химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

разделить и очистить; они служат важным сырьем для синтеза алифатических соединений в крупных масштабах.

Однако крекинг применяется главным образом для получения топлив, а не химических реактивов; при этом главную роль играет каталитический крекинг. Фракции с высокими температурами кипения (обычно соляровое масло) вводят в контакт с мелко раздробленным алюмосиликатным катализатором при 450—550 °С под небольшим давлением. При каталитическом крекинге не только повышается выход бензина за счет разрушения больших молекул до молекул меньшего размера, но также улучшается качество бензина: этот процесс происходит через образование карбониевых ионов (разд. 5.17) и приводит к более разветвленным алканам и алкенам.

В результате алкилирования некоторые алканы и алкены с небольшим молекулярным весом (разд. 6.16) превращаются в высокооктановые синтетические топлива.

Наконец, в процессе каталитического реформинга (разд. 12.4) огромные количества алифатических углеводородов нефти превращаются в ароматические углеводороды, которые используются не только как топлива высшего качества, но и как исходные вещества для синтеза большинства ароматических соединений (гл. 10).

4.36. Определение строения

Одна из наиболее общих и важных задач органической химии — установление структурной формулы соединения, синтезированного или полученного из природного сырья.

Соединение можно отнести к одной из двух групп, хотя сначала неизвестно к какой. Это будет либо прежде описанное соединение, которое необходимо идентифицировать, либо новое соединение, строение которого следует установить.

Если соединение было прежде описано и его строение уже определено, то в химической литературе можно найти описание его свойств наряду с данными, на основании которых установлено его строение. В этом случае необходимо только показать, что данное соединение идентично описанному ранее.

Если же соединение синтезировано вновь и прежде не описано, то необходимо провести более тщательное доказательство его строения.

Рассмотрим, как это делается, сейчас в общем виде, а ниже — более подробно. Имеется либо сосуд, наполненный газом, либо несколько миллилитров жидкости, либо очень небольшое количество кристаллов. Необходимо ответить на вопрос: что это такое?

Сначала очищают соединение и определяют его физические свойства; температуры плавления и кипения, плотность, показатель преломления и растворимость в различных растворителях. В настоящее время в лаборатории можно измерить различные спектры соединений (гл. 13), в частности инфракрасные и ЯМР-спектры; на практике сразу же после очистки следует провести спектральное исследование, поскольку оно дает большую информацию о строении соединения.

Для того чтобы определить, какие элементы входят в состав соединения, проводят качественный элементный анализ (разд. 2.27). Затем определяют количественный состав и молекулярный вес и по полученным данным рассчитывают молекулярную формулу (разд. 2.28); это необходимо делать, если получено новое соединение.

Далее проводят системати чес кое изучение реакций соединения с определенными реагентами. Реакции вместе с элементным анализом, растворимостью и спектрами обычно позволяют охарактеризовать соединение, т. е. решить вопрос, к какому классу оно принадлежит. Возможно, что это соединение является алканом, алкеном, альдегидом или сложным эфиром.

Возникает следующий вопрос: какой это алкан, алкен, альдегид или эфир? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо обратиться сначала к

химической литературе и посмотреть свойства соединений того класса, к которому принадлежит исследуемое вещество.

Если окажется, что имеется соединение, физические свойства которого идентичны свойствам исследуемого неизвестного вещества, то можно считать, что эти соединения идентичны. Для подтверждения неизвестное соединение обычно превращают химической реакцией в новое соединение, называемое производным, и показывают, что это производное идентично с веществом, полученным таким же путем из ранее описанного соедингния.

Если, же в литературе не описано соединения, свойства которого были бы идентичны свойствам исследуемого неизвестного вещества, то предстоит трудная работа; имеется новое соединение и необходимо установить его строение. Можно провести расщепление; разрушить молекулу, идентифицировать фрагменты и сделать вывод о том, какая была структура. Чтобы подтвердить любое доказательство строения, синтезируют исследуемое вещество методом, который не вызывает сомнений в строении полученного соединения.

Задача 4.31. Последней стадией в доказательстве строения алкана был его сиитез по реакции Вюрца из изопентнлхлорнда. Каково строение алкана?

В гл. .13 после знакомства со многими особенностями строения органических соединений станет ясным, как использование спектроскопии изменяет описанный выше общий путь.

4.37,- Анализ алканов

Неизвестное соединение относят к классу алканов на. основании отрицательных результатов анализов.

При качественном анализе алканы дают отрицательную пробу на все элементы, кроме углерода и водорода. Количественное сжигание, если оно проводится, показывает отсутствие кислорода; вместе с определением молекулярного веса сжигание дает молекулярную формулу СвНая+а» которая характерна для алканов.

Алканы нерастворимы не только в воде, но также и в разбавленных кислотах и щелочах и в концентрированной серной кислоте (обычно органические соединения растворимы в одном или нескольких из этих растворителей).

Алканы не реагируют с большинством химических реагентов, В ИК-спектре алканов отсутствуют полосы поглощения, характеристичные для групп атомов, имеющихся в других классах органических соединений (ОН, С=0, С=С и т. п.).

Если установлено, что неизвестное вещество является алканом, то остается установить, какой это алкан.

На основании физических свойств — температур кипения и плавления, плотности, показателя преломления и наиболее надежных из всех данных И К- и ЯМР-спектров — его можно идентифи ци р оват ь как изученный прежде алкан известного строения.

Если это новый алкан, то доказательство строения может быть трудным. Сжигание и определение молекулярного веса дает молекулярную формулу. Ключ к расположению атомов дает И К- и ЯМР-спектры (для алканов, по-видимому, необходимо использование в основном методов дифракции рентгеновских лучей и масс-спектрометрии).

140

Алкаш

I'

Окончательное доказательство строения заключается в синтезе неизвестного соединения методом» который приводит только к определенной структуре.

{Спектральный анализ алканов обсуждается в разд. 13.16—13.18.)

ЗАДАЧИ

1. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 2,2,3,3-тетраметнлпентана, д) 2>4-днметнл-4-эгилгептана,

б) 2,3-диметнлбута|ш, е) 2,5-диметилгексана,

в) 3,4,4,5-тетраметилгептана, ж) 2-метил-З-этилпентана,

г) 3,4-диметил-4-этилгептана, а) 2,2,4-трнметилпентана.

2. Напищите структурные формулы и назовите по системе ШРАС следующие соединения:

а) (СНа>,СНСНгСНйСНз> е) (СНЛаССВДСН,),»

б) тшашсщааксмй, ж> (сн^шсн^ш^он^,

в) (C^HjeQCH^CH,, з) (CH8)9CHCH(CH8)CH?C(C.H6)tCH„

г) ШвСНаСЩСН^СНССН^СЩСНя)^ и) (СН5)^НаС,Нв)8СН1СН8СНа,

д) СН,СНгСНСН4СНСН8СН3, CHS сн3

Ан8 CHaCHjCHg к) CTaCHsCHCHeCHCHCH,.

CHiCHjCHj

3. Отметьте в задаче I или 2 соединения, в которых.» а) нет третичного атома водорода; б) имеется один третичный атом водорода; в) есть два третичных атома водорода; г) нет вторичного атома водорода; д) имеются два вторичных атома водорода; е) первичных атомов водорода вдвое больше, чем вторичных.

4. Отметьте в задаче 1 или 2 соединения (если такие есть), которые имеют следующие группы:

а) одну изопропильную, д) одну emop-бутнльную,

б) две изопропнльные, е) две влюр-бутильные,

в) одну изобутильную, ж) одну mpem-бутильнуго,

г) две изобутнльиые, з) две mpem-бутнльиые,

и) изопропилмую и атор-бутильную, к) /лрвт-бутильиую и изобутильную,

л) метальную, этильную, «-пропильную и emop-бутильную.

5. Не учитывая стереоизомеров, какой алкай или какие алканы с молекулярным весом

86 дают монобромпроизводные: а) два; б) три; в) четыре; г) пять; д) сколько дибромпроизводиых имеет алкай в (а)? е) Отметьте каждое монобромпро из водное как диссимметрнчеое или недиссимметричное. ж) Напишите знантиометры для (с) и обозначьте каждый символом R или S.

в- Не учитывая стереоизомеров, сколько моно-, ди- и трихлорпроизводных возможно для циклопентана? (Строение приведено в разд. 9.6-)

7. Не заглядывая в таблицы, расположите следующие углеводороды в порядке уменьшения температур кипения:

а) 3,3-ди метил пентан, г) «-пентан,

б) «-гептан, д) 2-метилгексанв) 2-метилгептан,

8- а) Какой вы знаете диссимметричный алкай с наименьшим молекулярным весом? Напишите стереохкмнческис формулы энантиомеров я обозначьте их символом R или S-б) Существует ли другой диссимметричный алкай с таким же молекулярным весом? Если такой имеется, напищите его структурную формулу, назовите и обозначьте энантиомеры^ R или S.

6. Напишите уравнения реакций и назовите все органические соединения в следующих

реакциях:

а) w-бутилбромид -f- Na, д) продукт реакции (в) -f НхО,

б) в mop-бутил бромид + Na, е) продукт реакции (г) + гцО,

в) изобутилбромид + Mg/эфир, ж) продукт реакции (в) -f- D20.

г) mpem-бутилбромид -f- AJg/эфир

10. Напишите уравнения реакций получения «-бутана из следующих соединений:

а) н-бутилбромида, г) бутена-1 CHjCHgCH^CH*,

щ e/пор-бути л бромида, д) бутена-2 СН^СН=СНСНз.

в) хлористого этила.

11. а) Какой из изомерных гексанов можно получить с хорошим выходом и в относительно чистом виде по реакции Вюрца? Почему этот метод непригоден для получения других изомеров? б) Какие изомерные октаны можно получить реакцией Вюрца?

12. а) Какие алканы образуются прн реакции натрия со смесью (50 : 50) «-бутилхлорида и нзобутилхлорида? б) Считая, что два ал кил галоген ида реагируют с натрием с одинаковой скоростью и с одинаковой скоростью с каждым из натрийалкнлов, укажите, в каком соотношении образуются эти алканы?

13. Не учи

страница 33
< 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
оплетка на руль со шнуровкой купить в москве
участок+дом на новой риге
помощь адвоката по вопросам исполнительного производства
хромированные ручки для мебели германия италия купить

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
(08.12.2016)