Гомофункциональные соединения

3.6.1 Галогенпроизводные углеводородов. Классификация, номенклатура, изомерия галогенуглеводородов. Реакции нуклеофильного замещения атома галогена, их использование в синтезе органических соединений различных классов (спиртов, простых и сложных эфиров, аминов, тиолов и сульфидов, нитроалканов, нитрилов). Представление об идеализированных механизмах S_N1 и S_N2. Кинетика, стереохимия реакций. Влияние природы субстрата, реагента и растворителя на скорость реакции S_N1 и S_N2- типов.

Соединения с повышенной подвижностью атома галогена. Аллил- и бензилгалогениды, стабилизированные карбокатионы (аллильный и бензильный).

Соединения с пониженной подвижностью атома галогена. Винилхлорид и

хлорбензол. Активированные галогенарены и механизм присоединения-отщепления, анионные комплексы (Мейзенгеймера).

Реакции элиминирования галогеноводорода. Механизм Е2. Правило Зайцева.

Литий- и магнийорганические соединения и их использование в органическом синтезе.

Биологическое действие галогенпроизводных, их применение в народном хозяйстве. Хлороформ, йодоформ, перфторуглеводороды, перфторполиэтилен (тефлон). Инсектициды.

3.6.2 Спирты, фенолы, простые эфиры. Номенклатура, изомерия одноатомных спиртов. Строение функциональной группы. Физические свойства спиртов, роль водородной связи.

Кислотно-основные свойства. Алкоголяты металлов, их основные и нуклеофильные свойства.

Реакции нуклеофильного замещения с участием спиртов. Активация гидроксигруппы протонными кислотами и кислотами Льюиса, превращение в эфиры серной, фосфорной, кислот (сульфаты, фосфаты), сульфокислот (тозилаты и мезилаты). Диметилсульфат как метилирующий агент.

Примеры биологически важных реакций нуклеофильного замещения с участием эфиров фосфорных кислот.

Внутри- и межмолекулярная дегидратация спиртов (образование алкенов и простых эфиров).

Окисление первичных и вторичных спиртов.

Многоатомные спирты (диолы и полиолы). Этиленгликоль, глицерин, пентаэритрит, инозит. Химические свойства 1, 2-диолов. Кислотность, образование хелатных комплексов, окислительное расщепление 1, 2-диолов (йодной кислотой). Образование циклических простых эфиров. Эфиры многоатомных спиртов и азотной кислоты.

Номенклатура и изомерия. Простейшие представители: фенол, крезолы, пирокатехин, резорцин, гидрохинон, флороглюцин, пирогаллол. Электронное строение фенола. Кислотность фенолов.

Образование простых и сложных эфиров фенолов.

Реакции электрофильного замещения в ряду фенолов (галогенирование, сульфирование, нитрование, алкилирование). Пикриновая кислота. Карбоксилирование фенолятов щелочных металлов (реакция Кольбе). Салициловая кислота.

Окисление фенолов. Хиноны и их биологическая роль. Представление о фенольных антиоксидантах. Фенольные соединения в природе. Витамин Е. Флавоноиды.

Простые эфиры. Номенклатура, классификация. Расщепление кислотами.

Образование гидропероксидов, их обнаружение и разложение. Циклические простые эфиры. Тетрагидрофуран. 1, 4-Диоксан. Оксираны: получение, взаимодействие с водой, аммиаком и аминами, магнийорганическими соединениями.

Краун-эфиры: комплексообразование с ионами металлов, применение.

3.6.3 Тиолы. Кислотность тиолов. Нуклеофильные свойства тиолов, тиолятов и органических сульфидов. Окисление тиолов. Образование дисульфидов и их роль в биохимических процессах.

3.6.4 Амины. Классификация, номенклатура и изомерия. Алифатические и ароматические амины, первичные, вторичные и третичные амины.

Электронное строение. Роль неподеленной электронной пары азота в проявлении основных и нуклеофильных свойств алкил- и ариламинов. Реакции ацилирования и алкилирования аминов. Аммониевые соли.

Особенности свойств ариламинов. Реакции электрофильного замещения в бензольном ядре ариламинов и их производных. Реакции диазотирования, соли арилдиазония. Реакции солей арилдиазония с выделением азота (замещение диазогруппы) и без выделения азота (азосочетание). Азокрасители.

3.6.5 Карбонильные соединения. Классификация, номенклатура и изомерия карбонильных соединений.

Строение карбонильной группы в альдегидах и кетонах и реакции нуклеофильного присоединения. Общие представления о механизме этих реакций, кислотный и основный катализ. Реакции с С-нуклеофилами (реактивами Гриньяра, циановодородом). Реакции с гетеронуклеофилами: присоединение воды и спиртов, образование ацеталей. Реакции карбонильных соединений с аммиаком, аминами и родственными соединениями и строение образующихся продуктов. Имины, оксимы, гидразоны, семикарбазоны, 2, 4-динитрофенилгидразоны. Роль иминов в биохимических процессах.

Стереохимия присоединения к карбонильной группе. Энантиотопные и диастереотопные стороны.

СН-Кислотность карбонильных соединений и кето-енольная таутомерия.

Реакции енольных форм: α -галогенирование, галоформное расщепление, изотопный обмен водорода. Альдольно-кротоновая конденсация, кислотный и основный катализ. Альдоли и α, β -непредельные карбонильные соединения.

Взаимодействие неенолизирующихся альдегидов со щелочами (реакция Канниццаро). Бензоиновая конденсация.

Реакции окисления и восстановления карбонильных соединений.

3.6.6 Карбоновые кислоты и их производные. Номенклатура. Строение карбоксильной группы и карбоксилат-иона. Кислотность карбоновых кислот. Производные карбоновых кислот: сложные эфиры и тиоэфиры (S-эфиры карбоновых кислот), галогенангидриды, ангидриды, амиды, нитрилы, их получение и взаимопревращения. Реакции ацилирования. Общие представления о механизме присоединения-отщепления. Механизм реакций этерификации, аминирования. Кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров и амидов.

Реакции восстановления карбоновых кислот и их производных.

Сложноэфирная конденсация и ее механизм. Ацетоуксусный эфир: кетоенольная таутомерия, реакции по карбонильной группе и по активированному метиленовому звену.

Жирные кислоты, важнейшие представители (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая). Жиры, сложные липиды (фосфатидовая кислота и ее производные), мыла.

α, β, -Ненасыщенные карбоновые кислоты: акриловая, метакриловая, полимеры на их основе.

Дикарбоновые кислоты. Основные представители: щавелевая, малоновая, адипиновая, фталевые кислоты. Фумаровая и малеиновая кислоты.

Синтезы на основе малонового эфира. Полиэфирные волокна на основе терефталевой и адипиновой кислот.