Amide der Kohlensäure kurz. Funktionelle Derivate der Kohlensäure

24.11.202227.05.2017

Unter normalen Bedingungen ist Phosgen ein Gas, das bei einer Temperatur zu einer Flüssigkeit kondensiert. Ballen und Dichtea

Phosgen ist hochgiftig. Es hat eine starke Wirkung auf die Atmungsorgane und Schleimhäute. Im Ersten Weltkrieg wurde es als stechender, erstickender Geruchsstoff eingesetzt.

Unter Einwirkung von Wasser (oder vorzugsweise wässrigem Alkali) zersetzt es sich unter Bildung von Salzsäure und Kohlendioxid:

Phosgen wird aus Chlor und Kohlenmonoxid in Gegenwart eines speziell behandelten Katalysators zur Erhöhung seiner Porosität gewonnen:

Phosgen dient als Ausgangsstoff für die Synthese verschiedener organischer Verbindungen.

Schwefelkohlenstoff Von den schwefelhaltigen Kohlensäurederivaten wird häufig Schwefelkohlenstoff verwendet. Es handelt sich um eine farblose, bewegliche Flüssigkeit mit einer Temperatur von ca. Ballen mit ätherischem Geruch (technischer Schwefelkohlenstoff, hat einen unangenehmen Geruch, der an den Geruch von Rettich erinnert). Schwefelkohlenstoff ist giftig und hochentzündlich, da sich seine Dämpfe bei niedrigen Temperaturen entzünden.

Schwefelkohlenstoff wird als Ausgangsprodukt für die Synthese von Tetrachlorkohlenstoff (S. 74), bei der Herstellung von Viskosefasern (S. 345) sowie als Lösungsmittel für Fette usw. verwendet.

Schwefelkohlenstoff wird durch Überleiten von Schwefeldampf gewonnen. heiße Kohle:

Der derzeit kostengünstigste Weg zur Gewinnung von Schwefelkohlenstoff ist die Wechselwirkung von Methan mit Schwefeldampf über Kieselgel:

Carbamid (Harnstoff) ist ein vollständiges Amid, Kohlensäure:

Dies ist eine der ersten organischen Substanzen, die synthetisch aus anorganischen Substanzen gewonnen wurde (Wohler, 1828).

Carbamid ist eine kristalline Substanz mit einer Temperatur von ca. Quadrat. 133 °C, leicht löslich in Wasser und Alkohol. Bildet mit einem Säureäquivalent Salze, zum Beispiel:

Beim Erhitzen von Harnstofflösungen in Gegenwart von Säuren oder Laugen wird es leicht unter Bildung von Kohlendioxid und Ammoniak hydrolysiert:

Wenn salpetrige Säure auf Carbamid einwirkt, entstehen Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser:

Beim Erhitzen von Carbamid mit Alkoholen entstehen Urethane – Ester der Carbaminsäure.

Urethane sind kristalline Substanzen, die in Wasser löslich sind.

Bei der Wechselwirkung von Carbamid mit Formaldehyd in neutralem oder leicht alkalischem Medium bei einer Temperatur von etwa 30 °C entstehen Monomethylolcarbamid und Dimethylolcarbamid:

Diese Derivate bilden beim Erhitzen in saurem Medium Harnstoffpolymere – die Basis gängiger Kunststoffe – Aminoplaste (S. 331) und Klebstoffe zum Kleben von Holz.

Carbamid (Harnstoff) spielt eine wichtige Rolle im Stoffwechsel tierischer Organismen; ist das Endprodukt des Stickstoffstoffwechsels, bei dem stickstoffhaltige Substanzen (z. B. Proteine), die im Körper eine Reihe komplexer Umwandlungen durchlaufen haben, in Form von Harnstoff (daher der Name) mit dem Urin ausgeschieden werden.

Carbamid ist ein konzentrierter Stickstoffdünger (enthält 46 % Stickstoff) und wird von Pflanzen schnell aufgenommen. Darüber hinaus wird Carbamid erfolgreich zur Viehfütterung eingesetzt.

Derzeit wird Harnstoff zur Isolierung paraffinischer Kohlenwasserstoffe normaler Struktur aus Erdölprodukten verwendet. Tatsache ist, dass Carbamidkristalle „kristalline Poren“ bilden, die so eng sind, dass Kohlenwasserstoffe mit normaler Struktur in sie eindringen, Kohlenwasserstoffe mit einer verzweigten Kette jedoch nicht eindringen können. Daher adsorbieren Harnstoffkristalle nur Kohlenwasserstoffe normaler Struktur aus der Mischung, die nach der Auflösung von Carbamid aus der wässrigen Schicht abgetrennt werden.

In der Industrie wird Harnstoff aus Ammoniak und Kohlendioxid bei 185 °C und Druck gewonnen

Thiocarbamid kristalline Substanz; Tempo, Quadrat. 172°C. Leicht löslich in Wasser, kaum löslich in Alkohol. Thiocarbamid kann durch Einwirkung von Schwefelwasserstoff auf Cyanamid gewonnen werden

oder durch Erhitzen von Ammoniumthiocyanat. Es wird zur Gewinnung von Carbamid-Polymeren verwendet.

Kohlendioxid (Kohlendioxid)-Teilnehmer an vielen Carboxylierungs- und Decarboxylierungsreaktionen in vivo Und in vitro.

Eine Carboxylierung ist möglich, wenn Verbindungen mit teilweise negativer Ladung am Kohlenstoffatom mit Kohlendioxid reagieren. Im Körper führt die Wechselwirkung von Kohlendioxid mit Acetyl-Coenzym A zur Bildung von Malonyl-Coenzym A.

Wie die Kohlensäure selbst sind auch einige ihrer Derivate in freier Form unbekannt: ClCOOH-Monochlorid und -Monoamid – karbamisch Säure H 2 NCOOH. Ihre Ester sind jedoch recht stabile Verbindungen.

Für die Synthese von Kohlensäurederivaten kann man verwenden Phosgen(Dichloranhydrid) COCl 2, entsteht leicht durch die Wechselwirkung von Kohlenmonoxid mit Chlor im Licht. Phosgen ist ein äußerst giftiges Gas (Kp. 8 °C), im Ersten Weltkrieg wurde es als chemischer Kampfstoff eingesetzt.

Ethylester von Chlorameisensäure bildet bei Reaktion mit Ammoniak Ethylester von Carbaminsäure H 2 NCOOC 2 H 5 . Ester der Carbaminsäure (Carbamate) haben einen gemeinsamen Namen – Urethane.

Urethane haben insbesondere in der Medizin als Arzneimittel Anwendung gefunden Meprotan Und Ethacizin.

Harnstoff (Harnstoff)(NH 2) 2 C=O ist das wichtigste stickstoffhaltige Endprodukt des menschlichen Stoffwechsels (ca. 20-30 g/Tag Harnstoff werden mit dem Urin ausgeschieden).

Säuren und Laugen bewirken beim Erhitzen die Hydrolyse von Harnstoff; Im Körper wird es durch die Wirkung von Enzymen hydrolysiert.

Beim langsamen Erhitzen auf eine Temperatur von 150–160 °C zersetzt sich Harnstoff unter Freisetzung von Ammoniak und Bildung Biuret.

Wenn Biuret in alkalischen Lösungen mit Kupfer(II)-Ionen interagiert, wird aufgrund der Bildung eines Chelatkomplexes eine charakteristische violette Färbung beobachtet (Biuret-Reaktion). Der Biuretrest im Chelatkomplex hat eine Imidstruktur.

Derivate von Carbonsäuren, die einen Harnstoffrest als Substituenten enthalten, sind Ureide. Sie werden in der Medizin verwendet, insbesondere α-Bromisovaleriansäureureid – bromiert
(Bromural) – wird als milde Schlaftablette verwendet. Seine Wirkung beruht auf einer Kombination aus Brom- und Isovaleriansäureresten, die für ihre hemmende Wirkung auf das Zentralnervensystem bekannt sind.

Guanidin (Iminoharnstoff)– ein stickstoffhaltiges Derivat von Harnstoff – ist eine starke Base, da die konjugierte Säure – Guanidiniumion – mesomer stabilisiert ist.

Der Guanidinrest ist Teil der α-Aminosäure – Arginin und der Nukleinbase – Guanin.

3.2 Heterofunktional Verbindungen in Lebensprozessen

allgemeine Charakteristiken

Die meisten am Stoffwechsel beteiligten Stoffe sind heterofunktionelle Verbindungen.

Als heterofunktionell werden Verbindungen bezeichnet, in deren Molekülen unterschiedliche funktionelle Gruppen vorhanden sind.

Kombinationen funktioneller Gruppen, die für biologisch wichtige Verbindungen charakteristisch sind, sind in Tabelle 3.2 dargestellt.

Tabelle 3.1. Die häufigsten Kombinationen funktioneller Gruppen in biologisch wichtigen aliphatischen Verbindungen

Unter den heterofunktionellen Verbindungen in Naturobjekten sind Aminoalkohole, Aminosäuren, Hydroxycarbonylverbindungen sowie Hydroxy- und Oxosäuren am häufigsten (Tabelle 9.2).

Tabelle 9.2. Einige Hydroxy- und Oxosäuren und ihre Derivate

* Für Di- und Tricarbonsäuren – unter Beteiligung aller Carboxylgruppen. Für unvollständige Salze und funktionelle Derivate wird ein Präfix hinzugefügt hydro)-, z.B. „Hydroxalat“ für das Anion HOOC-COO - .

Von besonderer biologischer Bedeutung α-Aminosäuren werden in Kapitel 12 behandelt. Polyhydroxyaldehyde und Polyhydroxyketone (Kohlenhydrate) werden in Kapitel 13 behandelt.

In der aromatischen Reihe basieren wichtige natürliche biologisch aktive Verbindungen und synthetische Drogen (siehe 9.3). i-Aminophenol, i-Aminobenzoesäure, Salicylsäure Und Sulfanilsäure.

Die systematischen Namen heterofunktioneller Verbindungen werden nach den allgemeinen Regeln der Substitutionsnomenklatur gebildet (siehe 1.2.1). Für eine Reihe weit verbreiteter Säuren werden jedoch Trivialnamen bevorzugt (siehe Tabelle 9.2). Ihre lateinischen Namen dienen als Grundlage für die Namen von Anionen und Säurederivaten, die oft nicht mit russischen Trivialnamen übereinstimmen.

Reaktivität

Kohlensäurechlorid - Phosgen:

Wie alle Säurechloride besitzt Phosgen eine hohe Acylierungsfähigkeit:

Amide der Kohlensäure

1) Carbaminsäure

Carbaminsäure- Halbamid (Säureamid) der Kohlensäure - instabil:

2) Harnstoff

Harnstoff– Carbamid, Diamid der Kohlensäure:

Harnstoff ist das wichtigste Endprodukt des Proteinstoffwechsels bei Säugetieren. Ein Erwachsener scheidet täglich 20-30 g Harnstoff mit dem Urin aus.

Wöhler-Synthese (1828).

Industrielles Verfahren zur Gewinnung von Harnstoff

Harnstoff ist ein Großtonnagenprodukt der chemischen Industrie (die Weltproduktion beträgt mehr als 100 Millionen Tonnen pro Jahr). Es wird häufig als Stickstoffdünger und zur Herstellung von Harnstoff-Formaldehyd-Harzen verwendet. In der chemischen und pharmazeutischen Industrie wird es zur Herstellung von Barbituraten verwendet.

Chemische Eigenschaften von Harnstoff

1) Basizität:

2) Zersetzung beim Erhitzen:

3) Zersetzung durch salpetrige Säure

Harnstoff kann anhand der freigesetzten Stickstoffmenge quantifiziert werden.

(Van-Sleik-Methode).

3) Guanidin

Guanidin hat eine ungewöhnlich hohe Basizität, die mit der anorganischer Alkalien vergleichbar ist. Dies ist auf den hohen Grad an struktureller Symmetrie seiner protonierten Form und die maximale Delokalisierung der (+)-Ladung zurückzuführen:

Guanidinrückstände kommen in einigen Naturstoffen und Arzneimitteln vor, zum Beispiel:

Schwefel in der Zusammensetzung organischer Verbindungen weist einen unterschiedlichen Oxidationsgrad auf.

Thiole und Thioether

Beim Ersetzen eines Halogens durch eine SH-Gruppe entstehen Thiole:

Thiole haben einen höheren Säuregehalt als Alkohole:

Thiolatanionen sind starke Nukleophile; bei Wechselwirkung mit Halogenderivaten bilden sie Thioester:

Das Schwefelatom in Thioethern ist das Zentrum der Basizität und Nukleophilie; bei Wechselwirkung mit Halogenderivaten bilden Thioether Trialkylthioniumsalze:

Thiole werden unter milden Bedingungen leicht oxidiert und bilden Disulfide:

Die Richtung der Reaktion ändert sich, wenn

OB-Potenzial des Mediums: bei hohem OB-Potential - nach rechts, bei niedrigem OB-Potenzial - nach links. Thiol-Disulfid-Umwandlungen spielen eine wichtige Rolle bei der Strukturbildung und Regulierung der Funktionen natürlicher Proteine.

Sulfoxide und Sulfone

Bei der Oxidation von Thioethern fügt das Schwefelatom Sauerstoff hinzu und es entstehen nacheinander Sulfoxide und Sulfone:

Dimethylsulfoxid (DMSO, Dimexid) ist eine farblose Flüssigkeit mit Siedepunkt. 189 °C, löslich in Wasser und in organischen Lösungsmitteln. Es wird häufig in der organischen Synthese als polares aprotisches Lösungsmittel verwendet.
Aufgrund seiner Fähigkeit, schnell durch die Haut zu diffundieren und darin gelöste Substanzen zu transportieren, wird es in der Pharmazie als Bestandteil medizinischer Salben verwendet.

Sulfonsäuren (Sulfonsäuren)

Sulfonsäuren (oder Sulfonsäuren) sind Verbindungen, die enthalten Sulfogruppe:

Methoden zur Gewinnung von Sulfonsäuren
1) Aliphatische Sulfonsäuren

2) Aromatische Sulfonsäuren werden durch Sulfonierung von Benzol und seinen Derivaten gewonnen (siehe „Chemische Eigenschaften von Arenen“)

Chemische Eigenschaften von Sulfonsäuren

Sulfogruppe -

1) starker Elektronenakzeptor;
2) sie hat hoher Säuregehalt(vergleichbar mit Schwefelsäure);
3) wann nukleophil Angriff auf das benachbarte C-Atom kann ausgetauscht werden für andere Reste.
4) Hohe Polarität und Hydratationsfähigkeit – der Grund Löslichkeit Sulfonsäuren in Wasser.

1) Säure
In wässrigem Medium sind Sulfonsäuren nahezu vollständig ionisiert:

Mit Alkalien bilden sie wasserlösliche Salze:

2) Ersatz der Sulfogruppe durch andere Reste

3) Bildung von Derivaten durch die Sulfogruppe

PROGRAMM

Kurs in organischer Chemie

für Studierende der Fakultät für Biologie und Boden

EINFÜHRUNG

Das Fach organische Chemie. Die Entstehungsgeschichte der organischen Chemie und die Gründe für ihre Trennung in eine eigenständige Wissenschaft. Besonderheiten organischer Verbindungen und organischer Reaktionen.

Die Struktur organischer Verbindungen. Theorie der chemischen Struktur. Die Rolle von A. M. Butlerov bei seiner Entstehung. Chemische Bindungen: einfach und vielfältig. Strukturformel. Isomerie. Homologie. Abhängigkeit chemischer Eigenschaften von der Zusammensetzung und Struktur des Stoffes. chemische Funktion. Hauptfunktionsgruppen.

Klassifizierung organischer Verbindungen. Prinzipien der systematischen (IUPAC) Nomenklatur.

Chemische Bindung in den Molekülen organischer Verbindungen. Arten chemischer Bindungen. Ionische, kovalente Koordinationsbindungen. Semipolare Verbindung. Die Rolle des elektronischen Oktetts. Elektronische Konfigurationen von Elementen. Atomorbitale und Valenzzustände von Kohlenstoff. Hybridisierung von Atomorbitalen: sp3,sp2, sp(drei Valenzzustände eines Kohlenstoffatoms). s- und p-Bindungen. Die Hauptparameter einer kovalenten Bindung sind: Bindungsenergie, Bindungslänge, Bindungspolarität und Polarisierbarkeit. Die Elektronegativität der Elemente. Das Konzept der Mesomerie (Resonanz). Elektronische Substituenteneffekte: induktiv ( ICH), mesomer ( M).

Isomerie organischer Verbindungen. Strukturisomere und Stereoisomere. Grundlagen der Stereochemie. Raumstruktur von Methan und seinen Homologen. Das Prinzip der freien Rotation und die Grenzen seiner Anwendbarkeit. Abgeschirmte und behinderte Konformationen. Konformationen offenkettiger Verbindungen. Konformationsformeln vom Newman- und „Ziegen“-Typ. Konformation des Cyclohexanrings. Axiale und äquatoriale Verbindungen. Umkehrung der Stuhlkonformation. Vergleich der Stabilität von Cyclohexan-Derivaten mit axialen und äquatorialen Positionen der Substituenten. 1,3-diaxiale Wechselwirkung.

Geometrisch ( cis - trans) Isomerie und die Bedingungen für ihr Auftreten in der Reihe der Olefine, Cycloalkane. E-, Z- Nomenklatur.

Optische Isomerie. Optische Aktivität und optisch aktive Substanzen. Molekulare Asymmetrie als Bedingung für das Auftreten optischer Aktivität. Asymmetrisches Kohlenstoffatom. Enantiomere und Diastereomere. R- Und S- Nomenklatur zur Bezeichnung der Konfiguration des Chiralitätszentrums. Fisher-Projektionsformeln. D- und L-Nomenklatur. Stereoisomerie von Verbindungen mit mehreren Chiralitätszentren. Erythro- und Threoisomere. Mesoformen. Racemische Modifikation.

Klassifizierung organischer Reaktionen nach der Art der Umwandlungen und der Art der Reagenzien.

KOHLENWASSERSTOFFE

Alkane. Homologe Reihe von Methan. Isomerie. Nomenklatur. Wege zu bekommen. Physikalische Eigenschaften, ihre Abhängigkeit von Kettenlänge und Struktur. Chemische Eigenschaften. Radikalische Substitutionsreaktionen (S R): Halogenierung (Einfluss der Art des Halogens), Nitrierung (Konovalov), Sulfochlorierung, Oxidation. Auslösung und Hemmung radikalischer Reaktionen. Reaktivität von Wasserstoffatomen in Verbindung mit primären, sekundären und tertiären Kohlenstoffatomen. Alkylradikale und ihre relative Stabilität.

Alkene. Isomerie. Nomenklatur. Wege zu bekommen. physikalische Eigenschaften. Länge und Energie der Doppelbindungsbildung. Chemische Eigenschaften. Elektrophile Additionsreaktionen: Halogene, Halogenwasserstoffe, Wasser, Hypohalogensäuren, Schwefelsäure. Der Mechanismus elektrophiler Additionsreaktionen. Stereo- und regionale Ausrichtung des Beitritts. Carbokationen, ihre Stabilität hängt von der Struktur ab. Markownikows Herrschaft und ihre moderne Rechtfertigung. Radikaladdition: Zugabe von HBr in Gegenwart von Peroxiden. Nukleophile Addition. Polymerisation: kationisch, anionisch und radikalisch. katalytische Hydrierung. Oxidation: Epoxidierung nach Prilezhaev, Oxidation mit Kaliumpermanganat, Ozonierung. Chemische Eigenschaften der a-Methylen-Bindung neben der p-Bindung (allylische Position): Chlorierung, Oxidation.

Alkine. Isomerie. Nomenklatur. Synthesen von Acetylen und seinen Homologen. Charakterisierung physikalischer Eigenschaften. Chemische Eigenschaften von Acetylenen: Additionsreaktionen, Substitutionsreaktionen unter Beteiligung eines beweglichen Wasserstoffatoms am Kohlenstoff mit Dreifachbindung. Acetylide. Polymerisation von Acetylen zu Benzol, Vinylacetylen, Cyclooctatetraen.

Alkadiene. Arten von Alkadienen. Isomerie. Nomenklatur. Stereochemie von Allenen. Molekulare Asymmetrie. Konjugiert – 1,3-Diene. Methoden zur Gewinnung von Dienen. physikalische Eigenschaften. Längen der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen in 1,3-Butadien und ihre Bildungsenergie. Manifestation der Konjugationswirkung. 1,2- und 1,4-Addition an 1,3-Diene – elektrophile Addition von Halogenen und Halogenwasserstoffen. Carbokationen vom Allyltyp. Cycloaddition an ein Diensystem: Diels-Alder-Diensynthese. Polymerisation von 1,3-Dienen. Synthesekautschuk auf Basis von 1,3-Butadien (Divinyl). Copolymere von Divinyl mit Styrol, Acrylnitril, Butylkautschuk. Naturkautschuk: seine Struktur, Ozonolyse, Verarbeitung zu Kautschuk.

Cycloalkane. Einstufung. Isomerie. Nomenklatur. Allgemeine und spezielle Methoden zur Synthese kleiner, mittlerer und großer Zyklen. Physikalische und chemische Eigenschaften. Vergleichende Bewertung der Reaktivität und thermischen Stabilität von Cyclopropan, Cyclobutan, Cyclopentan und Cyclohexan. Bayers Stresstheorie und ihr modernes Verständnis. Abschätzung der Intensität von Zyklen anhand der Verbrennungswärmen. Modernes Verständnis der Struktur von Cyclopropan. Konformationen von Cycloalkanen. Cycloalkene und Cycloalkadiene.

aromatische Kohlenwasserstoffe. Merkmale der chemischen Eigenschaften von Benzol und seinen Homologen. Die Struktur von Benzol (Valenzwinkel, interatomare Abstände). Bildungsenergie und Hydrierungswärme von Benzol. Stabilisierungsenergie. Aromatischer Charakter des Benzolkerns. Moderne Vorstellung von der Natur der Aromatizität. Nichtbenzolische aromatische Verbindungen. Hückels Aromatizitätsregel. Aromatizität heterozyklischer Verbindungen: Furan, Thiophen, Pyrrol, Pyridin. Aromatizität von Cyclopropenyl-Kation, Cyclopentadienylanion, Cycloheptatrienyl-Kation. Fehlende aromatische Eigenschaften in Cyclooctatetraen.

Benzolhomologe. Homologe Reihe von Benzol. Isomerie in der Reihe der Alkylbenzole. Nomenklatur. Labormethoden der Synthese. Produktionsmethoden in der Industrie. Reaktionen der elektrophilen Substitution im aromatischen Kern. Allgemeine Muster und Mechanismen dieser Reaktionen. elektrophile Reagenzien. Halogenierung, Nitrierung, Sulfonierung, Alkylierung, Acylierung. Einfluss elektronenschiebender und elektronenziehender Substituenten (aktivierend und desaktivierend) auf Richtung und Geschwindigkeit der elektrophilen Substitution im Benzolkern. Einfluss induktiver und mesomerer Effekte von Substituenten. Regeln zur Vertretungsorientierung: ortho- Und Paar- Orientierunganten (Substituenten erster Art) und Meta- Orientierunganten (Substituenten zweiter Art). Koordinierte und nichtkoordinierte Orientierung. Halogenierung und Oxidation von Seitenketten.

Mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffe.

a) Kohlenwasserstoffe mit nicht kondensierten Kernen. Diphenyl. Diphenylmethan und Triphenylmethan. Triphenylmethyl-Radikal, Kation und Anion. Gründe für ihre Stabilität.

b) Kohlenwasserstoffe mit kondensierten Kernen. Naphthalin und Anthracen. Empfangsquellen. Isomerie monosubstituierter Derivate. Die Struktur von Naphthalin und Anthracen. Additions- und Substitutionsreaktionen. Hydrierung, Oxidation, Halogenierung, Nitrierung, Sulfonierung. Vergleichende Bewertung des aromatischen Charakters von Benzol, Naphthalin und Anthracen. Phenantren. Verteilung des Phenanthrengerüsts in Naturstoffen.

KOHLENWASSERSTOFF-DERIVATE

Halogenderivate.

a) Alkylhalogenide. Isomerie. Nomenklatur. Herstellungsmethoden: direkte Halogenierung von Alkanen, Addition von Halogenwasserstoffen an Alkene und Alkine, aus Alkoholen durch Einwirkung von Phosphorhalogenidderivaten. Physikalische und chemische Eigenschaften. Reaktionen der nukleophilen Substitution von Halogen. Mechanismen von S N 1 und S N 2, Stereochemie von Reaktionen. Nukleophil. Abgangsgruppe. Bildung, Stabilisierung und Umlagerung von Carboniumionen. Abhängigkeit des Reaktionsmechanismus von der Struktur des Halogenderivats und von der Art des Lösungsmittels. Vergleich der S N 1- und S N 2-Reaktionen. Reaktionen zur Eliminierung von Halogenwasserstoffen (E1 und E2): Stereochemie, Eliminierungsrichtung. Zaitsevs Herrschaft. Konkurrenz zwischen Substitutions- und Eliminierungsreaktionen, abhängig von der Art des Reagens und den Reaktionsbedingungen. Reaktionen von Alkylhalogeniden mit Metallen. Grignard-Reagenzien: Vorbereitung und Eigenschaften.

b) Aromatische Halogenderivate (Arylhalogenide). Nomenklatur. Herstellung: direkte Halogenierung zum Kern, aus Diazoniumsalzen. Chemische Eigenschaften. Reaktionen der elektrophilen Substitution (Einfluss von Halogenen). Reaktionen der nukleophilen Substitution in Halogenarylen.

ALKOHOL

Einwertige gesättigte Alkohole. Isomerie. Nomenklatur. Gewinnung: aus Alkylhalogeniden, Hydratisierung von Alkenen, Reduktion von Carbonylverbindungen. Gewinnung primärer, sekundärer und tertiärer Alkohole mithilfe von Grignard-Reagenzien (Syntheseplanung und -beschränkungen). physikalische Eigenschaften. Verband. Wasserstoffverbindung. Chemische Eigenschaften von Alkoholen. Säure-Base-Eigenschaften von Alkoholen. Reaktionen mit Beteiligung der О-Н-Bindung: Einwirkung von Metallen und metallorganischen Verbindungen, Bildung von Estern von Mineralsäuren, Veresterungsreaktion. Reaktionen, an denen die C-OH-Bindung beteiligt ist, und ihr Mechanismus: Substitution von Hydroxyl durch Halogen. Dehydrierung von Alkoholen – intramolekular und intermolekular. Reaktionsmechanismus, Zaitsev-Wagner-Regel. Dehydrierung und Oxidation von Alkoholen.

Zweiwertige Alkohole (Glykole). Klassifikation, Isomerie. Nomenklatur. Methoden zur Gewinnung von Glykolen. Merkmale physikalischer und chemischer Eigenschaften. Austrocknung von Glykolen. Pinacol-Umordnung. Oxidationsreaktionen.

mehrwertige Alkohole. Glycerin. Synthese. Chemische Eigenschaften und Anwendungen. Nitroglycerin. Mehrwertige Alkohole: Erythrit, Pentite, Hexite.

PHENOLE

Einwertige Phenole. Isomerie, Nomenklatur. Industrielle Produktionsmethoden: alkalisches Schmelzen von Sulfonaten, Hydrolyse von Arylhalogeniden, Cumoloxidation. Zubereitung aus Diazoniumsalzen. Chemische Eigenschaften. Säuregehalt von Phenolen. Reaktionen unter Beteiligung der O-H-Bindung: Bildung von Phenolaten, Ethern und Estern. Williamson-Reaktion. Gegenseitige Beeinflussung von Hydroxylgruppen und dem aromatischen Kern von Phenol. Elektrophile Substitutionsreaktionen: Halogenierung, Sulfonierung, Nitrierung, Kombination mit Diazoverbindungen. Kondensation von Phenol mit Formaldehyd. Oxidation und Reduktion von Phenolen.

mehrwertige Phenole. Pyrocatechin, Resorcin, Hydrochinon.

ÄTHER

Einstufung. Isomerie. Nomenklatur. Empfangsmethoden. Physikalische und chemische Eigenschaften. Bildung von Oxoniumverbindungen. Substitution der Alkoxygruppe in Ethern (Spaltung von Ethern).

Zyklische Ether. Epoxidharz. Quittung. Chemische Eigenschaften von Epoxiden. Durch Säuren und Basen katalysierte Ringöffnungsreaktionen (Reaktionsmechanismus, Stereochemie, Richtung der Ringöffnung), Reaktion mit metallorganischen Verbindungen. Tetrahydrofuran. Dioxan.

Amine. Primäre, sekundäre und tertiäre Amine. Amine, aliphatisch und aromatisch. Isomerie und Nomenklatur. Methoden zur Synthese von Aminen. Physikalische und chemische Eigenschaften von Aminen. Grundcharakter von Aminen. Einfluss der Art und Anzahl der Alkyl- oder Arylgruppen in einem Amin auf seine Basizität. Alkylierung von Aminen. Quartäre Ammoniumbasen und ihre Salze. Acylierung von Aminen. Eigenschaften und Anwendungen von Acylderivaten. Reaktionen der elektrophilen Substitution in einer Reihe aromatischer Amine: Halogenierung, Nitrierung, Sulfonierung. Amide der Sulfanilsäure (Sulfanilamid-Präparate). Die Wirkung salpetriger Säure auf primäre, sekundäre und tertiäre Amine der aliphatischen und aromatischen Reihe.

Aromatische Diazoverbindungen. Diazotierungsreaktion. Bedingungen für die Durchführung und Reaktionsmechanismus. Diazoniumkation: Stabilität und elektrophiler Charakter. Reaktionen von Diazoverbindungen unter Stickstoffentwicklung: Substitution durch Halogen, Hydroxyl, Cyanogruppe, Wasserstoff und andere Atome und Gruppen. Reaktionen von Diazoverbindungen ohne Stickstoffentwicklung. Azo-Kupplungsreaktion als elektrophile Substitutionsreaktion. Strömungsverhältnisse. Azofarbstoffe – Oxyazo- und Aminoazoverbindungen. Indikatoreigenschaften von Azofarbstoffen am Beispiel von Methylorange. Beziehung zwischen Farbe und Textur. Rückgewinnung von Diazoverbindungen.

Aminoalkohole. Ethanolamin (Colamin). Cholin. Acetylcholin. Sphingosin.

CARBONYLVERBINDUNGEN

Begrenzen Sie Aldehyde und Ketone(Derivate von Alkanen, Cycloalkanen und aromatischen Kohlenwasserstoffen). Die Struktur der Carbonylgruppe. Isomerie. Nomenklatur. Industrielle Herstellung von Formaldehyd aus Methylalkohol, Acetaldehyd aus Acetylen. Allgemeine Methoden zur Herstellung von Aldehyden und Ketonen. Chemische Eigenschaften. Vergleich der Reaktivität von Aldehyden und Ketonen (aliphatisch und aromatisch). Nukleophile Addition an der Carbonylgruppe: Wasser, Alkohole, Blausäure, Natriumbisulfit, Organomagnesiumverbindungen. Allgemeines Reaktionsschema mit Ammoniakderivaten. Reaktionen mit Aminen, Hydroxylamin, Hydrazinen, Semicarbazid. Saure und basische Katalyse von Additionsreaktionen. Rückgewinnung von Carbonylverbindungen zu Alkoholen, Kohlenwasserstoffen. Oxidation von Aldehyden und Ketonen. Disproportionierungsreaktionen (Cannizzaro, Tishchenko). Reaktionen, an denen ein Wasserstoff-A-Kohlenstoffatom beteiligt ist. Halogenierung. Haloform-Reaktion. Aldol-Siegel. Der Mechanismus der Reaktion und die Rolle des Katalysators. Croton-Kondensation.

Ungesättigte Carbonylverbindungen. a-,b-ungesättigte Aldehyde und Ketone. Quittung. Konjugation einer Carbonylgruppe und einer Doppelbindung. Additionsreaktionen elektrophiler und nukleophiler Reagenzien. Polymerisation. Acrolein. Crotonaldehyd.

Carbonsäuren

Monocarbonsäuren. Nomenklatur der Isomerie. Synthesemethoden. physikalische Eigenschaften. Die Struktur der Carboxylgruppe. saure Eigenschaften. Säurekonstante. Einfluss der Wirkung von Substituenten auf die Stärke von Carbonsäuren. Reaktionen, die unter Bruch der O-H-Bindung ablaufen. Salze von Carbonsäuren. Reaktionen, die unter Bruch der C-OH-Bindung ablaufen: die Bildung funktioneller Derivate von Carbonsäuren. Veresterungsreaktion und ihr Mechanismus. Gleichgewichtskonstante. Herstellung von Säurehalogeniden, Anhydriden und Amiden. Der Mechanismus der nukleophilen Substitutionsreaktion in Säuren und ihren Derivaten. Vergleich der Reaktivität von Säurederivaten bei Reaktionen mit nukleophilen Reagenzien. Säurehalogenide. Chemische Eigenschaften. Wechselwirkung mit Wasser, Ammoniak, Aminen, Alkoholen. Acylierungsreaktionen. Amide. Reduzierte Basizität von Amiden. Hydrolyse von Amiden in sauren und alkalischen Medien. Dehydrierung. Amidbindung in Proteinmolekülen. Komplexe Ether. Chemische Eigenschaften. Hydrolyse von Estern und ihr Mechanismus. Umesterungsreaktion. Wechselwirkung mit dem Grignard-Reagenz. Rückgewinnung von Estern. Nitrile. Hydrolyse und Reduktion zu Aminen. Reaktionen von Säuren unter Beteiligung von Wasserstoff am a-Kohlenstoffatom: Halogenierung, Oxidation. Decarboxylierung von Carbonsäuren.

Ungesättigte Monocarbonsäuren. Isomerie. Nomenklatur. Gegenseitige Beeinflussung von Doppelbindung und Carboxylgruppe. Zugabe von elektrophilen und nukleophilen Reagenzien. Höhere ungesättigte Fettsäuren: Ölsäure, Linolsäure. Ester höherer Fettsäuren und Glycerin sind Fette. Pflanzenöle und ihre Arten. Die Struktur natürlicher Glyceride und ihre Eigenschaften. Konfiguration natürlicher Triacylglycerine mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom. Hydrolyse von Fetten. Seife. Hydrierung von Fetten. Lipide. Glykolipide. Glycerophospholipide. Ethanolaminphosphoglyceride (Cephaline). Cholinphosphoglyceride (Lecithine).

Dicarbonsäuren. Isomerie. Nomenklatur. Synthesemethoden. Physikalische und chemische Eigenschaften. Dissoziationsschritte und Säurekonstanten. Bildung zweier Reihen funktioneller Derivate. Zusammenhang mit dem Erhitzen von Oxal-, Malon-, Bernstein-, Glutar- und Phthalsäure. zyklische Anhydride. Phthalimid, Kaliumphthalimid. Malonischer Äther. Substitutionsreaktionen unter Beteiligung von Wasserstoffatomen der Methylengruppe. Synthese ein- und zweibasiger Säuren unter Verwendung von Malonsäureester. Adipinsäure. Polykondensationsreaktionen und ihre Verwendung in der Industrie (Kunstfaser).

Derivate der Kohlensäure

Phosgen. Synthese, Eigenschaften und Anwendung. Ester von Chlorkohlen- und Kohlensäuren. Carbaminsäure: Carbamate, Ester (Urethane). Harnstoff. Synthesemethoden. Struktur und Reaktionen. Biuret. Acylierung von Harnstoff (Ureide).

Oxysäuren

Einstufung. zweiwertige einbasige Säuren. Isomerie. Nomenklatur. Glykolsäure. Milchsäuren und ihre Stereoisomerie. Methoden zur Synthese von a-, b- und g-Hydroxysäuren. Chemische Eigenschaften. Dehydrierung von Hydroxysäuren. Lactide und Lactone. Dibasische dreiatomige Hydroxysäuren. Apfelsäuren. Stereoisomerie. Das Phänomen der Waldenianischen Bekehrung.

Dibasische vierwertige Hydroxysäuren. Weinsäuren, ihre Stereoisomerie. Trauben- und Mesoweinsäure. Stereochemie von Verbindungen mit zwei asymmetrischen Atomen, identisch und unterschiedlich. Racemate. Diastereomere. Mesoformen. aromatische Hydroxysäuren. Salicylsäure. Empfang und Bewerbung. Aspirin.

OXO-SÄUREN (ALDEHYDO- UND KETO-SÄUREN)

Einstufung. Nomenklatur. Glyoxylsäure und Brenztraubensäure. Erhalten und Eigenschaften. Decarboxylierung und Decarbonylierung. b-Ketosäuren: Acetessigsäure und ihre Ester. Synthese von Acetessigsäureester. Ester-Claisen-Kondensation, ihr Mechanismus. Chemische Eigenschaften von Acetessigsäureester. Charakteristische Reaktionen der Keton- und Enolformen des Acetessigsäureesters. Das Phänomen der Tautomerie. Keto-Enol-Tautomerie von Acetessigsäureester. Gründe für die relative Stabilität der Enolform. Säure- und Ketonspaltung von Acetessigsäureester. Synthese von Ketonen, Mono- und Dicarbonsäuren.

Ähnliche Informationen.

.Iolnalsäure

in einem freien Staat

existiert nicht, zerfällt in u.u.o. als zweibasige Säure

Es kann jedoch eine Reihe funktioneller Derivate bilden: teilweise und vollständige Säurehalogenide, Ester, Amide usw.

CHLORANHYDRIDE

Kohlensäuremonochlorid, Chlorkohlensäure

Kohlensäuredichlorid, Phosgen

Phosgen ist ein vollständiges Kohlensäurechlorid!, übersetzt bedeutet aus Licht geboren. Erhalten durch Mischen von Kohlenstoff(II)-oxid- und Chlorgasen. Die Reaktion findet nur bei Bestrahlung mit UV-Licht statt:

co + C12 - g \u003d o

Phosgen ist ein erstickendes Gas mit dem Geruch von frischem Heu. Seine Dämpfe sind schwerer als Luft und reizen die Lunge, was zu Ödemen führt.

Chemische Eigenschaften. 1. Wechselwirkung mit H20. Als Säurechlorid zersetzt es sich leicht durch Wasser unter Bildung von Kohlensäure und Salzsäure.

2. Interaktion mit a*p*piaki*p

H. Wechselwirkung mit Alkoholen

Kohlensäureamide

Nicht-Vollamid der Kohlensäure wird Caryamipinsäure genannt

Säure:

Karbaminsäure ist instabil und kommt nicht im freien Zustand vor, da sie sich bei Raumtemperatur leicht zersetzt:

Carbaminsäurederivate werden ebenfalls leicht zersetzt.

Erhitzen von Ammoniumcarbamat führt zu seiner Zersetzung in Harnstoff und HO:

Carbaminsäureester! sogenannte Urethane. Allgemein

Urethan-Formel:

Carbonsäuren

Sie werden aus Phosgen und dem entsprechenden Alkohol unter anschließender Einwirkung von Ammoniak gewonnen:

oder aus Diethylether der Kohlensäure! - Reaktion mit Ammoniak:

Urethane – Stoffe mit klaren Schmelzpunkten

und dienen zur Identifizierung von Alkoholen. Sie werden als Schlafmittel verwendet.

Harnstoff - Diamid der Kohlensäure:

Harnstoff ist das Endprodukt des Proteinabbaus. Sie

ist von großer biochemischer Bedeutung.

Harnstoff wurde erstmals 1828 von Wehler aus dem Ammoniumsalz der Cyansäure gewonnen:

In der Industrie wird Harnstoff aus gewonnen und 1h!!.,:

Harnstoff ist eine farblose, in Wasser gut lösliche, kristalline Substanz neutraler Natur.

Chemische Eigenschaften. 1. Wechselwirkung von Harnstoff mit Säuren. Die Protonierung des Harnstoffs erfolgt am Sauerstoffatom, da die Basizität der -1CHN-Gruppen deutlich reduziert ist

als Ergebnis der Paarung:

26. Derivate der Kohlensäure