Углеводороды

3.5.1 Алканы. Гомологический ряд, номенклатура. Электронное строение, sp³ -гибридизация. Физические свойства алканов.

Химические свойства алканов. Общие представления о механизме цепных радикальных реакций замещения в алканах (на примере реакции галогенирования). Алкильные радикалы и факторы, определяющие их относительную стабильность. Сравнение региоселективности реакций хлорирования и бромирования. Пути использования алканов.

3.5.2 Циклоалканы. Классификация и номенклатура, структурная изомерия. Связь размера цикла с устойчивостью. Пространственное строение циклоалканов. Конформации циклогексана и его производных, экваториальные и аксиальные связи, пространственная изомерия производных циклогексана.

3.5.3 Алкены. Номенклатура. Структурная и пространственная изомерия. Электронное строение, sp² -гибридизация. Физические свойства алкенов. Общие представления о реакционной способности алкенов. Каталитическое гидрирование, проявление относительной стабильности структурных и пространственных изомеров алкенов.

Реакции электрофильного присоединения к двойной связи алкенов, их механизмы. Реакции присоединения галогенов, галогеноводородов (гидрогалогенирование), воды (гидратация). Направление присоединения. Правило Марковникова и его объяснение. Алкильные катионы и факторы, определяющие их относительную стабильность. Представление о стереохимии присоединения галогенов.

Реакции радикального присоединения (присоединение бромоводорода по Харашу). Реакции окисления алкенов по С=С связи: цис -дигидроксилирование (перманганатом калия по Вагнеру), эпоксидирование (по Прилежаеву). Окислительное расщепление алкенов (восстановительный и окислительный озонолиз), использование для определения структуры.

Полимеризация алкенов как важнейший метод получения высокомолекулярных соединений. Полиэтилен, полипропилен.

Аллильное хлорирование алкенов, механизм. Аллильный радикал. Окисление алкенов кислородом воздуха (пероксидное окисление).

3.5.4 Алкадиены. Номенклатура, классификация, изомерия. Сопряженные диены (1, 3-бутадиен и изопрен). Сопряжение двойных связей (π, π пряжение) и реакции электрофильного присоединения. 1, 2- и 1, 4-присоединение. Аллильный катион. Диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера), представление о механизме реакции.

Изопреновое звено в природных соединениях. Понятие об изопреноидах. Каучук.

3.5.5 Алкины. Номенклатура. Электронное строение, sp -гибридизация. Физические свойства алкинов.

Восстановление тройной связи до двойной: каталитическое гидрирование и восстановление натрием в жидком аммиаке, использование в синтезе (Z)- и (Е)- алкенов.

Реакции электрофильного присоединения к тройной связи алкинов. Галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация (реакция Кучерова).

Кислотность ацетилена и терминальных алкинов. Получение ацетиленидов металлов и их взаимодействие с галогеналканами и с карбонильными соединениями.

Димеризация, тримеризация ацетилена. Полиацетилен.

3.5.6 Ароматические углеводороды. Классификация и номенклатура аренов. Природа связей в молекуле бензола. Ароматичность, критерии ароматичности. Правило Хюккеля. Небензоидные ароматические системы: циклопропенилий- и тропилий-катионы, циклопентадиенильный анион, азулен.

Реакции электрофильного замещения в бензоле (галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование). Представление о механизме реакций электрофильного замещения в ароматическом ряду, σ - и π -комплексы. Влияние заместителей в бензольном кольце на изомерный состав продуктов и скорость реакции. Активирующие и дезактивирующие заместители. Орто-, пара- и мета -ориентанты.

Реакции радикального замещения и окисления в боковой цепи. Причины устойчивости бензильных радикалов.

Конденсированные ароматические углеводороды: нафталин, антрацен, фенантрен, бензпирен, их структурные фрагменты в природных и биологически активных веществах (стероидов, алкалоидов, антибиотиков).