Материал: Травень В.Ф. - Органическая химия. В 3 т. Т. 2
УЧЕБНИК ДЛЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ
В. Ф. Травень
ОРГАНИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
в трех томах
II
4-е издание (электронное)
Допущено Учебно-методическим объединением
по классическому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 020201 – фундаментальная и прикладная химия
Москва
БИНОМ. Лаборатория знаний
2015
УДК 547 (075.8) ББК 24.2я73
Т65
С е р и я о с н о в а н а в 2009 г.
Травень В. Ф.
Т65 Органическая химия [Электронный ресурс] : учебное пособие для вузов : в 3 т. Т. II / В. Ф. Травень. — 4-е изд. (эл.). — Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 550 с.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. — (Учебник для высшей школы). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".
ISBN 978-5-9963-2940-3 (Т. II) ISBN 978-5-9963-2938-0
Первое издание учебника «Органическая химия», изданного в 2004 году, получило заслуженное признание среди студентов и преподавателей. Вместе с тем, переход на двухуровневую систему высшего образования предъявляет новые требования к содержанию учебников, что явилось причиной существенной переработки книги. В данном издании учебный материал систематизирован с учетом степени глубины изучения предмета: для начального освоения дисциплины в основных разделах излагаются фундаментальные сведения, а специализирующимся в области органической химии и продолжающим обучение после получения степени бакалавра адресованы разделы «Для углубленного изучения». Настоящее издание учебника подготовлено в комплекте с задачником (В. Ф. Травень, А. Ю. Сухоруков, Н. А. Кондратова «Задачи по органической химии») и практикумом (В. Ф. Травень, А. Е. Щекотихин «Практикум по органической химии»). Данный набор учебных изданий обеспечивает двухуровневое изложение учебного материала и не имеет аналогов.
Для студентов, аспирантов и преподавателей химических факультетов университетов и химико-технологических вузов.
УДК 547 (075.8) ББК 24.2я73
Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Органическая химия : учебное пособие для вузов : в 3 т. Т. II / В. Ф. Травень. —
2-е изд., перераб. — М. : БИНОМ. Лаборатория |
знаний, 2013. — 517 с. : |
ил. — (Учебник для высшей школы). — ISBN |
978-5-9963-0407-3 (Т. II); |
ISBN 978-5-9963-0357-1. |
|
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN |
978-5-9963-2940-3 |
(Т. II) |
ISBN |
978-5-9963-2938-0 |
c |
○ БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013 |
ОГЛАВЛЕНИЕ
ТОМ I
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1. ПРИРОДА КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭФФЕКТЫ. КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ
Глава 2. АЛКАНЫ
Глава 3. СТЕРЕОИЗОМЕРИЯ
Глава 4. ЦИКЛОАЛКАНЫ
Глава 5. АЛКЕНЫ
Глава 6. АЛКИНЫ
Глава 7. ДИЕНЫ
ТОМ II
Сокращения и обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Глава 8. АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ.
КРИТЕРИИ АРОМАТИЧНОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
8.1. Бензол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 8.1.1. Структурная формула . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 8.1.2. Энергия сопряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 8.1.3. Электронное строение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 8.2. Ароматичность аннуленов и их ионов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 8.2.1. Аннулены . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 8.2.2. ЯМР-критерии ароматичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 8.2.3. Ароматические ионы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 8.2.4. Квантово-химическое определение ароматичности . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 8.2.5. Графический метод определения ароматичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4 |
Оглавление |
8.3. Конденсированные бензоидные углеводороды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 31 |
8.4. Небензоидные ароматические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 33 |
8.5. Гетероциклические ароматические соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 35 |
Для углубленного изучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 37 |
Cтруктурные изомеры бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 37 |
Металла- и элементабензолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 40 |
Дополнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 42 |
Фуллерены и нанотрубки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 42 |
Глава 9. ЭЛЕКТРОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ |
|
В АРОМАТИЧЕСКОМ РЯДУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 46 |
9.1. Механизм реакций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 48 |
9.2. Наиболее важные реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 51 |
9.2.1. Галогенирование бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 51 |
9.2.2. Сульфирование бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 54 |
9.2.3. Нитрование бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 56 |
9.2.4. Алкилирование по Фриделю–Крафтсу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 59 |
9.2.5. Ацилирование по Фриделю–Крафтсу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 64 |
9.3. Правила ориентации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 68 |
9.3.1. орто-,пара-Ориентанты (заместители первого рода) . . . . . . . . . |
. . . . . . . 71 |
9.3.2. мета-Ориентанты (заместители второго рода) . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 74 |
9.4. Правила ориентации и реакционная способность |
|
замещенных бензолов с позиции теории молекулярных орбиталей . |
. . . . . . . 77 |
9.5. Факторы парциальных скоростей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 80 |
9.6. Электрофильное замещение в полизамещенных бензолах. |
|
Согласованная и несогласованная ориентация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 81 |
Для углубленного изучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 86 |
Реакции аренов с другими электрофилами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 86 |
Реакции ипсо-замещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 91 |
Дополнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 94 |
Метаболизм. Фармакологические свойства |
|
и токсичность органических соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 94 |
Глава 10. АЛКИЛ- И АЛКЕНИЛБЕНЗОЛЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . 97 |
10.1. Номенклатура производных бензола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 10.2. Алкилбензолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 10.2.1. Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 10.2.2. Физические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 10.2.3. Реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
10.3. Алкенилбензолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 10.3.1. Способы получения стирола и его производных . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 10.3.2. Реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Оглавление |
5 |
Для углубленного изучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Восстановление бензола и его производных по Берчу . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Гидрогенолиз бензильных производных.
Бензильная защита функциональных групп . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Дополнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Лекарства – производные бензола. Антагонисты и агонисты . . . . . . . . . . . . 117
Глава 11. ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ |
|
УГЛЕВОДОРОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
121 |
11.1. Полициклические арены с изолированными кольцами . . . . . . . . . . . . . . . . |
121 |
11.1.1. Способы получения производных бифенила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
122 |
11.1.2. Строение производных бифенила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
123 |
11.1.3. Реакции производных бифенила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
123 |
11.1.4. Флуорен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
124 |
11.2. Конденсированные бензоидные углеводороды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
125 |
11.2.1. Способы получения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
126 |
11.2.2. Реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
129 |
Для углубленного изучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
137 |
Правило Хюккеля и ароматичность |
|
конденсированных бензоидных углеводородов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
137 |
Ориентация реакций электрофильного замещения |
|
в полициклических ароматических углеводородах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
139 |
Дополнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
140 |
Мутагенные вещества. Почему опасно курить . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
140 |
Глава 12. ВВЕДЕНИЕ В ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ. |
|
СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ |
|
ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
144 |
12.1. Ретросинтетический анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
144 |
12.2. Спектральные методы идентификации органических соединений . . . . . . . |
148 |
12.3. Электронная спектроскопия поглощения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
149 |
12.3.1. Типы электронных переходов и области поглощения |
|
органических соединений в спектрах ЭСП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
150 |
12.3.2. Применение метода ЭСП для целей идентификации . . . . . . . . . . . . |
156 |
12.4. Инфракрасная спектроскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
159 |
12.4.1. Характеристические частоты поглощения |
|
органических соединений в ИК-области . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
166 |
12.4.2. Применение метода ИК-спектроскопии |
|
для целей идентификации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
166 |
12.5. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
173 |
12.5.1. Спектроскопия протонного магнитного резонанса . . . . . . . . . . . . . . |
175 |