„11 ” РОБОЧА ПРОГРАМА€¦ · синтезу та властивостей органічних сполук , а також їх застосування в різних

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

"ЗАТВЕРДЖУЮ"

Декан хімічного факультету

________(О.С.Лявинець)

„11___” січня 2008 року

РОБОЧА ПРОГРАМА

З ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ (назва навчального предмета)

_____________________________________________________________________________________

для напряму 6.040101 ХІМІЯ

_____________________________________________________________________________________

Факультет ХІМІЧНИЙ

_____________________________________________________________________________________

Кафедра органічної та фармацевтичної хімії

Нормативні дані

Форма

навчання

Кур

с

Сем

естр

и

Всь

ого го

дин

Лек

ції (

год)

Пра

ктич

них

(сем

інар

ськи

х)

(год

)

Лаб

орат

орни

х (год

)

Сам

остійн

а ро

бота

(го

д)

Інди

віду

альн

а ро

бота

Кур

сові

роб

оти

І(се

мес

тр)

Заліки

(сем

естр

)

Екз

амен

(сем

естр

)

Денна 2 4 178 32 - 90 52 4 - 4 4

денна 3 5 254 45 - 102 101 6 - 5 5

Заочна 2 4 178 10 - 20 148 - - 4 4

Заочна 3 5 254 16 34 204 - - 5 5

Заочна

скорочена

3 5 153 20 12 121 - - 5 5

Заочна

скорочена

3 6 144 10 20 114 - - 6 6

Робоча програма складена на основі

Освітньо –професійної програми та освітньо-кваліфікаційної характеристики

(назва типової програми, дата затвердження)

Робоча програма складена доцентом Дармограй О.М.

який відповідає за складання)

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри органічної та

фармацевтичної хімії

протокол № ____4________

"__25__" грудня 2008 року

Завідувач кафедри ________________________ (О.С.Лявинець)

Схвалено методичною радою хімічного факультету

Голова методичної ради

(назва) факультету _________________________Щербак Л.П. (підпис) (прізвище, ініціали)

Мета та завдання дисципліни

Метою курсу “Органічна хімія” є пізнання загальних законів, які зв”язують будову та властивості органічних речовин, вивчення шляхів

синтезу та властивостей органічних сполук, а також їх застосування в різних

галузях промисловості та медицини.

Завдання курсу органічної хімії: - Сформувати у майбутніх спеціалістів знання про фундаментальні

закономірності між будовою та властивостями органічних сполук.

- На прикладах гомологічних рядів розкрити дію основних законів

діалектики

- Показати історичний розвиток цієї науки та її зв”язок з іншими

науками: математикою, фізикою, біологією.

- Навчити студентів самостійно здійснювати взаємні перетворювання органічних сполук різних класів, на базі сучасних методів дослідження доводити будову речовин.

Курс базується на знаннях, отриманих студентами під час вивчення

загальних наукових дисциплін, а також на знаннях, отриманих під час вивчення хімії у середніх навчальних закладах.

Після вивчення курсу студент повинен: Знати:

- основнi поняття теоретичної органiчної хiмiї, класи органiчних сполук, правила

номенклатури та основнi методи одержання, взаємозв'язок мiж класами, основнi

механiзми органiчних реакцiй та практичне застосування найважливiших органiчних

сполук;

- взаємозв'язок мiж будовою речовини та її хiмiчними i фiзичними властивостями;

- вмiти користатися навчальними комп'ютерними програмами з моделювання

органiчних сполук та реакцiй;

- знати i володiти основними правилами роботи в лабораторiї органiчного синтезу.

Вмiти:

- провести лiтературний пошук методiв синтезу органiчної сполуки заданої будови,

запропонувати рацiональний шлях синтезу, здiйснити його та провести iдентифiкацiю

одержаної речовини хiмiчними та фiзичними методами.

Р О Б О Ч А П Р О Г Р А М А

Частина 1 ВУГЛЕВОДНІ

Тема I. СТВОРЕННЯ І РОЗВИТОК ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ( 3 год)

Органічна хімія як окрема наука і причини її виникнення. Головні ознаки і властивості органічних сполук. Поширення органічних сполук у

світі. Місце і роль вуглецю серед інших елементів. Знаходження вуглецевих

сполук на Землі та у Всесвіті. Алотропічні видозміни вуглецю.

Органічна хімія на сучасному етапі розвитку, зв’язок її з іншими науками.

Значення органічних речовин і матеріалів у житті. Теорії будови органічних сполук. Короткі відомості про теорії радикалів і типів. Теорія хімічної будови О.М.Бутлерова. Теорія тетраедричного

вуглецевого атома Вант-Гоффа. Поняття про стереоізомерію. Електронега-

тивність елементів. Типи хімічних зв’язків. Кратні зв’язки. Комплекси в

органічних молекулах. Характеристика хімічних зв’язків: енергія, довжина,

полярність зв’язків, поляризовність молекул. Теплота реакції, енергія

активації, швидкість реакції. Фактори, що впливають на швидкість реакції. Квантово-механічна теорія хімічного зв’язку. Рівняння де Бройля. Принцип

невизначеності Гейзенберга. Хвильова функція. Хвильове рівняння

(поняття). Власні значення хвильової функції (атомні орбіталі). Молекулярні орбіталі. Типи гібридних орбіталей. Типи зв’язків, які можуть утворюватись

при перекриванні s, р гібридних орбіталей.

Будова і фізичні властивості. Температура плавлення. Температура

плавлення іонних і неіонних сполук. Міжмолекулярні сили (два типи –

диполь-дипольна взаємодія і вандервальсівські сили). Температура кипіння.

Розчинність.

Класифікація органічних реакцій.

Тема 2. АЛКАНИ ( ПАРАФІНОВІ ВУГЛЕВОДНІ ) ( 4 год.)

Класифікація органічних сполук і місце алканів серед органічних сполук.

Гомологічний ряд, номенклатура та ізомерія алканів. Знаходження алканів у

природі. Методи одержання алканів: шляхом гідрогенізації вугілля (Бергіус),

крекінгу нафти, прямий синтез з вуглецю і водню. Гідрування оксиду

вуглецю (метод Тропша, синтез “синти-ну”), гідрування спиртів,

галоїдалкілів, ненасичених сполук (алкенів). Гідроліз металічних карбідів.

Синтез за реакцією Грін’яра, анодний синтез (Кольбе), декарбоксилювання

карбо-нових кислот та їх солей, синтез Вюрца (механізм).

Фізичні властивості алканів.

Хімічні властивості. Галогенування. Зміна потенціальної енергії в процесі реакції хлорування і бромування метану. Перехідний стан, енергія активації цих реакцій, їх екзо-термічний і ендотермічний характер. Ланцюгові вільно-

радикальні реакції (М.М.Семьонов). Перевірка механізму хлорування з допомогою тетраетилсвинцю. Інгібітори вільно-радикальних реакцій.

Нітрування. Реакція М.І.Коновалова. Сульфохлорування. Радикальний

механізм цих реакцій. Окис-нення і крекінг алканів. Механізм реакцій,

фактори, що впли-вають на відносну швидкість реакцій. Енергія дисоціації зв’яз-ків. Енергія дисоціації С—С і С—Н зв’язків в алканах. Три ви-падки

розриву ковалентного С—Н зв’язку в алканах з утво-ренням радикалів,

карбкатіонів або карбаніонів. Легкість утво-рення вільних радикалів у

залежності від будови алкану. Вплив алкільних замісників на стійкість

вільних радикалів. Енергія утворення третинного, вторинного, первинного

вільних радикалів. Відмінність заміщення атомів водню при первинному,

вторинному і третинному атомах вуглецю. Будова метильного радикалу.

Поняття конфігурації. Конфігурація насичених вуглеводнів (етан, бутан).

Формули Ньюмена. Торсійна напруга. Формула Пітцера. Карбен (метилен).

Синтез карбену з діазометану і кетену. Синглетний і триплетний метилен

(дирадикал). Їх реакційна здатність. Реакції заглиблення метилену в

органічному синтезі. Тема 3. АЛКЕНИ (ОЛЕФІНИ) ( 4 год)

Місце і роль олефінів як сировини в органічному синтезі. Знаходження

олефінів у природі. Гомологічний ряд, номенклатура та ізомерія алкенів. Геометрична

ізомерія – діастереоізомерія.

Квантово-механічне уявлення про будову етилену. Довжина, енергія

подвійного зв’язку. Причини вкорочення С—Н зв’язку в етилені порівняно з С—Н в етані. Способи одержання олефінів: основний промисловий метод одержання

олефінів. Каталітичний крекінг насичених вуглеводнів (гетеролітичний

механізм). Каталітична дегідра-тація спиртів. Механізм дегідратації спиртів (

у присутності H2SO4 ). Правило Зайцева. Легкість дегідратації у ряду

спиртів: третинний, вторинний, первиний. Зміна концентрації H2SO4 в

залежності від будови спирту.

Стійкість карбонієвих іонів як необхідна умова реації дегідратації. Вплив

індуктивного ефекту алкільних замісників на легкість проходження реакції дегідратації і стабілізації карбонієвого іону.

Одержання олефінів відщепленням галогеноводнів. Каталізатор

реакції. Сольватація іона галогену як джерело енергії для проходження

реакції. Селективне гідрування ацетилену до етилену.

Фізичні властивості алкенів.

Хімічні властивості алкенів. Каталітичне гідрування. Роль

каталізатора. Гідрування цис- і транс- ізомерних 2-бутенів. Використання

комплексних каталізаторів родійтрифеніл-фосфонієвих солей. Приєднання

галогенів (бромування). Механізм утворення π-, σ- комплексів, галогенієвого

циклу, транс-атака галогеніону (Br-) як нуклеофіла типу SN2. Приєднання

галогеноводнів. Іонний і радикальний механізми приєднання. Правило В. В.

Марковнікова. Пероксидний механізм Хараша. Приєднання сірчаної кислоти,

води, утво-рення галоїдгідринів. Реакція Принса. Ізомеризація алкенів.

Алкилювання алкенами як важлива промислова реакція синтезу ізооктану.

Оксосинтез. Окислення алкенів у лужному середовищі KMnO4 (реакція

Вагнера), окислення хромовим ангідридом до карбонільних сполук-

альдегідів, кетонів, кислот. Окиснення пероксидами (реакція Прилєжаєва).

Озо-нування (мольозонід, цвіттер-іон, озонід).

Реакція алкенів зі збереженням подвійного зв’язку. Реакція

хлорування в алільному положенні (реакція Львова), бромування

бромсукцинімідом.

Полімеризація алкенів. Синтез поліетилену високого і низького тиску.

Синтез поліпропілену. Каталізатор Циглєра-Натта. Механізм полімеризації алкенів. Ізотактична, синдіо-тактична і атактична структури полімерів.

Значення полімерних продуктів у народному господарстві.

Тема 4 АЛКІНИ ТА ДІЄНИ ( 4 год)

Квантово-механічні уявлення про будову потрійного зв’язку. Будова

молекули ацетилену. Довжина і енергія потрійного зв’язку. Особливості С-Н

зв’язку в ацетиленових похідних.

Гомологічний ряд, номенклатура та ізомерія алкінів.

Методи одержання алкінів. Синтез ацетилену в промисловості. Синтез вищих алкінів.

Фізічні властивості алкінів.

Хімічні властивості алкінів: Реакції приєднання по потрійному зв’язку:

водню (стереоселективність реакції), галогенів, галогеноводнів, води (

гідратація). Реакція Кучерова. Приєднання ціановодню, спиртів, кислот.

Синтез вінілалкільних ефірів, вінілацетату. Реакції по =С-Н зв’язку алкінів.

Кислотність алкінів. Утворення ацетиленідів. Якісні реакції на потрійний

зв’язок. Реакція ацетиленідів натрію з алкілгалогенідами. Механізм реакції заміщення, елімінування алкілгалогенідів при атаці ацетиленід-іону.

Конденсація ацетилену з ацетоном і формальдегідом (реакції Фаворського,

Реппе). Окиснення алкінів. Окиснювальне здвоювання. Полі-меризація – ди-,

три- і тетрамеризація ацетилену.Синтез вініл-, дивінілацетилену (Ньюленд),

бензолу, циклооктатетраєну. Одержання хлоропрену.

Класифікація, номенклатура та ізомерія дієнів. Промислові методи

одержання бутадієну-1,3 та ізопрену. Дегідрування бутану, синтез за методом

С.В.Лєбєдева. Синтез за Реппе.

Фізічні властивості дієнів.

Хімічні властивості супряжених дієнів. Реакції приєднання. Гідрування,

електрофільне приєднання галогенів, галогено-воднів. Стійкість карбонієвого

алільного іону. 1,2 та 1,4- приєднання.

Електроциклічні реакції. Дієновий синтез (Дільса – Альде-ра). Окиснення

дієнів. Полімеризація – вільнорадикальна та іонна. Ізопренове правило.

Використання каталізаторів Циглера-Натта. Каучук - натуральний та

синтетичний. Гума.

Тема 5 АЛІЦИКЛІЧНІ ВУГЛЕВОДНІ ( 2 год)

Класифікація. Ізомерія. Номенклатура. Методи одержання: з дигалогенопохідних алканів, солей дикарбонових киаслот, складноефірною(

Дікман) та ацилоїновою конденсацією естерів дикарбонових кислот.

Одержання циклогексану та його похідних каталітичною гідрогенізацією

ароматичних сполук. Природні джерела аліциклічних вуглеводнів. Хімічні властивості: реакції заміщення, окиснення до дикарбонових кислоот,

гідрогеноліз в алканита дегідування у ароматичні сполуки ( Зелінський,

Казанський). Ізомеризація циклів. Розширення та звуження циклів.

Специфічні реакції малих циклів: приєднання галогенів та галогеноводнів.

Будова циклоалканів. Теорія напруги Байєра. Гіпотеза Заксе-Мора. Оіцінка

напруги циклів на основі теплот спалювання. Сучасні уявлення про будову та

різну стійкість циклоалканів. Природа С-С зв”язків у малих та інших

циклоалканах. Кутова та торсійна напруга. Конформація циклів. Аксіальні та

екваторіальні зв”язки. Поняття про конформаційний аналіз. Циклогексан,

циклогексанон, одержання, властивості. Циклоалкени та циклоалкадієни. Ізомерія. Номенклатура. Методи

одержання, властивості. Необоротній каталіз Зелінського. Циклопентадіє\н,

його властивості. Цеклогексен, його природні похідні. Поняття про терпени.

Тема 6 АРОМАТИЧНІ ВУГЛЕВОДНІ (АРЕНИ) ( 6 ГОД)

Арени, їх класифікація. Бензен, його гомологи. Номенклатура й

ізомерія. Джерела ароматичних вуглеводнів: кам’яне вугілля (коксування),

нафта (перегонка, ароматизація, риформінг), ацетилен та ефірні масла.

Формула Кекуле для бензену. Електронна будова. Квантово-хімічний опис

молекули бензену: метод валентних зв’язків (резонанс), метод молекулярних

орбіталей у π–електронному наближенні (МО ЛКАО).

Схема молекулярних орбіталей та їх побудова для неароматичних

систем. Ароматичність та антиароматичність. Правило Хюккеля. Небензоїдні ароматичні системи: циклопропенілій– і тропілій–катіони, циклопента-

дієнілій-аніон, фероцен, азулен. Циклооктатетраєн та його ароматизація.

Емпірична енергія резонансу. Спряження та енергія делокалізації молекули бензену. Особливості бензену: відносна стабільність до окиснення,

схильність до реакцій заміщення, термохімія гідрування та загоряння

бензену, його утворення в реакціях диспропорціювання циклогексадієну,

одержання ароматичних систем піролізом різних класів ароматичних

речовин. Фізичні властивості та основні спектральні характеристики бензену

та його гомологів. (УФ–, ІЧ– та ПМР– спектри).

Хімічні властивості аренів. Реакції приєднання до бензену: каталітичне

гідрування. Відновлення натрієм у рідкому аміаку до гідробенену (Берч),

галогенування. Реакції окиснення бензену: каталітичне – до малеїнового

ангідриду, біохімічне – до мукорової кислоти, озонування. Розширення

бензенового ядра: взаємодія із карбонами (циклогептатрієни), арил- та

алкілазидами (азепіни). Ізомеризація бензену дією УФ-випромінювання.

БензенДюара, синтез та ізомеризація.

Реакції електрофільного заміщення в бензені: алкілювання,

галогенування, сульфування, нітрування, ацилювання, дейтерування та

протонування. Електрофільні реагенти та електрофільні частинки: (H+, D

+,

Alk+, NO2

+, SO3H

+( SO3), RC

+=O, Cl

+, Br

+ та ін.).

Механізм реакції електрофільного заміщення (SE2) та його

експериментальне обґрунтування, π- та σ-комплекси.SE2-реакція як

двостадійний процес. Лімітуючи стадія реакції. Зміна потенційної енергії в

процесі електрофільного заміщення в молекулі бензолу та його похідних як з електронодонорними, так і з електроноакцепторними замісниками.

SE1-Механізм електрофільного заміщення. Процес розриву або

утворення ковалентного зв’язку. Стадія утворення іонних пар, ароматичних

карб аніонів та ізотопний обмін пентафторфенілмеркурброміду, обмін

протонів під впливом сильних основ, термічне декарбоксилювання

ароматичних кислот.

Правила орієнтації електрофільного заміщення (SE2) монозаміщених

бензену. Деформація електронної густини в бензеновому ядрі під впливом

замісників, дипольні моменти. Діаграми електронної густини атомів карбону.

Статичні ефекти замісників: індукційний (+I та -I), мезомерний(-M та +M).

Динамічні ефекти. Класифікація замісників. Замісники першого роду, що

полегшують перебіг реакцій електрофільного заміщення, другого роду, що

сповільнюють перебіг реакцій, їх орієнтуючий вплив. Особливості атомів

галогенів як замісників в ароматичному ядрі. Замісники, що не впливають на співвідношення о-, м- і п-ізомерів. Вплив

стеричних перешкод замісників на напрям входження іншого замісника.

Вплив електрофільної активності (електрофільної частинки) на напрям

заміщення. Відносний характер впливу замісників на перебіг утворення о-, м-

і п-ізомерів, вплив температури на процеси утворення о-, м- і п-ізомерів.

Дизаміщені арени. Напрям входження наступного електрофільного

реагента в дизаміщених аренах. Узгоджена та неузгоджена орієнтація в

реакціях SE2-заміщення.

Загальні уявлення про радикальне (SR) та нуклеофільне (SN) заміщення в

ароматичному ядрі. Механізм нуклеофільного заміщення: бімолекулярний

(SNAr1-) – через проміжний комплекс типу Мейзенгеймера, як відщеплення-

приєднання (через дигідробензен, арин) та через утворення аніон-радикала

(SNAr1, Баннет).

Алкілбензени. Номенклатура та ізомерія. Промислові та препаративні методи одержання. Реакція Вюрца-Фіттіга. Алкілювання за Фріделем-

Крафтсом. Алкілювання галогеналкілами. Вплив природи галогену та будови

галоген алкілу. Каталізатори – галогеніди металів, їхня роль і активність.

Ізомеризація алкільного радикала у процесі алкілювання. Вплив просторових

перешкод і основності ароматичного субстрату на співвідношення утворених

ізомерів. Алкілювання алкенами. Роль природи алкену, каталіз галогенідами

металів та мінеральними кислотами. Алкілювання оксиранами. Алкілювання

спиртами. Вплив будови спирту (алкілюючі агенти). Окислення

алкілбензенів.

Поліалкілбензени як алкілюючі агенти. Одержання дифенілметану,

дифенілетану, три- та тетрафенілметану. Обмеження застосування

алкілювання за Фріделем-Крафтсом. Хімічні властивості алкілбензенів.

Ефект Натана-Беккера (надспряження). Протонування поліалкілбензенів.

Утворення стабільних фенонієвих іонів. Дезалкілювання,

дезпропорціонування. Реакції радикального заміщення в боковому ланцюзі. Бензильна π-електронна система (бензил-радикал та бензил-катіон, їхня

стабільність).

Окремі представники аренів: бензен, толуен, кумен. Ненасичені жирно-

ароматичні сполуки: стирен, дивінілбензени, фенілацетилен, толан, стильбен

та цього заміщені, диарилполієни.

Тема 7. БАГАТОЯДЕРНІ АРОМАТИЧНІ СПОЛУКИ ТА ЇХНІ ПОХІДНІ ( 4 ГОД)

Багатоядерні ароматичні вуглеводні з неконденсованими ядрами.

Дифеніл, сполуки ди- і трифенілметанового ряду. Ізомерія похідних дифенілу

(атропоізомерія). Методи одержання, властивості. Реакції за участю

бензильного ядра і метанового атому вуглецю. Солі трифенілметану

(гіалохромія). Трифенілметильний радикал, катіон та аніон. Причини, які визначають їхню стабільність. Барвники трифенілметанового ряду: основні (пара фуксин, малахітовий зелений, кристалічний фіолетовий) і кислотні (фенолфталеїн, флуоресцеїн). Зв’язок будови із забарвленням.

Багатоядерні ароматичні вуглеводні з конденсованими ядрами.

Ізомерія і номенклатура похідних. Промислові джерела їхнього одержання.

Вуглеводні лінійної й анулярної будови. Порівняльна оцінка ароматичного

характеру бензолу, нафталіну, антрацену, фенатрену та їхніх енергій де

локалізації. Нафталін. Синтез із сполук ряду бензолу. Реакції електрофільного заміщення і приєднання в ряді нафталіну. Сульфування,

нітрування, галогенування та ацилювання нафталіну. Правила орієнтації під

час електрофільного заміщення в нафталіні і його похідних. Окиснення та

гідрування нафталіну. Синтез нафтолів і нафтиламінів. Значення похідних

нафталіну у промисловості. Антрацен і фенатрен. Будова, ізомерія,

номенклатура похідних. Методи одержання. Особливості реакцій

приєднання, окиснення та відновлення. Антрахінон і фенантренхінон.

Дифенова кислота. Алізарин. Протравне фарбування. Лаки. Природні сполуки з фенантреновим скелетом (стероїди, абієтинова кислота, терпени).

Вищі конденсовані системи. Поняття про канцерогенні речовини.

Частина 2 ГОМОФУНКЦІОНАЛЬНІ ПОХІДНІ

Тема 8 ГАЛОГЕНОПОХІДНІ НАСИЧЕНИХ І НЕНАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ ( 3 год)

Номенклатура та ізомерія галогенопохідних насичених та ненасичених

вуглеводнів. Стереохімія галогеналкілів з одним асиметричним вуглецевим

атомом. Хіральність. Оптичні антиподи (енантіомерія), рацемати. R, S-

номенклатура. Методи одержання галогенопохідних насичених і ненасичених вуглеводнів, їх фізичні властивості. Хімічні властивості галогеноалканів. Приклади і законо-мірності реакції нуклеофільного заміщення. Синтези спиртів, простих ефірів, алкенів, солей

фосфонію та амонію.

Нуклеофільність та основність. Вплив на них електронних і структурних

факторів у молекулі субстрату. Природа групи, яка відходить, і розчинників.

Реакції SN1 та SN2. Дегідро-галогенування – елімінування. Механізм і кінетика реакцій Е1 і Е2, їх стереохімія, участь розчинника. Конкуренція

реакцій заміщення і елімінування. Синтез Грин’яра. Відновлення гало-

генопохідних алканів. Амбідентні іони (нітрит-аніон). Галогенопохідні алільного та вінільного типів, їх одержання з алканів, дієнів, ацетилену.

Причина різної рухомості галогену в алільному та вінільному положеннях.

Полігалогеноалкани. Хлороформ. Дихлоркарбен. Галоформна реакція.

Тема 9 ГАЛОГЕНОПОХІДНІ АРОМАТИЧНИХ ВУГЛЕВОДНІВ

( 3 ГОД)

Препаративні та промислові методи одержання. Хлорування,

бромування, фторування та окиснювальне галогенування. Галогенування як

процес електрофільного заміщення в ароматичному ядрі (SE2-заміщення).

Каталізатори галогенування – кислоти Льюїса. Механізм галогенуваня. Ряд

активності каталізаторів – кислот Льюїса. Йод як активатор хлорування і бромування аренів. Розчинники як каталізатори галогенування (діоксан, вода,

оцтова кислота). Залежність умов галогенування (природа каталізатора,

температура тощо) від будови ароматичної системи. Добування

аренгалогенідів розкладом ароматичних солей діазонію. Умови

галогенування бензолу в ароматичне ядро і бічний ланцюг. Хлорметилювання аренів.

Природа зв’язку карбон-галоген в арен-, алкіл-, вініл- та алілгалогенідах.

Хімічні властивості галогенаренів. Реакції за участю галогену і бензольного

ядра. Заміщення галогену нуклеофільними реагентами. Каталіз міддю та

солями міді. Вплив електроноакцепторних груп в орто- в пара-положеннях.

SN2-Механізм. Механізм відщеплення-приєднання. Дегідробензол, доказ його

утворення. Заміщення галогену залежно від природи інших замісників у ядрі. Механізм SRN1 (Баннет). Електрофільне заміщення в ароматичному ядрі галогенаренів. Орієнтуюча дія галогенів. Взаємодія галогенбензолів з натрієм

та магнієм. Перетворення арилмагнійгалогенідів (реактиви Гриньяра).

Ароматичні галагенопохідні з галогеном у бічному ланцюзі. Добування,

властивості, застосування. ДДТ. Хлорорганічні пестициди.

Тема 10 СПИРТИ, ЕТЕРИ (5 год).

Класифікація, ізомерія і номенклатура спиртів.

Промислові методи одержання етанолу шляхом: бродіння цукрів

(ферментативний гідроліз); бродіння цукрів, одержаних при гідролізі деревини (гідролізний спирт); каталітичної гід-ратації етилену (механізм); на

основі ацетилену; окислення етану; гомологізації метанолу в етанол з використанням каталізаторів.

Труднощі та недоліки промислових методів. Проблеми їх удосконалення.

Промислові синтези метанолу: шляхом сухої перегонки деревини,

каталітичного гідрування оксиду вуглецю.

Синези гомологів етанолу шляхом: окиснення алкенів пероксидами через утворення оксидів і їх відновлення до спиртів, оксосинтезу на основі алкенів.

Синтез жирних спиртів аутоокисненням насичених вуглеводнів у

присутності борної кислоти (реакція Башкірова). Відновлення ефірів жирних

кислот за методом Буво – Блана. Відновлення бутилових ефірів жирних

кислот у присутності суміші оксидів. Відновлення альдегідів і кетонів з допомогою літійалюмінійгідриду; відновлення ненасичених альдегідів і кетонів із збереженням подвійного зв’язку. Синтез гідролізом

галогенопохідних вуглеводнів; синтез з допомогою металоорганічних сполук

з оксосполук; окиснення пероксидом водню алкілбору, синтезованого

гідроборуванням алкенів дибораном.

Фізичні властивості. Причина високих температур кипіння спиртів

порівняно з іншими сполуками схожої будови. Водневий зв’язок. Дипольні моменти.

Хімічні реакції спиртів. Реакції розриву зв’язку. Реакції з активними

металами. Утворення ефірів. Окислення. Реакції з реактивом Грин’яра в ряду

органічних спиртів. Кислотні властивості спиртів. Константа їх дисоціації. Реакційна здатність первинних, вторинних і третинних спиртів. Алкоголяти

спиртів, їх гідроліз.

Окислення спиртів з допомогою хромової кислоти, перманганату калію,

реагента Саррета. Дегідрування спиртів. Утворення простих ефірів. Реакції з розривом зв’язку С –ОН.

Реакції з галогеноводнями. Реакції з тіонілхлоридом, тригалогенідами

фосфору. Дегідратація спиртів.

Окремі представники одноатомних спиртів. Метанол, його отруйні властивості. Етанол. Пропіловий, ізопропіловий, н-бутиловий спирти.

Сивушні масла.

Багатоатомні спирти. Класифікація, номенклатура та ізоме-рія

багатоатомних спиртів. Двоатомні спирти – гліколі. Синтез на основі алкенів,

дигалогенопохідних, хлоргідринів, оксидів. Синтез на основі ацетилену.

Синтез пінаконів.

Фізичні властивості гліколей. Водневі зв’язки.

Хімічні властивості гліколей. Окиснення. Синтез простих ефірів.

Целозольви. Синтез діоксану. Синтез хлоргідринів. Відщеплення води від

гліколей. Окиснення йодною кислотою за Малапраде або ацетатом свинцю.

Гідридне переміщення.

Трьохатомні спирти. Гліцерини. Синтез гліцерину з пропі-лену. Хімічні властивості гліцерину. Утворення гліцератів. Гліцериновий альдегід.

Гліцеринова кислота. Пентаеритрит.

Ненасичені спирти. Вініловий спирт. Прості й складні ефіри вінілового

спирту. Полівініловий спирт та його ефіри. Використання їх для одержання

синтетичних волокон, лаків, клею. Аліловий спирт. Пропаргіловий спирт.

Прості ефіри. Номенклатура та ізомерия простих ефірів. Метамерія.

Методи одержання. Дегідратація спиртів. Механізм утворення ефірів за

методом Вільямсона. Приєднання спиртів до олефінів.

Фізичні властивості простих ефірів. Хімічні властивості. Розщеплення

ефірів сульфатною, йодистоводневою кислотами. Аутоокислення ефірів.

Утворення полімерних пероксидів. Утворення оксонієвих солей.

Макроциклічні поліефіри. Краун–ефіри. Реакції епоксидів з водою, спиртами,

кислотами, аміаком, сірководнем, хлоридом водню. Органічні перекисні сполуки.

Тема 11. ФЕНОЛИ.

Класифікація. Одноатомні феноли: способи одержання – промислові (із кумолу, арилсульфокислот, галогеноаренів) і лабораторні (окиснення

аренів, розклад солей арендіазонію, з ароматичних карбонових кислот).

Кислотно-основні властивості фенолів: взаємний вплив гідроксилу й ядра та

природи замісників у ядрі. Властивості гідроксилу фенолу: порівняння

будови фенолів і спиртів, якісна реакція з хлоридом заліза (III), одержання

естерів та етерів. Реакції заміщення в ядрі фенолу. Умови та механізм

нітрування. Вплив нітрогрупи на кислотність фенолу. Дія лугів на

нітрофеноли. Пікринова кислота. Сульфування. Галогенування. Феноли та

їхні похідні як пестициди. Діоксини. Тетрабромфенол. Дія електрофільних

реагентів на 2,4-дизаміщені феноли. О-алкіл- і о-алілфеноли. Стабільність.

Ізомеризація. Перегрупування Кляйзена.

Реакції фенолів з ускладненням бічного вуглецевого скелета:

карбоксилювання фенолів, реакція Кольбе, формілювання за Реймером і Тіманом та Вільсмейєром, ацилювання бензольного ядра (перегрупування

Фріза), конденсація з ацетоном і формальдегідом. 2,4,6-Триалкілфеноли і одержання із них стабільних радикалів. Поняття про антиоксиданти.

Саліцилова кислота. Лікарські препарати на її основі. Дво- і триатомні феноли. Кето-енольна таутомерія багатоатомних

фенолів. Пірокатехін, способи його синтезу. Синтез резорцину, відновлення

його воднем у момент виділення, карбоксилювання феноляту, азоз’єднання.

Одержання гідрохінону, пірогалолу та флороглюцину. Окиснення

пірогалолу, використання у газовому аналізі. Фотопроявники.

Тема 12 АЛЬДЕГІДИ І КЕТОНИ

Місце альдегідів і кетонів серед інших класів органічних сполук.

Використання в промисловому синтезі. Класифікація, номенклатура та ізомерія альдегідів і кетонів. Будова

карбонільної групи. Методи синтезу альдегідів і кетонів: із спиртів,

окислення 1,2-діолів; за методом Оппенауера-Понндорфа-Верлея,

окисленням алкенів, на основі ацетилену (Кучеров), з допомогою

магнійорганічного синтезу, з дигалогенопохідних.

Фізичні й хімічні властивості. Реакції нуклеофільного приєднання:

утворення ціангідринів, бісульфітних сполук, основ Шиффа, гідразонів,

оксимів, фенілгідразонів. Реакції з магнійорганічними сполуками, одержання

ацеталей і кеталей, реакція з п’ятихлористим фосфором, реакція Прінса.

Синтез гліколей за Реппе. Промислове використання цієї реакції. Одержання триоксиметилену та паральдегіду.

Відновлення альдегідів і кетонів до спиртів. Реакція Тищенко. Пінаконове

відновлення, пінаколінове перегрупу-вання. Відновлення комплексними

гідридами. Відновлююче амінування кетонів. Альдольна та кротонова

конденсація. Формальдегід, ацетальдегід і кетони, їх промислові синтези та

застосування.

Ненасичені альдегіди і кетони. Методи синтезу і хімічні властивості. Спряження карбонільних і алкенових подвійних зв’язків: 1,2- та 1,4-

приєднання. Вінілогія. Участь у реакціях дієнового синтезу. Селективне

окислення та відновлення. Димеризація акролеїну.

Дикарбонільні сполуки: гліоксаль, діацетил, диметилгліоксаль.

Ацетилацетон. Таутомерія.

Ароматичні альдегіди та кетони. Класифікація. Способи синтезу

ароматичних альдегідів – промислові та лабораторні. Особливі властивості

ароматичних альдегідів: автоокиснення, реакція із хлором, реакція

Канніццаро, синтез Перкіна, конденсація з фенолами, аміаком, бензоїнова

конденсація. Конденсації ароматичних альдегідів з ацетоном, ацетофеноном.

Коричний альдегід, халкони. Синтез жирно-ароматичних і ароматичних

кетонів ацилюванням за реакцією Фріделя-Крафтса, з нітрилів та інші. Властивості жирно-ароматичних кетонів. Їхня поведінка в умовах альдольно-

кротонової конденсації, реакція Манніха, галогенування у бічний ланцюг. Відновлення ацетофенону до етилбензолу, піна кону та вторинного

спирту. Оксими ароматичних кетонів та їхня стереохімія. Перегрупування

Бекмана.

Властивості ароматичних кетонів: розщеплення лугом, фото збудження.

Бензофенон як промотор реакцій окиснення. Дике тони. Бензоїнові перегрупування. Реакції електрофільного заміщення в ароматичному ядрі альдегідів та кетонів.

Бензохінони. Одержання бензохінонів. Властивості п-бензохінону:

одержання моно- і діоксимів, приєднання хлористого водню, брому, аніліну,

водню, оцтового ангідриду, синильної кислоти. Реакції хінонів з арендіазонієвими солями. Хінони як окиснювачі (хлораніл). Хін гідрон.

Семихінон як вільний радикал.

Тема 13 КАРБОНОВІ КИСЛОТИ

Класифікація, ізомерія і номенклатура карбонових кислот. Одержання

карбонових кислот окисненням інших органічних сполук, гідролізом

нітрилів, тригалогензаміщених алканів, магнійорганічним синтезом, шляхом

оксосинтезу. Синтез кислот на основі малонового ефіру й ацетоцтового

ефіру. Промисловий синтез карбонових кислот з вуглеводнів. Промисловий

синтез мурашиної та оцтової кислот.

Фізичні властивості кислот. Будова карбоксильної групи і карбоксилат-

іону (резонансні структури). Асоціація кислот. Визначення кислот за Лоурі –

Бренстедом і Льюісом. Константа кислотності карбонових кислот. Вплив

замісників у вуглеводневому радикалі на константу кислотності. Індуктивні ефекти.

Реакції карбонових кислот. Чотири основних типи реакцій карбонових

кислот. Реакції з розривом 0-Н зв’язку, по карбонільному вуглецю,

декарбоксилювання, реакція по α -вуглецевому атому. Відміна в

нуклеофільних реакціях по ацильній групі в кислотах і карбонільній групі в

оксосполуках. Стереохімія цих реакцій. Порівняння реакцій нуклеофільного

заміщення з галоїдалкілами і похідними карбонових кислот. Вплив

основності групи, яка відходить, у похідних карбонових кислот на легкість

проходження реакцій нуклеофільного заміщення.

Одержання солей, хлорангідридів, складних ефірів, галогенування за

Гелем- Фольгардтом- Зелінським.

Властивості солей карбонових кислот: суха перегонка, електроліз, відновлення алюмогідридом літію, реакції з хлорангідридами і алкілгалогенідами. Способи одержання галогенангідридів, синтез з них

амідів, ефірів.

Галоїдангідриди й ангідриди кислот як ацилюючі агенти. Ангідриди

кислот, їх реакції. Аміди, методи синтезу і властивості. Складні ефіри.

Методи синтезу. Переетерифікація, реакції складних ефірів. Гідроліз складних ефірів. Амоноліз складних ефірів.

Нітрили. Одержання надкислот, пероксидів ацилів.

Синтез і хімічні властивості ненасичених кислот.

Відновлення воднем, приєднання галогеноводнів. Синтез акрилонітрилу.

Полімерні матеріали на основі похідних акрилової, метакрилової кислот.

Жирні кислоти, що входять до складу жирів. Мило.

Двоосновні кислоти. Методи синтезу двоосновних кислот. Оксалатна

кислота, малонова кислота. Малоновий ефір і його натрієве похідне. Янтарна

кислота, її ангідрид, імід. Фумарова, малеїнова кислоти. Цис- та

трансізомери. Малеїновий ангідрид.

Класифікація. Способи синтезу ароматичних карбонових кислот. Вплив

природи і положення замісників на константи дисоціації бензойних кислот.

Рівняння Гаммета. Приклади його застосування та обмеження. Властивості бензойної кислоти. Промисловий спосіб одержання хлористого бензоїлу.

Одержання та використання пероксиду бензоїлу для ініціювання

радикальних реакцій. Надбензойна кислота, застосування для синтезу α-

оксидів (оксиранів) із алкенів за Прилєжаєвим. Реакції електрофільного

заміщення в ароматичному ядрі. Ненасичені жирно-ароматичні кислоти.

Корична кислота та синтез. Властивості, застосування. Синтез п-

амінобензойної кислоти та її біологічна активність. Антранілова кислота,

синтез, її реакції за участю тільки аміногрупи чи тільки карбоксильної групи.

Діазотування. Утворення дегідробензолу та ідентифікація його у вигляді триптицену.

Фталеві кислоти та їхнє одержання. Властивості. Фталевий ангідрид,

взаємодія зі спиртами і зокрема, з гліцерином (гліфталі). Фталіди. Одержання

фталіміду. Синтез амінів за Габріелем. Конденсація фталевого ангідриду з фенолом, резорцином. Фенолфталеїн, флуоресцеїн, еозин, їхні індикаторні властивості. Поліефірні волокна.

Ароматичні карбонові кислоти з карбоксилом у бічному ланцюзі.

Тема 14 СУЛЬФОКИСЛОТИ ТА ЇХНІ ПОХІДНІ.

Структура та номенклатура сульфокислот. Сульфування бензолу та його

гомологів. Зворотність реакції (причини), побічні процеси. Сульфуючі агенти. Особливості виділення та ідентифікації аренсульфокислот.

Нуклеофільне та електрофільне заміщення сульфогрупи, її елімінування

(одержання пікринової кислоти через сульфування фенолу), інші шляхи

синтетичного використання сульфокислот, десульфування. Сульфохлориди.

Аміди сульфокислот. Ефіри сульфокислот. Хлораміни. Сахарин та інші похідні сульфокислот.

Тема 15 НІТРОГЕНОВМІСНІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ

Нітросполуки. Номенклатура нітросполук. Будова нітро-групи

(семиполярний зв’язок, мезомерія). Синтез нітросполук. Таутомерія

нітросполук. Відношення до лугів. Псевдокислоти. Аци-нітротаутомерія.

Реакції нітросполук. Ацидоліз первин-них нітросполук ( синтез альдегідів і кислот). Відновлення в аміни.

Нітрування бензолу, алкілбензолів, галогенобензолів, фенолу, аніліну та

інших похідних. Механізм реакції, доказ участі в ній нітроній-катіона.

Нітруючи агенти. Орієнтація, побічні реакції. Синтез ди- і три-нітробензолів.

Нітротолуоли. Тротил. Реакції нуклеофільного заміщення гідрогену в

нітробензолах в галогенонітробензолах. Комплекси Мейзенгейиера.

Утворення полі нітросполуками комплексів з перенесенням заряду.

Нітрування гомологів бензолу в бічному ланцюзі. Таутомерія

фенілнітрометану. Перетворення фенілнітрометану.

Продукти відновлення нітросполук. Хід відновлення у кислому та

лужному середовищах. Нітробензол, азобензол, гідразобензол,

фенілгідроксиламін. Їхня будова та способи одержання іншими методами.

Бензидинові та семідинове перегрупування. Перегрупування

фенілгідроксиламіну азоксибензолу. Часткове (парціальне) відновлення

динітробензолів.

Тема 16 АМІНИ

Класифікація і номенклатура амінів. Способи одержання з спиртів.

Амоноліз алкілгалогенідів. Реакція Гоффмана. Гіпогалогенітна реакція

Гоффмана. Відновлення нітрилів, оксимів, ізонітрилів. Фізичні властивості амінів. Водневі зв’язки. Основні властивості амінів. Константи основності. Хімічні властивості амінів. Їх реакції як основ, нуклеофілів і кислот.

Алкілювання та ацилювання амінів. Четвертинні солі і гідроксиди

четвертинних амонієвих основ. Їх розклад. Правило Гоффмана. Реакції амінів

з азотистою кислотою, арилсульфохлоридами. Синтез і будова ізонітрилів.

Діаміни. Путресцин. Кадаверин. Гексаметилендіамін. Поліамідне волокно.

Діазосполуки. Діазометан, його будова. Способи одержання.

Використання діазометану як метилюючого агента. Реакції з альдегідами,

кислотами, алкенами по подвійному зв’язку. Реакції заглиблення. Карбен.

Синглетний і триплетний карбени. Їх будова, реакційна здатність

Номенклатура, ізомерія ароматичних амінів. Одержання ароматичних

амінів у промисловості і в лабораторіях. Електронна будова молекули

аніліну. Порівняльна характеристика амінів жирного та жирно-ароматичного

рядів. Основність та нуклеофільність ароматичних амінів різного типу.

Вплив природи і положення замісників у ядрі на основність ароматичних

амінів. Реакції за участю аміногрупи: алкілювання, ацилювання, синтез і властивості ізонітрилів і основ Шифа (азометини). N-Алкіл- та N,N-

диалкілариламіни. Одержання. Четвертинні амонієві солі на їхній основі. Окиснення первинних, вторинних та третинних ароматичних амінів.

Аніліновий чорний (барвник), його будова, механізм утворення. Одержання і властивості вторинних і третинних амінів. Моно- і диалкіланіліни. Їхні властивості. Вплив аміногрупи на властивості бензольного ядра. Реакції електрофільного заміщення – галогенування, нітрування та сульфування

аніліну та його заміщених. Захист аміногрупи. Нітрозування N-алкіл і N,N-

диалкіланілінів. Перетворення нітрозосполук. Ароматичні аміни з аміногрупою у бічному ланцюзі. Лікарські препарати на їхній основі (левоміцетин, ефедрин). Сульфанілова кислота. Бензол сульфаміди.

Стрептоцид та інші сульфаніламіди як лікарські препарати.

Тема 17. АРОМАТИЧНІ ДІАЗОСПОЛУКИ.

Реакції діазотування первинних амінів азотистою кислотою. Умови

реакції. Механізм. Пряме і зворотне діазотуваня. Діазотування алкіл

нітридами. Інші методи діазотування. Тверді солі діазонію (хлориди та

тетрафтороборати, комплекси з хлоридами металів, сульфокислотами –

діазосолі). Будова і таутомерія ароматичних солей діазонію: солі діазонію як

двоосновні кислоти Льюїса, гідроксиди діазонію. Діазогідрати і діазотати.

Син- і анти-діазотати. УФ-, ІЧ-спектри солей діазонію. Дані рентгеноструктурного аналізу. Взаємодія азотистої кислоти з діамінами

бензидинового ряду (діазотування по одній та обох аміногрупах), з фенілен

діамінами та 1,8-діамінонафталіном. Реакції діазосполук із виділення азоту:

заміна діазо групи на гідроген, гідроксид, йод, бром, хлор, фтор, родано-,

ціано- та нітрогрупи, аніони сульфінової та арсенової кислот. Реакції Зандмейєра. Шамана, Барта та інші. Одержання бромонієвих та хлоронієвих

сполук. Синтез металоорганічних сполук через діазосполуки. Реакції радикального арилювання аренів (Гек, Гатерман) та ненасичених сполук

(реакція Меєрвейна). Реакції ароматичних солей діазонію без виділення

азоту: відновлення до арилгідразинів, азосполучення. Азосполучення як

електрофільне заміщення в ароматичному ядрі. Діазо- і азоскладові, їхня

реакційна здатність залежно від замісників у бензольному ядрі. Умови

азосполучення з фенолами та амінами (значення рН та інших факторів). Аш-

кислота як азоскладова. Конденсація її з діазній-катіонами в кислому і лужному середовищах. Азобарвники: метилоранж, п-нітроаніліновий

червоний, масляний жовтий, конго-червоний. Конденсація солей діафонію з β-нафтолом як якісна реакція на діазоній-катіон. Зв’язок між забарвлення та

будовою азобарвників. Електронна будова та структурні особливості азобарвників. Хромофорні та ауксохромні групи. Їхнє значення. Індикаторні властивості азобарвників. Способи фарбування азобарвниками.

Аміноазосполуки (триазени, їхня таутомерія і перетворення в солі діазонію). Відновлення солей діазонію до арилгідразинів та ароматичних

амінів. Реакції азосполучення солей діазонію зі сполуками з активною

метиленовою групою – малоновим і ацетооцтовим естерами,

циклопентадієном у лужному середовищі. Арилазини. Нітрени. Реакції нітренів з алкенами та бензолом (азиридин, азепін).

Частина 3 ГЕТЕРОФУНКЦІОНАЛЬНІ ПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ

Тема 18. ГІДРОКСИКИСЛОТИ

Гідроксикислоти. Методи синтезу гідроксикислот. Реакції з участю

тільки однієї або обох функціональних груп. Відношення α, β, γ-

гідроксикислот до водовіднімаючих агентів. Стереохімія оптично активних

сполук. Асиметричний атом карбону як причина виникнення оптичної активності. Роботи Пастера. Енантіомери, рацемати. Стереохімія сполук з двома асиметричними центрами. Проекційні формули Фішера.

Діастереоізомери. Вальденовське обертання. Молочна, винна, лимонна

кислоти.

Тема 19 В У Г Л Е В О Д И

Роль вуглеводів у процесі життєдіяльності рослинних і тваринних

організмів. Фотосинтез. Значення цукрів як продуктів харчування і технічної сировини.

Класифікація і номенклатура вуглеводів. Моноцукри – альдози, кетози,

триози, тетрози, пентози, гексози. Доведення будови оксикарбонільної форми

гексоз. Гліцериновий альдегід. Д- та L-ряди моноцукрів. Оптична активність.

Перехід від пентоз до гексоз і навпаки. Хімічні докази на користь відкритої (Фішер) та циклічної (Толленс) форм. Кільчато-ланцюгова таутомерія.

Особливі властивості глікозидного гідроксилу. Мутаротація. α- І β-

стереоізо-мери. Формули Хеуорса. Окремі представники моноз: рибоза,

глюкоза, фруктоза, галактоза, маноза. Хімічні властивості альдоз і кетоз. Окиснення до кислот. Альдонові, цукрові, уронові кислоти. Відновлення до

спиртів. Реакція по карбонільній групі. Фенілгідразони. Озазони. Озони. Дія

лугів та кислот. Ацилювання і алкилювання по гідроксильних групах. Якісні реакції на карбонільну групу.

Дицукри. Будова і властивості. Мальтоза, сахароза, трегалоза. Інверсія

сахарози. Будова крохмалю, целюлози. Штучне волокно.

Тема 20. АМІНОКИСЛОТИ

Амінокислоти. Класифікація амінокислот. Моноаміно-карбонові, діаміномонокарбонові та моноамінодикарбонові амінокислоти. Аліфатичні, ароматичні та гетероциклічні амінокислоти. Замінні та незамінні амінокислоти. Методи синтезу (ферментативний, гідролізний, синтетичні). Значення амінокислот у народному господарстві. Одержання кормового

білка. Синтез α -амінокислот: амінування галогенкарбонових кислот

(Перкін). Синтез Габріеля. Ціангідринний метод (Штрекер, Зелінський).

Синтез β-амінокислот. Одержання γ-амінокислот (Несмеянов). Властивості амінокислот. Оптичні властивості. Біполярні іони. Внутрішні солі. Утворення

комплексів, складних ефірів, хлорангідридів, амідів. Алкілювання та

ацилювання аміногрупи. Дія нітритної кислоти. Утворення

дикетопіперазинів, ненасичених кислот, лактамів. Білки. Склад. Гідроліз. Якісні реакції на білки. Синтез пептидів. (Фішер). Первинна та вторинна

структури білків (Данилевський). Поняття про третинну структуру. Форми

білкових молекул. Прості та складні ефіри (протеїни та протеїди).

Синтез капрону.

Частнна 4 ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ

Загальна характеристика гетероциклів. Класифікація. Номенклатура.

Ароматичні герероцикли. Характер де локалізації р-електронів у п’яти- та

шестичленних гетероциклах, вплив гетероатома. Енергія делоколізації як

кількісна характеристика ароматичності гетероциклів. Порівняльна

характеристика ароматичності бензолу та гетероциклічних ароматичних

сполук. Роль гетеро циклів у природі та різних галузях промислового

органічного синтезу.

П’ятичленні гетероцикли з одним гетероатомом. Порівняльна

характеристика. Вплив гетеро атома на ароматичність, ненасиченість та

ацидофобність. Кислотно-основні перетворення, гідрування та

галогенування, окиснення киснем. Озонування піролу і фурану та їх метил

заміщених. Реакції заміщення, гетеро атоми як замісники першого роду.

Загальні та специфічні методи синтезу фурану, піролу та тіофену. Реакції

заміни гетеро атома (взаємне перетворення за Юр’євим). Реакції розширення

циклів. Механізм.

Фуран. Добування. Реакції електрофільного заміщення: нітрування,

сульфування, галогенування, ацилювання, меркурування. Реагенти та

орієнтація заміщення. Гідрування фурану. Участь в реакції Дільса-Альдера,

значення рН середовища. Реакції розмикання фуранового циклу. Фурфурол:

одержання та реакційна здатність. Синтези на основі фурфуролу.

Пірослизева кислота. Відсутність ацидофобності заміщених фурану

(фурфуролу, нітрофурфуролу, галогенофуранів, пірослизевої кислоти та

інших). Синтези на основі фурфуролу. Конденсація фурфуролу з ацетоном і синтез високомолекулярних сполук. Арилфурфуроли. Синтез. Властивості.

Пірол. Добування. Реакції електрофільного заміщення. Кислотні властивості піролу: піролкалій- та піролмагнійгалогеніди, порівняння їхніх

властивостей з фенолятами. Конденсація піролу з формальдегідом та

мурашиною кислотою. Дипірилметан і пірометан. Гідровані піроли: піролі дин та проліни. Властивості піролі дину. Вінілпіролідин, полівінілпіролідин,

найлон-4. Синтез та ароматичність порфірину. Будова і біохімічна роль

гемоглобіну, хлорофілу та вітаміну В12.

Тіофен. Добування тіофену та його похідних. Особливі методи.

Властивості як ароматичної системи. Спорідненість з бензолом. Виділення

тіофену з коксохімічного бензолу. Взаємодія тіофену з ізатином. Гідрування,

меркурування тіофену. Тіофенове ядро в природних сполуках. Бромування α-

метилтіофену на світлі та в гетеролітичних умовах. Інші реакції тіофену.

П’ятичленні гетероцикли конденсовані з ароматичним ядром. Індол,

тіонафтен, кумарин, карбазол. Синтез індолу та його похідних та реакцією

Фішера і циклізацією о-амінопохідних бензолу. Реакції електрофільного

заміщення в молекулі індолу, орієнтація заміщення (порівняння з піролом).

Протонна рухливість (кислотність) водню NH-групи

(індолілмагнійгалогеніди, індолілнатрій, індолілкалій та їхні реакції). Кисневмісні похідні індолу: оксиіндол, індоксил, ізатин. Їхня кето-єнольна та

лактим-лактамна таутомерія. Індолілоцтова кислота (гетероауксин). Індиго.

Індекани. Знаходження у природі. Промислові методи синтезу індиго.

Сучасні дані про будову індиго. Кубове фарбування індигоїдними

барвниками. Індигокармін, диброміндиго – античний пурпур. Тіоіндиго.

Хромофорні й ауксохромні групи барвників ряду індиго.

П’ятичленні гетероцикли з декількома гетероатомами.

Класифікація. Методи синтезу та властивості. Кислотно-основні властивості. Реакції елктрофільного заміщення. Фенілметилпіразолон та його

використання у синтезі лікарських препаратів і барвників. Антипірин,

амідопірин, анальгін. Похідні імідазолу: гістидин, гістамін. Поняття про

триазоли і тетразоли.

Шестичленні гетероцикли з одним гетероатомом. Піридин.

Піридинові основи з кам’яновугільної смоли. Синтетичні методи одержання

піридину та його найпростіших похідних. Будова піридину та вплив його

гетеро атома на розподіл електронної густини в ядрі. Основність та

нуклеофільність піридину. Реакції електрофільного заміщення: нітрування,

сульфування та бромування. Порівняння з нітробензолом. Нуклеофільне

заміщення при взаємодії піридину з амідом натрію, їдким калі, феніллітієм.

Реакції з мінеральними кислотами, алкілгалогенідами. Утворення та будова

комплексів із сірчаним ангідридом, бромом, бромціаном. Відношення

піридинового ядра до відновників та окиснювачів. Піперидин та його

основність. Порівняння основності піперидину, піролу, піридину та нітрилів

(sp3-, sp

2- та sp- валентні стани атома нітрогену). Одержання N-оксиду

піридину та його використання в реакціях електроіфільного заміщення. N-

Оксид піридину як нуклеофіл. Реакції ре циклізації піридину та його

похідних. Розщеплення піридину до глутаконового альдегіду взаємодією N-

ціано- та N-піридинсульфокислот з лугами. Розщеплення комплексу

піридину з динітрохлорбензолами до альдегіду Цинке. Порівняння піридину

та його найпростіших похідних з бензолом. Таутомерія α- і γ-окси- та аміно

піридинів. Протонна рухливість водну у метальних групах α- і γ-піколінів,

їхня конденсація з альдегідами. Реакції нуклеофільного приєднання до вініл

піридинів (піридинетилювання). Вітаміни, що містять піридинове кільце.

Піридиновий та піперидиновий цикли в алкалоїдах.

Шестичленні гетероцикли з одним гетероатомом, конденсовані з

бензольним ядром. Хінолін і його похідні. Синтез за Скраупом та Дебнером-

Міллером. Властивості: реакції електрофільного та нуклеофільного

заміщення, утворення четвертинних солей. Відношення хіноліну до

окиснювачів та відновників. Синтез заміщених похідних у бензольному та

піридиновому ядрах хіноліну. Конденсація хінальдину і лепідину з карбонільними сполуками. 8-Оксихінолін, одержання та використання в

аналітичній хімії. Хінолінове ядро у складі лікарських препаратів та в

алкалоїдах. Ізохінолін, акридин. Одержання, властивості, застосування.

Шестичленні гетероцикли з кількома гетероатомами.

Діазини. Піразин, піридимідин та піридазин. Методи одержання, будова

та властивості. Реакції електрофільного та нуклеофільного заміщення,

утворення солей. Властивості похідних. Таутомерія окси- та амінопохідних.

Роль піримідинових основ у природі. Урацил, тимін, цитозин – компоненти

нуклеїнових кислот. Синтез урацилу з яблучної кислоти, перехід від урацилу

до цитозину. Таутомерія цитозину. Сульфодимезин. Вітамін В1.

Пурин. Будова, номенклатура похідних. Пуринові кислоти та їхня роль у

природі. Сечова кислота, її синтез, одержання із неї аденіну, гуаніну,

ксантину, гіпоксантину. Синтез аденіну та гуаніну за Тоддом.

Нуклеїнові кислоти

Поняття про нуклеозиди і нуклеотиди. Рибо- і дезоксирибонуклеїнові кислоти (РНК, ДНК). Компоненти нуклеїнових кислот. Уявлення про

вторинну структуру ДНК (Уотсон і Крік) та механізм передачі спадковості. Важливі природні сполуки

Алкалоїди, вітаміни, антибіотики. Загальні уявлення про хімічну будову,

виділення з природних об’єктів та синтез. Біологічна дія та шляхи

використання. Значенні органічної хімії в життєдіяльності людини.

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

виконання робочої програми з курсу “Органічна хімія”

для студентів 2-го курсу хімічного факультету на

2-ий семестр 2007– 2008 н.р.

Тижд. К-ть Теми лекцій Теми семінарів та

год. контрольних робіт

1 2 Органічна хімія, її місце серед

інших дисциплін.

2 2 Основи будови та реакційної Основи будови та

здатності органічних сполук реакц.здатності о.с

3 2 Алкани. Сем. Алкани

4 2 Алкани, нафта Сем. Алкани

К.р. Алкани

5 2 Алкени Сем. Алкени

6 2 Алкени Сем. Алкени

7 2 Алкіни. Сем. Алкіни

8 2 Дієни Сем. Дієни

К.р. Ненасичені вуглеводні 9 2 Аліциклічні вуглеводні Сем. Аліциклічні

вуглеводні 10 2 Ароматичні вуглеводні Сем. Аліциклічні вуглеводні К.р. Аліцикл.вугл.

11 2 Бензен Сем. Бензен

КОЛОКВІУМ

12 2 Нафтален Cем.Бензен

13 2 Антрацен Сем.Нафтален

К.р. Ароматичні вуглеводні 14 2 Галогенопохідні Сем. Галогенопохідн

15 2 Галогенопохідні Сем. Галогенопохід

16 2 Гідроксипохідні – спирти Сем. Галогенопохід

17 2 Феноли Сем.Спирти, феноли

К.р. Галогенопохід

18 2 Етери

П Л А Н

виконання лабораторних робіт з практикуму по

органічній хімії для студентів 2 курсу хімічного факультету

на 2-ий семестр 2007-2008 н.р.

№ : Назва роботи : Кількість год.

1. Вступне заняття: техніка безпеки,знайомство з посудом

Правила роботи в лабораторії органічного синтезу 5

2. МЕТОДИ ОЧИСТКИ.ВИЗНАЧЕННЯ КОНСТАНТ

ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Перегонки ( проста, фракційна, з водяною парою) 10

Визначення температури кипіння, показника заломлення 2

Перекристалізація. Сублімація. 8

Визначення температури топлення 2

Хроматографування в тонкому шарі 4

Екстракція 4

3. АНАЛІЗ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Якісний елементний аналіз органічних речовин 5

Відкриття кратних зв’язків, ароматичних вуглеводнів 5

Реакції спиртів, фенолів 5

4. СИНТЕЗ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Одержання галогенопохідних аліфатичних сполук 10

Реакції ацилювання та естерифікації 10

Реакції алкілювання 10

Одержання галогенопохідних ароматичного ряду 10

Всього 90 год

П Л А Н

виконання лабораторних робіт з практикуму

по органічній хімії

для студентів 3-го курсу хімічного факультету

Синтези органічних сполук виконуються по темах:

№ п\п : Назва теми : Кількість годин

СИНТЕЗИ:

1. : Окиснення органічних сполук 10

2. : Відновлення органічних сполук 10

3. : Сульфування ароматичних сполук 10

4. : Нітрування ароматичних сполук 10

5. : Магній-органічний синтез 10

6. : Діазотування ароматичних амінів. Реакції з 10

виділенням азоту

7. : Азосполучення 8

8. : Реакції конденсації 8

ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ АНАЛІЗ ОРГАНІЧНИХ

СПОЛУК

1. : Якісне визначення спиртів та фенолів 3

1. : Якісне визначення альдегідів та кетонів 3

2. : Якісні реакції кислот 3

3. : Якісні реакції амінів 3

4. : Якісне визначення вуглеводів 3

5. : Якісне визначення амінокислот та білків 3

Курсова робота ( захист) 8

102 год



для студентів 3-го курсу хімічного факультету на

2008-2009 н.р.

Тижд. К-ть Теми лекцій Теми семінарів та

год контрольних робіт

1 2 Феноли сем. Спирти

2. 4 Альдегіди, кетони сем. Спирти

3. 2 Ароматичні альдегіди сем. Феноли

4. 4 Карбонові кислоти . к.р. СПИРТИ, ФЕНОЛИ

сем.Альдегіди

5 2 Похідні карбонових кислот сем. Альдегіди

6. 4 Сульфокислоти,нітросполуки сем. Карбонові кислоти

7. 2 Аміни к.р. АЛЬДЕГІДИ КИСЛОТИ

8. 4 Аміни Сем. Нітросполуки

9. 2 Дазосполуки сем. Аміни

10. 4 Діазосполуки,гідроксикисл. сем. Азо-, діазосполуки

11. 2 Вуглеводи К.р. НІТРО-ТА АМІНОПОХІДНІ 12. 4 Вуглеводи Сем. Гідроксикислоти

КОЛОКВІУМ

13. 2 Амінокислоти Сем. Вуглеводи

14. 4 Гетероцикли к.р. ВУГЛЕВОДИ

15. 2 Гетероцикли сем. Гетероцикли

16. 4 Гетероцикли сем. Гетероцикли

17 2 Гетероцикли к.р. ГЕТЕРОЦИКЛИ

ЗАЛІК


виконання робочої програми курсу “ Органічна хімія”

для студентів 2-го курсу хімічного факультету (заочна форма)

на 2 семестр 2002/2003 н.р.

№ п/п:Кількість год.: Тема лекції 1. 2 : Типи хімічних зв”язків. Класифікація орган.

: реакцій.

2. 2 : Насичені вуглеводні. 3. 2 : Алкени

4. 2 : Алкіни

5. 2 : Алкадієни. Галогенопохідні насичених та

: ненасичених вуглеводнів

6. 2. : Спирти

7. 2 : Оксосполуки

8. 2 : Карбонові кислоти та їх похідні 9. 2 : Азотовмісні похідні вуглеводнів.

10. 2 : Оксикислоти. Вуглеводи.

ПЛАН

виконання лабораторного практикуму з “Органічної хімії”


(заочна форма навчання)

в 2 семестрі 2002 – 2003 н.р.

1. Методи очистки органічних речовин 6 год.

2. Якісний елементний аналіз 2 год

3. Синтез галогенопохідних алканів 4 год.

4. Синтез естерів 4 год

5. Якісні реакції на спирти, альдегіди, кислоти, вуглеводи 4 год.

20 год.

П Л А Н


органічній хімії для студентів 3-го курсу

(заочна форма навчання)

в 1 семестрі 2002-2003 н.р.

Синтез органічних речовин

1. Сульфування ароматичних сполук 6 год.

2. Окислення органічних сполук 6 год

3. Діазотування з вилученням азоту 6 год

4. Азосполучення 6 год

5. Галогенування ароматичних сполук 6 год

30 год


виконання робочої програми з курсу “ Органічна хімія”


( заочної форми навчання) на 2002 – 2003 н.р.

Тиждень : Тема лекції : Кільк.год

1 : Вуглеводи. Моноцукри. 2

2 : Дицукри. Поліцукри. 2

3 : Аміни жирного ряду 2

4 : Амінокислоти 2

5 Циклопарафіни 2

6 : Поняття про ароматичність. Бензол 2

7 : Правила орієнтацїї в бензольному ядрі 2

8 : Галогенопохідні ароматичних вуглеводнів 2

9 : Ароматичні сульфокислоти 2

10 : Ароматичні нітросполуки 2

11 : Аміни. Властивості. 2

12 : Азосполуки. Діазопохідні ароматичних амінів 2

13 : Ароматичні кислоти, альдегіди, кетони 2

14 : Нафталін. Біфеніл. Антрацен 2

15 : Гетероциклічні сполуки 2

30

CПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии: В 2 т. – М.:

Химия, 1969. – Т.1 – 663 с.-Т.П –824 с.

2. Робертс Дж., Касерио М. Органическая химия.-М.: Мир,

1968 – 1970.- Т.1. – 592 с.. – Т.П. –560 с.

3. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия.- М. : Мир, 1974.

1132 с.

4. Терней А. Современная органическая химия: В 2 т. – М.:

Мир, 1981. – Т.1. – 678 с. – Т.П. – 651 с.

5. Барле Р., Пьер Ж.Л. Пособие для изучающих органическую

химию. – М.: Мир, 1971. – 492 с.

6. Голодников Г.В. Сборник задач и упражнений по

органической химии. – Л.: Изд-во Ленингр.ун-та, 1971. –

253 с.

7. Задачи и упражнения по органической химии / Агрономов

А.Е., Болесов И.Г., Потапов В.М. и др. – М.: Изд-во Моск.

Ун-та , 1971. – 225 с.

8. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая

Химия. – М.: Высш. Школа., 1981. – 592 с.

9. Ластухін Ю.О., Воронов С.А. Органічна хімія.-Львів: Центр Європи,

2000.-864 с.

10. Домбровський А.В., Найдан В.М. Органічна хімія. – К.: Вища школа,

1992.- 503 с.


виконання робочої програми з органічної хімії для студентів 1У курсу скороченої форми навчання

спеціалізації фармацевтична хімія

№ Тема лекції Кільк.годин

1. Основні особливості органічних сполук.

Класифікація. Типи зв”язків. Класифікація

органічних реакцій та реагентів.

2

2. Вуглеводні. Класифікація. Алкани.

Циклоалкани.

2

3. Алкени. Алкіни. Дієни. 2

4 Ароматичні вуглеводні. Бензол. 2

5 Вплив орієнтантів 1-го та 2-го роду на реакції електрофільного заміщення в ароматичному

ядрі.

2

6 Галогенопохідні вуглеводнів насиченого,

ненасиченого та ароматичного рядів

вуглеводнів.Реакції нуклеофільного заміщення.

2

7 Спирти. Гліцерин. Етери. 2

8 Оксосполуки насиченого та ненасиченого ряду. 2

9 Оксосполуки ароматичнорго ряду. 2

10 Карбонові кислоти жирного та ароматичного рядів.

Естери. Жири. Мило. Похідні ароматичних карбонових

кислот – лікарські препарати.

2

11 Поліфункціональні похідні вуглеводнів.

Гідроксикислоти.

2

12 Оксокислоти. Ацетооцтовий естер. 2

13 Аміни жирного та ароматичного рядів. 2

14 Нітро,нітрозо, азо-, діазосполуки жирного та

ароматичного рядів

2

15 Амінокислоти. Амфотерність. Пептиди. Білки. 2

16 Вуглеводи. Класифікація. Моноцукри. 2

17 Дицуркри. Поліцукри. 2

18 Гетероциклічні сполуки. Класифікація.

Номенклатура

2

19 П”ятичленні гетероцикли з одним та двома

гетероатомами.

2

20 Шестичленні гетероцикли з одним та двома

гетероатомами.

2

П Л А Н

виконання лабораторного практикуму

для студентів 1У курсу скороченої форми навчання

спеціалізації “фармацевтична хімія”

№ Тема заняття Кільк.год

1. Техніка безпеки роботи в лабораторії органічної хімії.

2

2. Методи очистки органічних речовин. 6

3. Якісний елементний аналіз 4

4. Функціональний якісний аналіз на основні класи органічних сполук: ненасичені, ароматичні вуглеводні, спирти, альдегіди,

кетони, кислоти, аміни, амінокислоти, білки,

вуглеводи, феноли,

6

5. Синтез йодоформу 4

6. Синтез естерів 4

7. Синтез азобарвників. 4

ВСЬОГО 30

Ведучий викладач Дармограй О.М.




(заочна форма навчання) на 1 семестр 2007 – 2008 н. р.

№ Тема лекції Кількість

годин

1. Альдегіди і кетони. 2

2. Карбонові кислоти та їх похідні. 2

3. Сульфокислоти та їх похідні. 2

4. Нітрогенвмісні органічні сполуки. 2

5. Аміни. 2

6. Ароматичні діазосполуки. 2

7. Гідроксикислоти. Вуглеводи. 2

8. Гетероциклічні сполуки. 2

Всього 16

Викладач ас. Мороз Н.О.

ПЛАН


органічній хімії для студентів третього курсу

(заочна форма навчання) в 1 семестрі 2007 – 2008 н.р.

Синтези органічних сполук

1. Окиснення органічних сполук 5 год

2. Сульфування ароматичних сполук 6 год

3. Нітрування ароматичних сполук 6 год

4. Конденсація ароматичних сполук 5 год

5. Діазотування з вилученням азоту 6 год

6. Азосполучення 6 год






(заочна форма навчання) на 2 семестр 2007 – 2008 н. р.

№ Тема лекції Кількість

годин

1. Насичені вуглеводні. 3

2. Ненасичені вуглеводні. 3

3. Галогенопохідні вуглеводнів. 2

4. Спирти. Феноли. 2

Всього 10


ПЛАН


органічній хімії для студентів 2-го курсу

(заочна форма навчання) в 2 семестрі 2007 – 2008 н.р.

1. Методи очистки органічних сполук 6 год

2. Якісний елементний аналіз 2 год

3. Якісні реакції на спирти та феноли 2 год

4. Синтези органічних сполук:

4.1. синтез естерів 3 год

4.2. галогенування аліфатичних вуглеводнів 4 год

4.3. галогенування ароматичних вуглеводнів 3 год




виконання робочої програми з органічної хімії для студентів 3 курсу скороченої форми навчання

спеціалізація “фармацевтична хімія”

на 1 семестр 2007-2008 н.р.

№ Тема лекції Кількість годин

1. Основні особливості органічних сполук.

Класифікація. Класифікація органічних реакцій та

реагентів. Вуглеводні, їх класифікація. Алкани.

2

2. Алкени. Алкіни. 2

3. Алкадієни. Галогенопохідні насичених та

ненасичених вуглеводнів. Реакції нуклеофільного

заміщення.

2

4. Спирти. Гліцерин. Етери. 2

5. Оксосполуки насиченого та ненасиченого ряду. 2

6. Карбонові кислоти жирного ряду. Естери. Жири.

Мило. Похідні карбонових кислот.

2

7. Аміни, нітро-, нітрозо-, азо-, діазосполуки жирного

ряду. Амінокислоти. Амфотерність. Пептиди.

Білки.

2

8. Гідроксикислоти. Вуглеводи. Класифікація.

Моноцукри. Дицукри. Поліцукри.

2

9. Циклоалкани. 2

10. Поняття про ароматичність. Бензол. Ароматичні вуглеводні.

2

ВСЬОГО 20 год.

Ведучий викладач Андрійчук Ю.М.


виконання робочої програми з органічної хімії для студентів 3-го курсу скороченої форми навчання

спеціалізація “фармацевтична хімія”


№ Тема лекції Кількість годин

1. Правила орієнтації в бензольному ядрі. Галогенопохідні ароматичних вуглеводнів.

Ароматичні сульфокислоти.

2

2. Ароматичні нітросполуки. Аміни, їх властивості. Азосполуки. Діазопохідні ароматичних амінів.

2

3. Ароматичні кислоти, альдегіди, кетони. 2

4. Нафталін. Біфеніл. Антрацен. 2

5. Гетероциклічні сполуки. 2



ПЛАН

виконання лабораторного практикуму з органічної хімії для студентів 3-го курсу скороченої форми навчання



№ Тема заняття Кількість годин

1. Техніка безпеки роботи в лабораторії органічної хімії.

1

2. Методи очистки органічних речовин. 3

3. Якісний елементний аналіз. 2

4. Функціональний якісний аналіз на основі класів

органічних сполук: ненасичені, ароматичні вуглеводні, спирти, альдегіди, кетони, кислоти,

аміни, амінокислоти, білки, вуглеводи, феноли.

4

5. Синтези органічних речовин: йодоформу, естерів,

азобарвників.

2



ПЛАН

виконання лабораторного практикуму з органічної хімії для студентів 3-го курсу скороченої форми навчання



№ Синтези органічних речовин Кількість годин

1. Сульфування ароматичних сполук. 6

2. Окиснення органічних сполук. 5

3. Азосполучення. 5

4. Реакції конденсації 4



Documents

„11 ” РОБОЧА ПРОГРАМА€¦ · синтезу та властивостей органічних сполук , а також їх застосування в різних