Химия. Экология. Медицина
МИНЕРАЛЫ – СОКРОВИЩА ЗЕМЛИ. МАЛАХИТ
жүктеу/скачать 3.09 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- РЕАКЦИЯ ВАГНЕРА
- РЕАКЦИЯ ДИЛЬСА-АЛЬДЕРА (ДИЕНОВЫЙ СИНТЕЗ)
МИНЕРАЛЫ – СОКРОВИЩА ЗЕМЛИ. МАЛАХИТБолдырева А.А., 16 группа. Руководитель: Сыровая А.О.Малахит (от греческого «malakos» – мягкий) – непрозрачный, достаточно мягкий камень характерного зелёного цвета, распространённый минерал меди, один из красивейших полудрагоценных камней. Другие названия минерала: медная зелень, павлиний камень. Химическая формула малахита: Cu2[CO3](OH)2. Кроме оксидов меди и карбона он содержит ряд примесей: SiO2, P2O5, CaO и др. Физические свойства: цвет и текстура (определяется содержанием в минерале ионов меди и их количества; цветовая палитра – от бирюзового и изумрудного цветов до зеленовато-чёрных тонов; непрозрачный, имеет матовый, бархатистый блеск), твёрдость (по шкале Мооса от 3,5 до 4), удельный вес (3,9-4,1 г/см3), плотность (3,75-3,95 г/см3). Минерал очень лёгок в обработке благодаря своей мягкости. Он отлично режется, шлифуется и поддаётся полировке. Химические свойства: при нагревании в колбе выделяет воду, углекислый газ и становится чёрным: Cu2[CO3](OH)2→2CuO + CO2 + H2O «вскипает» и растворяется в холодной соляной кислоте, аммиаке, лимонном соке, а более едкая уксусная кислота превращает минерал в бесцветные кристаллы ацетата меди; растворяется в карбонатах щелочных металлов: Cu2[CO3](OH)2 + K2CO3 → K2[Cu(CO3)2] + Cu(OH)2 из минерала возможно извлечение чистой меди: Cu2[CO3](OH)2 + 2CO → 3CO2 + 2Cu + H2O Образование и месторождения: образуется при изменении некоторых медных руд как вторичный минерал в зоне окисления сульфидных медных месторождений, залегающих в известняках или других карбонатных породах. Малахит встречается в России, Великобритании, Германии, Египте, Китае, США, ЮАР, Японии. Применение: используется при изготовлении ваз, шкатулок, бус, камей, амулетов, а также как облицовочный материал. Минерал применяют при «диагностировании» залеж медных руд, в изготовлении краски (малахитовая зелень). Малахитовый порошок, смешанный с жиром, использовали как тени для век, а малахитовая пудра применялась в качестве натурального пигмента для рисования. В древности малахит считали камнем врачей и учёных, камнем здоровья. В наше время минерал используют при лечении астмы, ревматизма, зубной боли, отравлений, болезней сердца и легких, для улучшения функции поджелудочной железы и селезёнки. Он способствует регенерации тканей, успокаивает нервную систему, благотворно влияет на гипофиз и эпифиз. Также малахит улучшает зрение и концентрацию внимания. Лечение камнями (в частности, и малахитом) называется литотерапией. Уход: оберегать от случайных ударов, резких перепадов температур, от воздействия кислот и абразивов; чистить только в мыльном растворе, ультразвуковая и паровая обработка недопустима. Оправлять рекомендуется только в серебро или медь. Литература: 1. Здорик Т. Б., Фельдман Л.Г. «Минералы и горные породы», т. 1, М., «ABF», 1998г. 2. Г. Смит. «Драгоценные камни», М., «Мир», 1980г. 3. Семёнов В. Б. «Малахит», т. 1, 2, Свердловск, 1987г. РЕАКЦИЯ ВАГНЕРАНазаров Д.И., группа 16. Руководитель: Сыровая А.О.Реация Вагнера- гидроксилирование соединений, содержащих связь С=С (олефинов, терпенов, стероидов и др.), в цис-α-гликоли действием КМnО4. Осуществляют при 0-10 °С в органическом растворителе (обычно ацетоне или этаноле) в нейтральной или щелочной среде при низких концентрациях КМnО4 (около 1%). Стереоспецифичность процесса обусловленаобразованием на промежуточной стадии сложных циклических эфиров: 
Реакцию Вагнера используют для ирепаративного синтеза гликолей, в том числе содержащих в молекуле различные функциональные группы, а также для обнаружения связи С=С в органических соединениях. Реакция открыта Е. Е. Вагнером в 1887. Пример: окисление пропилена в слабощелочной или нейтральной водной среде перманганатом калия:
Сопровождается обесцвечиванием раствора KMnO4 и образованием гликолей . РЕАКЦИЯ ДИЛЬСА-АЛЬДЕРА (ДИЕНОВЫЙ СИНТЕЗ)Евтушенко В.В., 16 группа. Руководитель: Сыровая А.О.В 1902 году в лаборатории И. Тиле аспирантом В. Альбрехтом была проведена реакция между циклопентадиеном и бензохиноном с целью получения сопряжённого полиена, однако вместо ожидаемого продукта конденсации было получено два дикетона — продукты присоединения одной или двух молекул циклопентадиена по двойным связям хинона. Строение полученных веществ не было установлено, а реакция не получила дальнейшего развития в этой лаборатории. Также протекание реакции Дильса — Альдера наблюдали в 1910 году С. В. Ледебев (при димеризации изопрена). А в 1920 году — Г. фон Эйлер и К. Джозефсон (при взаимодействии изопрена с бензохиноном). Систематическое изучение реакции между 1,3-диенами и сопряжёнными кетонами было представлено Отто Дильсом и Куртом Альдером в 1928 году в журнале Justus Liebigs Annalen der Chemie. Авторы статьи привели свидетельства общего характера реакции, а также с уверенностью указали на возможность её использования в синтезе природных соединений, при этом заявив: Мы со всей определённостью оставляем за собой права на пользование открытой нами реакции для решения этих синтетических проблем. В следующие за открытием годы были изучены основные закономерности протекания реакции и показана широкая область её применимости, а авторы открытия в 1950 году были удостоены Нобелевской премии по химии. Реакция Дильса — Альдера представляет собой согласованное [4+2]- циклоприсоединение, протекающее между 1,3-диеном и ненасыщенным соединением — диенофилом. Обычно диен содержит электронодонорный заместитель, а диенофил — электроноакцепторную группу. Менее распространён обращённый вариант, когда электронообогащённым соединением является диенофил. С точки зрения теории граничных орбиталей, реакцию можно редставить как взаимодействие высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО) электронодонорного диена и низшей свободной молекулярной орбитали (НСМО) диенофила. В случае обращённого варианта взаимодействуют НСМО диена и ВЗМО диенофила. По этой причине изменение заместителей в реагентах противоположным образом влияет на протекание классического и обращённого вариантов реакции. Например, классическая реакция Дильса — Альдера ускоряется при увеличении донорной способности диена, а обращённая, напротив, замедляется. Одним из наиболее активных диенов является циклопентадиен-1,3, в котором s-цис конформация закреплена. В случае бутадиена-1,3 скорость реакции заметно ниже, поскольку он существует в виде двух ротамеров (s-цис и s-транс). Однако энергия перехода между этими конформациями невелика, поэтому бутадиен может быть использован как диенофил в реакции Дильса — Альдера. 1- Алкилзамещённые диены вступают в реакцию с различной скоростью в зависимости от конфигурации двойной связи. Так, E- пиперилен достаточно активно реагирует с малеиновым ангидридом, тогда как для Z-изомера выход составляет лишь 4 % (через 24 часа при 100 °C). Подобное поведение объясняется невыгодностью s-цис-конформации для Z-пиперилена. В случае диенов, которые существуют в закреплённой s-транс-конформации, реакция Дильса — Альдера становится невозможной. Например, в отличие от активного α-фелландрена, β-фелландрен вовсе не вступает в цикло-присоединение с малеиновым ангидридом. Наиболее активными диенофилами являются алкены и алкины с электроноакцепторными заместителями (α,β- непредельные альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и их производные, винилсульфоны, нитроалкены). С увеличением числа акцепторных групп происходит увеличение активности диенофила. Так, в реакции с циклопентадиеном 1,1- дицианэтилен в 4,5·104 раз более активен, чем акрилонитрил (моноцианэтилен). Тетрацианэтилен ещё более активен и поэтому часто используется на практике в качестве «ловушки» генерируемых in situ молекул с 1,3-диеновым фрагментом. Реакция используется для получения полициклических соединений, в том числе стероидов. С помощью реакции, также возможно получение многих хлорорганических пестицидов циклодиенового ряда: альдрина и его производных, гептахлора, нонахлора, хлордана, мирекса. Литература: 1. Diels O, Alder K. Synthesen in der hydroaromatischen Reihe (нем.) // Justus Liebigs Annalen der Chemie. — 1928. — Т. 460. — № 1. — С. 98—122. — DOI:10.1002/jlac.19284600106. 2. Смит В. А., Дильман А. Д. Глава 22. Реакция Дильса — Альдера. Часть I // Основы современного органического синтеза. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — С. 605—642. — ISBN 978-5-94774- 941-0. 3. Смит В. А., Дильман А. Д. Глава 23. Реакция Дильса — Альдера. Часть II // Основы современного органического синтеза. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — С. 643—681. — ISBN 978-5-94774- 941-0.
жүктеу/скачать 3.09 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
