РефератыХимияОрОрганические соединения

Органические соединения

Оглавление.


Предельные углеводороды. (Алканы.).


Нонан. 2


Непредельные углеводороды (Алкены. Алкины).


Нонен-1. 4


Нонин-1 6


Спирты. Нониловый спирт. Нонанол-1. 8


Карбонильные соединения.


Альдегиды. Нонаналь. 10


Кетоны. Нонанон. 12


Список литературы. 14


Предельные углеводороды (Алканы)


Нонан.


Молекулярная формула:


C9
Н20


Структурная формула:


CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–СН2
–СН2
-СН3





Электронная формула:

Вид связи:


В молекуле нонана имеется 28 d -связей, d- связи C-C и C-H с углами между связями 109,5°.


Образование связей:


В предельных углеводородах атомы углерода находятся в состоянии sp3
-Ггибридизации и способны образовывать 4 d -связи каждый


Изомерия:
У нонана проявляется только структурная изомерия. Общее число изомеров нонана- 35, например:


а
) CH3



CH3
–C–CH2
–CH2
CH2
–CH3
б)
CH3
–CH2
–CH–CH2
–CH2
-CH3


│ │ │


CH3
CH3
CH2
–CH2
-CH3


2,2,4триметилгексан. 3пропилгексан.


Нахождение в природе:


Нефть, природные и попутные нефтяные газы.


Получение:


1.Разгонка нефти.


2.Гидрогенизация бурых углей (Бергиус).


3.Синтез из окиси углерода (Ф. Фишер и Тропш)


4.Действие воды на металлоорганические соединения Li, Na, Mg, Zn:


C9
H19
Br + Mg --- C9
H19
MgBr


C9
H19
MgBr + H2
O --- C9
H20
+MgBrOH


5.Восстановление при высокой температуре иодистоводородной кислотой производных алканов- галоид замещенных, спиртов, кислот:


Cl


H3
C-CH-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH3
+2HI → H3
C-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
­-CH3
+HC3
+ +I2


6.Гидрирование непредельных углеводородов:


Ni, t


CH3
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH=CH+H2
→CH3
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH3


7.Реакция Вюрца:


C4
H9
-I+2Na+I-C5
H11
→C9
H20


Физические свойства:


Нонан (в нормальных условиях) - жидкость. Т-плавления -53,7°C; Т-кипения +150,8°C. Практически не растворим в воде, хорошо растворим в неполярных растворителях (бензоле).


Является хорошим растворителем.


Химические свойства
:


1.Окисление:


C9
H20
+14O2
→9CO2
+10H2
O


2.Реакция радикального галогенирования:


nV
t°C


C9
H19
-H+Br2
→ C9
H19
Br+HBr


а) Инициирование цепи


Br2
→ Br-+Br-


б) Развитие цепи


C9
H19
-H+Br- → C9
H19
-+HBr


C9
H19
-+Br2
→C9
H19
Br+Br-


в) Обрыв цепи


C9
H19
-+ C9
H19
-→ C9
H19
-C9
H19


C9
H19
-+Br-→ C9
H19
-Br


Br-+Br-→Br-Br


3. Радикальное нитрование. Реакция Коновалова:


t


C9
H19
-H+HNO3
(разб.)→ C9
H19
-NO2
+H2
O


4.Реакция изомеризации: CH3


AlCl │


CH3
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH2
–CH3
→ CH3
–CH2
–CH2
–CH –CH2
–CH2
–CH2
– CH3


5.Крекинг.


C9
H20
→C5
H12
+C4
H8


Применение
:


Парафины ценное высококалорийное топливо. Жидкие углеводороды, в частности нонан, в качестве горючего применяют в двигателях внутреннего сгорания в автомобилях, самолетах и др.


Непредельные углеводороды. (Алкены, Алкины.)


Нонен-1.


Молекулярная формула:


C9
H18


Структурная формула:


CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH=CH2





Электронная формула:

Вид связи:


В молекуле нонена имеется 27 d -связей и одна π- связь. 3 d -связи расположены в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Двойная связь является сочетанием d и π -связей.


Образование связей:


sp2
-Гибридизация атомов углерода, π-связь образована p
-электронами соседних атомов углерода.


Изомерия:


1) Изомерия углеродного скелета 2) Изомерия положения двойной связи 3) Цис-транс
изомерия


4) Межклассовая изомерия с циклоалканами.


а) CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-C=CH2



CH3


2метилоктен-1


б) CH3
-CH2
-CH=CH-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH3


нонен-3


в) C4
H9
H C4
H9
C3
H7


C=C C=C


H C3
H7
H H


цис-нонен-4 транс-нонен-4


г) Циклононан.


Нахождение в природе:


Нефть.


Получение:


1.Крекинг алканов:


C18
H28
→C9
H18
+C9
H20


2. Элиминирование –отщепление двух атомов или групп атомов от соседних атомов углерода с образованием между ними π- связи.


а) Дегидрогалогенирование происходит при действии спиртовых растворов щелочей на моногалогениды:


C7
H1
5
-CH-Br-CH3
+KOH→CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH=CH2
+KBr+H2
O


б) Дегидратация спиртов (t>150°C):


C7
H15
-CH (OH)-CH3
→CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH=CH2


в) Дегалогенирование происходит при нагревании дигалогенидов, имеющих атомы галогена у соседних атомов углерода, с активными металлами:


C7
H15
-CHBr-CH2
Br →C7
H15
-CH=CH2
+MgBr2


г) Дегидрирование алканов при t-500°C:


Cr2
O3


С9
H20
→ C7
H15
-CH=CH2


Физические свойства:


Нонен (в нормальных условиях) –жидкость. Нонен не растворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях.


Химические свойства
:


Реакции присоединения протекают по электрофильному механизму.


1.Гидрогалогенирование:


C7
H15
-CH=CH2
+HBr → C7
H15
-CHBr-CH3


2.Галогенирование. Нонен обесцвечивают бромную воду:


C7
H15
-CH=CH2
+Br2
→C7
H15
-CHBr-CH2
Br (качественная реакция на алкены)


3.Гидрирование: t,Ni


C7
H15
-CH=CH2
+H2
→C7
H15
-CH2
-CH3


4.Вода (в кислой среде) и кислоты присоединяются к декену по правилу Марковникова:


H+


C7
H15
-CH=CH2
+H2
O →C7
H15
-CH-CH3



OH


C7
H15
-CH=CH2
+H2
SO4
→C7
H15
-CH-CH3



OSO3
H


5.Окисление перманганатом калия в слабощелочной среде приводит к образованию гликолей (реакция Вагнера):


C7
H15
-CH=CH2
+2KMnO4
+4H2
O → C7
H15
- CH- CH2
+2KOH+2MnO2


││


OH OH


6.Реакция полимеризации:


n
C7
H15
-CH=CH2
→(-CH2
-CH-CH2
-CH-)n


││


C7
H15
C7
H15


Применение:


Алкены, в частности нонен, благодаря своей доступности (крекинг нефти) и высокой и разнообразной реакционной способности служат в настоящее время главным сырьевым источником (наряду с ароматическими углеводородами и ацетиленом) для многообразных отраслей органической химической промышленности.


Нонин-1.


Молекулярная формула:


C9
H16


Структурная формула:


CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-C≡CH





Электронная формула:

Вид связи:


В молекуле нонина имеется 24 d -связи и 2 π- связи. 2 d -связи располагаются по одной линии под углом 180° друг к другу. Две π –связи образованы p
-электронами соседних атомов углерода и располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Тройная связь является сочетанием d и 2х
π -связей.


Образование связей:


Sp3
-Гибридизация атомов углерода, Две π –связи образованы p
-электронами соседних атомов углерода и располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях.


Изомерия:


1) Изомерия углеродного скелета 2) Изомерия положения тройной связи 3) Межклассовая изомерия с алкадиенами.


а) CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH-C≡CH



CH3


3метилоктин-1


б) CH3
-CH2
-C≡C-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH3


нонин-3


в) CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-СH2
-CH=CH-CH=CH2


нонадиен1,3


Нахождение в природе:


Нефть.


Получение:


1.Дегидрогалогенирование.


C5
H11
-CH2
-CHBr2
-C2
H5
+2KOH→C9
H16
+2KBr+2H2
O


C5
H11
-CHBr-CHBr-C2
H5
+2KOH→ C9
H16
+2KBr+2H2
O


2. Удлинение цепи.


C5
H11
-CH3
-C≡CNa+Br-CH3
→ C9
H16
+NaBr


Физические свойства:


Нонин (в нормальных условиях) –жидкость. Нонин плохо растворим в воде, лучше - в органических растворителях.


Химические свойства
:


1. Реакции электрофильного присоединения протекают медленнее, чем для нонена. Продукты определяются правилом Марковникова.


а) Галогенирование. Нонин обесцвечивает бромную воду:


Br2
Br2


C7
H15
-C≡CH → C7
H15
-CBr=CHBr→ C7
H15
-CBr2
-CHBr2


б) Гидрогалогенирование:


HCl HCl


C7
H15
-C≡CH → C7
H15
-CCl=CH2
→ C7
H15
-CCl2
-CH3


в) Гидратация (реакция Кучерова) протекает в две стадии. На первой стадии образуется неустойчивый непредельный спирт, который затем изомеризуется в кетон.


Hg2+
,H+


C7
H15
-C≡CH + Н2
О ―→ [C7
H15
-C(OH)=CH2
] → C7
H15
-CО-CH3


2. Реакции окисления и восстановления.


а) Окисление перманганатом калия с расщеплением тройной связи и образованием карбоновых кислот:


C7
H15
-C≡CH + 3[O] + H2
O → C7
H15
-COOH + H-COOH


б) Гидрирование при нагревании с металлическими катализаторами:


Н2
Н2


C7
H15
-C≡CH → C7
H15
-CН=CH2
→ C7
H15
-CН2
-CH3


3. Качественные

реакции на тройную связь – обесцвечивание бромной воды и раствора перманганата калия.


Применение:


В органическом синтезе.


Спирты.


Нониловый спирт.


Нонанол-1.


Молекулярная формула:


C9
H19
OH


Структурная формула:


CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–СН2
–СН2
-СН2
-OH





Электронная формула:

Электронная плотность:


С9
H19
→O←H


Вид связи:


В молекуле нонилового спирта имеется 29 d -связей, d- связи C-C , C-H , C-O и O-H с углами между связями 109,5°.


Образование связей:


В спиртах атомы углерода находятся в состоянии sp3
-гибридизации и способны образовывать 4 d -связи каждый.


Изомерия:


1) Изомерия углеродного скелета 2) Изомерия положения гидроксильной группы 3) Межклассовая изомерия с простыми эфирами.


а) CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH-CH2
-CH2
-OH



CH3


3метилоктанол-1


б) CH3
-CH2
-CH-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH3


|


OH


нонанол-3


в) C5
H11
-O-C4
H9


пентилбутиловый эфир


Нахождение в природе:


В виде различных соединений.


Получение:


1.Гидратация алкенов:


CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH=CH2
+H2
O→CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH-CH3



OH


2. Гидролиз алкилгалогенидов под действием водных растворов щелочей.


C8
H17
-CH2
Br+NaOH→C8
H17
-CH2
-OH+NaBr


3. Восстановление карбонильных соединений. При восстановлении альдегидов образуются первичные спирты, а кетонов – вторичные:


а) C8
H17
-CH=O+2[H]→C8
H17
-CH2
-OH


б) C7
H15
-CO-CH3
+2[H]→C7
H15
-CH(OH)-CH3


4. Действие реактивов Гриньяра R-MgBr на карбонильные соединения:


H2
O


H2
CO+C8
H17
MgBr→ C8
H17
-CH2
-O-MgBr→ C8
H17
-CH2
-OH


-Mg (OH) Br


Физические свойства:


Нониловый спирт (в нормальных условиях) –жидкость. Нониловый спирт хорошо растворим в воде.


Химические свойства
:


1.Реакции с разрывом связи O-H.


а) Реакции со щелочными металлами:


2C9
H19
-OH+2K→2C9
H19
-OK+H2


б) Образование сложных эфиров под действием минеральных и органических кислот:


H+


CH3
-CO-OH + H-O-C9
H19
→CH3
-CO-O-C9
H19
+H2
O


Атом водорода отщепляется от спирта, а группа OH -от кислоты.


в) Окисление спиртов под действием перманганата калия. Первичные спирты окисляются в альдегиды, которые, в свою очередь, могут окисляться в карбоновые кислоты:


[O] [O]


C8
H17
-CH­2
-OH→C8
H17
-CH=O→C8
H17
-COOH


2.Реакции с разрывом связи C-O.


а) Внутримолекулярная дегидратация с образованием алкенов:


H2
SO4


CH3
–CН2
– CН2
-СН2
-СН2
–СН2
–СН2
–СН2
-СН2
-OH→CH3
–CН2
– CН2
-СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–СН=СН2
+H2
O


t>150°
C


б) Межмолекулярная дегидратация с образованием простых эфиров:


H2
SO4


2C9
H19
OH→C9
H19
-O-C9
H19
+ H2
O


t<150°
C


в) Слабые основные свойства проявляются в обратимых реакциях с галогеноводородами:


C9
H19
OH + HBr→C8
H17
-CH2
Br+H2
O


Применение:


Нонанол применяют в виде уксусного эфира в качестве растворителя, также используют в разнообразных органических синтезах.


Карбонильные соединения.


Альдегиды.


Нонаналь.


Молекулярная формула:


C9
H18
О


Структурная формула:


CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–СН2
–СН2
-СН=O





Электронная формула:

Электронная плотность:



C8
H17
→С→O



Н


Вид связи:


В молекуле нонаналя имеется 28 d -связей, d- связи C-C , C-H и C=O с углами между связями 109,5° и одна π –связь С═О.


Образование связей:


В альдегидах атомы углерода находятся в состоянии sp3
-гибридизации и способны образовывать 4 d -связи каждый.


Изомерия:


1) Изомерия углеродного скелета 2) Межклассовая изомерия с кетонами.


а) CH3
-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-CH-CH2
-CH=O



CH3


3метилоктаналь


б) CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–С–СН2
–СН2
-CH3


││


O


нонанон4


Нахождение в природе:


В виде различных соединений.


Получение:


1. Окисление первичных спиртов:


C8
H17
-CH2
-OH+CuO→ C8
H17
-СH=O+Cu+H2
O


2. Гидролиз дигалогеналканов:


C8
H17
-СHCl2
+NaOH→ C8
H17
-СH=O+2NaCl+H2
O


Физические свойства:


Нонаналь (в нормальных условиях) –легкокипящая жидкость. Нонаналь хорошо растворим в воде.


Химические свойства
:


1. Реакции нуклеофильного присоединения по двойной связи C═O.


KCN


а) С8
Н17
-СН=O + HCN ―→ C8
H17
-CH-CN



OH


б) Присоединение реактива Гриньяра приводит к вторичным спиртам:


H2
O


С8
Н17
-СН=O + R’-MgBr → С8
Н17
-CН-O-MgBr ———→ С8
Н17
-CН-OH



-Mg(OH)Br │


R’ R’


в) Гидрирование:


С8
Н17
-СН=O + Н2
→ С8
Н17
-CH2
-ОН


г) Присоединение спиртов:


OH


H+


С8
Н17
-СН=O + R’OH↔ С8
Н17
-HC



OR’


OR’


2H=


С8
Н17
-СН=O + 2R’OH ↔ С8
Н17
-HC



OR’


д) Присоединение гидросульфитов:


O O


││ ││


C8
H17
-CH=O + :
S-ONa→C8
H17
-CH-S-ONa


│ │ ││


OH HO O


2. Окисление:


а) Реакция «серебряного зеркала»


С8
Н17
-СН=O + 2[Ag(NH3
)2
]OH → С8
Н17
COONH4
+ 2Ag↓ + 3NH3
+H2
O


б) С8
Н17
-СН=O + 2Cu(OH)2
.→ С8
Н17
-COOН +Cu2
O↓ + 2H2
O


3. Реакция полимеризации:


Применение:


Синтез многих органических веществ.


Кетоны.


Нонанон-1.


Молекулярная формула:


C9
H18
О


Структурная формула:


CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–СН2
–С-CH3


││


O





Электронная формула:

Электронная плотность:


CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–СН2
→С←CH3


↓│


O


Вид связи:


В молекуле нонанона имеется 28 d -связей, d- связи C-C , C-H и C=O с углами между связями 109,5° и одна π –связь С═О.


Образование связей:


В кетонах атомы углерода находятся в состоянии sp3
-гибридизации и способны образовывать 4 d -связи каждый.


Изомерия:


1) Изомерия углеродного скелета.2) Изомерия положения карбонильной группы.3) Межклассовая изомерия с альдегидами.


а) CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–С–СН2
-CH3


││


O


нонанон-3


б) CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-–СН2
–С–СН-CH3


││ │


O СН3


2метилоктанон


в) CH3
–CН2
–СН2
–СН2
-СН2
–СН2
–СН2
–СН2
-СН=O


нонаналь


Нахождение в природе:


В составе различных соединений.


Получение:


1. Окисление вторичных спиртов:


C7
H15
-CH-CH3
+[O]→ C7
H15
-CO-CH3



OH


2. Гидратация алкинов:


Hg2+
, H+


C7
H15
-C≡CH + H2
O―――→ [C7
H15
-C(OH)═CH2
] → C7
H15
-CO-CH3


3. Декарбоксилирование кальциевых солей карбоновых кислот:


t


Ca(C9
H19
COO)2
→CaCO3
+ C7
H15
-CO-CH3


4. Гидролиз дигалогеналканов:


C7
H15
-CBr2
-CH3
+ 2NaOH → C7
H15
-CO-CH3
+ 2NaBr + H2
O


Физические свойства:


Нонанон (в нормальных условиях) –легкокипящая жидкость. Нонанон с повышением молекулярной массы растворимость кетонов падает, поэтому нонанон растворяется немного медленнее.


Химические свойства
:


1. Реакции нуклеофильного присоединения по двойной связи C═O. Нонанон менее активен, чем нонаналь:


CN


KCN │


а) C7
H15
-CO-CH3
+ HCN ―→ C7
H15
-C-СН3



OH


б) Присоединение реактива Гриньяра приводит к третичным спиртам:


CH3
CH3


│ H2
O │


C7
H15
-CO-CH3
+ R’-MgBr → C7
H15
-C-O-MgBr ———→ C7
H15
-C-OH



-Mg(OH)Br │


R’ R’


в) Гидрирование приводит к вторичным спиртам:


C7
H15
-CО-CH3
+ Н2
→ C7
H15
-CH-CH3



ОН


г) Присоединение воды с образованием гидратных форм:


OH



C7
H15
-CО-CH 3
+ H-OH ↔ C7
H15
-C-CH3



OH


2. Окисление:


Нонанон окисляется гораздо труднее, чем нонаналь, и при жёстких условиях. Не реагируют с [Ag(NH3
)2
]OH и Cu(OH)2
.


Применение:


Нонанон используется в производстве синтетических волокон, а также служит сырьём для производства фармацевтических препаратов.


Список литературы.


Серия «Справочники «Дрофы»». Е.А.Ерёмина. В.В.Ерёмин. Н.Е.Кузьменко. «Химия 8-11 кл.»


Издательство «Дрофа». Москва 1996 г.


А.И.Артёменко. И.В.Тикунова. Химия 10-11 кл. «Органическая химия».


Издательство «Просвещение». Москва 1993 г.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Органические соединения

Слов:2548
Символов:27052
Размер:52.84 Кб.