолданылады . Мұндай қоспалардың көмегімен жоғары температураға дейін аппараттарды қыздыруға мүмкіншілік туады. Ондай температураға жету үшін өте жоғары қысымдағы су буы қажет болар еді.

Дифенил және оның туындыларын бірнеше тәсілдермен алады:

1. 
   Бензолды дегидрлеу (пиролиз) арқылы.
   

- H₂

2. Вюрц реакциясының қосымшасы Вюрц-Фиттиг реакциясы (1864 жыл ) арқылы:

С₆Н₆─Br + 2Na+ B─rС₆Н₆  С₆Н₆─С₆Н₆ + 2NaBr

2. 
   Ульман реакциясы (1901 жыл) - мыс ұнтақ әсерінен арилгалогенидтің конденсациялануы.
   

С₆Н₅─I + Cu+ I─С₆Н₅  С₆Н₆─С₆Н₆ + CuI₂

ArI > ArBr > ArCI

о- және п-орындарындағы электрон-донорлы орынбасарлар реакцияның жүруін женілдетеді. Реакция электрон тасымалданумен, бос-радикалды механизмі бойынша жүреді.

4. Гомберг реакциясы – бұл сілтінің сулы ертіндісінің әсерінен‚ диазоний тұздарын азобіруге қабілетті емес ароматты қосылыстармен конденсациялау арқылы‚ диарилдерді алу