химический каталог




Органическая химия

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

ида серебра Ag,0 или хлорида меди(1) CuCl. Эта реакция служит для обнаружения алкинов с тройной связью на конце цепи.

СН^СН + 2Ag(NH.),OH -> Ag—С = С —Ag + 4NH, + 2Н,0

Ацетилен Ацешлепид

серебра

R—С = СН + Cu(NH.),OH -> R —С = С—- Си + 2NH, + Н,0

Замещенным ацетмлеммд м е д и

Ацетилениды серебра и меди как соли очень слабых кислот легко разлагаются при действии хлороводородной кислоты с выделением исходного алкина.

R—C = C- Си + HCI -> R—С = СН + CuCl

Таким образом, используя реакции образования ацетиленпдов, а затем их разложения, можно выделить алкины из смесей с другими углеводородами.

Задание 2.39. С помощью какой реакции можно доказать наличие тройной связи в пептиие-Г? Напишите схему этой реакции.

Реакции окисления и восстановления. Алкины легко окисляются различными окислителями, в частности перманганатом калия. При этом раствор перманганата калия обесцвечивается, что служит указанием на наличие тройной связи. При окислении обычно происходит расщепление тройной связи и образуются карбоновые кислоты.

101

[О] [1,0

R—С = С —R' -R—СООН + R'-СООН

Восстанавливаются алкины путем последовательного присоединения двух молекул водорода, превращаясь сначала в алкены, а затем в алканы. Реакция протекает в присутствии катализатора (платины, палладия или никеля).

СН,—С = СН —'-> СН,—СН=СН, -Д СН,СН,СН, Пропни Пропсн Пропан

Задание 2.40. Напишите схему реакции последовательного гидрирования гексина-3. Назовите промежуточный и конечный продукты.

2.4.4. ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Ацетилен (этин) СН=СН — газ (т. кип. -84 "С), без цвета и запаха, обладает слабым наркотическим свойством. В промышленности ацетилен получают из метана путем высокотемпературного крекинга. Сырьем служит природный газ, который в основном состоит из метана.

imi0 с

2СН,--> СНеееСН + ЗН,

Другим промышленным способом является получение ацетилена из каменного угля. Смесь угля и оксида кальция СаО прокаливают в электрических печах. При этом получается карбид кальция СаС, и оксид углерода(П). Карбид кальция затем разлагают водой с образованием ацетилена. Неприятный запах ацетилена, получаемого из карбида кальция, обусловлен различными примесями. Этот способ получения ацетилена сравнительно дорог, так как требует большого расхода электроэнергии.

2511(1 с 2ы о

ЗС + СаО---> СаС, -> СН = СН + Са(ОН),

-со 2 2

Карбид 4 Ацешлеп кальция

Ацетилен мало растворим в воде и очень хорошо в ацетоне. В виде ацетонового раствора его хранят в стальных баллонах, заполненных каким-нибудь инертным пористым материалом. Смеси ацетилена с воздухом взрывоопасны. При горении ацетилена в кислороде выделяется большое количество тепла, и температура пламени достигает 3000 "С. На этом основано применение ацетилена для резки и сварки металлов.

102

Ацетилен является исходным продуктом для многих важнейших химических производств. Например, из ацетилена получают различные галогенопроизводные, такие как тетрахлорэтан СНС1,—CHCI, и трихлорэтилен СНС1 = СС1,, являющиеся хорошими растворителями, а также винилхлорид СН,=СНС1, служащий мономером для получения поливинилхлорида.

Продукт присоединения воды к ацетилену — уксусный альдегид— и получаемая из него уксусная кислота широко используются в ряде промышленных синтезов.

Ацетилен используется для получения синтетических каучуков (см. 2.3.4). При пропускании ацетилена через подкисленный водный раствор, содержащий смесь хлорида меди(1) CuCl и хлорида аммония NHjCl происходит реакция димеризации с образованием винил-ацетилена, в молекуле которого находятся одновременно двойная и тройная связи. При действии хлороводорода на винилацети-лен осуществляется присоединение только по тройной связи и образуется хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3), полимеризацией которого получают хлоропреновый каучук.

2СН=СН-» СН,=СН—С = СН -^-1 СН = СН— С =СН,

I

CI

А и с iм л е11 Вииилацсi плен Хлоропрен

Гидрирование винилацетилена по тройной связи приводит к образованию б у т а д и е н а-1,3, который используется для производства бутадиенового каучука.

СН; = СН-С = СНСН2=СН— СН=СН, Винила цел плен Б) 1адиен-1.3

¦ Вопросы и упражнения

1 Напшишс структурные формулы алкинов соиава C^Hk и назовите их Какими изомерами они являкнея?

2 Опишите схему образования тройной связи Какие орбтапн учас-| в\, ю г в образовании л-элскфопною облака?

3. Наппшше схемы реакций получения пропппа из cooiBciciayiomiix Дпгало! епапкапов.

4. Напншшс схемы реакций получения бушна-2 нз соответвующнх Дшало1 епапкапов

5. Напншшс схемы реакции получения пепгипа-1 из пен гена-1

6. Напншшс схемы реакций взанмодейавня бутипа-2 с хлором Назовите промежуючнып н конечный продукты.

7 Напшшпс схемы реакций взапмодепс[Впя З-mciплбуiнна-1 с нзбьи-ком бромонодорода Назовшс промежуючнып и конечный продукт

103

8. Какое соединение образуется в результате присоединения воды к 1-фепилбутнну-1? Напишите схему реакции

9. Широко распространенный клен ПВА представляет собой водную эмульсию полимера Б Получите это соединение по предлагаемой схеме Приведите структуры соединений А и Б

С,Н, -—--¦---А--> Б

10 Напишите схемы реакций гидратации пропена и пропина Сравните ход этих реакций и объясните, почему в случае пропина конечным продуктом не является спирт.

(1. Предложите качественную реакцию, позволяющую различить бутин-1 н бутян-2

Г л а в а 3 ^ ЦИКЛИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Циклические углеводороды в отличие от алифатических содержат замкнутую цепь атомов углерода — карбоцикл. Циклы могут значительно различаться по величине: от самого малого, трехчленного, до макроциклов (С и выше). Важной характеристикой карбоциклов является их насыщенный или ненасыщенный характер. Насыщенный цикл содержит только а-связи, а образующие его атомы углерода находятся в .^-гибридном состоянии. Примером такого цикла служит циклогексан. Ненасыщенные циклы, кроме одинарных, содержат одну или несколько двойных связей.

Карбоциклические углеводороды делятся на алициклические и ароматические.

НАРБОЦИНЛИЧЕЙМИЕ УГЛЕВОДОРОД^

Алицинличесние

Насыщенные Ненасыщенные

н2с

H2GV

.сн2

СН;

,сн

сн2

Цинлогенсан

НоС

сн

сн

НС^ 4 !.сн2

сн

Цинлогенсадиен-1,4

НС

сн

^сн

не ^сн сн

Бензол

3.1. АПИЦИКЛИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Насыщенные и ненасыщенные (с одной илн несколькими изолированными двойными связями) карбоциклические углеводороды объединяют общим названием алициклическне углеводороды, подчеркивая приставкой али- их сходство с алифатическими углеводородами.

Насыщенные алициклическне углеводороды называют циклоалка-нами, ненасыщенные с одной двойной связью — циклоалкенами, с двумя двойными связями — циклоалкадиенами Известны алициклическне углеводороды и с тройной связью, как правило, в макроцикле.

Циклоалканы входят в состав нефти ряда месторождений, например бакинской С этим связано другое название циклоалканов — нафтен ы.

3.1.1. НОМЕНКЛАТУРА И ИЗОМЕРИЯ

По размеру цикла циклоалканы делятся на ряд групп, из которых в настоящем курсе будут рассмотрены малые (С,, С4) и обычные (С,—С7) циклы.

Названия циклоалканов строятся путем добавления приставки цикло- к названию алкана с соответствующим числом атомов углерода. Нумерацию в цикле производят таким образом, чтобы заместители получили наименьшие номера.

Структурные формулы циклоалканов обычно записывают в сокращенном виде, используя геометрическую форму цикла и опуская символы атомов углерода и водорода.

или

Цинлопролан

Цинлобутан

,сн3

сн3

Циклопентан

(,3-Диметилциклопентан

105

Задание 3.1. Назовше по заместительной помспк ia гурс следующие цпклоалкамы:

Задание 3.2. Напишите структурные формулы 1,1-дпмегплипклопропа-на и 1,2-Д11метнл-4-эгилциклопентана.

Структурная изомерия циклоалканов главным образом обусловлена размером цикла (например, метилциклопропан и циклобуган яв-~ ляются изомерами) и положением заместителей в цикле (например, диметилзамещенные гомологи циклопентана).

СТРУНТУРНЫЕ ИЗОМЕРЫ СН3

А ?

Метилциклопропан Цинлобутан

сн3

1,2-Диметил- 1,3-Динетил- 1,1-Диметил-

циклолентан циклопентан циклопентан

Для циклоалканов характерен еще один вид изомерии — пространственная изомерия, — связанная с различным расположением заместителей относительно плоскости цикла. При их расположении по одну сторону плоскости цикла получается цис-пзомер; при расположении по разные стороны плоскости цикла — mpaiic-moMtp.

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ИЗОМЕРЫ

GHgCHg CHg

цис -1,2-Диметилциклопентан транс -1,2-Диметилцинлолентан

т. кип. 130°С т. нип. 124С

Цис- и транс-юомеры циклоалканов являются самостоятельно существующими соединениями Они не могут переходить друг в друга, так как для такого превращения был бы необходим разрыв кольца.

Задание 3.3. Приведите строение цис- п транс-изомеров 1,2-дпэтилцик-лопропана.

3.1.2. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЦИКЛОАЛКАНОВ

В строении циклоалканов имеется ряд особенностей, определяющих их химическое поведение.

Малые циклы. Трехчленный цикл неустойчив и способен легко разрываться; четырехчленный цикл несколько более устойчив.

Циклопропан имеет плоское строение, поэтому атомы водорода у соседних атомов углерода располагаются над и под плоскостью в энергетически невыгодном, заслоненном положении (рис. 3.1, а). Это является одной из причин неустойчивости цикла.

Исходя из того, что трехчленный цикл является плоским равносторонним треугольником, валентные углы между атомами углерода должны быть равными 60°, т. е. резко отличающимися от величины нормального валентного угла 109,5е. Чтобы избежать такого искажения валентных углов, в циклопропане образование а-связей между атомами углерода происходит путем перекрывания луУ-гибридных орбиталей не по прямой, соединяющей ядра атомов, а вне ее.

Такое перекрывание не является осевым, характерным для образования о-связей, а несколько приближается к боковому перекрыванию, характерному для образования я-связи. Образовавшиеся о-связи с расположением максимальной электронной плотности вне прямой между ядрами связываемых атомов называют «банановыми»

страница 17
< 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
хранение вещей в москве, доступ круглосуточный
центры обучения флористов в москве
заказ лимузина на свадьбу недорого москва
плёнка на номера авто

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
(09.12.2016)