Документ 228139

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ / Волосникова Л.М./
__________ _____________ 2011 г.
МЕТОДЫ ОРГАНИЧЕСКОГО И НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов очной формы обучения по направлению 020100.68
«Химия». Магистерская программа «Химия нефти и экологическая
безопасность»
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
___________________________/Метелёва Г.П./
«______»___________2011 г.
Рассмотрено на заседании кафедры органической и экологической
«______»___________2011 г. протокол № .
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
Объем _________стр.
Зав. кафедрой ______________________________/Паничев С.А./
«______»___________ 2011г.
Рассмотрено на заседании УМК Института математики, естественных наук и
информационных технологий «______»___________2011 г. протокол № .
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________/Глухих И.Н./
«______»_____________2011 г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Фёдорова С.А./
«______»_____________2011 г.
химии
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт математики, естественных наук и информационных технологий
Кафедра органической и экологической химии
Метелёва Г.П.
МЕТОДЫ ОРГАНИЧЕСКОГО И НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов очной формы обучения по направлению 020100.68
«Химия». Магистерская программа «Химия нефти и экологическая
безопасность»
Тюменский государственный университет
2011
Метелёва Г.П. Методы органического и нефтехимического синтеза.
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной
формы обучения по направлению 020100.68 «Химия». Магистерская
программа «Химия нефти и экологическая безопасность». Тюмень, 2011, ___
стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю
подготовки.
Рабочая программа дисциплины «Методы органического и
нефтехимического синтеза» опубликована на сайте ТюмГУ: [электронный
ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой органической и экологической
химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского
государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Паничев С.А., д.п.н.,
заведующий кафедрой органической и экологической химии
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Метелёва Г.П., 2011.
профессор,
1.
Пояснительная записка
1.1 Цели и задачи дисциплины
Целью изучения данной дисциплины является формирование глубоких знаний в
области свойств органических соединений и управления их химическим поведением. Для
достижения данной цели необходимо решение следующих задач:
• освоение принципов и конкретных методов планирования органического синтеза;
• изучение химических свойств органических соединений и механизмов их
превращений;
• приобретение умения и навыков в работе с химической литературой.
1.2 Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Методы органического и нефтехимического синтеза» входит в
профильную (вариативную) часть (М.2) профессионального цикла учебного плана по
направлению 020100.68 «Химия», магистерская программа «Химия нефти и
экологическая безопасность».
В информационном и логическом планах данная дисциплина последовательно
развивает общий курс «Органическая химия», а также тесно связан курсами «Химия
нефти и газа», «Планирование органического синтеза».
Для успешного освоения дисциплины обучающиеся должны знать химические
свойства основных классов органических соединений и владеть методами поиска и
анализа информации по методам органического и нефтехимического синтеза.
Освоение дисциплины «Методы органического и нефтехимического синтеза»
необходимо для освоения дисциплины «Органический катализ» и выполнения выпускной
квалификационной работы (магистерской диссертации).
1.3 Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на
компетенций:
формирование
следующих
ПК-1: имеет представления о наиболее актуальных направлениях исследований в
современной теоретической и экспериментальной химии (синтез и применение
веществ в наноструктурных технологиях, исследования в экстремальных условиях,
химия жизненных процессов, химия и экология и другие)
ПК-3: владеет теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в
соответствии с темой магистерской диссертации)
ПК-4: умеет анализировать научную литературу с целью выбора направления
исследования по предлагаемой научным руководителем теме и самостоятельно
составлять план исследования
ПК-5: способен анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и
формулировать предложения
ПК-6: имеет опыт профессионального участия в научных дискуссиях
ПК-7: умеет представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов и
научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и статьи в периодической
научной печати)
ПК-10: способен определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их
решения
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: химические свойства основных классов органических соединений, механизмы
органических реакций, принципы и методы планирования органического и
нефтехимического синтеза.
Уметь: использовать принципы и методы планирования органического и
нефтехимического синтеза для решения конкретных синтетических задач, пользоваться
научной литературой и электронными базами данных.
Владеть: практическими приемами проведения органического и нефтехимического
синтеза, компьютерными программами планирования.
Трудоемкость дисциплины.
Семестр — 2. Форма промежуточной аттестации — зачет. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 3 зачетных единицы 108 часов.
2.
3.
Тематический план.
Таблица 1.
самостоятельная
работа
1.2
6
7
8
2
10
Собеседование
8
10
Контрольная
работа
10
20
18
40
18
40
13-14
4
4
15-16
4
4
17-18
4
4
12
36
12
72
3
4
5
1
2-3
Всего:
2.1
Модуль 2
Введение и превращение
функциональных групп
4-12
Всего
3.1
3.2
3.3
Модуль 3
Образование связей углеродуглерод
Построение циклов
Расщепление связей углеродуглерод и перестройка углеродного
скелета
Всего
ИТОГО
Формы
контроля
лабораторные
занятия
1.1
2
Модуль 1
Введение в органический и
нефтехимический синтез.
Химическая информация
Разработка химической схемы
синтеза
семинарские
(практические)
занятия
1
лекции
Тема
недели семестра
Тематический план
виды учебной работы и
самостоятельная работа,
в час.
№
Контрольная
работа
Решение
задач
Решение
задач
Решение
задач
Таблица 2.
Планирование самостоятельной работы студентов
№
1.1
1.2
Темы
Модуль 1
Введение в органический
и нефтехимический
синтез. Химическая
информация
Разработка химической
схемы синтеза
обязательные
Виды СРС
дополнительные
Поиск
литературы по
методам синтеза
конкретных
соединений
Выполнение
заданий для по
планированию
синтеза
Работа с
литературными
источниками
Самостоятельное
изучение
дополнительной
литературы
Неделя
семестра
Объем
часов
1
10
2-3
10
Всего
2.1
20
Модуль 2
Введение и превращение
функциональных групп
Выполнение
заданий для
самостоятельной
работы.
Самостоятельное
изучение
дополнительной
литературы
5-12
Всего
40
3.1
Модуль 3
Образование связей
углерод-углерод
3.2
Построение циклов
3.3
Выполнение
проверочной
работы
Самостоятельное
изучение
дополнительной
литературы
Работа с
литературными
источниками
Работа с
литературными
источниками
Работа с
вопросами для
самоконтроля
Расщепление связей
Работа с
углерод-углерод и
вопросами для
перестройка углеродного самоконтроля
скелета
Всего
13-14
4
15-16
4
17-18
4
12
72
ИТОГО
4.
№
п/п
1
2
40
Разделы дисциплины и междисциплинарные
(последующими) дисциплинами
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Органический катализ
Выполнение
выпускной
квалификационной
работы
1.1
с
обеспечиваемыми
Темы дисциплины необходимые для изучения
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1.2
2.1
3.1
3.2
3.3
+
+
связи
+
+
+
+
+
+
…
5.
Содержание дисциплины.
Модуль 1
Тема 1.1. Введение в органический и нефтехимический синтез.
Значение органического и нефтехимического синтеза. Цели и задачи.
Информационные издания по органической химии. Организация научно-технической
информации. Техника работы с литературой.
Тема 1.2. Разработка химической схемы синтеза.
Прямое
и
ретросинтетическое
планирование.
Ключевые
понятия
ретросинтетического планирования: целевое и исходные соединения, дерево синтеза,
синтоны, синтетический эквивалент, трансформации расчленения и изменения
функциональных групп, ретросинтетический анализ и синтез. Нуклеофильные (донорные)
и электрофильные (акцепторные) синтоны.
Активация реагентов. Обращение полярности. Защита и регенерация функциональных
групп. Проблемы селективности в органическом синтезе: химическая (функциональная)
селективность, регио- и стереоселективность. Кинетический и термодинамический
контроль. Оптимизация. Математическое и компьютерное планирование. Синтетическая
схема.
Ретросинтетический анализ углеводородов (алканы, алкены, алкины, арены),
монофункциональных (спирты, простые эфиры, сульфиды, эпокиси, альдегиды, кетоны,
карбоновые кислоты и их производные, амины) и полифункциональных (1,2-, 1,3-, 1,4-,
1,5- и 1,6-дифункциональные) соединений.
Модуль 2
Тема 2.1. Введение и превращения функциональных групп
Алкены. Частичное восстановление алкинов. Каталитическое гидрирование.
Катализаторы и их приготовление. Особенности метода. Восстановление химическими
восстановителями: щелочные металлы в аммиаке, натрий в спирте, амальгамы,
алюмогидрид лития и боргидрид натрия, гидроборирование. Восстановление
ароматических соединений по Берчу, восстановление кетонов по Кижнеру-Вольфу,
восстановление бензоинов. Метатезис олефинов. Получение алкенов посредством реакций
дегидрирования и элиминирования. Каталитическое и химическое дегидрирование
углеводородов, дегидратация спиртов, дегидрогалогенирование алкилгалогенидов,
дегалогенирование дигалогенидов, детозилирование тозилатов. Сравнение условий и
характеристика отщепляющих агентов. Термическое расщепление четвертичных
аммониевых оснований (по Гофману), ксантогенатов (Чугаев), сложных эфиров,
карбонильных соединений и фосфоранов (реакция Виттига). Другие методы: получение
алкенов из -гидроксисиланов по Петерсону, окислительное декарбоксилирование
карбоновых кислот.
Алкины. Получение алкинов дегидрогалогенированием дигалогенидов или галогенолефинов, дегалогенированием, расщеплением азотсодержащих соединений. Синтез
алкинов из олефинов и -дикетонов.
Галогенпроизводные углеводородов. Заместительные методы. Замещение атомов
водорода в алканах, олефинах, ацетиленах. Галогенирование аренов в ядро и боковые
цепи. Замещение водорода галогеном в простых эфирах, карбонильных и
нитросоединениях, кислотах и сложных эфирах. Галогенирование функциональных
производных аренов. Хлорметилирование по Блану. Замещение функциональных групп
на галоген. Замещение гидроксильных групп в спиртах действием галогенводородов,
галогенидов фосфора, тионилхлорида, замещение через сульфонаты. Обмен галогенида по
Финкельштейну. Расщепление простых эфиров и ацеталей. Получение галогенэфиров по
Генри. Синтез галогенпроизводных из карбоновых кислот (Бартон) и амидов (Браун),
арилгалогенидов из солей диазония (Зандмейер). Замена гидроксила в карбоновых
кислотах (получение галогенангидридов) и карбонильного кислорода в альдегидах и
кетонах. Присоединительные методы. Присоединение галогенов, галогенводородных
кислот, ацилгалогенидов, и полигалогеналканов к ненасыщенным соединениям.
Сопряженное присоединение. Взаимодействие солей диазония с олефинами и
ацетиленами (Меервейн).
Спирты и фенолы. Окислительно-восстановительные методы. Аллильное
окисление олефинов. Восстановительное озонирование. Гидрирование и восстановление
альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и сложных эфиров (реакции МеервейнаПонндорфа-Верлея, Канницаро, Буво-Блана). Окисление кумола и о-, п-оксиальдегидов,
восстановление хинонов. Сольволитические методы. Гидролиз алкил- и арилгалогенидов,
эпоксидов. Щелочное плавление солей арилсульфокислот. Получение фенолов по реакции
Бухерера и из солей диазония. Присоединительные методы. Гидратация олефинов.
Гидроксилирование олефинов надкислотами, перманганатом калия, тетраоксидом осмия,
пероксидом водорода. Получение спиртов из алкенов и карбонильных соединений
(реакция Принса), из олефинов через бораны. Гидроформилирование олефинов.
Простые эфиры. Алкилирование спиртов и фенолов алкилгалогенидами
(Вильямсон),
диалкилсульфатами
и
диазометаном.
Дегидратация
спиртов.
Алкоксилирование и алкоксиметилирование по С–Н и С=С связям. Получение
диариловых эфиров (Ульман). Эпоксидирование.
Амины. Восстановительные методы. Восстановление нитро-, нитрозо-, азо-, азидои нитрозаминов, азометинов, нитрилов, амидов, оксимов, и гидразонов.
Восстановительное алкилирование и аминирование (Лейкарт-Валлах, Эшвайлер-Кларк).
Заместительные и присоединительные методы. Алкилирование аммиака, аминов, амидов
(Габриэль), уротропина (Делепин), аминирование спиртов, фенолов (Бухерер).
Присоединение аминов и ацетонитрила (Риттер) к ненасыщенным соединениямм и по
>С=О связи. Аминирование эпоксидов. Другие методы. Гидролитическое расщепление
амидов кислот.
Альдегиды и кетоны. Окислительно-восстановительные методы. Окисление
первичных и вторичных спиртов. Окисление галогенпроизводных смешанными
окислителями. Окисление метиларенов. Окислительное расщепление олефинов, гликолей
и углеводородов с третичными углеродными атомами, окисление метиленовых групп.
Восстановление хлорангидридов (Розенмунд, Браун, Райссерт), сложных эфиров,
карбоновых кислот, нитрилов (Зонн-Мюллер, Стефен), нитроалкенов. Реакция Канницаро.
Гидролиз и гидратация. Гидролиз гем-дигалогенидов, виниловых эфиров, гидратация
алкинов. Синтез по реакции Соммле.
Карбоновые кислоты и их производные. Окислительные методы. Окисление
алкенов, алкинов, алкиларенов, спиртов и карбонильных соединений, метилкетонов.
Окислительный гидролиз озонидов. Реакция Канницаро. Гидролитические методы.
Гидролиз тригалогенидов, нитрилов, амидов и сложных эфиров. Другие методы
(рассматриваются в разделах по образованию и расщеплению углерод-углеродных
связей). Получение галогенангидридов, ангидридов, амидов и нитрилов.
Модуль 3
Тема 3.1. Образование связи углерод-углерод.
Нуклеофильные реакции замещения и присоединения металлоорганических
соединений (МОС). Реакции Вюрца, Шорыгина, Вюрца-Гриньяра, Реформатского.
Присоединение МОС по кратным связям углерод-углерод, углерод-азот и углеродкислород. Взаимодействие МОС с -галогенэфирами, эпоксидами, моно- и диоксидом
углерода. Реакция Иванова. Присоединение МОС к сопряженным системам.
Алкилирование и конденсация. Алкилирование енаминов, иминов, эфиров
малоновой и -кетокислот. Реакция Михаэля, ацилоиновая конденсация, альдольнокротоновая (самоконденсация и перекрестная). Реакции Анри, Реппе, Манниха,
циангидринный синтез. Бензоиновая и сложноэфирная конденсации. Реакции
Кнёвенагеля, Перкина, Штоббе, Виттига.
Электрофильное замещение и родственные реакции. Реакция Фриделя-Крафтса
(ацилирование и алкилирование). Реакции Гаттермана, Гаттермана-Коха, Рихе.
Формилирование фтористым формилом. Гидроформилирование олефинов по Рёлену
(оксосинтез) Реакция Кольбе-Шмидта. Перегруппировка Клайзена.
Тема 3.2. Построение циклов.
Производные циклопропана и циклобутана. Органические синтезы с участием
карбенов. Общие понятия о карбенах и карбеноидах. Основные группы карбенов, способы
их генерирования. Синтезы по реакциям [1+2]-циклоприсоединения карбенов к
непредельным соединениям. Синтезы циклопропанов и циклобутанов из дигалогенидов
по реакциям Вюрца, Густавсона. Сужение циклов по Демьянову. Синтезы из малонового
эфира и разложением циклических гидразонов по Кижнеру. [2+2]-Циклоприсоединение.
Производные циклопентана и циклогексана. Получение из карбоновых кислот и
их солей по Блану и Ружичке. Конденсация сложных эфиров и нитрилов дикарбоновых
кислот (Дикман, Торп – Циглер). Расширение циклов по Демьянову.
[2+4]-Циклоприсоединение по Дильсу – Альдеру. Типы диенов и диенофилов и
характеристики их активности. Стереохимия диенового синтеза. Катализ кислотами
Льюиса.
Тема 3.3. Расщепление связей углерод–углерод и перестройка углеродного скелета
Термическое и окислительное расщепление. Декарбоксилирование насыщенных,
ненасыщенных и ароматических кислот. Кетонное и кислотное расщепление -кетокислот
и дикарбоновых кислот. Отщепление окиси углерода (декарбонилирование).
Окислительное расщепление кетонов и ароматических систем. Гидролитическое
расщепление дикетонов и эфиров -кетокислот. Ретродиеновый распад. Аллильная
перегруппировка. Перегруппировки Фаворского, Вагнера-Меервейна. Пинаколиновая и
ретропинаколиновая перегруппировки.
6.
Планы семинарских занятий.
Семинарские занятия учебным планом не предусмотрены
7.
Темы лабораторных работ. (Лабораторный практикум)
Лабораторный практикум учебным планом не предусмотрен
8.
Примерная тематика курсовых работ
Курсовые работы учебным планом не предусмотрены
9.
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины
Контроль выполнения самостоятельной работы студентов осуществляется
посредством опросов на лекциях, защиты реферата и выполнении контрольных заданий
Контрольные вопросы для зачёта
1. Синтез алкенов реакциями восстановления.
2. Синтез алкенов реакциями дегидрирования и элиминирования.
3. Синтез алкинов
4. Синтез галогенпроизводных присоединительными методами.
5. Синтез галогенпроизводных заместительными методами.
6. Синтез галогенпроизводных замещением функциональных групп на галоген.
7. Получение спиртов и фенолов окислительно-восстановительными методами.
8. Получение спиртов и фенолов присоединительными методами.
9. Получение спиртов и фенолов сольволитическими методами.
10. Получение простых эфиров.
11. Получение аминов восстановительными методами.
12. Получение аминов заместительными и присоединительными методами.
13. Получение альдегидов и кетонов окислительно-восстановительными методами.
14. Получение альдегидов и кетонов реакциями гидролиза и гидратации.
15. Получение карбоновых кислот окислительными методами
16. Образование связи углерод-углерод реакциями
нуклеофильного замещения и
присоединения металлоорганических соединении.
17. Образование связи углерод-углерод реакциями алкилирования и конденсации.
18. Образование связи углерод-углерод реакциями электрофильного замещения.
19. Синтез производных циклопропана и циклобутана
20. Производные циклопентана и циклогексана.
21. Синтезы с участием карбенов.
22. Синтез органических соединений по реакции Дильса-Альдера.
Задачи и вопросы для самостоятельной работы
Планирование органического синтеза
1. Из бензола и хлористого изопропила синтезировать 2,6-дибром-4-изопропилфенол.
2. Из фенола и этилового спирта получить 2-оксипропилфенон.
3. Из толуола получить флюороглюцин.
4. Из анилина и этанола получить п-нитробензойную кислоту.
5. Из бензола и уксусного ангидрида получить п-оксиацетанилид.
6. Из пропионовой кислоты получить диэтилпропиламин.
7. Из оксида углерода(II) и ацетилена получить тетрагидрофуран.
8. Из карбида кальция синтезировать бутадиен-1,3.
9. Синтезировать янтарный ангидрид из неорганических реагентов.
10. Из пропана синтезировать аллилизопропиловый эфир.
11. Из бензола и неорганических веществ синтезировать о-нитроанилин.
12. Из изобутилового спирта получить валин.
13. Из пропилена получить 5- кетокапроновую кислоту.
14. Из ацетона синтезировать 2,2-диметилпропионовую кислоту.
15. Из неорганических реагентов синтезировать циклопропан.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Поиск литературы по методам синтеза конкретного соединения
2- и 4-Нитро-(3-бромпропил)-бензолы из бензола и пропена.
1-амино-2-этоксинафталин из нафталина и этилена.
Тирозин из бензола и неорганических веществ.
Бензилбензоат из толуола и неорганических реагентов.
Изопропилпропионат из пропилена.
1,5-Диаминоантрахинон из антрацена.
Дибензилкетон из толуола и неорганических веществ.
1,4-Динитроантрахинон из нафталина и бензола.
Этилацетоуксусный эфир из этилового спирта.
-Меркаптоэтиламин (антирадиационный препарат) из этанола.
11.
12.
13.
14.
15.
2,4-Бромацетанилид из бензола и неорганических реагентов.
3-Метилоксииндол из бензола и других органических реагентов.
Этилацетоуксусный эфир из этилового спирта.
1,5-Диаминоантрахинон из антрацена
о-Бромацетанилид из бензола и неорганических реагентов.
Вопросы для самоконтроля и углубленного изучения
1. Покажите, что реакция окисления органических соединений перманганатом калия
является синтетическим методом.
2. Докажите, что реакция Дильса-Альдера — один из самых фундаментальных и
употребляемых методов органического синтеза.
3. Почему реакцию Вюрца нельзя считать методом синтеза алканов?
4. Какие синтетические методы создания углеродного скелета Вы можете предложить?
5. Какие методы построения циклических структур Вы знаете? Проиллюстрируйте
конкретными примерами.
6. Покажите на конкретных примерах, что расщепление С–С связи и перестройка
углеродного скелета — синтетические методы.
7. Реакция Виттига — важный препаративный метод синтеза олефинов. Охарактеризуйте
его преимущества, в сравнении с другими аналогичными методами.
8. За последнее время широкое применение в синтезе нашел метод межфазного катализа.
В чем его сущность?
9. Дайте характеристику новым принципам стимулирования органических реакций:
фотохимия, сверхвысокие давления, гомогенный металлокомплексный катализ.
10. Как использовать сложноэфирную конденсацию для получения 1-метил-3карбэтоксипиперидона-4?
11. Каким методом синтеза С–С связи можно синтезировать диацетоновый спирт? Какой
экспериментальный прием используют в этом синтезе?
12. При получении диметилаллилкарбинола магнийорганическим синтезом ацетон и
хлористый аллил одновременно прибавляют к магнию, находящемуся под слоем
эфира. Чем вызвана необходимость проведения реакции именно таким образом?
Какое соединение при этом получается побочно?
13. Как лабораторным путем из ацетилена и хлороформа с применением неорганических
реагентов синтезировать 3,3,4,4-тетрафторциклобутен-1?
14. Как, используя диэтилмалонат и соответствующий дигалогенид, синтезировать
циклобутанкарбоновую кислоту?
15. Почему синтез аминов по Гофману из галогенпроизводных и аммиака мало пригоден
для получения чистого диэтиламина, но дает хорошие результаты при синтезе ди-нгексиламина?
16. Поясните образование 1-метилциклопентанола-1 при прибавлении 1-иодгексанона-5 к
эфирному раствору магнийорганического соединения.
17. Почему из хлорангидридов и ангидридов карбоновых кислот при обратном
прибавлении реагентов (прибавление магнийорганического соединения) можно
получать кетоны, а из сложных эфиров – нет?
18. Назовите примеры синтеза через магнийорганические соединения: альдегидов,
кетонов, диолов, тиоспиртов.
19. Ацетоуксусный эфир получают конденсацией Кляйзена. Приведите примеры других
возможных продуктов конденсации этилацетата, поясните механизм образования.
20. При нагревании
неопентилиодида
с амидом натрия образуется
1,1-диметилциклопропан. Каков механизм реакции?
21. Как из ацетилена и хлороформа с применением с применением неорганических
реагентов синтезировать 3,3,4,4-тетрафторциклобутен-1?
22. Получите из неопентилового спирта, трифенилфосфина и четыреххлористого углерода
неопентилхлорид, Объяснить механизм.
23. Предложите не менее 4-х методов синтеза иодбензола.
24. 1 моль бензилметилового эфира
и 1,25 моль дихлордиметилового эфира в
присутствии следов хлористого цинка нагревают до 95-100 С в течение 2 часов. При
отгонке получают хлористый бензил с выходом 88 %. Составьте схему синтеза и
поясните механизм..
25. Синтезируйте о-метилбензилхлорид из о-метилбензилового спирта. Предложите
галогенирующий агент и условия проведения синтеза.
26. Синтезировать 2-иодбутан из вторбутилового спирта, иода и красного фосфора.
Пояснить механизм.
27. Третбутилгипохлорит при облучении светом или в присутствии небольших количеств
перекиси реагирует с алканами, давая эквимолярные количества аллилхлорида и
третбутилового спирта. Напишите все стадии вероятного механизма этой реакции.
Можно ли эту реакцию считать методом синтеза алкилгалогенидов или спиртов?
28. Назовите не менее пяти методов восстановления нитробензола до анилина с
применением различных восстановителей. Составьте уравнения соответствующих
реакций.
29. Какие способы получения твердых солей диазония вам известны?
30. Предложите метод извлечения первичного амина, например н-бутил-амина, из смеси
вторичных и третичных аминов, используя фталевый ангидрид.
31. Приведите восемь путей синтеза н-пропиламина, включая только реакции
нуклеофильного замещения и перегруппировки. Поясните механизмы всех
рассматриваемых реакций.
32. Приведите примеры синтеза аминов с использованием в качестве аминирующих
агентов амида натрия, бисульфита аммония, аммиака. Поясните механизм.
33. Синтезировать трифениламин из бензола и неорганических реагентов.
34. Каков механизм образования барбитуровой кислоты из диэтилового эфира малоновой
кислоты и мочевины?
35. Экспериментально установлено, что диазотирование циклогексиламинометана
приводит исключительно к циклогептанолу. Укажите, образование какого продукта
обычно ожидается в этой реакции и приведите механизм образования циклогептанола.
36. Хлористый фенилдиазоний разлагается в воде, кислой среде (соляноя кислота) и
полярной среде с образованием двух соединений А и Б и выделением азота.
Добавление поваренной соли не влияет на скорость разложения (определенную по
скорости выделения азота), но количество продукта А сильно возрастает. Установите
природу и напишите механизмы образования соединений А и Б.
37. Было показано, что разложение борфторида фенилдиазония в присутствии порошка
меди в нитробензоле дает 2- и 4-нитробифенилы, но не 3-нитробифенил. Объясните,
образование какого продукта Вы могли бы ожидать при разложении борфторида
фенилдиазония в акрилонитриле в отсутствие меди?
38. Напишите уравнение реакции азосочетания 8-амино-1-нафтол-3,6-дисульфокислоты с
хлористым п-нитрофенилдиазонием в кислой (рН = 5) и щелочной (рН = 9) средах.
Предложите структуру красителя в различных средах: рН = 3, рН = 7, рН = 10.
39. Предложите способ получения п-динитробензола из бензола с объяснением
механизмов всех реакций. Обосновать предложенный метод синтеза.
40. Предложите метод синтеза красного стрептоцида из бензола.
41. Синтезируйте -нитростирол из а) стирола, б) бензальдегида. Какой из методов более
рационален?
42. Синтезируйте нитрометан из производного уксусной кислоты. Поясните механизм
реакции.
43. Каким методом удобнее пользоваться при синтезе бензоилуксусного эфира: а)
подвергать действию этилата натрия смесь этиловых эфиров уксусной и бензойной
кислот, б) обрабатывать хлористым бензоилом натриевое производное
ацетоуксусного эфира?
44. Предложите способы получения сложных эфиров енольных форм уксусного альдегида
и ацетона.
45. Предложите способ получения сахарина из толуола.
46. Каким путем можно синтезировать анестезин и новокаин из п-толуидина?
47. Предложите синтез п-этилбензойной кислоты из п-ацетил-этилбензола.
48. Подтвердите, что окисление циклогексана в циклогексанол и циклогексанон в
присутствии стеарата алюминия идет через стадию образования гидропероксида.
49. Какие продукты должны образоваться при реакции бромоформа с третбутиловым
спиртом в присутствии:а) транс-бутена-2, б) цис-бутена-2?
50. Охарактеризуйте основные методы генерации карбенов.
10. Образовательные технологии.
Виды учебной
работы
Аудиторные
занятия
Образовательные технологии
а) Чтение лекций (мультимедийные и видео-демонстрации, письменное
тестирование по пройденному материалу.
б) Проведение семинарских занятий (углубленное рассмотрение учебного
материала, решение типовых задач, групповое обсуждение и анализ проблем,
физическое и математическое моделирование, мультимедийные демонстрации,
вычислительные методики, заслушивание и обсуждение устных докладов,
сообщений, выступлений, встречи с преподавателями других дисциплин).
в) Интерактивные технологии (групповые дискуссии, разбор конкретных
ситуаций).
г) Модульно-рейтинговая технология контроля успеваемости.
Самостоятельная
работа
а) Изучение учебной и методической литературы, т.ч. поиск информации в
электронных сетях и базах данных, подготовка презентаций.
б) Выполнение домашних заданий (для каждого студента — персональный
комплект из 10 задач).
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
11.1. Основная литература:
1. Бочков А.Ф., Смит В.А., Кейпл Р. Органический синтез. Наука и искусство. М.: Мир,
2001.
2. Смит В.А., Димман А.Д. Основы современного органического синтеза. М.: Бином, 2008.
3. Ли Дж. Дж. Именные реакции. Механизмы органических реакций. М.: Бином, 2006.
11.2. Дополнительная литература
1. Титце Л., Айхер Т. Препаративная органическая химия. М.:, Мир, 2004.
2. Ласло П. Логика органического синтеза. Т. 1, 2. М.:, Мир, 1998.
3. Маки Р., Смит Л. Путеводитель по органическому синтезу. М.:, Мир, 1985.
4. Пейн Ч., Пейн Л. Как выбрать путь синтеза органического соединения. М.:, Мир, 1973.
5. Чижов О.С., Чижов О.А. Рациональное планирование сложного органического синтеза
М.: Наука, 1986.
11.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
www.e-library.ru
www.chem.msu.su/rus/program
www.mirnefti.ru
www.neftekhimiya.ips.ac.ru
www.chemindustry.ru
12. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
Все
лекции
обеспечены
мультимедийными
презентациями
и
видеофильмами. Для чтения лекций необходимо наличие аудиторий, оснащенных
мультимедийной техникой (компьютер, проектор и др.).
Для самостоятельной работы студентов необходим доступ в компьютерный
класс, имеющий выход в Интернет.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 2013/ 2014 учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
пересмотрена рекомендуемая литература
Основная:
1. Смит, В. А. Основы современного органического синтеза [Электронный ресурс] :
учебное пособие / В. А. Смит, А. Д. Дильман. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. 746 с. - 978-5-9963-0807-1. Режим доступа:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=222879 (дата обращения 08.10.2013).
2. Реутов, О. А. Органическая химия. В 4-х частях. Часть 1 [Электронный ресурс] / О. А.
Реутов, А. Л. Курц, К. П. Бутин. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 568 с Режим
доступа:http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=221274 (дата обращения 30.09.2013).
Дополнительная:
1. Миначев, Х. М.. Избранные труды: Гетерогенный катализ; Нефтехимия;
Каталитический органический синтез/ Х. М. Миначев ; ред.-сост. Н. Я. Усачев; Ин-т
орган. химии им. Н. Д. Зелинского РАН. - Москва: Либроком, 2011. - 880 с.
2. Толстиков, Г. А.. Алюминийорганические соединения в органическом синтезе/ Г. А.
Толстиков, У. М. Джемилев, А. Г. Толстиков; Рос. акад. наук, Ин-т нефтехимии и
катализа. - Москва: Гео, 2009. - 645 с.
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры органической и
экологической химии «22» октября 2013 г.
И.о.заведующего кафедрой ___________________/Паничева Л.П./