ВУЗ: Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского
Категория: Учебное пособие
Дисциплина: Химия
Добавлен: 09.02.2019
Просмотров: 13888
Скачиваний: 27
Борисова Т.Н., Варламов А.В., Сорокина Е.А.,
Воскресенский Л.Г., Никитина Е.В.
ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
СПЕЦИАЛЬНОСТИ “ФАРМАЦИЯ”
Москва
2007
3
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
I. Типы связей в органических соединениях
1.
Ковалентная – это связь, образованная за счет обобществления
электронов двух атомов. Имеется два механизма образования ковалентной
связи:
а) при ковалентном механизме образования каждый из атомов, образующих
связь предоставляет по одному электрону:
1ē + 1ē (ē - электрон)
Примеры
Н-Н – ковалентная неполярная
Н-Cl – ковалентная полярная;
Полярность связи (поляризация связи) обозначается в органической химии с
помощью частичных зарядов (
δ ) и соответствует разнице в
электроотрицательности элементов (см. ниже соответствующую таблицу).
Например, CH
3
+
δ
→Br
-
δ
, H
+
δ
→Br
-
δ
б) при донорноакцепторном механизме образования один из атомов
предоставляет неподеленную пару электронов (НПЭ), а другой – вакантную
орбиталь.
2 ē + ( - вакантная орбиталь)
Примеры
NH
3
CH
3
NH
2
NH
4
CH
3
NH
3
H
H
+
+
2. Семиполярная – ковалентная связь, дополненная электростатическим
взаимодействием атомов (образована по донорно-акцепторному механизму).
CH
3
(CH
3
)
3
N
(CH
3
)
3
N
⎯BF
3
(CH
3
)
3
N
BF
3
+
+
атом кислорода
O CH
3
BF
3
+
CH
3
O CH
3
BF
3
O
(CH
3
)
3
N O
3. Ионная – электростатическая связь между противоположно заряженными
ионами.
В органических соединениях из-за значительной разницы в
электроотрицательности элементов ионными являются связи между атомами
углерода (в sp-гибридизации), кислорода, азота, серы и щелочными и
щелочноземельными металлами.
4
Примеры
C
H
C Na
CH
3
O
Na
CH
3
C
O
O K
ацетиленид натрия
метилат натрия
ацетат калия
CH
3
C
O
O
CH
3
C
O
O
Ca
+2
CH
3
NH Na
CH
3
S K
ацетат кальция
метиламид натрия
метилтиолат калия
(CH
3
COO)
2
Ca
Электроотрицательность элементов по Полингу.
Li 1,0 Be 1,5 B 2,0 H 2,1 C 2,5 N 3,0 O 3,5 F 4,0
Na 0,9 Mg 1,2 Al 1,5 Si 1,8 P 2,1 S 2,5 Cl 3,0
K 0,8 Ca 1,0 Se 2,5 Br 2,8
Rb 0,8 Sr 1,0 I 2,5
Cs 0,7 Ba 0,9
Данные по атому углерода:
C
sp3
2,5
C
sp2
2,8
C
sp
3,1
II. Типы гибридизаций атомов, участвующих в образовании органических
соединений
Для атома углерода.
1. Исходное невозбужденное состояние (ИНС) 1s
2
2s
2
2p
2
Атом С имеет четыре валентных ē.
2s
2p
1s
2. Варианты перераспределения валентных электронов атома углерода за счет
гибридизации
Гибридизация – выравнивание валентных электронных облаков по форме и
энергии. Гибридные орбитали изображаются в виде несимметричных гантелей.
1) Валентные ē sp
3
-гибридизованного атома углерода участвуют в
образовании четырех равноценных
σ- связей с помощью 4-х неспаренных ē.
sp
3
5
Оси четырех sp
3
– орбиталей направлены к вершинам
тетраэдра, валентные углы равны 109
о
28
′
.
Для изображения СН-связей в молекуле метана (СН
4
) возможны два
варианта: а) схема заполнения подуровней; б) объемная модель.
Модели молекул метана и этана.
2sp
3
1s
H
H
H
H
а)
б)
C
H
H
H
H
CH
3
-CH-O
−CH
2
-CH
3
Cl
K C
≡N
CH
3
OH
KOH
спирт, t
0
C
CH
3
-CH
2
-O
−CH-C≡N
CH
3
CH
3
-CH-O
−CH
2
-CH
3
OCH
3
CH
2
=CH-O
−CH
2
-CH
3
1
2
1
2
1
2
3
1-этоксиэтен,
винилэтиловый эфир
нитрил 2-этокси-
пропановой кислоты
1-этокси-1-метоксиэтан
-HCl
-KCl
-HCl
ТИОЛЫ
(тиоспирты, меркаптаны)
Номенклатура
CH
3
-S-H метантиол, метилмеркаптан
CH
3
-CH
2
-S-H этантиол, этилмеркаптан
Методы получения
1. CH
3
-I + Na SH
CH
3
-SH + NaI
2. CH
3
-CH=CH
2
H
2
S
CH
3
-CH-CH
3
SH
H
2
S
h
υ
CH
3
-CH
2
-CH
2
-SH
пропантиол-1
пропантиол-2
Реакционная способность
R-S
←H
+δ
−δ
1. SH-Кислоты, слабые.
R-S-H
> R-O-H
как кислоты
2. Нуклеофилы.
R-S-H
>R-O-H
как нуклеофилы
как нуклеофилы
R-S
> R-O
тиолат-
анион
102