Инфоурок Химия КонспектыПособие по органической химии для нехимических специальностей

Пособие по органической химии для нехимических специальностей

Скачать материал

                                      СЕРИЯ: «ЛЕКЦИИ-КАЖДОМУ СТУДЕНТУ»

                                       ВЫПУСК 5

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                  Текст лекций

по курсу «органическая химия» для студентов

заочного отделения нехимических специальностей

 

                                                      Профессор РАЕ, кандидат химических наук                     М.И.Бармин

                                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Санкт-Петербург

                                                         2011

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                     


                                                          Введение

 

    Выпуск 5 серии «Лекции-каждому студенту»представляет собой лекции по курсу «органическая химия» рассчитанные на 4 занятия и предназначен для студентов заочного отделения нехимических специальностей высших учебных заведений специализаций текстильной и легкой промышленности.

 

Студенты желающие подготовиться к сдаче экзамена на более высоком уровне или имеющие вопросы по курсу, которые необходимо разрешить на их производстве могут проконсультироваться у меня .

 

 

 

 Пишите по адресу: mik2005@bk.ru/. Заходите на сайт: http://svoi-repetitor-po-khimii..ru/. Пишите письма :193168, С-Петербург, ул. Подвойского, д. 17-2, кв. 181. Михаилу Ивановичу Бармину. Буду рад помочь!!!

М.И.Бармин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выпуск 1 серии «Лекции-каждому студенту можно будет приобрести в «Бизнес-Пресса» и на ОЗОНе. www.ozon.ru/

Выпуск 2 этой серии вышел в свет в 2007 году. В.Ф. Цымлов,М.И. Бармин Основы политологии //Ростов-на-Дону: ФЕНИКС. 2007. 128 с.

Вып. 3 М.И. Бармин, А.И. Смульский// Лекции по органической химии с решением задач//

СПб.: Арт-экспресс. 2008. 314 с.,илл.

Вып. 4 Ю.Н. Вальщиков, М.И. Бармин Теоретическая механика.//СПб.: Арт-экспресс. 2009. 382 с.,илл.


                                                                                                                                                                       Органическая химия изучает соединения углерода и его производных.

 

   Бурное развитие органической химии требовало создание более современной, строго          научной теории строения  органического соединения . Такая теория была создана                       в 1861 г.русским ученым А. М. Бутлеровым .

   В основе теории Бутлерова положены 4 принципа:

 

  1. Все атомы в молекуле связаны между собой в определенной последовательности, это определяет строение соединения.
  2. Зная строение органического соединения, можно предсказать его свойства.
  3. Зная свойства органического соединения, можно определить его строение.
  4. Радикалы в молекуле остаются неизменными, но они способны изменяться в процессе химических реакций.

По важности теории Бутлерова можно сравнивать с открытием  таблицы       

Менделеева.

 

 

 

                                                                                                                         

Типы химических связей

Основными типами химических связей являются:

1.      Ионная

2.      Ковалентная

3.      Координационная

4.      Водородная.

Для органических соединений наиболее характерна ковалентная связь. Она образуется за счет обобщения двух элементов, при этом каждый атом дает для связи 1 свой ē, в результате каждый атом C имеет восьми электронную (октетную) устойчивую оболочку.

 

                                                          Типы химических реакций.

Органические реакции подразделяются на следующие типы.

1. Реакция замещения, обозначается S R,E,N

2. Реакция присоединения, обозначается A R,E,N

3. Реакция отщепления, обозначается E            

4. Реакция конденсации

5. Реакция перегруппировки

6. Реакция полимеризации

 

 

 

                                                                                                    

Замещение (предельные углеводороды)

Примеры

                                   Cl0                          h*ν

SR                    CH4                 CH3Cl (Cl2                2Cl0)

Блок-схема: подготовка:   O

                                                    OH  

SE                                                  Cl+

                                      AlCS          

 

 

                             Cl                                OH

Блок-схема: подготовка:   O
Блок-схема: подготовка:  O
 


SN                                          OH-

                                            NaOH

 


Присоединение (непредельные соединения)

                                                                       +  -

                                                      +-   HCl  (Cl0)

A(эффект Карраша)                           CH3 –CH = CH2                   CH3 – CH2 – CH2Cl

                                                                      H2O2

 

                                                                                            Cl

                                                     + *-    H+Cl -           l

AE (правило Марковникова)    CH3 CH = CH2                  CH3CHCH3

 

                                                                           +   -                                         H+

AN (присоединение HCN           CHCH + HCN               CH = CHOH              CH2 = CH

         по тройной связи)                                                          карбанион                             l

                                                                                                                             CN

 

Отщепление

 

                                              H2SO4конц.

E             CH3 – CH – CH2 – CH3                      CH3 – CH = CH – CH3

                  l                          -HOH

                OH

 Реакция конденсации (или уплотнение)

Взаимодействие альдегидов:                                              OH                     O

                                O                           O                                 l                         

1ст.         CH3 – C        + HCH2 – C                           CH3 – CH – CH2 – C

                                H                            H                              альдоль             H    

                                             O                                                          O

                                                      t0

2ст.         CH3 – CH – C                             CH3 – CH = CH -  C                                                                          

                                             H   - H2O                                           H

1 – альдольная конденсация

2 – кротоновая конденсация

 

 

 

Реакция перегруппировки

 

Это такие реакции, когда менее устойчивые соединения переходят в более устойчивые.

 

Пример: перегруппировка Эльтекова                     O

                HOH                          пер. Эльт.

CH≡CH                [ CH2 = CH]               CH3 – C

                 Hg+2                           │                                                      H

                                            OH

 

ТЕМА: Углеводороды.

Предельные углеводороды (алканы).

 

CnH2n+2

Они имеют общую формулу

Родоначальником является метан – CH4.

Парафиновые углеводороды вследствие насыщенности являются мало активными. Они содержатся в нефти и природном газе.

 

Способы получения

1. Из природного газа и нефти.

2. Синтетические способы.

По способу Вюрца_- Шорыгина (универсальный)

                                                    CH3 – CH3                         

                                                    CH3 – CH2 – CH3               тяжело разделяется

CH3Cl+Na+CH3CH2Cl   –

                                                    CH3CH2 – CH2CH3

 

 

3. Гидрирование непредельных связей в присутствие катализатора.

                       [H], Pt

СH2 = СH2                  CH3CH3

 

 

 

Химические свойства.

 

Наиболее характерными являются реакции замещения, а наиболее важными реакции хлорирование и нитрование.

                 Cl2,hν

1.      CH4            CH3Cl........CCl4 – недорогие растворители

2.      Нитрование в жидкой среде называется реакцией Коновалова и протекает        по ионному механизму:

                                                         NO2

                                 NO2+                        

CH3 – CH2 – CH3                CH3 – CH – CH3

                                 конц. HNO3 – до 30%, t0 до 1300, p=1-3 атм.          

 

В газовой фазе реакция протекает по радикальному механизму при t0=200-5000  с образованием смеси нитропродуктов и кислородсодержащих соединений.

 

                                                             CH3 – CH2NO2

CH3ƒCH2ƒCH3                                  CH3 – CH – CH3                   кислоты      

                                                                         │                        +

                                                                        NO2                             

                                                             CH3NO2

 

Алканы с длиной С-цепи С710 используется для бензина, метан – как химическое сырье и как бытовой газ.

 

 

 

Алкены

 

CnH2n

Общая формула.                         

Простейший представитель этилен – CH2=CH2.

 

Способы получения.

 

1.Из нефти путем крекинга

2. В лабораторных условиях  а) используется реакция отщепления элементов  HOH или галогеноводородов (по правилу Зайцева) при обработке спиртов или галогенопроизводных спиртовым раствором КOH.

  

                                              KOH

  CH3 – CH2 – CH2 – CH3                          CH3 – CH=CH=CH3

                │                            -HOH

              OH                           -KCl

               (Cl)

б) селективное гидрирование ацетилена углеводов

 

                H2, Pd

CH≡CH                CH2=CH2

 

 

Химические свойства.

 

 

Для  алкенов характерны реакции

 

1.      Присоединение ,

2.      Окисление,

3.      Полимеризация   

 

            1. Наиболее     важными реакциями являются присоединение галогеноводорода , серной кислоты и окиси углерода.

 

                                              

 

 

                                            

 

                                               Cl                                                        

        + *-    H+Cl -           │

A.   CH3 –CH = CH2                  CH3 – CH – CH3                                                              пр. Марковникова

                               +          -

                             HOSO3H                             HOH

Б.   CH2=CH2                              CH3 – CH2                         CH3 – CH2OH.

                                                            │          -H2SO4

                                                O SO3H

 

 

 

Реакция имеет важное экономическое значение, так как позволяет получать этиловый спирт (гидролизный) без  использования пищевого сырья (картофеля, зерна),

                                                                                                               O   

                         CO+H2                            H2                                                                           

 В. CH2=CH                     CH2 – CH2                  I – II  CH3 – CH2 -C

                          Kat.         II               I                                                       H

                                                  C

                                                  ║

                                                  O

                                                           2. Реакции окисления

 


Они могут     протекать как с сильными окислителями, так и со слабыми.

При использовании сильных окислителей, таких как HNO3 конц.,

хромовая смесь (K2Cr2O3+H2SO4), происходит разрыв  С - цепочки по (=) связи.

При использовании слабых окислителей (KMnO4 – разб., O2 воздуха, озон – O3)

проходит по (=) связи.

 

                           KMnO4                             2 HCOOH

                             конц.

                                                                 CH2 – CH2

CH2=CH2            KMnO4.                         │        │

                                                                 OH      OH

                            разб

                                                                  CH2 ― O ― CH2          HOH

                               O3                                           │                    │            -H2O2    2 CH2O

                                                                   O                    O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диеновые углеводороды (алкадиены)

 

Диены в своей молекуле содержат 2 (=) связи

CnH2n-2

 

и отвечают формуле

 

     

Эти соединения широко применяются для получения синтетических каучуков, поэтому

для них разработаны  помимо общих способов получения и специальные.

Наиболее важными диенами являются:

 

дивинил                                       изопрен                                      хлоропрен

 

CH2=CH – CH= CH2                   CH2=C – CH=CH2                      CH2=C – CH=CH2

                                                               │                                                  

                                                              CH3                                              Cl

 

 

Получение дивинила.

 

По Ренне:                                              1,4 бутендиол

          O                                       O

                                                                                                 H2, Pt

HC            +   CĤ ≡ CĤ    + HC             CH2CCCH2              

                                                                 │                    │

           H                                          H     OH                 OH

                                                       H2SO4

     CH2 – CH2 –  CH2 – CH2                          CH2=CH – CH=CH2

       │                              │            -HOH

      OH                           OH

 

1, 4 - бутадиен

По Лебедеву:

             Kat.

2CH3CH2OH                     CH2=CH – CH=CH2

             -H2, H2O

 

Получение изопрена  по Фаворскому:

(из ацетона и ацетилена)

 

            O                                                    OH                                           OH

            ║                                                     │                  H2, Pd                  │                                                                                                      

CH3 – C – CH3 + CH≡CH              CH3 – C – C≡CH                      CH3 – C – CH=CH2

                                                                    │                                               │

                                                                   CH3                                           CH3

                                                         спирт Фаворского

H2SO4 

                 CH2=C – CH=CH2

-H2O                 │

                         CH3

В промышленности диены получают из нефтяных газов (фракций)

CH3 – CH2 – CH2 – CH3

                                                CNO3         дивинил

CH3 – CH=CH – CH3               -H2

   бутан/бутил. фр.

Химические свойства.

Для диенов характерны      два типа реакций.

 

1.      Реакции присоединения

2.      Реакции полимеризации

1.      Реакции присоединения могут протекать по типу 1,2или 1,4 -, в полярных средах – в положении 1,4- а в неполярных – в положении 1,2 - .

    

                                                1,4-                       1                             4

                                                                         CH3CH=CHCH2Cl

                                                полярная среда (с перемещением (=) связи)

                                            

  1        2       3      4         HCl

CH2=CH – CH=CH2              1,2-

                                                                           CH3 – CH – CH=CH2

                                                неполярная                 │    

                                                                                      Cl

 

 

2.      Реакции полимеризации в положении 1,4-

лежат в основе получение синтетических каучуков (полимерных и сополимерных)

 

Получение изопренового (натурального) каучука –

                                       Kat.

n  CH2=C – CH=CH2                  - CH2 – C=CH – CH2 – CH2 – C=CH – CH2 -

              │                                                                                        │                       n

             CH3                                                                                   CH3

                           -CH2                 CH2 – CH2                  CH2 -

цис -                                C=C                             C=C                               цис-форма

изомер.                                                                                                     1, 4-полиизопрен

                            CH3               H               CH3             H                    m  натур. синт.

                                                                                                                    каучук

Ацетиленовые углеводороды (алкины)

CnH2n-2

 

Общая формула

являются изомерами диенов.

Родоначальник – ацетилен CH≡CH.

Способы получения.

 

Из всех алкинов наибольшее значение представляет ацетилен, в промышленности он получается двумя способами

 

 

 

 

 

 

 

1. Карбидный способ

                   

               

 

                     25000

CaO+3C                  CaC2+CO                     энергоемкий,  дешевое сырье

CaC2+HOH            Ca(OH)2+CH≡CH

 

2.Пиролиз метана.

 

 

                         14000

2CH4               CHCH+H2↑              нет отходов

 

 

 

Получение гомологов  ацетилена

Гомологи получают способом алкилирование.

                                                               CH3Cl

CH≡CH+NaNH2                CH≡CNa                  CH≡C – CH3

       (амид Na)        NH3                                NaCl

 

Химические свойства.

 

Для ацетилена характерна:

 

1.                          Реакция замещения (пример реакции алкилирование и получение диенов) см. выше!

2.                          Реакции присоединения: галогеноводородов,

                                                             сильной кислоты,

                                                             уксусной кислоты,

                                   H2O по реакции Кучерова, 

                      бутилового спирта

 

 

                     HCl                                 полим.

                                        n CH2=CH                [ - CH2CH – ]n  ПХВ, медицинское волокно

                     CH2Cl2                   │                                   │          полихлорвинил

                                                     Cl                                  Cl

                     HCN                               полим.

                                        n CH2=CH                [ - CH2 – CH – ]n   «Нитрон»

                                                      │                                   │           поли акрилонитрил,

                                   O               CN                                CN          получен впервые в ЛИТЛП

                      CH3C

CH≡CH                        OH                         полим.                                HOH

                                                n CH2=CH               [ - CH2 – CH – ]n           [ - CH2 – CH – ]n

                                                              │                                  │          OH                    │

                                                        OCOCH3                   OCOCH3                              OH

                                                                                                                           «Винол» впервые    

                                                                                                                             получен в ЛИТЛП

 

                                                                                                      O

                     HOH, Hg+2                           перегр.                    

                                              [CH2=CH]   Эльт.        CH3C

                                                         │                                            H

                                                        OH

 

                                                                   полим.                              Бальзам Шостаковского,

                      C4H9OH       n CH2=CH                  [ - CH2 – CH –]n    мед. препарат

                     бутанол                       │                                    │

                                                     OC4H9                          OC4H9

Ацетилен широко используется в энергетических целях (для сварки и резки металлов)

и в химических (синтетических волокон).

 

 

 

Ароматические углеводороды

(арены)

Главным представителем является бензол –                       CH3              CH3

                                                                               

                                          │CH3                                                                         CH                     NH2

                       толуол                           , изопропил – бензол                     ,                     

 

 

                                                                                                                                анилин

Способы получения бензола:

 

1.Из каменноугольной смолы  при коксование каменного  угля.

2. Ароматизация алканов:

                                     CHO3, t0

CH3 – (CH2)4 – CH3     

                                                        -H2

                                                                                                                                          С актив,

                                                                                                                                          600ос

3.                          По реакции Зелинского                  3CH≡CH

 из ацетилена  

 

 

Гомологи бензола

 

1.      По реакции Вюрца

   │Cl                                         │CH3

              +CH3Cl +Na             

                                                NaCl

 

 

2.      По реакции Фиделя – Крафтса – Густавсона

 

 

                                          │CH3      

            +CH3Cl

                             AlCS

Химические свойства

 

Для аренов характерны два типа реакций:

  1. Реакция электрофильного замещения  SE
  2. Реакция окисления

 

Из реакций SE наиболее важными являются нитрование, сульфирование, хлорирование

 

                            x

              X+

                                    , гдеNO2+,SO3H+, Cl+.

                        

 

 

2.   Реакция окисления в жестких условиях протекает с разрывом кольца:

 

 

                                            O

            O2                CH – C

                 V2O5                                   O        малеиновый ангидрид

                          CHC 

                               O

- в легких условиях только гомологи бензола окисляются по α – углеродному атому с образованием бензойной кислоты.

 

                 α

              CH2ƒCH3                  COOH

                                   O2                              + HCOOH

 

 


Промышленное получение  фенола и ацетона основано на окислении кумола.

 

 

 

 

 

                                                             O   –OH

                                                             │                                                                O

  CH3 – CH – CH3        [O]        CH3 – C – CH3         HOH        OH                       ║

                                                        ~~~~~                                               + CH3CCH3

                                                                                                                

                                                 гидроперекись 

Правило ориентации в бензольном кольце.

Все заместители делятся на                                            O

Заместители I рода –      NH2; OH; Hlg.; CH3

и заместители II рода – COOH; SO3H; NO3; CN;C

                                                                                           H

Если в бензольном кольце находится заместитель I рода, то он ориентирует   

Электрофильную частицу в орто – и пара – положения:

                                                                                      CH3         NO2+          CH3(I)

                                                                                                                             NO2 – O –

                                                                                                                      NO2H

 

а II рода, только в мета – положения:  

 

                                                                        

                                                                                                  

 

 

 

 

Монофункциональное органическое соединение.

Альдегиды и кетоны (оксосоединения)

 

Эти соединения  в своей молекуле содержат карбонильную группу C = O.

В альдегидах группа C = O связана с одним радикалом, а в кетонах с двумя радикалами.

                     O                                                    O

                                                                            ║

CH3 – C                                    ,              CH3 – C – CH3

                      H

 Способы получения.                                                             

    Альдегиды                                                                       Кетоны

Окислением первичных спиртов                              вторичных спиртов

Реакция Кучерова из ацетилена                                из производственного ацетилена

 

                                 [O]                                       O                 OH 

CH3CH2OH                                                                                │                        [O]

                                                            CH3 – C              CH3 – CH – CH3

 CH≡CH              HOH, Hg2+                                H                                      HOH, Hg2+                        

                                                                                         CH3 – C≡CH

                                                                       

                                                                                                                 O

                                                                                                                 ║

                                                                                                     CH3 – C – CH3

 

Химические свойства

 

Они подразделяются на:

1. Реакции присоединения по кислороду карбонильной группы

2. Реакции замещения кислорода  карбонильной  группы

3. Реакции окисления

4. Реакции конденсации (см. альдольн. и кротон. конденсация)

 

  1. Наиболее важным из реакций присоединения

   это присоединение бисульфита натрия (NaHSO3),  качественная реакция на альдегидную группу.

O                                           OH

                        Na  H SO3                       

CH3C                                       CH3CHSO3Na            соль (для очистки альдегида)

        H                                            

                                                        OH

                                                        │

                     HCN                   CH3 – CH – CN

                                                          оксинитрил.

 

  1. Реакция замещения проходит с  PCl5 и NH2NH2

                                                                                      Cl

                                   PCl5

                                                            CH3 – CH                   дихлорэтан

                    O

CH3 - C                                                               Cl

                                                                                                                                                                                                                     

                    H            NH2 NH2            CH3 – CH=N – NH2        t0           CH3 – CH3

                                   -HOH                      гидразон               -N2        р. Кижнера(получение 

                                                                                                                                    алканов)

  1. Окисление происходит по разному для альдегидов и кетонов.

Если альдегиды окисляются слабыми и сильными окислителями,

то кетоны – только сильными и по правилу Попова – Вагнера с образованием 4-х карбоновых кислот или кетонов.

Важней реакции окисления альдегидов является «реакция серебряного зеркала»,

которая используется в качестве качественной реакции на альдегиды.

 

 

 

 

 

 

                  O           [Ag(NH3)2]OH

CH3 - C                                                     Ag↓ + CH3 COOH + H2O

                   H       (Ag2O + NH4OH)

                              аммиачный р-р оксида серебра                                                                                                                                 

                   

           

       KMnO4         CH3COOH

           Конц.

 

Окисление кетонов протекает по обе стороны карбонильной группы с образованием 4-х карбонильных соединений.

 

I            O         II                                            I

             ║                                   [O]                             H COOH + CH3 CH2 COOH

CH3 –  C –  CH2 – CH3                           

 

I                       II                                                        2CH3 COOH               преимущественное 

                                                                                                                        направление

                                                                       II

гр. C=O

Как правило остается с наименьшими радикалом.

 

 

 

 

Карбоновые кислоты

Они в своей молекуле содержат одну или несколько карбоксильных групп – СООН.

                                                                                                                               COOH

CH3 - COOH                                                                                                             │

CH2=CH – COOH                             COOH   бензойная                                     (CH2)4

акриловые                                                                                                                 │

                                                                                                                               COOH

                                                                                                                        адипиновая

Способы получения

 

1.      Реакции окисления алканов, первичных спиртов, альдегидов

                                                                                                                CH3 – C≡N

CH3 – CH3                                                                                                                                        

                                                                                                                                                                                  O

CH3CH2OH          [O]                                                           HOH                                 

                                           CH3 COOH                                                                         CH3 – C

                   O                                                                      гидролиз                         NH2

CH3 – C                                                                                                                    

                    H                                                                                                            

                                                                                                                                 O

                                                                                                                CH3 – C

                                                                                                                                                  Cl

 

2.   Реакции гидролиза нитрилов, амидов, хлор ангидридов

 

 

Химические свойства

 

Они связаны с двумя типами реакций

1.      замещением ОН – группы

2.      реакцией бензольного ядра.

 

 

 

 

 

 

1.      Замещение ОН – группы                                      O

                                          PCl5          CH3C

                   O                                                          Cl

CH3 – C

                    OH                                                     O

                                         NH3           CH3 – C

                     NH2

 

               (II)       COOH    NO2+                 COOH

2.                                        

 


                                                 O2N                NO2

 

 

 

Получение терефталевой кислоты и волокна «лавсан»

 

I            CH3

                │                          COOH терефталевая кислота

                          [O]

                                                                       

                                           COOH

            CH3

      n-ксилол

                      O                                                                                            O

              C                                                                                           C

                         OH                 H  O CH2CH2 O H           t0                       O CH2 CH2O-

II            n                                 +

             │        OH                  H  O CH2CH2 O H         -HOH                  O CH2 CH2O-  n                                                                                                                                  

             C                                                                                            C         

                      O                                                                                            O

                                                                                                          «Лавсан»

Азотсодержащие соединения.

Амины

 

Амины являются производной аммиака, они могут быть предельными и ароматическими, первичными, вторичными и третичными.

Наиболее важными представителями являются:

                                               Метиламин – СH3 NH2-алифатич.

                                               Анилин – C6H5NH2-ароматические

                                               Гексаметилендиамин – NH2 – (CH2)6NH2 (ГМДА)

 

Способы получения.

 

В промышленности амины получаются каталитическим восстановлением нитросоединений или нитрилов, а также обменной реакцией галогенопроизводных или спиртов с NH3

                                                                                                   лучше брать                H2

                                                                                                              СH3 CH2NO2

                                                                                                              CH3 CH2NH2

1.)         CH3  NO2                  [H], Pt      CH3 NH2

               CH3 - C≡N                              CH3 CH2 NH2

 

                                               NH3                                                                                   NH3

или        CH3 Cl                                       CH3NH2                                CH3 CH2Cl

                 CH3 CH2OH          -HCl           CH3 CH2 NH2                       CH3 CH2NH2

                                               -HOH

 

 

Из этих реакций большое значение имеет реакции Зинина – восстановление NO2, которое легло в основу анилино-красочной промышленности. 

 

 

 

 

 

2.      Получение ГМДА реакцией обмена.

 

   1                              4     PCl3      1                             4     HCN

CH2 – CH2 CH2 – CH2               CH2 – CH2 – CH2 – CH2

  │                              │                  │                              │   -HCl

             OH                           OH                Cl                             Cl

                                 

1,4-бутандиол                               1,4-дихлорбутан

 

                                                            [H]        NH2 – (CH2)6 – NH2         ГМДА

  CH2 – CH2 – CH2 – CH2                     Pt

    │                               │

   CN                             CN                 HOH

    (1)                             (2)                                HOOC – (CH2)4 - COOH  Адип. к-та

 

динитрил адипиновой кислоты                                   (ε)       6          5   4      3      2          1

                                                           1-восст.[H]        CH2 – CH2CH2CH2CH2 – COOH 

                                                        2-гидрол.[HOH]     │

                                                                                        NH2

                                                                                                      ε-аминокапроновая кислота

 

Полученные соединения используются для синтеза текстильных волокон.

 

 

 

 Химические свойства.

 

  1. Они определяются замещением  H в аминогруппе – NH2.

Наиболее важными реакциями являются алкилирование, ацилирование и взаимодействие с HNO2.

                              CH3Cl

                                                           CH3NHCH3                       диметиламин

                              -HCl

CH3 NH2

                                               O

 


                                   CH3 – C                  CH3 – NH – COCH3          метилацетиламид

                                                    Cl

 

 

 

  1. Алифатические амины с азотистой кислотой дают спирты, ароматические – устойчивые соли диазония.

 

                           HNO2,00

C6H5NH2                          C6H5N2+Cl- - хлористый фенилдиазоний

                         HNO2, 00                                                 HOH

CH3NH2                                  [CH3N2+Cl-]                   CH3OH

-HCl

-N2

Схема получения волокна «Найлон – 6,6»

 

                                                                                          t0

n [NH2 (CH2)6NH2+ HOOC – (CH2)4CO[OH]

                                                                                        -H2O

 

                                            O                    O

                                            ║                    ║

          [ - NH(CH2)6  NH – C – (CH2)4 – C – ]n   найлон -6,6

                                                 пептидная связь

 

Соединение со смешанными функциями

Аминокислоты

 

К ним относятся соединения, которые в своей молекуле содержат NH2 – группу   и кислотную группу– СООН. Эти соединения обычно содержат ассиметрические атомы Cx,которые имеют разные заместители.

Аминокислоты входят в состав белков и подразделяются на заменимые незаменимые.

Заменимые синтезируются в организме человека (пример глицин - α- аминоуксусная кислота)

Незаменимые не синтезируются, их надо вводить в организм с черной икрой, кетовой рыбой.

Это лизин (α,β- диаминокапроновая кислота).

 

Способы получения.

 

  1. Гидролиз белков – получаются  α – аминокислоты L ряда.
  2. Взаимодействием NH3 с галогенопроизводными карбоновых кислот получают α,β,γ– аминокислоты.

 

 

 

  α                           NH3

CH2 – COOH                         CH2 – COOH             α – аминоуксусная к-та

 │                       -HCl                │

       Cl                                           NH2

  1. Получение ε – аминокапроновой кислоты

Бекмановской перегруппировкой оксидов.

Из бензола и фенола (промышленный способ).

 

 


                                                                         O                                                                 (H+

                                                           C                                                   C=NOH

           [H]                   [O]                            N  H2 OH                                             H2SO4

 


                       циклогексан                       -H2O

                                                               циклогексанон

(кетон)

 

 


                            CH2             C – O H              пер.                       CO           HOH, t0

                                                                                      (CH2)5

                         CH2                         N                Эльт.

                            │                    │                                                NH

                         CH2                    CH2                              капролактам

                                    CH2

                                                              OH                  OH

6(β)

 CH2 – (CH2)4 – COOH                                  [H]                  [O]

    │

   NH2                                                                          циклогенол

                  β-аминокапроновая к-та

 

 

 

Схема получения волокна «Капрон»

 

  1. Полимеризацией капролактама

                                CO                              O

                                        1400                       

n (CH2)5                                  [ – C – (CH2)5 – NH – ]n                   волокно «капрон»

                                        полимеризация

                               NH

  1. Поликонденсацией из β – аминокапроновой кислоты.

 

                                                                                                      t0

n [H]NH – (CH2)5COOH  +  HNH – (CH2)5 – CO[OH]

                                           O                                                       -HOH

                                           ║

                 [ – NH(CH2)5    C – NH  (CH2)5 – C – ]n

 


                                                             пептидная связь

 

Химические свойства.

 

1.Амфотерность – взаимодействие со щелочами и кислотами.

 


                                                                  CH2 – COOH                   CH2COOH

              O                      HCl                       │                                       │                   Cl-

CH2 – C                                                             NH2*HCl                          NH3+

   │                OH                                             (NH3+)

   NH2                                                                                       O

                                             NaOH                       CH2 – C

                                                                               │                ONa

                                                                             NH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Пособие по органической химии для нехимических специальностей"

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 3 месяца

Директор по маркетингу (тур. агенства)

Получите профессию

Технолог-калькулятор общественного питания

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 662 916 материалов в базе

Скачать материал

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 06.10.2015 938
    • DOCX 316 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Бармин Михаил Иванович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Бармин Михаил Иванович
    Бармин Михаил Иванович
    • На сайте: 8 лет и 6 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 8747
    • Всего материалов: 5

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Секретарь-администратор

Секретарь-администратор (делопроизводитель)

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс профессиональной переподготовки

Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Химия")

Учитель химии

300 ч. — 1200 ч.

от 7900 руб. от 3650 руб.
Подать заявку О курсе
  • Этот курс уже прошли 11 человек

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы преподавания химии в школе в условиях реализации ФГОС

72 ч.

2200 руб. 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 55 человек из 38 регионов
  • Этот курс уже прошли 262 человека

Курс повышения квалификации

Особенности подготовки к сдаче ЕГЭ по химии в условиях реализации ФГОС СОО

36 ч. — 180 ч.

от 1700 руб. от 850 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 49 человек из 30 регионов
  • Этот курс уже прошли 351 человек

Мини-курс

Судебные процессы и взыскание убытков: правовые аспекты и процедуры

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 23 человека из 14 регионов
  • Этот курс уже прошли 12 человек

Мини-курс

Стратегия продаж и продуктовая линейка: успех в современном бизнесе

2 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Методы и подходы проведения трекинга и менторства

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе