химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

м СН,= CHCI, стиролом СН, =СНС(Н,, акрилонитрилом CH,= CHCN. Получаемые сополимеры обладают разнообразными ценными качествами. Бутади-енстирольный каучук, например, отличается высокой износостойкостью п применяется для изготовления автомобильных шин.

Как натуральный, так и синтетические каучукн находят широкое применение для изготовления изделий медицинского и санитарно-гигиенического назначения.

ш Вопросы и упражнения

1. ДаГпс определение понятия «сопряжение». Какое строение должен иметь алкадпеп, чтобы образовать сопряже1ш>ю систему'!

2. Напишите структурные формулы алкадиенов состава CJ-i с 1,3-, 1,4- п 2,4-расположеппем дво|"шых связен.

3. Нарисуйте схему'расположения р.-орбиталей в молекулах гексадиена-1,3 и 1ексаднепа-1,4. В каком случае будет происходить сопряжение'.'

4. Какие продукты получаю 1ся в результате взанмодсПивпя 2-мстпл-псптадпепа-1,3 с хлороводородом? Назовите их.

5. Какие продукты получаю!ся при взаимодействии 2-мет плгексадпе-па-1,3 с бромом? Назовите их.

6. Напишите схему полимеризации хлоропрепа.

2.4. АЛКИНЫ

• Алкннамп называются ненасыщенные углеводороды, имеющие в споем составе одну тройную связь.

Общая формула алкинов С Н, Алкины, как алкены и алкадиены, относятся к ненасыщенным углеводородам, поскольку не все валентности атомов углерода насыщены атомами водорода.

Номенклатура. Тривиальное название первого члена гомологического ряда алкинов—ацетилен НС = СН. Поэтому алкины часто называют ацетиленовыми углеводородами и рассматривают как продукты замещения атомов водорода в ацетилене на углеводородные радикалы, например метилацетилен, днметилацетнлен.

95

По номенклатуре ИЮПАК наличие тройной связи в молекуле обозначается суффиксом -ин, который заменяет суффикс -ан в названии соответствующего алкана.

НСг=СН С Н,—С нее С Н СН,—С = С—СН,

Этнн Пропни Бутип-2

Главную углеродную цепь, обязательно включающую тройную связь, нумеруют так, чтобы атомы, связанные тройной связью, получили наименьшие номера.

СН,

5 4 3 2 1 |

СН,—СН—СН,—CsCH СН,—С— СН,—С = С—сн.

' I I

сн, сн,

4-Мет и л пен i ии-1 5,5-Дм мет плгексип-2

Структурная изомерия алкинов, как и алкенов, обусловлена строением углеродной цепи и положением в ней тройной связи.

Задание 2.33. Назови ie по заместительной номенклатуре следующие алкипы

СН,

I

сн,—сн—сн,—с=с—сн., сн,—с—СН,—с = сн

I ' I

сн, сн,

Задание 2.34. Напишите сгрук1урные формулы 4,4-димеч плпентина-2 и З-мегилбутииа-1

2.4.1. СТРОЕНИЕ ТРОЙНОЙ СВЯЗИ

Два атома углерода, связанные тройной связью, находятся в состоянии ^-гибридизации Каждый такой атом имеет две i-p-гибрид-ные орбитали, расположенные под углом 180°. За счет осевого перекрывания одной из этих орбиталей атом углерода образует <з-связь с другим атомом углерода, а за счет второй .sp-гпбридной орбитали — ст-связь с атомом водорода (рис. 2.16). а-Скелет молекулы имеет линейное строение.

Оставшиеся негибридизованными р - и /^-орбитали каждого атома углерода расположены под углом ^0° одна к другой. При боковом перекрывании этих орбиталей с соответствующими /;-орбиталя-

96

Рис. 2.16. Образование а-связей в молекуле ацетилена

ми другого 5/)-гибридизованного атома углерода образуются две я-связи, расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 2.17, а, б).

Таким образом, тройная связь образуется из трех пар обобществленных электронов, т е. это шестиэлектронная связь. Она представляет собой сочетание одной а- и двух я-связей. я-Электронное облако тройной связи имеет вид цилиндра, охватывающего оба атома углерода (см. рис. 1.5,6).

Отличительной чертой тройной связи является высокая насыщенность электронами межатомного пространства. Это приводит к стягиванию положительно заряженных ядер и сближению атомов углерода. Длина тройной связи равна 0,120 нм, т. е. она короче двойной (0,133 нм) и одинарной (0,154 нм). Энергия тройной связи составляет 828 кДж/моль (напомним, что энергия двойной связи 606 кДж/моль, а одинарной — 347 кДж/моль).

2.4.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Общим способом получения алкинов является реакция отщепления двух молекул галогеноводорода от дигалогензамещенных алканов, т е. реакция дегидрогалогенирования. При этом дигалогензаме-

ПлОСКОСТИ

я-связей

о-Связи

а б

Рис. 2.17. Строение тройной связи в молекуле апсшлена Обьяснение в

1ексте

щепные алканы должны содержать атомы галогена либо у двух соседних атомов углерода (например, 1,2-дибромпропан), либо у одного и того же атома углерода (например, 2,2-дибромбутан). Реакция идет через промежуточное образование галогензамещенного алкена. Отщепление галогеноводорода происходит под действием спиртового раствора гидроксида калия или гидроксида натрия.

Вг н I I СНо-С-СН

I

Н Вг 1,2-Дибромпропан

-НВг

Br Н

-*-сн3-с=сн

2-Броыпропен-|

-НВг

-CHo-CsCH

Пропии

ch3-C-C-ch3 II

Н Вг

-НВг

¦ СН3-0

Вг

=с-сн3 -

НВг

-сн3—С=С—сн3

2,2-Дибромбутан 2-Бромбутен-2 Бутин-2

Поскольку дигалогеналканы с атомами галогена в соседнем положении получаются путем присоединения галогенов к алкенам (см. 2.2.6), то можно представить путь перехода от алкенов к алкинам через стадии галогенирования и дегидрогалогенированпя, как это показано на примере превращения бутена-1 в бутин-1.

сн3сн2-сн=сн2

Бутен-1

СН3СН2-СН-СН2Г Вг Вг 1.2-Дибромбутан

2НВг

-CH3CH2-CsCH

Бутин-1

Задание 2.3S. Наппшше схемы реакции получения пропнпа из дн-бромалканов.

2.4.3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Реакции электрофильного присоединения. Химические свойства алкинов определяются наличием в их молекулах тройной связи, л -Электронная плотность тройной связи является объектом атаки электрофильной частицей, и поэтому алкины склонны к реакциям электрофильного присоединения.

Реакции присоединения для алкинов протекают медленнее, чем для алкенов. Это объясняется тем, что л-электронная плотность тройной связи расположена более компактно, чем в алкенах, и поэтому менее доступна для взаимодействия с различными реагентами.

Реакции присоединения в алкинах идут в две стадии. После при-

98

соединения одной молекулы реагента образуется замещенный алкен, а затем по двойной связи присоединяется вторая молекула реагента и образуется замещенный алкан.

X Y Y X

XV XV 1 I | [

—С=С- -*- -С=С-->- —С—С— или —с—с—

i ' X Y X Y

Алкин Замещенный алнен Замещенный алнан

Галогенирование. Галогены присоединяются к алкинам в две стадии. В результате присоединения одной молекулы галогена образуется дизамещенный алкен. При действии второй молекулы галогена образуется тетразамещенный алкан.

Вг Вг

Br2 Br, I I

сн=сн -сн=сн--—сн—СН

Вг Вг Вг Вг

Ацетилен 1,2-Дибромэтилен 1,1.2,2-Тетрабромэтан

Обесцвечивание бромной воды при пропускании в нее ацетилена служит качественной реакцией для обнаружения тройной связи.

Задание 2.36. Напншнге схему Поспелова 1ельного взаимодействия бу-тпна-2 с хлором. Назовите промежуточный и конечный продукты

Гидрогалогенирование. Алкины присоединяют последовательно две молекулы галогеноводорода. Сначала образуется мо-ногалогензамещенный алкен, а затем дигалогензамещенный алкан. Присоединение идет по правилу Марковникова: атом водорода присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода. В результате получаются дигалогеналканы, у которых оба атома галогена находятся при одном и том же атоме углерода.

Br Н

снз-с=сн НВг >¦ сн3-с=сн HBf > СНз-А-СН

J I II

Br H Br Н

Пропин 2-Бромпропен 2,2-Дибромпропан

Задание 2.37. Напишите схему реакции последова)елыю1 о присоединения 2 моль хлороводорода к пептину-1. Назовите промежу:очный и конечный продукты.

99

Гидратация. Это одна из важнейших реакций алкинов, в результате которой получаются карбонильные соединения. Реакция гидратации алкинов была открыта русским химиком М. Г. Кучеро-вым (1881) и носит его имя.

Гидратация алкинов протекает в присутствии катализаторов — серной кислоты и сульфата ртути(И) HgS04. На первой стадии реакции в результате присоединения молекулы воды образуется непредельный спирт, у которого гидроксильная группа находится непосредственно у атома углерода при двойной связи. Такие спирты принято называть виниловыми.

Отличительной чертой алифатических ненасыщенных соединений, содержащих гидроксильную группу при двойной связи, является их неустойчивость. В момент образования они изомер изуют-ся в более стабильные карбонильные соединения (альдегиды или кетоны). Эта закономерность носит название правила Эльтеко-в а, по имени русского химика А. П. Эльтекова (1887).

Изомеризация состоит в том, что протон гидроксильной группы переходит к соседнему атому углерода при двойной связи с разрывом я-связи между атомами углерода и образованием ее между атомами углерода и кислорода. Первый член гомологического ряда алкинов — ацетилен — превращается в результате этой реакции в уксусный альдегид.

Г

нс=сн

Ацетилен

Н-ОН

СНг=С

L

н

Виниловый спирт

СН3—Сч

Унсусный альдегид

Гидратация гомологов ацетилена протекает по правилу Марковникова и образующиеся замещенные виниловые спирты изомеризуют-ся в кетоны.

СН.-С = СН

Пропни

СН.

-с=сн

I

он

Замещенный виниловый спирт

СН,—С СН. II

О

Пропаном (ацетон)

Задание 2.38. Напишите схему реакции гидратации бутнпа-1.

Кислотные свойства. Особенностью алкинов, имеющих концевую тройную связь, является их способность отщеплять протон под действием сильных оснований, т.е. проявлять слабые кислотные свой-

100

ства (см. 5.1). Возможность отщепления протона обусловлена сильной поляризацией а-связи = С<- Н. Причиной поляризации является высокая электроотрицательность атома углерода в состоянии sp-гибридизации — 3,2 по шкале Полинга (см. табл. 1.3). Поэтому алкины, в отличие от алкенов и алканов, способны образовывать соли, называемые ацетиленидами.

2R—С = С—Н + 2NaH -> 2R—С^С—Na + H,

Гидрид Замешенным натрия ацетилен ил

(сильное натрия оспова-и и е)

Ацетилениды серебра и меди(1) легко образуются и выпадают в осадок при пропускании ацетилена через аммиачный раствор окс

страница 16
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


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

 

 

Реклама
урна настенная ун-2
80TD002JRK
заморозка купить
atf1 ntc10k цена

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
(21.10.2017)