химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

вопрсинл

Существуют четыре бутильные группы — две, полученные из бутана с нормальной цепью («-бутана), и две, полученные из бутана с разветвленной цепью (изобутана). Их обозначают: «-(нормальный), втор-(вторичный), из&-и /и/7е/н-(третичный), как показано ниже. И здесь различие между «-бутилом и втор-бугилом и между изобутилом и /лрет-бутилом заключается в месте присоединения алкильной группы к остальной части молекулы.

СНЯСН,СН,СН,— СНдаШШа

I

к-бутил emop-бутил

СН,

^>СН—СН,— СНд—С—

изобутнл mpem-бутил

Для следующих членов ряда число изомерных алкильных групп, образуемых из каждого алкана, становится настолько большим, что невозможно обозначить 1х все различными приставками. Эта система удобна и широко используется только для обозначения небольших групп, описанных выше; студент должен запомнить эти названия и научиться сразу же узнавать эти группы', в каком бы виде они ни присутствовали.

В случае больших групп одно из многих возможных расположений может быть также легко обозначено с помощью этой простой системы. Приставка н- используется для обозначения любой алкильной группы, в которой все углеродные атомы образуют прямую цепь и в которой место присоединения находится на концевом атоме углерода, например:

CH3CHsci^CH2cHsct одсодвда

н-дантилхлорид к-гексилхлорид

Приставка изо- используется для обозначения любой алкильной группы (с шестью атомами углерода или меньше), которая имеет одно разветвление на втором с конца углеродном атоме и место присоединения находится на противоположном конце цепи, например:

™^)снш№С1 ^*^сн(снлаъс1

изопентилхлорид иэогекснталорид

Если же разветвление или место присоединения находится в дао бом другом положении, то это название не используется.

После того как мы познакомились с названиями некоторых алкильных групп, вернемся к первоначальной проблеме названия алканов.

4.11, Тривиальные названия

Как уже было показано, приставки я-, изо- и яда- достаточно дифференцируют различные бутаны и пентаны, но для следующих членов ряда понадобилось бы неприемлемо большое число приставок. Однако приставка н-«охраняется для любого алкана независимо от величины, в котором углеродные атомы образуют прямую цепь без разветвлений

СН,СН8СН^Н2СН8 СН8(СНа),СН,

н-пентан я-гексан

Изоалканом называют соединение с шестью (или менее) углеродными атомами, в котором эти атомы углерода, кроме одного, образуют прямую цепь, а один атом углерода присоединен ко второму от конца углеродному атому цепи:

^CHCHsCHa *\сН(СНа)аСН,

изопентан изогексаи

Для названия любого высшего алкана используется система I UP АС, правила которой приведены в следующем разделе.

(Некоторые алканы удобно рассматривать как производные метана, например I на стр. 86.).

4.12. Номенклатура ШРАС

Для разработки системы номенклатуры, которую можно было бы использовать даже для самых сложных соединений, периодически с 1892 г. собирались различные комитеты и комиссии, в состав которых входили химики всего мира. В результате была выработана система правил, которая известна как система ШРАС (Международный союз чистой и прикладной химии). Поскольку эта система во многом одинакова для всех классов органических соединений, она будет более подробно рассмотрена для алканов.

Правила системы ШРАС следующие:

CHgCHCH,

Ан8

метилпропан

(изобутан)

I

1. В качестве основы выбирается самая длинная цепь атомов углерода,

и считается, что соединение образуется из этой структуры при замене атомов

водорода на различные алкильные группы. Изобутан (I) можно представить

как пропан, в котором один из атомов водорода замещен на метильную группу,

и, следовательно, назвать метилпропаном.

СН3СН2СНаСНШ8 CHgCHaCHCH^CHs

СН, СН,

2-метил пентан З-метиллентан

II III

2. Когда необходимо, как, например, у изомерных метилпентанов (II

и III), указывают номер атома углерода, к которому присоединена алкиль-ная группа.

3. Основную углеродную цепь нумеруют арабскими цифрами так, чтобы ?цифры, указывающие положение боковых цепей, были наименьшими: структуру II называют 2-метилпентаном, а не 4-мегилпентаном.

4. Если одна и та же алкилъная группа встречается более одного раза, то перед ней ставят приставку да-, три-, метра- и т. д., чтобы указать числоэтих групп, и обозначают различными цифрами положение каждой группы, например, 2,2,4-триметилпентан (IV).

СН, СН,

CHgCHCHiC—CHa СН3СН^НЯС1I—СН—А—СН,СИ,

сн8 СН, СН СН, СН»

dH,NcHi сн,

2,2»4-тримет1Шпевтан 4-метил-З, З-диэтил-5-нзопропялгжтан

IV V

5. При наличии нескольких различных алкильных групп их перечисляют или в порядке возрастания величины, или в алфавитном порядке, например ^4-метил-З,3-диэтил-5-изопропилоктан (V).

Для названия очень сложных алканов существуют дополнительные правила, однако приведенных выше основных правил достаточно для названия соединений, обсуждаемых в этой книге.

Задача 4.8. Назовите по системе IUPAC: а) изомерные гексаны, приведенные на стр. 103; б) девять изомерных гептанов (см. упражнение 4.7. стр. 103).

Задача 4.9. По системе IUPAC «пропил- и изопропил хлориды называют 1-жлор- и 2-хлорпропанамн. ИСХОДИ ИЗ ЭТОГО, назовите: а) восемь изомерных хлорпентанов; б) девять изомерных дибромбутаиов (см. упражнение 47, стр. 103).

4.13..ТИПЫ углеродных И водородных атомов

Каждый атом углерода в алкане очень удобно классифицировать с точки зрения числа связанных с ним других углеродных атомов. Первичный (Г) углеродный атом связан только с одним другим углеродным атомом, вторичный (2°) углеродный атом соединен с двумя, а третичный (3°) — с тремя другими атомами углерода, например,1° 2° 2° 1° 1° 3° Г 1° 3° 2° 1°

НННН Н и Н НННН

Н—С—С—С—С—Н н—с—с—с—н и—

(III I I 1(1

НННН Н н ннн

Н-С—Н Н-С-Н

я я

1° г

Аналогично к л асе иф и ци р у ю г атомы водорода, причем их обозначают как первичные, вторичные или третичные, так же как и атомы углерода, с которыми они связаны.

Такие обозначения постоянно используются при рассмотрении относительной реакционной способности различных частей молекул алкана.

4.14. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Физические свойства алканов аналогичны физическим свойствам метана и находятся в соответствии со строением алкана. В молекуле алкана атомы удерживаются вместе ковалентными связями, которые соединяют либо два

атома одного типа и, следовательно, неполярны, либо два атома, очень мало

различающиеся по своей электроотрицательности, и, следовательно, только малополярны. Кроме того, эти связи симметричны, так что полярность их взаимно компенсируется. В результате молекула алкана неполярна.

Как уже говорилось в разд. 1.16, силы, удерживающие неполярные молекулы вместе (вакдерваальсовы силы), слабы и действуют на очень небольшом расстоянии; они действуют только между сближенными частями различных молекул, т. е. между поверхностями молекул. Следовательно, внутри класса можно ожидать, что, чем больше молекула и, следовательно, чем больше ее поверхность, тем сильнее межмолекулярные силы.

ТАБЛИЦА 4.3

Физические свойства алканов

Название Формула Т, пл., °С Т. кип., СС Плотность

при 20 еС

Метан —183 -162

Этан СНр^ —172 -88,5

Пропав CHgCMjCHg —187 „42

к-Бутан СНй(СН2)еСН3 _Ш 0

я-Пентан ш3(сн2)яаз3 —130 36 0,626

к-Гексан сщсп^сц, --95 69 0,659

«-.Гептан СИ,(СН2)5СН3 —90,5 98 0,684

«-Октан СН,(СН216СПГ, —5? 126 0,703

н-Нонан СН3(СН,)5СН3 -54 151 0,718

к-Декан ai3(cn2)8cif, -30 174 0;730

к-Ундекап сн3<сна)эсн3 _2б 196 0,740

н-Додекан СН3(СН2)1()СНЙ —10 216 0,749

н-Тридекаи —6 234 0,757

н-Тетрадекан Си3(СИа)1гСН3 5,5 252 0,764

к-Пентадекан СН3(СН2)1ЯСН3 10 266 0,769

к-Гексадекан CH3{CH2)i,CH3 18 280 0,775

н-Гептадекан (;н3(снй)1йсня 22 292

к-Октадекан СНя(СНе)1вСНа 28 308

н-Нонадекаи a-WCH^bCiig 32 320

н-Эйкозан CH8(CHj)18CHs 36

Изобутан -159 —12

Изопентан (CH^gCHCHjCHg —160 28 0,620

Неопентан (СН8)4С -17 9,5

Изогексан CCH3)sCH(CH2)aCH3 —154 60 0,654

3-МетйлпЁнтан СН8СНЯСН(Ш3}СН2СНЭ -118 63 0,676

2,2-Диметилбутан (СН,),ССНвСН, —98 50 0,649

2,3-Диметилбутаи (CH3)tCHCH(CH3), _129 58 0,668

В табл. 4.3 приведены некоторые физические константы к-алканов. Из данных таблицы очевидно, что температуры кипения и плавления повышаются с увеличением числа атомов углерода. Процесс кипений и плавления требует преодоления межмолекулярных сил в жидкости и твердом теле; температуры кипения и плавления повышаются, потому что межмолекулярные силы возрастают с увеличением размеров молекул.

За исключением низших алканов, температуры кипения повышаются на 20—30 VC с увеличением длины цепи на один атом углерода; инкремент 20—

30 °C на один атом углерода сохраняется не только для алканов, но также и для других гомологических рядов, рассматриваемых в этой книге.

Для температуры плавления такая закономерность отсутствует, поскольку межмолекулярные силы в кристалле зависят не только от размера молекул, но также и от того, как они упакованы в кристаллической решетке.

Первые четыре «-алкана представляют собой газы, следующие 13 (С6—? С17) — жидкости, а алканы с 18 и более атомами углерода — твердые вещества.

Задача 4.10. Используя данные табл. 4.3, постройте графики зависимости температуры «нпения, температуры плавления и плотности от числа атомов углерода в алкане.

Разница в температурах кипения алканов, содержащих одинаковое число атомов углерода, но имеющих различное строение, несколько меньше. На стр. 97 и 103 приведены температуры кипения изомерных бутанов, пентанов и гексанов. В каждом случае изомер с разветвленной цепью имеет более низкую температуру кипения, чем изомер с прямой цепью, и, кроме того, чем больше разветвлений, тем ниже температура кипения. Таким образом, я-бутан кипит при 0 °С, а изобутан — при —12 °С. «-Пентан кипит при 36 X, изопентан {одно разветвление) — при 28 °С, а неопентан (два разветвления)— при 9,5 °С. Подобное влияние разветвления на температуру кипения наблюдается для всех классов органических соединений. Понижение температуры кипения с увеличением разветвлений вполне понятно: форм

страница 25
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136

Скачать книгу "Органическая химия" (15.87Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
прокат видеопроектора
Рекомендуем фирму Ренесанс - лестница стандарт лм- 02 - продажа, доставка, монтаж.
стул изо фото
Рекомендуем в КНС Нева ноутбуки Леново купить предоставив доставку по Санкт-Петербургу

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)