Модуль XIV. «Особенности строения и реакционной способности азотсодержащих соединений (нитро-, амино-, азо- и диазосоединений, нитридов). Проблемы и методы синтеза»

I.Программа модуля

Продукты неполного восстановления нитросоединений. Hитрозосоединения: таутомерия, димеризация, реакции конденсации. Фенилгидроксиламин, азоксибензол и их перегруппировки. Гидразобензол, бензидиновая и семидиновая перегруппировки (Зинин).

Амины. Классификация и номенклатура. Способы получения, основанные на реакциях нуклеофильного замещения в галоген-, гидрокси- и аминопроизводных алифатических и ароматических углеводородов, реакция восстановления нитросоединений (реакция Зинина), азотсодержащих производных карбонильных соединений и карбоновых кислот, перегруппировок амидов (реакция Гофмана), азидов (перегруппировка Курциуса), гидразидов карбоновых кислот и гидроксамовых кислот (реакция Лоссена). Электронное строение аминогруппы, зависимость от природы радикалов, связанных с атомом азота. Пространственное строение аминов. Физические свойства, их связь со способностью аминов к образованию водородных связей. Основные спектральные характеристики. Химические свойства. Основность и кислотность аминов, зависимость от природы углеводородных радикалов. Взаимодействие с электрофильными реагентами: алкилирование, гидроксиалкилирование, ацилирование и его значение в химии аминов, взаимодействие с азотной кислотой. Окисление алифатических и ароматических аминов. Основные представители алифатических аминов и пути их использования. Четвертичные аммониевые соли: получение из третичных аминов и алкилгалогенидов (Меншуткин); электронное строение, практическое использование; катализаторы межфазного катализа. Четвертичные аммониевые основания и окиси аминов: реакции разложения с образованием олефинов (реакция Гофмана). Енамины. Полиметиновые соли.

Свойства ароматических аминов: взаимодействие с электрофилами. Реакции алкилирования и сульфирования ароматических аминов, сульфаниловая кислота и сульфамидные препараты. Ацилирование ароматических аминов как защитная реакция для дальнейшего проведения реакций галогенирования и нитрования. Hитрозирование и диазотирование ароматических аминов. Важнейшие представители ароматических моно- и диаминов, основные пути их использования. Синтез гетероциклических соединений из о-фенилендиамина и о аминофенола.

II.Основные термины, понятия

1. Изобразите графически в общем виде структурные формулы, следующих классов органических соединений и их производных. Приведите примеры соединений.

• 
  карбаминовая кислота
  
• 
  алкиламины
  
• 
  ариламины
  
• 
  соль диазония
  
• 
  нитрозосоединения
  
• 
  гидразобензол
  
• 
  соль аммония
  

2. Напишите общую схему протекания следующих реакций, укажите условия их протекания.

синтез Габриэля

• 
  азосочетание
  
• 
  дезаминирование
  
• 
  реакция Грисса
  
• 
  перегруппировка Курциуса
  
• 
  механизм Гофмановского расщепления
  
• 
  бензидиновая перегруппировка
  
• 
  семидиновая перегруппировки
  
• 
  взаимопревращения различных форм диазосоединений
  

3. Дайте определение следующим понятиям, где это необходимо приведите схемы превращений поясняющих суть процессов.

• 
  аммонолиз
  
• 
  азотные электрофилы
  
• 
  таутомерия нитрогруппы
  

III.Отдельные представители

1. Приведите физические константы для следующих соединений:

• 
  нитрометан
  
• 
  тетранитрометан
  
• 
  нитробензол
  
• 
  о-нитротолуол
  
• 
  м-нитротолуол
  
• 
  п-нитротолуол
  
• 
  о-нитрофенол
  
• 
  м-нитрофенол
  
• 
  п-нитрофенол
  
• 
  метиламин
  
• 
  диметиламин
  
• 
  триэтиламин
  
• 
  этиленимин
  
• 
  этилендиамин
  
• 
  этаноламины
  
• 
  пиперазин
  
• 
  гексаметилендиамин
  

2. Приведите схемы реакций отражающих лабораторные способы получения следующих соединений:

• 
  диазометан
  
• 
  пикриновая кислота4
  
• 
  о-нитрофенол
  
• 
  нафтиламин
  
• 
  N,N-диметиланилин
  
• 
  пиперидин
  
• 
  о фенилендиамин
  
• 
  сульфаниловая кислота
  

IV.Электронное строение

1. 
   Изобразите распределение электронной плотности в молекулах следующих соединений:
   

а)

б)

в)

г)

2. Напишите схемы реакций, которые характеризуют кислотно-основные свойства следующих соединений. Для каждого соединения укажите, какие свойства характерны в большей степени и в каких условиях

а)

б)

в)

г)

3. Изобразите таутомерные превращения для соединений, где явление таутомерии возможно.

а)

б)

в)

г)

V.Спектральные свойства

1. 
   Опишите колебания характерные для инфракрасного спектра нитрометана.
   
2. 
   Расположите следующие соединения в порядке возрастания дипольного момента.
   

а) (CH3)2CH–N=O

б) C6H5N=O

в) C6H11N=O

VI.Номенклатура

1. 
   Напишите структурные формулы и назовите по рациональной и систематической номенклатуре все изомеры состава C₆H₃(NH₂)₃.
   

2. 
   Приведенные ниже соединения назовите по рациональной и систематической номенклатурам:
   

а) (CH3)2C(NO)NO2

б) (CH3)2NH

в) C6H5–N=N–OAg

3. 
   Напишите структурные формулы следующих соединений:
   

• 
  ацетилизобутиламин
  
• 
  хлористый бензиламмоний
  
• 
  тринитробензойная кислота
  
• 
  хлористый фенилдиазоний
  

VII.Способы получения

1. 
   Какие продукты получаются при нитровании по реакции Коновалова пентана? Приведите механизм реакции.
   
2. 
   Получите амин восстановлением 2-нитро-2-метилбутана.
   
3. 
   Напишите уравнения реакций получения N метиламида уксусной кислоты из метана.
   
4. 
   Получите 2-нитропропан из пропилена.
   

VIII.Химические свойства

1. 
   Напишите уравнение реакции:
   

C₆H₅N₂⁺Cl^– + 2 SnCl₂ + 4 HCl 

2. 
   Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующей схеме:
   

CH₃CH₂COOH    ^NH3 A    ^ B    ^KBrO C

3. 
   Напишите реакции восстановления п-нитротолуола в нейтральной среде.
   

IX.Комплексные задачи

1. 
   Напишите реагенты, действием которых можно осуществить следующие превращения:
   

2. 
   Какое строение имеет соединение состава С₃H₉N, если оно с соляной кислотой образует соль, а при действии азотистой кислоты превращается в 2 пропанол?
   

жүктеу/скачать 62.78 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: