Органическая химия. [В 6 ч.]. Ч. I, II; Ч. III, IV; Ч. V, VI [комплект] (300,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

УДК 547 ББК 24.2 Г695 Рецензенты: Л. Д. Румш, заведующий лабораторией Института биоорганической химии РАН, д-р хим. наук, профессор С. Н. Соловьев, заведующий кафедрой общей и неорганической химии РХТУ, д-р хим. наук, профессор г695 горленко В. а., кузнецова Л. В., яныкина е. а. Органическая химия: Учебное пособие. Ч. I, II. – М.: МПГУ, 2012. – 294 с. Настоящее учебное пособие представляет первую книгу (из трех), включающую обновленное содержание, охватывающее все основные классы ациклических углеводородов алфатического ряда. Книга содержит современные данные по номенклатуре и изомерии, электронному строению, включая квантово-химические представления, по способам получения и характерным химическим свойствам органических соединений, а также иллюстрации биологической роли производных органических веществ соответствующего класса. Особое внимание уделено современным теоретическим представлениям в органической химии, взаимосвязи строения соединений с реакционной способностью, а также механизмам реакций, объясняющим особенности химического поведения. Методическое оформление пособия служит целям оптимизации учебного процесса и повышения его эффективности. Издание предназначено для студентов биолого-химических факультетов педагогических вузов, включая бакалавриат биологохимического и биологического направлений, и представляет собой современное учебное пособие по курсу «Органическая химия» как одного из базовых предметов естественного цикла наук, стоящего в ряду профилирующих дисциплин в специальной подготовке учителей биологии в средней школе. ISBN 978-5-7042-2345-0 © МПГУ, 2012 © Издательство «Прометей», 2012

Стр.2

Содержание ПреДисЛОВие Введение. ПреДмет ОрганическОй химии. истОрия разВития Этапы становления и развития органической химии Теория химического строения А. М. Бутлерова Классификация органических соединений Резюме Вопросы для повторения часть I. ВОПрОсЫ теОрии ОрганическОй химии 1. ДОкВантОВЫе теОрии 1.1. Теория «электронных пар» («октетная теория») 1.2. Типы химической связи 1.3. Характеристика ковалентной связи 1.4. Два типа разрыва ковалентной связи 1.5. Водородная связь Резюме Вопросы для повторения 2. кВантОВО-химические ПреДстаВЛения В ОрганическОй химии 2.1. Описание состояния электрона в атоме 2.2. Природа химической связи с точки зрения современных представлений 2.3. Насыщаемость ковалентной связи 2.4. Приближенные методы в квантовой химии 2.4.1. Метод валентных схем (электронных пар) 2.4.2. Метод молекулярных орбиталей Резюме Вопросы для повторения 7 11 13 16 20 24 25 27 27 27 29 33 39 40 44 45 47 48 53 57 58 58 62 70 73 3

Стр.3

Содержание 2.5. Понятие о гибридизации 2.5.1. Валентные состояния атома углерода 2.5.2. Понятие об изоэлектронных структурах 2.6. Распределение электронной плотности в молекулах и их реакционная способность (теория электронных смещений; электронные эффекты) 2.6.1. Индуктивное влияние и индукционный эффект (I) 2.6.2. Характерные черты индукционного эффекта 2.6.3. Мезомерный эффект (эффект сопряжения, резонансный эффект) 3. кЛассиФикаЦия Органических реакЦий и реагентОВ 4. теОрии кисЛОт и ОснОВаний В ОрганическОй химии Резюме Вопросы для повторения 5. изОмерия 5.1. Структурная изомерия 5.2. Стереоизомерия 5.2.1. Конформационная изомерия 5.2.2. Конфигурационная изомерия Вопросы для повторения часть II. УгЛеВОДОрОДЫ аЛиФатическОгО ряДа 6.2. Общая характеристика алканов 6.3. Способы получения алканов 6.3.1. Природные источники алканов 6.3.2. Промышленные способы 6.3.3. Лабораторные способы 6.4. Электронное строение алканов 6.5. Химические свойства алканов 4 74 75 81 85 86 87 91 98 105 113 114 116 116 118 118 122 143 145 6. ПреДеЛЬнЫе УгЛеВОДОрОДЫ (аЛканЫ) 145 6.1. Нахождение в природе 146 147 152 152 153 156 159 162

Стр.4

Содержание 6.5.1. Реакции радикального замещения – получение замещенных алканов 6.5.2. Окисление алканов 6.5.3. Каталитическая дегидрогенизация алканов 6.5.4. Изомеризация алканов Резюме Вопросы и задания 7.2. Физические свойства и нахождение в природе 7.3. Способы получения алкенов 7.3.1. Дегидрогалогенирование галогеналканов 7.3.2. Дегидратация спиртов 7.3.3. Дегалогенирование вицинальных дигалогенидов 7.4. Электронное строение алкенов 7.5. Химические свойства алкенов 7.5.1. Реакции присоединения 7.5.2. Реакции полимеризации 7.5.3. Реакции окисления 7.5.4. Реакции замещения 7.6. Карбены и карбеноиды Резюме Вопросы и задания 8. аЦетиЛенОВЫе УгЛеВОДОрОДЫ, аЛкинЫ 8.1. Номенклатура, изомерия и физические свойства алкинов 8.2. Способы получения алкинов 8.3. Особенности электронного строения алкинов 8.4. Химические свойства алкинов 8.4.1. Реакции электрофильного присоединения к алкинам 8.4.2. Реакции нуклеофильного присоединения 8.4.3. Присоединение водорода 162 171 173 174 174 176 7. аЛкенЫ (ЭтиЛенОВЫе УгЛеВОДОрОДЫ) 178 7.1. Номенклатура и изомерия 179 181 182 182 183 185 185 189 189 211 218 222 223 228 230 233 233 235 238 240 240 246 248 5

Стр.5

Содержание 8.4.4. Реакции окисления 8.4.5. Реакции олигомеризации 8.4.6. Изомеризация алкинов (А. Е. Фаворский, 1888) 8.4.7. Кислотные свойства алкинов – получение металлических производных – ацетиленидов 8.5. Ацетилен в органическом синтезе Резюме Вопросы и задания 9. аЛкаДиенЫ (ДиенОВЫе УгЛеВОДОрОДЫ) 9.1. Классификация 9.2. Сопряженные алкадиены 9.2.1. Получение сопряженных алкадиенов 9.2.2. Особенности сопряженных алкадиенов 9.2.3. Электронное строение сопряженных алкадиенов. Мезомерный эффект (π,π-сопряжение) 9.2.4. Химические свойства сопряженных алкадиенов 9.2.5. Изопреновое звено в природе Резюме Вопросы и задания 249 250 252 252 254 255 257 259 259 260 260 262 265 273 287 289 290 6

Стр.6

УДК 547 ББК 24.2 Г695 Рецензенты: Л. Д. Румш, заведующий лабораторией Института биоорганической химии РАН, д-р хим. наук, профессор С. Н. Соловьев, заведующий кафедрой общей и неорганической химии РХТУ, д-р хим. наук, профессор Г695 Горленко В. А., Кузнецова Л. В., Яныкина Е. А. Органическая химия: Учебное пособие. Ч. III, IV. – М.: МПГУ, 2012. – 414 с. бия по курсу «Органическая химия» и охватывает основные классы функциональных (часть III) и гетерофункциональных (часть IV) производных углеводородов алифатического ряда. Книга содержит современные данные по номенклатуре и изомерии, электронному строению, способам получения и характерным химическим свойствам функциональных производных алифатического ряда. Подчеркивается взаимосвязь между строением органических соединений, их реакционной способностью и химическими свойствами. Значительное внимание уделяется механизмам реакций, объясняющим особенности химического поведения. Изложение материала сопровождается иллюстрациями биологической роли органических веществ соответствующего класса. Пособие предназначено для студентов биолого-химических факультетов педагогических вузов, включая бакалавриат биолого-химического и биологического направлений. Данное издание представляет собой вторую книгу учебного посоISBN 978-5-7042-2324-5 © МПГУ, 2012 © Издательство «Прометей», 2012

Стр.2

Содержание Часть III ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ АЛИФАТИЧЕСКОГО РЯДА 10. ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ 10.1. Классификация 10.2. Способы получения галогенопроизводных 10.2.1. Замещение гидроксила в спиртах на галоген 10.2.2. Получение дигалогеналканов 10.3. Моногалогеналканы (алкилгалогениды) 10.3.1. Изомерия и номенклатура 10.3.2. Физические свойства галогеналканов 10.3.3. Особенности электронного строения галогеналканов и реакционная способность 10.3.4. Химические свойства галогеналканов Резюме 11. СПИРТЫ (АЛКОГОЛИ) 11.1. Предельные одноатомные спирты (алканолы) 11.1.1. Номенклатура и изомерия алканолов 11.1.2. Физические свойства 11.1.3. Способы получения одноатомных спиртов 11.1.4. Электронное строение одноатомных спиртов 11.1.5. Химические свойства алканолов 11.2. Предельные многоатомные спирты (полиолы) 11.2.1. Общая характеристика многоатомных спиртов 11.2.2. Способы получения многоатомных спиртов 11.2.3. Химические свойства многоатомных спиртов Резюме 11 11 12 13 13 16 16 16 17 17 19 41 45 48 48 51 53 57 59 76 76 78 80 87 3

Стр.3

12. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ 12.3. Электронное строение простых алифатических эфиров 12.4. Химические свойства простых эфиров ) 12.4.3. Замещение α-водородного атома и окисление 92 12.1. Общая характеристика алифатических эфиров 93 12.2. Способы получения простых эфиров 95 97 98 12.4.1. Свойства простых эфиров как оснований 98 12.4.2. Расщепление связи С-О (реакции SN 12.5. Оксираны (эпоксиды) 12.5.1. Способы получения оксиранов 12.5.2. Электронное строение 12.5.3. Химические свойства Резюме Вопросы и задания 13. ТИОЛЫ И СУЛЬФИДЫ 13.1. Общая характеристика тиолов и сульфидов 13.2. Способы получения тиолов и сульфидов 13.3. Электронное строение тиолов и сульфидов 13.4. Химические свойства тиолов и сульфидов 13.4.1. Кислотные и основные свойства 13.4.2. Реакции тиолов и сульфидов как нуклеофилов 13.4.3. Реакции окисления–восстановления Резюме 14.1. Общая характеристика карбонильных соединений алифатического ряда 14.2. Получение альдегидов и кетонов 14.3. Физические свойства карбонильных соединений 14.4. Электронное строение оксосоединений 14.5. Химические свойства оксосоединений 14.5.1. Реакции нуклеофильного присоединения 103 104 104 105 106 108 110 111 114 117 118 118 120 121 123 14. АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ АЛИФАТИЧЕСКОГО РЯДА 127 129 132 135 135 138 138 100 102

Стр.4

14.5.2. Взаимодействие с азотсодержащими нуклеофилами NH2 Х – получение иминов 14.5.3. Восстановление карбонильных соединений 14.5.4. Окисление карбонильных соединений 14.5.5. Реакции замещения α-водородных атомов 14.5.6. Реакции конденсации альдегидов и кетонов 14.5.7. Полимеризация карбонильных соединений Резюме Вопросы и задания 15. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ 15.1. Предельные одноосновные карбоновые кислоты 15.1.1. Изомерия, номенклатура 15.1.4. Электронное строение карбоксильной группы 15.1.5. Химические свойства одноосновных карбоновых кислот Резюме Вопросы и задания 15.2. Непредельные карбоновые кислоты 15.2.1. Общая характеристика непредельных карбоновых кислот 15.2.2. Химические свойства 15.3. Понятие о липидах 15.3.1. Жиры (триацилглицерины) 15.3.2. Фосфоглицериды 15.3.3. Алифатические спирты и воска Резюме Вопросы и задания 15.4. Двухосновные (дикарбоновые) кислоты 15.4.1. Получение двухосновных кислот 145 148 151 154 155 157 158 161 163 166 166 15.1.2. Способы получения карбоновых кислот 168 15.1.3. Физические свойства 171 172 175 196 199 200 200 203 208 211 218 220 221 223 225 226 5

Стр.5

15.4.2. Химические свойства 15.4.3. Малоновая кислота и малоновый эфир. Синтезы с малоновым эфиром 15.4.4. Непредельные двухосновные кислоты Резюме Вопросы и задания 16. НИТРОСОЕДИНЕНИЯ АЛИФАТИЧЕСКОГО РЯДА 16.1. Общая характеристика нитросоединений 16.2. Способы получения нитросоединений 16.3. Физические свойства нитросоединений 16.4. Электронное строение нитросоединений 16.5. Химические свойства нитросоединений 16.5.1. Таутомерия нитроалканов 16.5.2. Свойства нитросоединений по С-Н-связи (реакции с участием ациформы) 16.5.3. Реакции с участием нитрогруппы Резюме Вопросы и задания 17. АМИНЫ АЛИФАТИЧЕСКОГО РЯДА 17.1. Общая характеристика аминов алифатического ряда 17.2. Физические свойства аминов 17.3. Способы получения аминов 17.3.1. Алкилирование аммиака и аминов (реакция А. Гофмана, 1849) 17.3.2. Восстановление нитросоединений R-NO2 нитрилов R-C ≡ N, оксимов R-CH=N-OH, изонитрилов R-N=C и других азотистых производных 17.3.3. Восстановительное аминирование карбонильных соединений 17.3.4. Получение первичных аминов из амидов карбоновых кислот (перегруппировка А. Гофмана, 1881) 17.3.5. Декарбоксилирование аминокислот 6 , 259 260 261 262 227 233 235 238 239 241 241 243 244 244 246 246 247 249 250 251 253 253 256 257 257

Стр.6

17.4. Электронное строение и конфигурация аминов 17.5. Химические свойства алифатических аминов 264 17.5.1. Свойства аминов как оснований 17.5.2. Амины как N-H-кислоты 17.5.3. Алкилирование аминов 17.5.4. Ацилирование аминов 263 264 267 268 268 17.5.5. Взаимодействие с азотистой кислотой (нитрозирование) 17.5.6. Изонитрильная реакция 17.5.7. Окисление аминов 17.6. Понятие о диаминах Резюме Вопросы для повторения и задания Часть IV СОЕДИНЕНИЯ СО СМЕШАННЫМИ ФУНКЦИЯМИ (ГЕТЕРОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ) 18. ГИДРОКСИКИСЛОТЫ 18.1. Получение гидроксикислот 18.2.1. Кислотные свойства 18.2.2. Реакции по -СООН и -ОН-группам 18.2.3. Отношение гидроксикислот к нагреванию (дегидратация гидроксикислот) 18.2.4. Нагревание α-гидроксикислот с минеральными кислотами Резюме Вопросы и задания 19. ОКСОКИСЛОТЫ (АЛЬДЕГИДОИ КЕТОНОКИСЛОТЫ) 19.1. Общая характеристика α- и β-оксокислот 19.2. Способы получения оксокислот 19.2.1. Получение глиоксиловой и пировиноградной кислот 19.2.2. Получение ацетоуксусной кислоты 277 277 281 282 283 285 287 288 289 291 292 294 294 295 7 269 271 271 272 273 275

Стр.7

19.3. Химические свойства оксокислот 19.3.1. Свойства оксокислот по карбоксильной группе 19.3.2. Свойства оксокислот как карбонильных соединений 19.4. Ацетоуксусный эфир. Строение и свойства 19.4.1. Кето-енольная таутомерия 19.4.2. Реакции кетонной формы ацетоуксусного эфира 19.4.3. Реакции енольной формы ацетоуксусного эфира 19.4.4. Синтезы с ацетоуксусным эфиром Резюме Вопросы и задания 20. АМИНОСПИРТЫ 20.1. Нахождение и биологическое значение аминоспиртов 20.2. Получение простейших аминоспиртов 20.3. Краткая характеристика свойств аминоспиртов Резюме Вопросы и упражнения 21. АМИНОКИСЛОТЫ 21.1. Номенклатура, классификация, изомерия 21.2. Способы получения аминокислот 21.3. Особенности физических свойств 21.4. Химические свойства 21.4.1. Кислотно-основные свойства 21.4.2. Реакции по карбоксильной группе 21.4.3. Реакции по аминогруппе 21.4.4. Реакции с одновременным участием амино- и карбоксильной групп 21.5. Понятие о пептидах и белках Резюме Вопросы и упражнения 22. УГЛЕВОДЫ 22.1. Общая характеристика и классификация 8 297 297 299 300 300 302 303 305 309 311 313 314 317 318 319 319 320 320 323 326 327 327 330 332 335 337 340 342 345 345

Стр.8

22.2. Моносахариды (монозы) 347 22.2.1. Классификация моноз 22.2.2. Строение моносахаридов 22.2.3. Физические свойства 22.2.4. Способы получения 22.2.5. Химические свойства Резюме Вопросы и упражнения 22.3. Олигосахариды. Дисахариды 22.3.1. Строение дисахаридов 22.3.2. Восстанавливающие дисахариды 22.3.3. Невосстанавливающие дисахариды 22.4. Полисахариды (полиозы, гликаны) 22.4.1. Общая характеристика 22.4.2. Крахмал 22.4.3. Гликоген 22.4.4. Другие резервные полисахариды 22.4.5. Целлюлоза 22.4.6. Хитин 22.4.7. Гетерополисахариды Резюме Вопросы и упражнения 347 348 363 363 366 378 380 382 383 384 389 392 392 393 397 399 400 405 406 408 409 9

Стр.9

УДК 547 ББК 24.2 Г695 Рецензенты: Л. Д. Румш, заведующий лабораторией Института биоорганической химии РАН, д-р хим. наук, профессор С. Н. Соловьев, заведующий кафедрой общей и неорганической химии РХТУ, д-р хим. наук, профессор Г695 Горленко В. А., Кузнецова Л. В., Яныкина Е. А. Органическая химия: Учебное пособие. Ч. V, VI. – М.: МПГУ, 2012. – 398 с. Данное издание представляет собой V и VI части учебного пособия по курсу «Органическая химия». Оно охватывает соединения циклического ряда и включает современные данные по номенклатуре и изомерии, электронному строению, способам получения и характерным химическим свойствам класса алициклических углеводородов (циклоалканы), ароматических соединений, включая ряды бензола, полиядерных ароматических углеводородов с изолированными и конденсированными ядрами, а также гетероциклических соединений с одним или более гетероатомами в цикле. Свойства рассматриваются в тесной взаимосвязи со строением органических соединений. Значительное внимание уделяется механизмам реакций, объясняющим особенности химического поведения. Изложение материала сопровождается иллюстрациями биологической роли органических веществ соответствующего класса. В конце каждого раздела приведен список вопросов и заданий для повторения и закрепления материала. Издание предназначено для студентов биолого-химических факультетов педагогических вузов, включая бакалавриат биологохимического и биологического направлений. ISBN 978-5-7042-2377-1 © МПГУ, 2012 © Издательство «Прометей», 2012

Стр.2

Содержание Часть V. КАРБОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ . . . . . . . . . . . .11 23. АЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ . . . . . . . . . . .11 23.1. Циклоалканы (циклопарафины) . . . . . . . . . . . . . . 14 23.1.1. Номенклатура и изомерия циклоалканов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 23.1.2. Электронное строение циклопропана . . . . 24 23.1.3. Способы получения циклоалканов . . . . . . 27 23.1.4. Физические свойства циклоалканов . . . . . 29 23.1.5. Химические свойства циклоалканов . . . . . 30 23.2. Применение циклоалканов и их биологически активные производные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 24. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (АРЕНЫ) И ИХ ЗАМЕЩЕННЫЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 24.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 24.2. Изомерия и номенклатура углеводородов ряда бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 24.3. Получение бензола и его гомологов . . . . . . . . . . . 51 24.3.1. Природные источники . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 24.3.2. Синтетические способы получения бензола и его гомологов . . . . . . . . . . . . . . . . 52 24.3.2.1. Полимеризация алкинов . . . . . . . . . . 52 24.3.2.2. Реакция Вюрца-Фиттига (1864) . . . . . 52 24.3.2.3. Реакция Фриделя-Крафтса – алкилирование бензола . . . . . . . . . . . . . 53 24.3.2.4. Декарбоксилирование ароматических кислот . . . . . . . . . . . . . . 53 24.4. Физические свойства бензола и его гомологов . . 54 24.5. Строение бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 24.5.1.Концепция гибридизации . . . . . . . . . . . . . . 54 24.5.2. Квантово-химическое описание ароматических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3

Стр.3

24.5.3. Правило Хюккеля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 24.5.4. Критерии ароматичности . . . . . . . . . . . . . . 68 24.6. Химические свойства бензола . . . . . . . . . . . . . . . . 71 24.6.1. Реакции электрофильного замещения . . . 71 24.6.1.1. Механизм реакции электрофильного замещения SE 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 24.6.1.2. Реакция нитрования . . . . . . . . . . . . . . 78 24.6.1.3. Сульфирование бензола и его производных . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 24.6.1.4. Галогенирование . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 24.6.1.5. Алкилирование по ядру . . . . . . . . . . . 86 24.6.1.6. Ацилирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 24.6.2. Ориентация в реакциях электрофильного замещения и реакционная способность производных бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 24.6.2.1. Ориентанты I рода . . . . . . . . . . . . . . . . 93 24.6.2.2. Ориентанты II рода . . . . . . . . . . . . . . 101 24.6.2.3. Ориентация в дизамещенных бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 24.6.3. Реакции присоединения . . . . . . . . . . . . . . 105 24.6.3.1. Гидрирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 24.6.3.2. Присоединение галогенов . . . . . . . . . 106 24.6.4. Реакции окисления . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 24.7 Гидроксипроизводные ароматического ряда . . . 115 24.7.1. Фенолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 24.7.1.1.Физические свойства фенолов . . . . . . 116 24.7.1.2. Способы получения фенолов . . . . . . 118 24.7.1.3. Электронное строение фенола и реакционная способность . . . . . . . . . 126 24.7.1.4. Химические свойства фенолов . . . . . 128 24.7.2. Многоатомные фенолы . . . . . . . . . . . . . . . 142 24.7.3. Ароматические спирты . . . . . . . . . . . . . . . 145 24.7.4. Применение фенолов . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 24.8. Альдегиды и кетоны ароматического ряда . . . . 153 24.8.1. Номенклатура, изомерия, общая характеристика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Стр.4

24.8.2. Получение карбонильных соединений . . 155 24.8.3. Химические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 24.8.3.1. Реакции нуклеофильного присоединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 24.8.3.2. Реакции конденсации . . . . . . . . . . . . 160 24.8.3.3. Взаимодействие с аминами . . . . . . . 161 24.8.3.4. Реакции окисления альдегидов и кетонов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 24.8.3.5. Взаимодействие ароматических альдегидов с хлором . . . . . . . . . . . . . . . 165 24.8.3.6. Галоформная реакция . . . . . . . . . . . . 165 24.8.3.7. Восстановление ароматических альдегидов и кетонов . . . . . . . . . . . . . . 166 24.8.4. Реакции по ароматическому ядру . . . . . . 167 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 24.9. Карбоновые кислоты ароматического ряда . . . . 171 24.9.1. Общая характеристика ароматических карбоновых кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 24.9.2. Получение ароматических карбоновых кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 24.9.3. Химические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 24.9.3.1. Реакции по карбоксильной группе . 176 24.9.3.2. Реакции по ароматическому ядру . . 181 24.9.4. Фенолокислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 24.9.4.1. Салициловая (о-гидроксибензойная) кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 24.9.4.2. Галловая кислота (3,4,5тригидроксибензойная) . . . . . . . . . . . . . . . 184 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 24.10. Амины ароматического ряда . . . . . . . . . . . . . . . 188 24.10.1. Общая характеристика аминов ароматического ряда . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 24.10.2. Получение ароматических аминов . . . . 191 24.10.3. Химические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . 195 24.10.3.1. Реакции по аминогруппе . . . . . . . . 195 24.10.3.2. Реакции по ароматическому ядру . 202 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 5

Стр.5

24.11. Ароматические диазо- и азосоединения . . . . . . 209 24.11.1 Строение солей диазония . . . . . . . . . . . . . 211 24.11.2. Получение солей диазония – реакция диазотирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 24.11.3. Реакции солей диазония с выделением азота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 24.11.4. Реакции солей диазония без выделения азота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 24.11.4.1. Восстановление солей диазония . . 220 24.11.4.2. Реакция азосочетания – получение азокрасителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 24.11.4.3. Примеры азокрасителей . . . . . . . . . 223 24.11.4.4. Хромоизомерия азокрасителей . . . . 225 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 25. ПОЛИЯДЕРНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231 25.1. Полиядерные ароматические углеводороды с изолированными бензольными ядрами . . . . . 232 25.1.1. Способы получения полиядерных ароматических соединений с изолированными ядрами . . . . . . . . . . . . 233 25.1.2. Химические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 25.1.2.1. Реакции электрофильного замещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 25.1.2.2. Свойства ди- и трифенилметанов по центральному углеродному атому . 237 25.1.2.3. Красители трифенилметанового ряда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 25.2. Полиядерные соединения с конденсированными ядрами . . . . . . . . . . . . . . . 248 25.2.1. Ароматичность конденсированных углеводородов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 25.2.2. Химические свойства конденсированных ароматических углеводородов . . . . . . . . . 254 25.2.2.1. Реакции электрофильного замещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 6

Стр.6

25.2.2.2. Реакции присоединения к конденсированным ароматическим углеводородам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 25.2.2.3. Окисление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 25.2.2.4. Получение гидроксии аминозамещенных конденсированных углеводородов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Часть VI. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ . . . . . . . . . .272 26. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ . . . . . . . . . . . . . . . . . .273 26.1. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 26.1.1. Общая характеристика, изомерия, номенклатура, биологическая роль производных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 26.1.2. Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 26.1.2.1. Получение фурана . . . . . . . . . . . . . . . 277 26.1.2.2. Получение пиррола . . . . . . . . . . . . . . 278 26.1.2.3. Получение тиофена . . . . . . . . . . . . . . 279 26.1.3. Физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 26.1.4. Строение и сравнительная характеристика ароматичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 26.1.5. Химические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 26.1.5.1. Реакции электрофильного замещения (SE 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 26.1.5.2. Кислотно-основные свойства. . . . . . . 296 26.1.5.3. Реакции присоединения . . . . . . . . . . 300 26.1.5.4. Окисление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 26.2. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Пиридин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 26.2.1. Общая характеристика. Физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 7

Стр.7

26.2.2. Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 26.2.3. Электронное строение молекулы пиридина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 26.2.4. Химические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 26.2.4.1. Свойства пиридина как основания и нуклеофила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 26.2.4.2. Реакции электрофильного замещения (SE 26.2.4.3. Реакции нуклеофильного замещения (SN 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 26.2.4.4. Окисление и восстановление . . . . . . 321 26.2.5. Понятие об алкалоидах . . . . . . . . . . . . . . . 323 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Вопрос . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 27. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ С НЕСКОЛЬКИМИ ГЕТЕРОАТОМАМИ . . . . . . . .327 27.1. Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 27.1.1. Основные представители и их биологическая роль . . . . . . . . . . . . . . 327 27.1.2. Строение и свойства имидазола . . . . . . . . 330 27.2. Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами. Диазины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 27.2.1. Общая характеристика. Физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 27.2.2. Получение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 27.2.3. Строение и химические свойства . . . . . . . 341 27.2.4. Пиримидиновые основания . . . . . . . . . . . 344 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Вопрос . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 28. КОНДЕНСИРОВАННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .350 28.1. Индол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 28.1.1. Биологическое значение производных индола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 28.1.2. Физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 28.1.3. Строение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 28.1.4. Химические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 8

Стр.8

28.2. Хинолин и изохинолин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 28.2.1. Биологически активные производные хинолина и изохинолина . . . . . . . . . . . . . 361 28.2.2. Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 28.2.3. Физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 28.2.4. Cтроение и химические свойства . . . . . . . 365 28.3. Пурин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 28.3.1. Биологическое значение производных пурина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 28.3.2. Строение, свойства и способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 28.3.3. Гидрокси- и аминопроизводные пурина. Аденин и гуанин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 28.3.4. Понятие о строении нуклеиновых кислот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 Резюме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 Вопрос . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 29. КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ И ПРОИЗВОДНЫЕ НА ИХ ОСНОВЕ. ПОНЯТИЕ О БИОФЛАВОНОИДАХ И АНТОЦИАНАХ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .387 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 9

Стр.9